【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 24 傳感器分布圖 存取車(chē)原理分析 對(duì)于每個(gè)車(chē)位來(lái)說(shuō)，該車(chē)位上的載車(chē)臺(tái)在收到存車(chē)信號(hào)后，根據(jù)控制策略的決定來(lái)尋找相應(yīng)的路線將車(chē)輛拖入車(chē)庫(kù) 。 存車(chē)時(shí)，一輛車(chē)被載 車(chē)臺(tái)拖動(dòng)后，另一輛車(chē)可以 在保持一定車(chē)距的情況下 緊隨其后，而不需要等待前一輛車(chē)停放到位，節(jié)省存車(chē)時(shí)間 。 存車(chē)過(guò)程如圖 25所示 （圖中載車(chē)臺(tái)上沒(méi)有放置車(chē)輛） 。 圖 25 存車(chē)示意圖 取 車(chē)時(shí)， 載車(chē)臺(tái)在收到取車(chē)信號(hào)后，首先檢測(cè)當(dāng)前車(chē)位出口附近一定區(qū)域內(nèi)有無(wú)其他載車(chē)臺(tái)正在運(yùn)行，只要檢測(cè)到本車(chē)位出口處安全，即可主動(dòng)將車(chē)拖動(dòng)，然后按照系統(tǒng)判定策略將車(chē)輛沿合適的路線拖出 ，而 不需排隊(duì)等待前一車(chē)輛完全取出，實(shí)現(xiàn)快速取車(chē) 。 取車(chē)過(guò)程如圖 26 所示 （圖中載車(chē)臺(tái)上沒(méi)有放置車(chē)輛） 。 圖 26 取 車(chē)示意圖 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃 本設(shè)計(jì)中 整個(gè)立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)是以 PC機(jī)上運(yùn)行的組態(tài)工程作為 控制中心 ，即上位機(jī) ， 包括 調(diào)度 載車(chē)臺(tái) 的存取 動(dòng)作的 控制 算法， 并由現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行人機(jī)界面操作來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)庫(kù)存取車(chē)的控制和管理 。 以可編程控制器 (PLC)為核心的下位機(jī)主控制器作為現(xiàn)場(chǎng)前端控制， 每個(gè)載車(chē)臺(tái)上都有獨(dú)立的控制器， 其主要負(fù)責(zé)將前端傳感器的信號(hào)反饋給總機(jī) ，并負(fù)責(zé)執(zhí)行主機(jī)發(fā)出的調(diào)度指令，從而控制各自所在載車(chē)臺(tái)的運(yùn)動(dòng) 。 下位機(jī)和上位機(jī)之間通過(guò)無(wú)線方式通信，但 由于 設(shè)備有限，無(wú)線通信不是本設(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的 目標(biāo) ，因此研究時(shí)采用有線替代；所有載車(chē)臺(tái)的控制策略相似， 因此 本論文研究時(shí) 實(shí)際只 采用一塊 PLC，其它的 載車(chē)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制通過(guò)仿真來(lái)實(shí)現(xiàn) 。 立體車(chē)庫(kù)的整個(gè)控制系統(tǒng)可 分為組態(tài)工程人機(jī)操作界面、 PLC控制系統(tǒng)、 執(zhí)行機(jī)構(gòu)、 信號(hào)檢測(cè)與反饋 。如圖 。 圖 27立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)組成示意圖 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 3 立體車(chē)庫(kù)的上位機(jī)組態(tài)仿真設(shè)計(jì) 本章介 紹了上位機(jī)組態(tài)仿真 的 設(shè)計(jì) 。 上 位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)同時(shí)作為調(diào)度中心，包含了人機(jī) 界面設(shè)計(jì)、調(diào)度算法設(shè)計(jì)等。 上位機(jī) 的主要設(shè)計(jì) 要求 上位機(jī)包含 本設(shè)計(jì)中最形象的 人機(jī)界面和最核心的調(diào)度算法 ，設(shè)計(jì) 時(shí)應(yīng)滿足以下幾項(xiàng)要求： (1)自動(dòng)化。 