【正文】 ......................................... 40 S7300 控制系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容 ................................................. 40 調(diào)試結(jié)果 ............................................................... 41 本章小結(jié) ............................................................... 41 第 6 章 結(jié)論與展望 .................................................................................................. 42 結(jié)論 ................................................................... 42 展望 ................................................................... 42 參 考 文 獻(xiàn) ................................................................ 43 謝 辭 .......................................................................................................................... 45 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 5 第 1 章 緒論 課題研究的背景 進(jìn)入 21 世紀(jì)，我國經(jīng)濟(jì)通過不斷完善其發(fā)展模式依然保持良好穩(wěn)定的前進(jìn)速度 [1]。 畢業(yè)設(shè)計說明書 設(shè)計題目： 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計 摘 要 I 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。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， 20xx 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。兩面停車庫共用一個行車通道，進(jìn)一步達(dá)到節(jié)約用地的目的 [16]。以驅(qū)動電機(jī)為動力源，經(jīng)由傳動軸、配重、導(dǎo)向輪以及鋼絲繩等構(gòu)成整個傳動系統(tǒng)。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。 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）、臨時卡，一張卡對應(yīng)獨(dú)有的卡號，在單片機(jī) RAM 和監(jiān)控計算機(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，以卡號作為所有存儲信息的關(guān)鍵字，當(dāng)用戶存取車進(jìn)行刷卡動作時，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)控計算機(jī)軟件界面修改對應(yīng)卡號的相關(guān)信息并且同時對人機(jī)交互相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行改動。 立體車庫剛開始使用時，廣泛使用的是繼電器邏輯電路控制形式，它是通過繼電器、接觸器經(jīng)過控 制需要的電氣原理連接而成。 (4)控制外圍設(shè)備，例如：停車指示燈、車庫大門擋桿、車位擋桿、系統(tǒng)緊急停止按 鈕等一些輔助設(shè)施的控制； (5)與人機(jī)交互單片機(jī)和監(jiān)控計算機(jī)的通信部分的功能實(shí)現(xiàn)，以保證所傳信息的快速、準(zhǔn)確，其中 S7300 與人機(jī)交互單片機(jī)經(jīng)由 CP340 串行通信模塊實(shí)現(xiàn)。 變頻器選用西門子產(chǎn)品中的 MICROMASTER 440，與 S7300 PLC 能夠達(dá)到很大的兼容性，方便了對 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計，這樣更加縮短了整個開發(fā)周期，并且在使用中保證了其在工作中與 S7300 PLC 信息交換的可靠性安全性。在 S7300 中，采取的結(jié)構(gòu)是將程序分成若干個部分，這些各自具有特定功能的部分稱之為 “ 塊 ” ，其為程序的核心部分，包括用戶塊和系統(tǒng)塊。 程序編譯方式 一般 S7300 程序編譯有三種： 程。其中軟件設(shè)計流程如圖 所示： 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 23 S7300 程序軟件編程 絕對編碼器 圖 PLC 軟件設(shè)計過程 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計 24 絕對編碼器的特點(diǎn)是軸對應(yīng)的每一個角度位置都可以有唯一的碼序列對應(yīng)輸出，即使沒有電源供應(yīng)也可以測量到位置變化，在上電以后就可以將角度位置傳送給上一級控制系統(tǒng)。 