【正文】 。下面主要對車庫控制系統(tǒng)用到的幾個(gè)模塊做一個(gè)簡單的介紹： 1．電源模塊 該模塊將交流電源轉(zhuǎn)換成 PLC 所需要的直流電源，是整個(gè) PLC 系統(tǒng)的能量源，直接影響到 PLC 的工作性能，目前大多數(shù) PLC 采用高質(zhì)量的開關(guān)式穩(wěn)壓電源，相對于普通電源具有工作穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。 PLC 的運(yùn)行原理 上電后處于正常工作的 PLC，它將處于不斷的循環(huán)掃描中，如果我們暫且對遠(yuǎn)程I/O、特殊模塊、更新時(shí)鐘、其他通信服務(wù)等分支功能模塊置于分析之外，掃描過程就分為以下三個(gè)階段：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段，而這三個(gè)階段恰恰是 PLC 運(yùn)行過程的中心內(nèi)容。同樣，在下個(gè)刷新周期來之前，其狀態(tài)不會(huì)改變，進(jìn)而與之對應(yīng)的輸出端子的狀態(tài)也不會(huì)發(fā)生變更。 ②存儲(chǔ)器和寄存器。此時(shí)反應(yīng) PLC 軟件編譯功能的重要組成部分，CPU3152DP 指令豐富，完全能夠滿足本立體車庫控制系統(tǒng)軟件部分的設(shè)計(jì)。對于光電開關(guān)擺放位置，如圖所示，在載車板前后端各有一對，前后兩對間的距離為 3 米，略小于一般私家車的長度，一對光電開關(guān)之間寬度為，大于一般私家車的寬度。 本立體車庫控制系統(tǒng)對控制載車板的合理運(yùn)動(dòng)從兩個(gè)方面考慮，一是通過對應(yīng)的接近開關(guān)檢測到載車板已運(yùn)動(dòng)到對應(yīng)位置，然后將信息傳給 PLC，PLC 對對應(yīng)的繼電器進(jìn)行斷電控制，進(jìn)而控制控制電機(jī)的接觸器斷電，從而掐斷控制載車板運(yùn)動(dòng)的電機(jī)動(dòng)力源頭；二是從動(dòng)力源頭曳引電機(jī)的運(yùn)動(dòng)考慮，本文采用了 PLC、西門子 MM440 變頻器、絕對編碼器成控制電機(jī)運(yùn)行速度和精確定位的閉環(huán)系統(tǒng)。 通過以下幾部分內(nèi)容對此控制系統(tǒng)做詳細(xì)說明：① 速度曲線的設(shè)定 根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，兩個(gè)相鄰上下載車板之間的距離為 2000mm，而第二層載車板運(yùn)動(dòng)到地面所花的時(shí)間是 20s，第三層載車板運(yùn)動(dòng)到地面所花的時(shí)間是 40s。選取的速度模型特點(diǎn)除了在幾處換速點(diǎn)具備圓弧緩沖，整個(gè)圖形成對稱，在 0t1，t1t2，t3t4，t4t5為勻加速過程 t1t2段是 0t1加速度的三倍，其中在再根據(jù)第二層和第三層各自的運(yùn)行時(shí)間、運(yùn)行路程值和在整個(gè)運(yùn)行路程中幾個(gè)換速點(diǎn)，我們注意到在每次進(jìn)行換速都有緩沖圓弧，此處設(shè)計(jì)就是為了減少對機(jī)械的沖擊力而設(shè)定。 6s14s 時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)的路程為：S3=8*4V=32V 根據(jù)圖形，我們可以看出 t3t4，t4t5段的路程分別與 t1t2，t2t3的路程相等。這樣我們可以得出等式： (3V+15V)*2+64V=4000 經(jīng)過計(jì)算可以得到 V=40mm/s 第三層載車板動(dòng)作時(shí)其速度時(shí)間圖 為：②變頻器與 PLC 聯(lián)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過測量范圍更大的多圈絕對編碼器（最高達(dá)到 4096 圈），可以完全實(shí)現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)速的位置智能監(jiān)控，其中需要設(shè)定的幾個(gè)位置點(diǎn)包括：⑴載車板初始狀態(tài)電機(jī)所處位置 ⑵第二層載車板第一、二、三、四次變速(如果反轉(zhuǎn)車庫復(fù)位順序相反) ⑶第二層載車板存取車停止點(diǎn) ⑷第三層載車板第一、二、三、四次變速點(diǎn)(如果反轉(zhuǎn)車庫復(fù)位順序相反) ⑸第三層載車板存取車停止點(diǎn)。