【文章內容簡介】 大學本科畢業(yè)設計（論文） 10 圖 24 傳感器分布圖 存取車原理分析 對于每個車位來說，該車位上的載車臺在收到存車信號后，根據控制策略的決定來尋找相應的路線將車輛拖入車庫 。 存車時，一輛車被載 車臺拖動后，另一輛車可以 在保持一定車距的情況下 緊隨其后，而不需要等待前一輛車停放到位，節(jié)省存車時間 。 存車過程如圖 25所示 （圖中載車臺上沒有放置車輛） 。 圖 25 存車示意圖 取 車時， 載車臺在收到取車信號后，首先檢測當前車位出口附近一定區(qū)域內有無其他載車臺正在運行，只要檢測到本車位出口處安全，即可主動將車拖動，然后按照系統(tǒng)判定策略將車輛沿合適的路線拖出 ，而 不需排隊等待前一車輛完全取出，實現(xiàn)快速取車 。 取車過程如圖 26 所示 （圖中載車臺上沒有放置車輛） 。 圖 26 取 車示意圖 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 11 控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃 本設計中 整個立體車庫控制系統(tǒng)是以 PC機上運行的組態(tài)工程作為 控制中心 ，即上位機 ， 包括 調度 載車臺 的存取 動作的 控制 算法， 并由現(xiàn)場工作人員進行人機界面操作來實現(xiàn)對車庫存取車的控制和管理 。 以可編程控制器 (PLC)為核心的下位機主控制器作為現(xiàn)場前端控制， 每個載車臺上都有獨立的控制器， 其主要負責將前端傳感器的信號反饋給總機 ，并負責執(zhí)行主機發(fā)出的調度指令，從而控制各自所在載車臺的運動 。 下位機和上位機之間通過無線方式通信，但 由于 設備有限，無線通信不是本設計所要實現(xiàn)的 目標 ，因此研究時采用有線替代；所有載車臺的控制策略相似， 因此 本論文研究時 實際只 采用一塊 PLC，其它的 載車臺的運動控制通過仿真來實現(xiàn) 。 立體車庫的整個控制系統(tǒng)可 分為組態(tài)工程人機操作界面、 PLC控制系統(tǒng)、 執(zhí)行機構、 信號檢測與反饋 。如圖 。 圖 27立體車庫控制系統(tǒng)組成示意圖 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 12 3 立體車庫的上位機組態(tài)仿真設計 本章介 紹了上位機組態(tài)仿真 的 設計 。 上 位機監(jiān)控系統(tǒng)同時作為調度中心，包含了人機 界面設計、調度算法設計等。 上位機 的主要設計 要求 上位機包含 本設計中最形象的 人機界面和最核心的調度算法 ，設計 時應滿足以下幾項要求： (1)自動化。 操作人員只需在上位機 (PC)控制系統(tǒng)平臺的人機界面上點擊各種按鈕就可以進行存取車操作，并且能夠在整個過程中對車庫各運 動機構進行仿真監(jiān)控。同時也可以實現(xiàn)及時方便地查看車庫的存車情況等功能。 (2)立體視角。 本設計研究的是立體車庫，立體視角的畫面更能清楚的顯示車庫的結構和各運動部件的運動狀態(tài)。 (3)算法邏輯清晰。調度算法控制著各載車臺和升降機的運動，邏輯必須清晰以避免載車臺相撞，或升降機位置錯誤。 組態(tài)工程開發(fā)平臺的選用 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)據采集與監(jiān)視控制 )。它是指一些數(shù)據采集與過程控制的專用 軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(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 是運行于 Windows 98/2020/NT /XP/7中文平臺的中文界面的人機界面軟件，采用了多線程、 COM+組件等新技術，實現(xiàn)了實時多任務，軟件運行穩(wěn)定可靠?！敖M態(tài)王 ” 軟件由工程瀏覽器 (Touc hExplorer)、工程管理器 (ProjManager)和畫面運行系統(tǒng) (TouchVew)等 部分組成。在工程瀏 覽器中您可以查看工程的各個組成部分，也可以完成數(shù)據庫的構造、定義外部設備等工作；工程管理器內嵌畫面管理系統(tǒng)，用于新工程的創(chuàng)建和己有工程的管理。畫面的開發(fā)和運行由工程瀏覽器調用畫面制作系統(tǒng) TOUCHMAK和工程運行系統(tǒng) TOUCHVEW來完成的。 