由于我們只需要知道所控制對象的在一定情況下所處的位置，所以本系統(tǒng)編碼器選用的是一類編碼器，在正常運(yùn)行下，該類編碼器通過兩個字進(jìn)行位置信息的傳輸 (該系統(tǒng)所選編碼器是多圈 )。 通常 S7300 通過系統(tǒng)功能 SFC14 與 SFC15 對 MM440 變頻器的實(shí)現(xiàn)信息交換。首先是變頻器和編碼器構(gòu)成的調(diào)速控制系統(tǒng)，再是處 于輔助地位的接近開關(guān)位置感應(yīng)控制系統(tǒng)。 圖 CA 區(qū)第一列第一層載車板存取車 /復(fù)位 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 29 圖 CA 區(qū)第一列第二層載車板存取車 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計 30 圖 CA 區(qū)第一列第三層載車板存取車 以上的功能程序是也即上面所述提到的具有代表性的三類，其中對第二層和第三層存取車 /復(fù)位，注意的是由于其涉及到主曳引電機(jī)的動作，其中主曳引電機(jī)通過對應(yīng)的減速機(jī)構(gòu)將動力輸出，并且通過固定在低速端絕對編碼器將電機(jī)軸的位置信息收集傳給， PLC 通過設(shè)定好的位置信息進(jìn)行對比，如果是對應(yīng)的換速的位置點(diǎn)， PLC 將控制對應(yīng)的變頻器進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速 ，從而實(shí)現(xiàn)載車板運(yùn)行的平穩(wěn)和定位的精確。還有我們在設(shè)計輸入輸出信號時，在干擾無法排除時，我們可以通過延時手段讓系統(tǒng)對信號的采集和發(fā)送有個時間的緩沖，以保證信號處理的正確，減少程序的不可靠性。可以說 Delphi 同時兼?zhèn)淞?VC功能強(qiáng)大和 VB 簡單易學(xué)的特點(diǎn)。 (3)支持大量多媒體數(shù)據(jù)，如二進(jìn)制圖形、聲音、動畫以及多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。 經(jīng)上述分析，在車庫車位信息管理模塊和車位操作模擬管理系統(tǒng)程序 設(shè)計時，用 oracle 作為創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫源， ActiveX 作為標(biāo)準(zhǔn)控件， Delphi 作為軟件開發(fā)平臺，編寫了軟件。在存車或預(yù)定存車之前，必須先登錄車輛信息到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，否則不予入存和預(yù)定操作，這樣是為了保證存取車、預(yù)退訂等信心的完整性。 巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計 38 車庫計費(fèi)系統(tǒng)主要功能有 IC 卡充值如圖 圖 卡充值界面 本系統(tǒng)采用人性服務(wù)，對擁有 IC付費(fèi)卡的客戶，可以按照以上界面進(jìn)行充值，充值方式多 樣，如現(xiàn)金、信用卡和手機(jī)支付。 本章小節(jié) 立體車庫智能監(jiān)控管理系統(tǒng)是一個涉及信息管理、通信、智能控制的綜合系統(tǒng)，整個系統(tǒng)能穩(wěn)定安全、各部件模塊相互配合的運(yùn)行，僅僅依靠硬件是無法完成的，必須在軟件的驅(qū)動配合下才能讓整個車庫的每個功能系統(tǒng)互相協(xié)調(diào)，按照預(yù)期結(jié)果完成任務(wù)。所謂模塊調(diào)試就是各個控制系統(tǒng) (PLC 控制系統(tǒng)、人機(jī)交互單片機(jī)系統(tǒng)、上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng) )在沒有相互間信息 交換的情況下進(jìn)行自身模擬調(diào)試，在各個控制系統(tǒng)調(diào)試結(jié)果合適的情況下，然后進(jìn)行整個控制系統(tǒng)不帶車庫載車板傳動部分的聯(lián)調(diào)，最后實(shí)現(xiàn)加入機(jī)械傳動部分的整個車庫試驗調(diào)試。 該立體車庫相關(guān)功能實(shí)現(xiàn)的驗證通過各個系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)，實(shí)驗室實(shí)現(xiàn)的調(diào)試即沒有加上機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)，其他部分均通過實(shí)物聯(lián)結(jié)實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能，其中電機(jī)動作通過控制相應(yīng)的繼電器和接觸器模擬對應(yīng)的功能，從而實(shí)現(xiàn)立體車庫各個動作的作 業(yè)流程。在此研究工作的基礎(chǔ)上，我認(rèn)為以下兩個方面有待于進(jìn)一步的研究： (1)城市停車往往會出現(xiàn)某一時間段一些車庫爆滿，而另一些車庫車位卻有余的現(xiàn)象，使要求泊車的汽車不能直接有效地找到可停放的車庫而在道路上彷徨，這勢必降低了停車庫的總體利用率。這樣便可以將本巷道堆垛式立體車庫通過 Inter網(wǎng)絡(luò)與其它車庫連接，實(shí)現(xiàn)車庫之間的信息共享，把每一個停車庫的即時停車狀況和車位信息通過交通信息網(wǎng)傳給要求停車的駕駛員。