所以可以分析得到以下等式 03s 時(shí)間段的運(yùn)動(dòng)的路程為：S1=3*(V+0)/2=3/2V。而第三種既能減小對機(jī)械的沖擊力，又具備一定的系統(tǒng)運(yùn)行效率，但是還是避免不了加速度處于不斷的變化之中，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜。根據(jù)結(jié)合運(yùn)動(dòng)距離和合適的速度選取，以時(shí)間為橫坐標(biāo)設(shè)定好對應(yīng)速度曲線，再將對應(yīng)的曲線相關(guān)數(shù)據(jù)在變頻器中進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，這樣載車板兩種運(yùn)動(dòng)預(yù)定模式就設(shè)置好了。載車板安全、平穩(wěn)、精確地停止在合適的位置對控制系統(tǒng)提出了更高的要求。在本立體車庫控制系統(tǒng)中采用相應(yīng)的傳感器提取載車板有無車信息，然后將信息反饋給 PLC 進(jìn)行存儲(chǔ)。有時(shí)也以執(zhí)行一步的時(shí)間計(jì)算，單位為微秒/步。 ①接線端子排（I/O 端子數(shù)），其為 PLC 比較重要的一項(xiàng)實(shí)用性指標(biāo)，其 I/O 端子數(shù)越多，控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能也越強(qiáng)。在程序不斷運(yùn)行過程中，每個(gè)元件的狀態(tài)都會(huì)隨著相應(yīng)結(jié)果進(jìn)行更新改變，以便下個(gè)運(yùn)行過程的順利運(yùn)行。其中要注意的是 I/O 點(diǎn)數(shù)在使用時(shí)我們要考慮一定的裕量，不考慮一定的裕量而滿負(fù)荷運(yùn)行，就有可能影響控制系統(tǒng)的運(yùn)行速度和可靠性，給整個(gè)控制帶來安全隱患，由于S7300 具備很強(qiáng)的擴(kuò)展能力，所以即使車庫控制系統(tǒng)要進(jìn)行后期擴(kuò)展，對于 I/O 擴(kuò)展模塊的使用也是綽綽有余的。各個(gè)單獨(dú)模塊之間可進(jìn)行廣泛組合和擴(kuò)展。如此簡單死板的工業(yè)控制系統(tǒng)和越來越強(qiáng)調(diào)競爭的市場環(huán)境產(chǎn)生了很大的沖突。完全滿足立體車庫電氣控制設(shè)計(jì)要求和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在 PLC 從監(jiān)控計(jì)算機(jī)或是人機(jī)交互那邊得到待使用車位號后以及單片機(jī)控制對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)選擇好對應(yīng)電機(jī)控制的載車板列并且告知 PLC，就要有目的地選擇目標(biāo)電機(jī)對目標(biāo)載車板提供動(dòng)力，從而為車主提供待使用車位或是對車庫進(jìn)行復(fù)位； (3)立體車庫控制很重要的而一部分就是對待使用載車板運(yùn)動(dòng)的電氣控制，要使載車板運(yùn)動(dòng)精確、平穩(wěn)、安全，本文對此設(shè)計(jì)了兩套監(jiān)控系統(tǒng)，變頻器、編碼器的加入與PLC 的聯(lián)合工作來控制對應(yīng)的電機(jī)，使得電機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行、停止這三個(gè)動(dòng)作滿足立體車庫存取車效率、運(yùn)動(dòng)精度、穩(wěn)定性和安全性的要求，PLC 控制還通過光電編碼器對電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位置進(jìn)行檢測及時(shí)反饋給 PLC，PLC 然后通過變頻器已達(dá)到對電機(jī)的閉環(huán)控制；輔助設(shè)施為通過對應(yīng)合適的接近開關(guān)和限位開關(guān)對載車板運(yùn)動(dòng)給出第二道控制手段以達(dá)到對車庫運(yùn)動(dòng)的雙重監(jiān)控。