操作人員只需在上位機(jī) (PC)控制系統(tǒng)平臺(tái)的人機(jī)界面上點(diǎn)擊各種按鈕就可以進(jìn)行存取車(chē)操作，并且能夠在整個(gè)過(guò)程中對(duì)車(chē)庫(kù)各運(yùn) 動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行仿真監(jiān)控。同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)及時(shí)方便地查看車(chē)庫(kù)的存車(chē)情況等功能。 (2)立體視角。 本設(shè)計(jì)研究的是立體車(chē)庫(kù)，立體視角的畫(huà)面更能清楚的顯示車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和各運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 (3)算法邏輯清晰。調(diào)度算法控制著各載車(chē)臺(tái)和升降機(jī)的運(yùn)動(dòng)，邏輯必須清晰以避免載車(chē)臺(tái)相撞，或升降機(jī)位置錯(cuò)誤。 組態(tài)工程開(kāi)發(fā)平臺(tái)的選用 組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文 SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制 )。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過(guò)程控制的專用 軟件。它們處在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)和開(kāi)發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。 本系統(tǒng)采用北京亞控的“ 組態(tài)王 ”軟件，它 是運(yùn)行于 Windows 98/2020/NT /XP/7中文平臺(tái)的中文界面的人機(jī)界面軟件，采用了多線程、 COM+組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)，軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。“組態(tài)王 ” 軟件由工程瀏覽器 (Touc hExplorer)、工程管理器 (ProjManager)和畫(huà)面運(yùn)行系統(tǒng) (TouchVew)等 部分組成。在工程瀏 覽器中您可以查看工程的各個(gè)組成部分，也可以完成數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)造、定義外部設(shè)備等工作；工程管理器內(nèi)嵌畫(huà)面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和己有工程的管理。畫(huà)面的開(kāi)發(fā)和運(yùn)行由工程瀏覽器調(diào)用畫(huà)面制作系統(tǒng) TOUCHMAK和工程運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVEW來(lái)完成的。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 人機(jī)界面的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 針對(duì)立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃要求，結(jié)合組態(tài)王軟件自身強(qiáng)大的過(guò)程控制功能以及外接設(shè)備擴(kuò)展性能，控制系統(tǒng)上位機(jī)組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)主要是以典型的人機(jī)操作界面為主體，圍繞數(shù)據(jù)變量、 I/0設(shè)備定義等設(shè)計(jì)工作內(nèi)容來(lái)展開(kāi)的。為了更清晰的對(duì)照觀察，設(shè)計(jì)時(shí)盡量減 少畫(huà)面數(shù)量。 其上位機(jī)整體控制流程圖如下圖 31所示。 據(jù)此，擬出主要 界面及其包括 的 模塊有 ： (1)系統(tǒng)主 界 面 ：系統(tǒng)信息說(shuō)明； (2)車(chē)庫(kù)仿真及操作界面： 存車(chē) 選擇、 存車(chē)動(dòng)畫(huà) 、 取車(chē)編號(hào)輸入 、 取車(chē) 選擇、取車(chē)動(dòng) 畫(huà) 和幫助等 。