【正文】 車(chē)難”的理想手段，而且必將成為一個(gè)獨(dú)具特色的陽(yáng)光產(chǎn)業(yè)。對(duì)于規(guī)模較大的系統(tǒng)，還可使用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。到現(xiàn)在為止仍然沒(méi)有人把它嚴(yán)格的歸為哪一類(lèi)，但是它涉及多領(lǐng)域，多空間，比如我們經(jīng)常能見(jiàn)到的物流倉(cāng)庫(kù)、建筑結(jié)構(gòu)等。而先進(jìn)的自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)是空間立體車(chē)庫(kù)，它是以單層面的停車(chē)庫(kù)為核心，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)上位機(jī)對(duì)車(chē)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控與PLC控制進(jìn)行車(chē)位空間位置變動(dòng)，讓車(chē)位能夠從空間到平面的轉(zhuǎn)化，來(lái)實(shí)現(xiàn)多層平面的停車(chē)功能。1993年，日本在其首都東京舉行的世界自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)設(shè)備展覽會(huì)取得了空前的成功。種類(lèi)繁多的停車(chē)設(shè)備，在做出決斷前，一定要通過(guò)詳盡的技術(shù)分析，細(xì)致的經(jīng)濟(jì)報(bào)告，盡最大可能利用一切有利因素，造出合理的車(chē)庫(kù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)2006年我國(guó)汽車(chē)銷(xiāo)售量第一次超過(guò)日本，比同期增長(zhǎng)超過(guò)25%，成為汽車(chē)第二大消費(fèi)國(guó)。又如，隨著西寧市經(jīng)濟(jì)迅猛增長(zhǎng)，人民生活水平不斷提高，西寧市民汽車(chē)擁有量也快速增長(zhǎng)。更讓人擔(dān)憂(yōu)的是，西寧市泊位缺口每年正以2000到3000的說(shuō)量上升。立體停車(chē)系統(tǒng)，特別是立體車(chē)庫(kù)在世界各地倍受青睞，其發(fā)展速度極其迅猛，其原因有：　　立體車(chē)庫(kù)不僅停車(chē)容量大，而且占地面積小，同時(shí)可以停放各種類(lèi)型的車(chē)輛，由其是轎車(chē)。而且許多裝置基本上無(wú)須專(zhuān)業(yè)人員操作，司機(jī)就能夠獨(dú)立完成。存取過(guò)程可由人工完成，也可以配備計(jì)算機(jī)設(shè)備全自動(dòng)完成，這也給今后的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)留有大的空間。當(dāng)時(shí)，汽車(chē)發(fā)展日新月異，這意味著每一次汽車(chē)的改型都會(huì)導(dǎo)致控制裝置的重新設(shè)計(jì)和和安裝，這樣不僅費(fèi)時(shí)，還浪費(fèi)了大量的人力和物力，影響了汽車(chē)的更新。③ 可靠性高于繼電接觸器控制裝置。⑦ 輸入交流115V（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)系列電壓值）。 PLC的定義PLC即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），其以繼電控制和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了控制技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代科技，形成了一種全新的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。我們一般定義一個(gè)信號(hào)為一個(gè)點(diǎn)，把輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)綜合稱(chēng)之為PLC的I/O總點(diǎn)數(shù)。I/O總數(shù)少于或等于64的PLC稱(chēng)為微型PLC。大型機(jī)轎中小型機(jī)而言，具有更多的功能，包含邏輯和數(shù)字計(jì)算、聯(lián)網(wǎng)通信、打印、記錄、模擬調(diào)節(jié)、監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、中斷控制及智能控制等。更具硬件結(jié)構(gòu)，可將PLC氛圍以下三類(lèi)。（2）模塊式PLC模塊式結(jié)構(gòu)PLC又稱(chēng)為積木式結(jié)構(gòu)PLC，它是將PLC各組成部分以獨(dú)立模塊的形式分開(kāi)，如CPU模塊、電源模塊、輸出模塊、輸入模塊，有各種功能模塊。（3）混合式PLC混合式結(jié)構(gòu)PLC是將整體式的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝方便和模塊式的配置靈活、裝配方便等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)的一種新型結(jié)構(gòu)PLC。