市場上現(xiàn)在用的比較多的控制系統(tǒng)有三大類：繼電器控制、單片微機(jī)控制、可編程控制器（PLC）[26]。 用戶卡(ID 卡)按照用戶使用意愿的不同分為三類：永久卡、固定卡（年卡、季卡、月卡等）、臨時(shí)卡，一張卡對應(yīng)獨(dú)有的卡號，在單片機(jī) RAM 和監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中通過制卡過程對其相關(guān)信息(卡號、卡類別、制卡日期、停車位號)予以存儲(chǔ)，以卡號作為所有存儲(chǔ)信息的關(guān)鍵字，當(dāng)用戶存取車進(jìn)行刷卡動(dòng)作時(shí)，顯示屏將通過卡號調(diào)用對應(yīng)該卡的相關(guān)信息并且顯示以供用戶查看，當(dāng)然車庫管理人員也可以通過實(shí)際情況需要通過監(jiān)控計(jì)算機(jī)軟件界面修改對應(yīng)卡號的相關(guān)信息并且同時(shí)對人機(jī)交互相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行改動(dòng)。它包括卡號相關(guān)信息的數(shù)據(jù)庫管理模塊、現(xiàn)場視屏監(jiān)控管理模塊、車位使用信息顯示模塊、通信模塊等。以驅(qū)動(dòng)電機(jī)為動(dòng)力源，經(jīng)由傳動(dòng)軸、配重、導(dǎo)向輪以及鋼絲繩等構(gòu)成整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)。兩面停車庫共用一個(gè)行車通道，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)約用地的目的[16]。 。不僅可以改善目前城市車輛帶來的擁擠現(xiàn)象，為城市更加和諧地發(fā)展做出一定的貢獻(xiàn)，也可以在政府良好政策的引導(dǎo)下帶動(dòng)一大批第三產(chǎn)業(yè)的興起；同時(shí)也借著國家西部大開發(fā)這個(gè)良好的投資環(huán)境，對裝備制造業(yè)和民族信息產(chǎn)業(yè)的振興都有積極地推動(dòng)作用。己建和在建住宅小區(qū)的配套車位很多都是傳統(tǒng)車位，而且很難滿足停車需要，造成小區(qū)居民生活品質(zhì)的下降。我國的立體停車產(chǎn)業(yè)雖已步入較好的發(fā)展態(tài)勢，但還是存在了一些尚待解決的問題[9]。 國外立體車庫的主要特點(diǎn)：一是技術(shù)含量高，日本和德國的車庫行業(yè)將已成型的機(jī)電技術(shù)成果轉(zhuǎn)化和移植到車庫產(chǎn)品中，使車庫產(chǎn)品更新很快，在車庫的存取車速度，存車量方面的改進(jìn)相當(dāng)快速，進(jìn)而逐步代替老式車庫；二是車庫產(chǎn)品朝著性價(jià)比更高的方向發(fā)展。在這種情況下，立體車庫的經(jīng)濟(jì)效益將大打折扣，收回投資更是遙遙無期，使很多投資人望而卻步，資金很難落實(shí)到位，以此造成所建立體車庫質(zhì)大打折扣，這樣本來可以有效解決問題的立體車庫很難大范圍的推廣使用。汽車保有量的快速上升與有限的停車位之間的矛盾越發(fā)的明顯，經(jīng)常出現(xiàn)上班找不到車位，回家無處停車的窘?jīng)r?？刂葡到y(tǒng)各部分包括電機(jī)軸運(yùn)動(dòng)位置檢測，PLC、變頻器和編碼器構(gòu)成的閉環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)載車板平穩(wěn)精確地運(yùn)行到設(shè)定位置，輔助設(shè)施的正確安全工作，PLC 與人機(jī)交互單片機(jī)之間的數(shù)據(jù)信息交換實(shí)現(xiàn)等；考慮到低成本機(jī)械式立體車庫項(xiàng)目對驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)安全可靠性的要求，所以根據(jù)國家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)對保障系統(tǒng)安全可靠的措施進(jìn)行了分析研究；最后主要對基于 PLC 的下位機(jī)與其他控制部分（監(jiān)控計(jì)算機(jī)和人機(jī)交互單片機(jī)）之間的通信部分和聯(lián)調(diào)進(jìn)行了相關(guān)介紹。