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 31 上位機(jī)整體控制流程圖 立體車(chē)庫(kù)操作系統(tǒng) 存車(chē) 操作 核對(duì)有無(wú)空車(chē)位統(tǒng) 選擇車(chē)位 車(chē)輛駛?cè)胼d車(chē)平臺(tái) 車(chē)輛駛?cè)肷禉C(jī) 升降機(jī)將車(chē)輛送至相應(yīng)樓層 載車(chē)臺(tái)移出升降機(jī) 載車(chē)臺(tái)檢測(cè)車(chē)位入口標(biāo)志 載車(chē)臺(tái)前進(jìn) 載車(chē)臺(tái)轉(zhuǎn)向 載車(chē)臺(tái)前進(jìn) 載車(chē)臺(tái)檢測(cè)車(chē)位到達(dá)標(biāo)志 存車(chē)結(jié)束 取車(chē) 操作 核對(duì)有無(wú)存車(chē) 統(tǒng) 選擇車(chē)位 車(chē)輛移出車(chē)位 升降機(jī)將車(chē)輛送至取車(chē)樓層 載車(chē)臺(tái)移 出升降機(jī) 載車(chē)臺(tái)前進(jìn) 載車(chē)臺(tái)轉(zhuǎn)向 載車(chē)臺(tái)前進(jìn) 載車(chē)臺(tái)檢測(cè)車(chē)位到位標(biāo)志 車(chē)輛開(kāi)走 載車(chē)臺(tái)檢測(cè)車(chē)位出口標(biāo)志 載車(chē)臺(tái)移入升降機(jī) 取車(chē)結(jié)束 完成操作 N Y N Y N N Y Y 反饋 反饋 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 組態(tài)王內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造 組態(tài)王內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”軟件的 重要組成 部分，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫(huà)的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。組態(tài)王系統(tǒng)中定義的變量與 C程序 設(shè)計(jì)語(yǔ)言 類似而又不同 ，既能滿足程序設(shè)計(jì)的一般需要，又考慮到工控軟件的特殊需要。 在 TouchVew運(yùn)行時(shí)，它含有全部數(shù)據(jù)變量的當(dāng)前值。變量在畫(huà)面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫(huà)面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時(shí)要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。數(shù)據(jù)庫(kù)中變量的集合形象地稱為“數(shù)據(jù)詞典 ，數(shù)據(jù)詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據(jù)變量的詳細(xì)信息。變量的基本類型共有兩類：內(nèi)存變量、 I/0變量。內(nèi)存變量是指那些不需要和其它應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù) ， 也不需要從下位機(jī)得到數(shù)據(jù) ， 只在“組態(tài)王 ” 上位機(jī)控制系統(tǒng)內(nèi)需要的變量。 I/0變量是指可與 外部數(shù)據(jù)采集程序直接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的變量。 在本系統(tǒng)中由于 6個(gè)載車(chē)平臺(tái)具有相似的控制屬性，所以定義結(jié)構(gòu)變量來(lái)統(tǒng)一操作。 下面是本系統(tǒng)所用到的內(nèi)存型自定義變量，如下 圖 3圖 33所示。 圖 32 結(jié)構(gòu)變量定義 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 圖 33 自定義內(nèi)存變量表 定義 I/O 設(shè)備 組態(tài)王與 I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用以下五種方式：串行通訊方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)模塊、人機(jī)接口卡方式、 DDE方式。組態(tài)王軟件與 I/0設(shè)備進(jìn)行通訊一般是通過(guò)調(diào)用 *.d11動(dòng)態(tài)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，不同的設(shè)備、協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)態(tài)庫(kù)。