這類(lèi)PLC只適合于小規(guī)模的簡(jiǎn)單控制，在聯(lián)網(wǎng)中一般作為從機(jī)使用。高檔PLC可完成中型和大規(guī)模的控制任務(wù)，在聯(lián)網(wǎng)中一般坐主機(jī)，如S7400系列。PLC中采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，比機(jī)械觸點(diǎn)繼電器的可靠性要高。PLC內(nèi)部有現(xiàn)成大量的編程元件，能進(jìn)行邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，若元件不夠時(shí)，只需加上相應(yīng)的擴(kuò)展單元即可，因此PLC控制系統(tǒng)的靈活性好，擴(kuò)展能力強(qiáng)。PLC控制系統(tǒng)的延時(shí)是通過(guò)內(nèi)部時(shí)間元件來(lái)完成的，不受環(huán)境溫度和濕度的影響，定時(shí)元件的延時(shí)時(shí)間只需要改變定時(shí)參數(shù)即可調(diào)整，因此其定時(shí)精度較高。 PLC的組成及工作原理 PLC的組成用PLC實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行I/O交換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)。輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制水平，能為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)方便使用。它是PLC的運(yùn)算、控制中心，用來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯和算術(shù)運(yùn)算，并對(duì)全機(jī)進(jìn)行控制，按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，有條不紊地指揮PLC進(jìn)行工作，主要完成以下任務(wù)。④ PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，執(zhí)行相應(yīng)工作：從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶(hù)指令，經(jīng)過(guò)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去啟閉控制電路，通俗講就是執(zhí)行用戶(hù)程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分時(shí)、分渠到執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作，完成用戶(hù)程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出寄存器的內(nèi)容，再由輸入映像寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通信等。系統(tǒng)程序有系統(tǒng)管理程序、用戶(hù)程序編輯和指令解釋程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序和調(diào)用管理程序這3種類(lèi)型。（2）用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶(hù)的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，它包括用戶(hù)程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和用戶(hù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩種。3. I/O單元I/O單元又稱(chēng)為I/O模塊，它是PLC與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)過(guò)程連接的接口。PLC提供了各種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊供用戶(hù)選擇，如數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊。光電耦合電路的核心是光電耦合器，其結(jié)構(gòu)由發(fā)光二級(jí)管和光敏晶體管構(gòu)成。下面以某一輸入點(diǎn)的直流輸入模塊進(jìn)行講解。當(dāng)S閉合后，直流電源經(jīng)RRC的分壓和濾波后形成3V左右的穩(wěn)定電壓給光敏電耦合器VLC，LED顯示某一輸入點(diǎn)是否有信號(hào)輸入。②交流輸入模塊外部檢測(cè)開(kāi)關(guān)接點(diǎn)加入的是交流電時(shí)，需使用交流輸入模塊進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)。當(dāng)S閉合時(shí)，PLC可輸入交流電源，其工作原理與直流輸入電路類(lèi)似。數(shù)字量輸出模塊按照使用電源（即用戶(hù)電源）的不同，分為直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流輸出模塊3種。它由光電耦合器VLC、二極管現(xiàn)實(shí)LED、輸出電路VT、穩(wěn)壓管VD、熔斷器FU等組成。