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）（成教）院 (系)： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 姓 名： 肖揚(yáng) 學(xué) 號： 2012522246 指導(dǎo)教師： 陳保帆 題目：于PLC的低成本機(jī)械式立體停車庫控制系統(tǒng)研究二〇一五年 二 月 一 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書學(xué)生姓名肖揚(yáng)學(xué)號2012522246專 業(yè)機(jī)電一體化院（系）機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目基于PLC的低成本機(jī)械式立體停車庫控制系統(tǒng)研究任務(wù)與要求1 課題研究的背景2 立體車庫 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3 立體車庫 PLC 控制系統(tǒng)硬件部分設(shè)計(jì)完成時(shí)間段二0一四年12 月1 日 至二0一五 年2 月 1 日 共 12 周指導(dǎo)教師單位科創(chuàng)職業(yè)學(xué)院職稱講師院（系）審核意見畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表日 期工 作 內(nèi) 容執(zhí) 行 情 況指導(dǎo)教師簽 字十二月一日創(chuàng)作論文完成十二月二十日收集素材完成一月十日修改論文初稿完成二月一日修改論文并上交指導(dǎo)老師完成教師對進(jìn)度計(jì)劃實(shí)施情況總評 　　　　　　　　　　　　　　　　　 簽名 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年 月 日 本表作評定學(xué)生平時(shí)成績的依據(jù)之一畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中期檢查記錄表學(xué)生填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 基于PLC的低成本機(jī)械式立體停車庫控制系統(tǒng)研究學(xué)生姓名: 肖揚(yáng) 　 　　 學(xué)號：2012522246專業(yè)：機(jī)電一體化　　　　　　　　　　　 指導(dǎo)教師姓名:陳保帆職稱: 講師檢查　教師填寫畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目工作量飽滿　一般　不夠　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目難度大　適中　不夠　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目涉及知識點(diǎn)豐富　比較豐富　較少　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目價(jià)值很有價(jià)值　一般　價(jià)值不大　學(xué)生是否按計(jì)劃進(jìn)度獨(dú)立完成工作任務(wù)　學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作進(jìn)度填寫情況　指導(dǎo)次數(shù)　學(xué)生工作態(tài)度認(rèn)真　一般　較差　其他檢查內(nèi)容：存在問題及采取措施:檢查教師簽字: 年 月 日院（系）意見(加蓋公章): 　年 月 日摘 要進(jìn)入 21 世紀(jì)后，伴隨著我國經(jīng)濟(jì)繼續(xù)地大踏步前進(jìn)和人民生活期望值的提升，市民人均擁有私家車的數(shù)量逐年上升。根據(jù)整個(gè)立體車庫系統(tǒng)控制要求，在基本電氣運(yùn)行線路設(shè)計(jì)后，加入了西門字 S7300PLC、接近開關(guān)、車位檢測開關(guān)、西門子變頻器、絕對編碼器等硬件部分，并且各個(gè)硬件通過 DP總線進(jìn)行信息交換設(shè)計(jì)，在硬件搭建完成的基礎(chǔ)上通過相應(yīng)軟件程序的編譯完成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)立體車庫控制系統(tǒng)的智能控制。