工程開(kāi)發(fā)人員無(wú)須關(guān)心復(fù)雜 的動(dòng)態(tài)庫(kù)代碼及設(shè)備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?，即可定義工程中使用的 I/O設(shè)備，并通過(guò)變量的定義實(shí)現(xiàn)與 I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián)。 主要組態(tài)界面 及控制中心的控制算法 設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)中組態(tài)工程所涉及的畫(huà)面 集中在主界面和運(yùn)行界面上， 本段所介紹的都是與控制系統(tǒng)有關(guān)的各種動(dòng)畫(huà) 控制 功能的一些主要畫(huà)面。 系統(tǒng)主 界 面的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主 界 面是本控制系統(tǒng)組態(tài)軟件人機(jī)界面中的運(yùn)行啟動(dòng)初始界面，它是操作人員使用本控制系統(tǒng)的主通道。系統(tǒng)主頁(yè)面包括：當(dāng)前己存車(chē)數(shù)量以及空車(chē)位上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 等信息的顯示； 進(jìn)入運(yùn)行界面的按鈕 。如圖 34所示 。 圖 34 系統(tǒng)主頁(yè)面 車(chē)位使用狀態(tài)顯示程序如下： if(\\本站點(diǎn) \==0) A=0。 else A=1。 if(\\本站點(diǎn) \==0) B=0。 else B=1。 if(\\本站點(diǎn) \==0) C=0。 else C=1。 if(\\本站點(diǎn) \==0) D=0。 else D=1。 if(\\本站點(diǎn) \==0) E=0。 else E=1。 if(\\本站點(diǎn) \==0) F=0。 else F=1。 \\本站點(diǎn) \已用車(chē)位數(shù) =A+B+C+D+E+F。 \\本站點(diǎn) \空閑車(chē)位數(shù) =6\\本站點(diǎn) \已用車(chē)位數(shù) 。 車(chē)庫(kù)仿真及操作界面的設(shè)計(jì) 車(chē)庫(kù)仿真及操作界面是上位機(jī)的主要部分，集畫(huà)面仿真、存取車(chē)選擇操作等功能于一體 ， 界面左半部分是整個(gè)立體車(chē)庫(kù) 俯視 圖，右半部分為 一臺(tái)顯示器 。 如圖 35所示 。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 圖 35 立體車(chē)庫(kù) 設(shè)計(jì) 圖 （ 1） 存車(chē) 選擇功能設(shè)計(jì) 當(dāng)車(chē)庫(kù)系統(tǒng)內(nèi)所有車(chē)位均有存車(chē)時(shí)，單擊“ 自動(dòng)選擇存車(chē)編號(hào) ”按鈕 時(shí) ，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出提示框顯示出“車(chē) 庫(kù) 已滿”，否則， 將 自動(dòng)給出一個(gè)編號(hào)，即當(dāng)前車(chē)輛即將存入的車(chē)位編號(hào) 。實(shí)現(xiàn)以上輸入編號(hào)的比對(duì)功能的程序語(yǔ)言如下： 當(dāng)操作人員輸入一個(gè)車(chē)位編號(hào)后，單擊“確認(rèn) 存車(chē) ”按鈕．根據(jù)事先編寫(xiě)的程序，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)對(duì)比檢測(cè)出該編號(hào)所對(duì)應(yīng)的車(chē)位內(nèi)有無(wú)存車(chē)或者該編號(hào)是否輸入有誤。若輸入的是一個(gè)空車(chē)位編號(hào)，確認(rèn)后畫(huà)面會(huì)自動(dòng) 將車(chē)存入。 執(zhí)行該動(dòng)畫(huà)的程序命令語(yǔ)言如下： if(\\本站點(diǎn) \==0){\\本站點(diǎn) \park_num=6。} if(\\本站點(diǎn) \==0){\\本站點(diǎn) \park_num=5。} if(\\本站點(diǎn) \==0){\\本站點(diǎn) \park_num=4。} if(\\本站點(diǎn) \==0){\\本站點(diǎn) \park_num=3。} if(\\本站點(diǎn) \==0){\\本站點(diǎn) \park_num=2。} if(\\本站點(diǎn) \==0){\\本站點(diǎn) \park_num=1。} if(\\本站點(diǎn) \!=0 amp。