圖中雙向晶閘管為輸出開(kāi)關(guān)器件，由它組成的固態(tài)繼電器T具有隔離作用；電阻R2和C構(gòu)成了高頻濾波電路，減少高頻信號(hào)的干擾；浪涌吸收器起限幅作用，將晶閘管上的電壓限制在600V以下；負(fù)載所需交流電源由用戶(hù)提供。當(dāng)某端需要輸出時(shí)，CPU控制鎖存器的對(duì)應(yīng)位為1，通過(guò)內(nèi)部電路控制K吸合，相應(yīng)的負(fù)載接通，同時(shí)輸出指示燈LED亮，表示該輸出端有輸出。（3）模擬量輸入模塊模擬量輸入模塊用于將輸入的模擬量如電流、電壓、文都、壓力等轉(zhuǎn)換成PLC的CPU可接受的數(shù)字量。對(duì)于小型整體式PLC，其內(nèi)部有一個(gè)高質(zhì)量的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，對(duì)CPU、存儲(chǔ)器、I/O模塊提供5V直流電源，還可為外部輸入單元提供24V的直流電源。微型計(jì)算機(jī)一般采用等待命令或中斷的工作方式，如常見(jiàn)的鍵盤(pán)掃描方式或I/O掃描方式，當(dāng)有按鍵或I/O動(dòng)作時(shí)，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序或中斷服務(wù)程序；無(wú)鍵按下時(shí)，則繼續(xù)掃描等待。PLC的掃描可按規(guī)定順序進(jìn)行，也可按用戶(hù)程序規(guī)定的順序進(jìn)行。PLC的循環(huán)掃描過(guò)程分為輸入采樣（或輸入處理）、程序執(zhí)行（或程序處理）和輸出刷新（或輸出處理）3個(gè)階段。如遇到程序跳轉(zhuǎn)指令時(shí)，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿(mǎn)足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。此時(shí)，PLC將輸出映像寄存器中所有與輸出有關(guān)的輸出繼電器的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 PLC的編程語(yǔ)言PLC的用戶(hù)程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過(guò)PLC編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。它是與繼電器線(xiàn)路類(lèi)似的一種編程語(yǔ)言。 指令表語(yǔ)言（IL）指令表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的一種助記符編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)言基本一致。 順序功能流程圖語(yǔ)言（SFC）順序功能流程圖語(yǔ)言是為了滿(mǎn)足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言。這種編程語(yǔ)言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。它是類(lèi)似于高級(jí)語(yǔ)言的一種編程語(yǔ)言。大多數(shù)PLC制造商采用的結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言與BASIC語(yǔ)言、PASCAL語(yǔ)言或C語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言相類(lèi)似，但為了應(yīng)用方便，在語(yǔ)句的表達(dá)方法及語(yǔ)句的種類(lèi)等方面都進(jìn)行了簡(jiǎn)化。目前的PLC對(duì)梯形圖（LD）、指令表（STL）、功能模塊圖（FBD）編程語(yǔ)言都以支持。雖然是小型機(jī)，但其功能較完善，性能價(jià)格比高，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的單機(jī)控制，特別適合在輕工業(yè)中、小型企業(yè)中使用。 FP系列可編程控制器無(wú)論采用的是手持編程器還是編程工具軟件，其編程及監(jiān)控功能都很強(qiáng)，從而為用戶(hù)提供了方便的軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境。FP1的指令功能也較強(qiáng)，有近200條指令，除能進(jìn)行基本邏輯運(yùn)算外，還可以進(jìn)行加、減、乘、除四則運(yùn)算；數(shù)據(jù)處理功能也比一般小型機(jī)強(qiáng)，除處理8位、16位數(shù)據(jù)外，還可以處理32位數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行多種碼制變換。 傳感器（BEN5MMDT）它是一種測(cè)距的光電傳感器，具有測(cè)距遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)到5米），采用反射鏡反射的檢測(cè)方式，DC12－24V供電，NPN/PNP同時(shí)輸出，遮光ON/入光ON選擇。適用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電壓380V、直流220V，發(fā)熱電流為5A的控制電路中。 