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 13 人機界面的設計開發(fā) 針對立體車庫控制系統(tǒng)的總體規(guī)劃要求，結合組態(tài)王軟件自身強大的過程控制功能以及外接設備擴展性能，控制系統(tǒng)上位機組態(tài)軟件的設計主要是以典型的人機操作界面為主體，圍繞數(shù)據變量、 I/0設備定義等設計工作內容來展開的。為了更清晰的對照觀察，設計時盡量減 少畫面數(shù)量。 其上位機整體控制流程圖如下圖 31所示。 據此，擬出主要 界面及其包括 的 模塊有 ： (1)系統(tǒng)主 界 面 ：系統(tǒng)信息說明； (2)車庫仿真及操作界面： 存車 選擇、 存車動畫 、 取車編號輸入 、 取車 選擇、取車動 畫 和幫助等 。 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 14 圖 31 上位機整體控制流程圖 立體車庫操作系統(tǒng) 存車 操作 核對有無空車位統(tǒng) 選擇車位 車輛駛入載車平臺 車輛駛入升降機 升降機將車輛送至相應樓層 載車臺移出升降機 載車臺檢測車位入口標志 載車臺前進 載車臺轉向 載車臺前進 載車臺檢測車位到達標志 存車結束 取車 操作 核對有無存車 統(tǒng) 選擇車位 車輛移出車位 升降機將車輛送至取車樓層 載車臺移 出升降機 載車臺前進 載車臺轉向 載車臺前進 載車臺檢測車位到位標志 車輛開走 載車臺檢測車位出口標志 載車臺移入升降機 取車結束 完成操作 N Y N Y N N Y Y 反饋 反饋 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 15 組態(tài)王內部數(shù)據庫構造 組態(tài)王內部數(shù)據庫是“組態(tài)王”軟件的 重要組成 部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機前發(fā)布的指令也要迅速送達生產現(xiàn)場。組態(tài)王系統(tǒng)中定義的變量與 C程序 設計語言 類似而又不同 ，既能滿足程序設計的一般需要，又考慮到工控軟件的特殊需要。 在 TouchVew運行時，它含有全部數(shù)據變量的當前值。變量在畫面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時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)據庫中變量的集合形象地稱為“數(shù)據詞典 ，數(shù)據詞典記錄了所有用戶可使用的數(shù)據變量的詳細信息。變量的基本類型共有兩類：內存變量、 I/0變量。內存變量是指那些不需要和其它應用程序交換數(shù)據 ， 也不需要從下位機得到數(shù)據 ， 只在“組態(tài)王 ” 上位機控制系統(tǒng)內需要的變量。 I/0變量是指可與 外部數(shù)據采集程序直接進行數(shù)據交換的變量。 在本系統(tǒng)中由于 6個載車平臺具有相似的控制屬性，所以定義結構變量來統(tǒng)一操作。 下面是本系統(tǒng)所用到的內存型自定義變量，如下 圖 3圖 33所示。 圖 32 結構變量定義 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 16 圖 33 自定義內存變量表 定義 I/O 設備 組態(tài)王與 I/O設備之間的數(shù)據交換采用以下五種方式：串行通訊方式、板卡方式、網絡模塊、人機接口卡方式、 DDE方式。組態(tài)王軟件與 I/0設備進行通訊一般是通過調用 *.d11動態(tài)庫來實現(xiàn)的，不同的設備、協(xié)議對應不同的動態(tài)庫。工程開發(fā)人員無須關心復雜 的動態(tài)庫代碼及設備通訊協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設備定義向導，即可定義工程中使用的 I/O設備，并通過變量的定義實現(xiàn)與 I/O設備的關聯(lián)。 主要組態(tài)界面 及控制中心的控制算法 設計 立體車庫控制系統(tǒng)中組態(tài)工程所涉及的畫面 集中在主界面和運行界面上， 本段所介紹的都是與控制系統(tǒng)有關的各種動畫 控制 功能的一些主要畫面。 系統(tǒng)主 界 面的設計 系統(tǒng)主 界 面是本控制系統(tǒng)組態(tài)軟件人機界面中的運行啟動初始界面，它是操作人員使用本控制系統(tǒng)的主通道。系統(tǒng)主頁面包括：當前己存車數(shù)量以及空車位上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 17 等信息的顯示； 進入運行界面的按鈕 。如圖 34所示 。 