介紹的內(nèi)容包括系統(tǒng)調(diào)試內(nèi)容、相關(guān)部分調(diào)試結(jié)果。 在 PLC 控制系統(tǒng)單獨(dú)調(diào)試完畢的情況就要涉及到與人機(jī)交互單片機(jī)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之間通過通信聯(lián)調(diào)，當(dāng)然調(diào)試時也是出于對工作人員人身安全和設(shè)備安全考慮首先不加入機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)。巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計 40 第 5 章 車庫控制系統(tǒng)調(diào)試 立體車庫的系統(tǒng)調(diào)試是系統(tǒng)在現(xiàn)場安裝使用前的重要工序，為了使本課題的立體車庫在現(xiàn)場調(diào)試和安裝的通暢，現(xiàn)對低成本、機(jī)械式立體車庫的調(diào)試步驟和相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行研究介紹。 同樣在停車收費(fèi)情況，系統(tǒng)采用充值系統(tǒng)相關(guān)的計費(fèi)系統(tǒng)，只要我們在上面界面輸入 IC 卡號或者條形碼，就顯示出停車時長和支付金額。在該界面我們可以知道車庫的具體使用情況：空余車位 (綠色 )、已占車位 (紅色 )和已預(yù)定車位 (黃色 )，并可以將鼠標(biāo)放到車位上實(shí)時查看當(dāng)前時問該車位的停放車輛信息，比如車主姓名、入庫時間等等。 程序運(yùn)行后首先出現(xiàn)圖 所示對話框，在 “ 選擇用戶 ’’ 欄輸入用戶的名稱，在 “ 輸入密碼 ” 欄里輸入密碼，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊 “ 登陸 就可以進(jìn)入系統(tǒng)主界面了 (圖 所示 )，注意密碼輸入必須正確，如果超過三次輸入密碼不正確程序?qū)⒔K止運(yùn)行而退出。加上它有許多優(yōu)秀的前臺開發(fā)工具如 POWER BUILD、 SQL*FORMS、 VISIABASIC 等，可以快速開發(fā)生成基于客戶端 PC平臺的應(yīng)用程序，并具有良好的移植性。與 Windows 編程緊密結(jié)合，強(qiáng)大而成熟的組件技術(shù)。 本章小結(jié) 本章通過西門子 S7300 應(yīng)用中的編程特點(diǎn)和相關(guān)附屬硬件之間的邏輯關(guān)系，再根據(jù)車庫系統(tǒng)控制流程，對 PLC 控制系統(tǒng)中的軟件部分進(jìn)行了系統(tǒng)說明 ，對基于 DP 總線結(jié)構(gòu)的 PLC 控制系統(tǒng)中各處細(xì)節(jié)都給予詳細(xì)介紹，包括基于 S7300 編程軟件各個器件的組態(tài)過程、相關(guān)載車板運(yùn)動和定位和信息采集、處理程序段都做出論述，還包括基于 S7300 PLC 編程特點(diǎn)對軟件可靠性進(jìn)行了補(bǔ)充說明。而這些數(shù)據(jù)信息都是通過很多次模擬試驗的數(shù)據(jù)匯總并且根據(jù)選定的速度曲線而確定下來，同時將它反應(yīng)成對應(yīng)的控制數(shù)據(jù)儲存在對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊中。而其中很重要的點(diǎn)就是 S7300 與變頻器和編碼器通過 DP 總線構(gòu)成的速度控制系統(tǒng) [2729]。 S7300 的軟件程序編譯 該控制程序有一個主循環(huán)組織塊 OB1，使整個程序在運(yùn)行時段里不斷的循巷道式立體車庫電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計 26 環(huán)，還包括無參功能 FC2FC5 用于車庫第一層 (地面層 )存取車 /復(fù)位動作，無參功能 FC6FC13 用于車庫第二層 (正一層 )存取車 /復(fù)位動作，無參功能 FC14FC20 用于車庫第三層 (正二層 )存取車 /復(fù)位動作；采用 CP341 串口通信模塊接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的功能塊 FB7 和 FB8， FB7 和 FB8 自帶的背景數(shù)據(jù)塊 DBDB8，以及與單片機(jī)通信收發(fā)數(shù)據(jù)信息存儲數(shù)據(jù)塊 DB DB DB DB11。組態(tài)時選用的是 class 2 Multiturn 工作方式，存儲編譯并下載到 PLC。 編碼器在使用前一定要注意對應(yīng)的設(shè)備初始清零，一般有下面的幾種方法： (1)機(jī)械式地轉(zhuǎn)動編碼器軸找零，即在編碼器安裝過程中找到對應(yīng)的零位，缺點(diǎn)是精度比較低。 這種編程方式根據(jù)系統(tǒng)控制過程將其分為不同的功能塊，這樣由 OB1 根據(jù)控制要求調(diào)用對應(yīng)的功能塊，各個模塊功能明確，也給調(diào)試過程帶來了很大的便利。各個軟件塊的相互關(guān)系如圖 所示： 圖 各個模塊 之間的關(guān)系 下面各個模塊的功能做一個簡單的介紹： 組織塊（ OB）：用戶可以將整個運(yùn)行程序放入其中循環(huán)運(yùn)行，也可以在組織塊 OB1 中調(diào)用不同的功能進(jìn)行對應(yīng)軟件運(yùn)行，此外 S7300 中還配有其它功能的組織塊。 編碼器選用帶有 DP 通信接口的絕對式編碼器，該 型號的編碼器采用獨(dú)特的二進(jìn)