指示燈（AD1616DS）AD16系列指示燈均采用LED發(fā)光芯片為光源，燈罩采用高強(qiáng)度聚碳酸脂制成具有良好的抗沖擊性，壽命可達(dá)到5萬(wàn)~10萬(wàn)小時(shí)，能耗低、體積小、重量輕。 硬件設(shè)計(jì) 升降橫移立體車(chē)庫(kù)簡(jiǎn)介升降橫移立體停車(chē)庫(kù)車(chē)位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式，可設(shè)計(jì)為多層、多列。車(chē)庫(kù)組合布置的不同形式可適應(yīng)不同場(chǎng)地條件的需要，配置非常靈活。升降橫移停車(chē)庫(kù)利用載車(chē)板移位產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)高層車(chē)位升降存取車(chē)輛，全部邏輯過(guò)程均由PLC進(jìn)行控制。運(yùn)動(dòng)總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位[20]。 PLC原理圖設(shè)計(jì)PLC是車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的核心，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其輸入大致有：電源按鈕、傳感器、行程開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、操作面板按鈕；輸出大致有：指示燈、數(shù)碼管、閘門(mén)、升降電機(jī)、橫移電機(jī)。而且上層升降動(dòng)作和以下各層的橫移動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層泊位在升降時(shí)，下面各層泊位不能移動(dòng)，反之亦然。例如2號(hào)車(chē)位水平限位開(kāi)關(guān)在靜態(tài)情況下只能有一個(gè)是斷開(kāi)的，如果2個(gè)以上開(kāi)關(guān)閉合即表示載車(chē)板不到位。紅、綠、黃、粉四個(gè)指示等能顯示出車(chē)庫(kù)的運(yùn)行情況：紅燈閃爍代表進(jìn)車(chē)模式，綠燈閃爍代表取車(chē)模式，黃燈代表手動(dòng)控制模式，粉紅色燈閃爍代表系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)，紅色燈在系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)時(shí)能代表車(chē)位已經(jīng)滿(mǎn)，綠色燈則代表車(chē)位還有剩余。 選定PLCFP1系列PLC的I/O地址分配表如下所示：表41 FP1系列PLC的I/O地址分配表型 號(hào)輸入端編號(hào)輸出端編號(hào)C14X0～X7Y0～Y4，Y7C16X0～X7Y0～Y7C24X0～XFY0～Y7C40X0～XF，X10～X17Y0～YFC56X0～XF，X10～X1FY0～YF，Y10～Y17C72X0～XF，X10～X1FX20～X27Y0～YF，Y10～Y17根據(jù)控制系統(tǒng)的需求，選定PLC型號(hào)為FP1—C72[23]。在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車(chē)程序時(shí)運(yùn)用了“并行分支與匯合”的技巧，所謂并行分支指的是各分支流程可同時(shí)執(zhí)行，待各流程動(dòng)作全部結(jié)束后，根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動(dòng)作。在車(chē)庫(kù)進(jìn)出口處各裝有一個(gè)傳感器X2X24。利用閘門(mén)控制程序檢測(cè)到的車(chē)位情況即可實(shí)現(xiàn)該顯示。當(dāng)車(chē)位的車(chē)輛存放情況如圖45所示時(shí)，取7號(hào)車(chē)位車(chē)的動(dòng)作為：3號(hào)車(chē)位車(chē)左移，7號(hào)車(chē)位車(chē)下降，開(kāi)出7號(hào)車(chē)位的車(chē)，3號(hào)車(chē)位車(chē)復(fù)位。本次設(shè)計(jì)為雙層8車(chē)位立體車(chē)庫(kù)，采用松下FP1型PLC控制，通過(guò)控制面板來(lái)實(shí)現(xiàn)下層車(chē)位橫移，上層車(chē)位升降的功能，并且全過(guò)程由指令豐富，功能強(qiáng)大的PLC控制，保證其精準(zhǔn)運(yùn)行。算法及技巧．北京：機(jī)械工業(yè)出版社．2005［24］吳曉軍，楊向民．電氣控制與可編程控制器應(yīng)用．北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社．2004［25］王永華 現(xiàn)代電器控制及PLC應(yīng)用技術(shù) 北京航空航天大學(xué)出版社 2008［26］高麗麗. :附錄A 立體車(chē)庫(kù)運(yùn)行梯形圖附錄B I/O控制原理圖致 謝在老師的指導(dǎo)、同學(xué)的幫助以及自己的努力下，經(jīng)過(guò)幾周的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成。這對(duì)于我以后的工作和學(xué)習(xí)都是大有