人民生活的期望值隨之提升，加上汽車工業(yè)迅猛發(fā)展和良好的消費(fèi)環(huán)境，人均擁有汽車的數(shù)量逐年上升, 私人汽車保有量增長依然顯著，2012 年中國私人轎車保有量 5308 萬輛，增長 ％。例如：收費(fèi)較傳統(tǒng)車位高導(dǎo)致利用率低，能耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、管理繁瑣，不太滿足生活小區(qū)以及相應(yīng)工作單位需要的配套的小面積停車庫。歐洲國家現(xiàn)狀是由于土地規(guī)劃做的比較好，表現(xiàn)在目前土地還不是特別的緊張，其立體車庫中多層升降橫移式產(chǎn)品占有很大的比重，集中體現(xiàn)在巷道堆垛類產(chǎn)品上。 立體停車庫的研究現(xiàn)狀國外立體車庫目前以形成技術(shù)密集型產(chǎn)品，就其所使用技術(shù)包含了機(jī)械、電子、液壓、磁控合計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域等先進(jìn)技術(shù)。低成本、開放式立體車庫有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 需求量大。 如果本課題所設(shè)計(jì)的低成本，機(jī)械式立體車庫可以得到大范圍的推廣。②通過PROFIBUS總線實(shí)現(xiàn)對編碼器信息的提取以便通過變頻器精確對電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制。結(jié)構(gòu)俯面示意圖與立體框架示意圖以雙面對開，兩面稱為 A、B 區(qū)，每面六列，每列三個(gè)停車位（共 36 個(gè)停車位）的初始結(jié)構(gòu)畫出，以地面為分界地上三層地下兩層，也即一列三層的載車板在下面兩層載車板運(yùn)動(dòng)到地下時(shí)，最上面一層的載車板就會(huì)與地面平行以方便存取車。 (3)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)：通過對液壓傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)、鋼絲繩傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)總結(jié)，以及結(jié)合現(xiàn)場使用的需求最終選用了鋼絲繩傳動(dòng)的方式[1718]。 (2)用于現(xiàn)場監(jiān)控以及對信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理的上位機(jī)系統(tǒng)[2223]。 通過上面的介紹，結(jié)合三個(gè)控制部分在立體車庫起到的不同的作用以及三者之間通信形式和內(nèi)容，整個(gè)立體車庫控制機(jī)理見圖 所示： 車庫的運(yùn)行原理 該立體車庫控制系統(tǒng)為了車庫在任何情況下都能充分應(yīng)對作業(yè)需求，所以在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)分為在線和離線兩種模式，這兩種模式的切換通過監(jiān)控上位機(jī)的在線/離線轉(zhuǎn)換按鈕進(jìn)行設(shè)定，在線模式下，在現(xiàn)場的車庫管理人員情況下通過操作監(jiān)控上位機(jī)軟件界面給PLC 發(fā)送指令和提取 PLC 反饋信息以達(dá)到直接控制下位機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)而實(shí)現(xiàn)存取車過程的目的；離線模式下，這種情況適合車庫管理人員不在場的情況下，用戶通過人機(jī)交互直接進(jìn)行存取車操作，而監(jiān)控計(jì)算機(jī)這個(gè)時(shí)候只起到監(jiān)控車庫運(yùn)行是否處于安全狀態(tài)的作用。 PLC 控制系統(tǒng)總體方案 PLC 控制系統(tǒng) 立體車庫控制系統(tǒng)一定要根據(jù)實(shí)際使用場所的需求和投資成本的目前情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能如下： (1)對存取車以及