amp。 \\本站點(diǎn) \!=0 amp。amp。 \\本站點(diǎn) \!=0 amp。amp。 \\本站點(diǎn) \!=0 amp。amp。 \\ 本 站 點(diǎn)\!=0 amp。amp。 \\本站點(diǎn) \!=0){\\本站點(diǎn) \park_num=10。} （ 2） 存車(chē)動(dòng)畫(huà) 功能設(shè)計(jì) 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 按照設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)存車(chē)流程是：按存車(chē)按鈕， 控制臺(tái) 檢測(cè)是否有空車(chē)位、是否有車(chē)正在取出、是否有車(chē)正在存入且該車(chē)離存車(chē)入口的距離很近，若有以上情況則報(bào)警，否則進(jìn)入后續(xù)存車(chē)流程進(jìn)行車(chē)位分配，若車(chē)位號(hào)處于 2樓停車(chē)臺(tái)，則首先進(jìn)入登陸升降機(jī)的流程，到達(dá)相應(yīng)樓層后的工作步驟與一樓類似，即進(jìn)行循跡行駛 ，循環(huán)檢測(cè)位置信息，到達(dá)指定車(chē)位入口時(shí)， 載車(chē)臺(tái) 90度轉(zhuǎn)向進(jìn)入車(chē)位，循環(huán)檢測(cè)到位信息，若檢測(cè)到則完成存車(chē)過(guò)程。停靠一樓車(chē)位的流程如圖 43所示。 系統(tǒng)取車(chē)流程是：按取車(chē)按鈕，載車(chē)臺(tái)上的控制核心檢測(cè)是否有車(chē)正在存入、是否有車(chē)正在取出且該車(chē)距離本車(chē)位出口很近，若出現(xiàn)以上情況則報(bào)警，否則進(jìn)入后續(xù)取車(chē)流程檢查本車(chē)位編號(hào)，若處于二樓停車(chē)臺(tái)則呼叫升降機(jī)，然后載車(chē)臺(tái)將車(chē)?yán)缴禉C(jī)上，再由升降機(jī)把車(chē)?yán)揭粯侨〕?。但是登陸升降機(jī)之前由停放車(chē)位到升降機(jī)的控制是類似的，其流程是電機(jī)啟動(dòng)將車(chē)拖至行車(chē)道上，檢測(cè)到轉(zhuǎn)向信號(hào)后將車(chē)拖出。取車(chē)流程如圖 36所示。 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 36 存車(chē)流程圖 在確認(rèn)所存車(chē)輛已經(jīng)駛?cè)胼d車(chē)平臺(tái)的指定區(qū)域 內(nèi)以后， 系統(tǒng)將進(jìn)入 存車(chē)動(dòng)畫(huà)過(guò)程。 顯示器上該車(chē)為的狀態(tài)會(huì)更新為“正在存入”。 執(zhí)行該動(dòng)畫(huà)的程序命令語(yǔ)言見(jiàn)附錄 2。 當(dāng)載車(chē)平臺(tái)將車(chē)輛運(yùn)送至指定車(chē)位時(shí)，載車(chē)平臺(tái)運(yùn)制動(dòng)并鎖定。 當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)存車(chē)動(dòng)作完畢時(shí)，顯示器上該車(chē)位狀態(tài) 顯示“ 已存入 ” 。 (3)取車(chē)編號(hào)輸入界面的設(shè)計(jì) 是否已在進(jìn)行取車(chē) 是否有車(chē)正在存入 是否有空車(chē)位 正在存入的車(chē)是否距 離入口較遠(yuǎn) 設(shè)置存車(chē)編號(hào) 電機(jī)啟動(dòng)，載車(chē)臺(tái)前進(jìn) 檢測(cè)車(chē)位編號(hào) 載車(chē)臺(tái)轉(zhuǎn)向，進(jìn)入車(chē)位 是否為目標(biāo)車(chē)位 檢測(cè)到達(dá)信號(hào) 停車(chē) 報(bào)警 N Y N N Y N Y Y N Y N 存車(chē) Y 上海第二工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 當(dāng)需要進(jìn)行取車(chē)操作時(shí)， 在“輸入車(chē)位編號(hào)：”右邊的編輯框中輸入要取出的車(chē)位編號(hào)，然后點(diǎn)擊“確認(rèn)” 。 若輸入正確，會(huì)顯示“已選中 號(hào)車(chē)”，若輸入的車(chē)位上沒(méi)有存 入 車(chē) 輛 或 編號(hào) 超過(guò)正確的車(chē)位編號(hào)范圍，則會(huì)顯示“ 輸入錯(cuò)誤”。 執(zhí)行該動(dòng)畫(huà)的程序命令語(yǔ)言如下： LONG X。 X=StrToInt( \\本站點(diǎn) \取車(chē)編號(hào)字符串