圖 34 系統(tǒng)主頁面 車位使用狀態(tài)顯示程序如下： if(\\本站點 \==0) A=0。 else A=1。 if(\\本站點 \==0) B=0。 else B=1。 if(\\本站點 \==0) C=0。 else C=1。 if(\\本站點 \==0) D=0。 else D=1。 if(\\本站點 \==0) E=0。 else E=1。 if(\\本站點 \==0) F=0。 else F=1。 \\本站點 \已用車位數(shù) =A+B+C+D+E+F。 \\本站點 \空閑車位數(shù) =6\\本站點 \已用車位數(shù) 。 車庫仿真及操作界面的設計 車庫仿真及操作界面是上位機的主要部分，集畫面仿真、存取車選擇操作等功能于一體 ， 界面左半部分是整個立體車庫 俯視 圖，右半部分為 一臺顯示器 。 如圖 35所示 。 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 18 圖 35 立體車庫 設計 圖 （ 1） 存車 選擇功能設計 當車庫系統(tǒng)內所有車位均有存車時，單擊“ 自動選擇存車編號 ”按鈕 時 ，系統(tǒng)會自動彈出提示框顯示出“車 庫 已滿”，否則， 將 自動給出一個編號，即當前車輛即將存入的車位編號 。實現(xiàn)以上輸入編號的比對功能的程序語言如下： 當操作人員輸入一個車位編號后，單擊“確認 存車 ”按鈕．根據事先編寫的程序，系統(tǒng)會自動對比檢測出該編號所對應的車位內有無存車或者該編號是否輸入有誤。若輸入的是一個空車位編號，確認后畫面會自動 將車存入。 執(zhí)行該動畫的程序命令語言如下： if(\\本站點 \==0){\\本站點 \park_num=6。} if(\\本站點 \==0){\\本站點 \park_num=5。} if(\\本站點 \==0){\\本站點 \park_num=4。} if(\\本站點 \==0){\\本站點 \park_num=3。} if(\\本站點 \==0){\\本站點 \park_num=2。} if(\\本站點 \==0){\\本站點 \park_num=1。} if(\\本站點 \!=0 amp。amp。 \\本站點 \!=0 amp。amp。 \\本站點 \!=0 amp。amp。 \\本站點 \!=0 amp。amp。 \\ 本 站 點\!=0 amp。amp。 \\本站點 \!=0){\\本站點 \park_num=10。} （ 2） 存車動畫 功能設計 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 19 按照設計要求，系統(tǒng)存車流程是：按存車按鈕， 控制臺 檢測是否有空車位、是否有車正在取出、是否有車正在存入且該車離存車入口的距離很近，若有以上情況則報警，否則進入后續(xù)存車流程進行車位分配，若車位號處于 2樓停車臺，則首先進入登陸升降機的流程，到達相應樓層后的工作步驟與一樓類似，即進行循跡行駛 ，循環(huán)檢測位置信息，到達指定車位入口時， 載車臺 90度轉向進入車位，循環(huán)檢測到位信息，若檢測到則完成存車過程。?？恳粯擒囄坏牧鞒倘鐖D 43所示。 系統(tǒng)取車流程是：按取車按鈕，載車臺上的控制核心檢測是否有車正在存入、是否有車正在取出且該車距離本車位出口很近，若出現(xiàn)以上情況則報警，否則進入后續(xù)取車流程檢查本車位編號，若處于二樓停車臺則呼叫升降機，然后載車臺將車拉到升降機上，再由升降機把車拉到一樓取出。但是登陸升降機之前由停放車位到升降機的控制是類似的，其流程是電機啟動將車拖至行車道上，檢測到轉向信號后將車拖出。取車流程如圖 36所示。 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 20 圖 36 存車流程圖 在確認所存車輛已經駛入載車平臺的指定區(qū)域 內以后， 系統(tǒng)將進入 存車動畫過程。 顯示器上該車為的狀態(tài)會更新為“正在存入”。 執(zhí)行該動畫的程序命令語言見附錄 2。 當載車平臺將車輛運送至指定車位時，載車平臺運制動并鎖定。 當系統(tǒng)自動存車動作完畢時，顯示器上該車位狀態(tài) 顯示“ 已存入 ” 。 (3)取車編號輸入界面的設計 是否已在進行取車 是否有車正在存入 是否有空車位 正在存入的車是否距 離入口較遠 設置存車編號 電機啟動，載車臺前進 檢測車位編號 載車臺轉向，進入車位 是否為目標車位 檢測到達信號 停車 報警 N Y N N Y N Y Y N Y N 存車 Y 上海第二工業(yè)大學本科畢業(yè)設計（論文） 21 當需要進行取車操作時， 在“輸入車位編號：”右邊的編輯框中輸入要取出的車位編號，然后點擊“確認” 。 若輸入正確，會顯示“已選中 號車”，若輸入的車位上沒有存 入 車 輛 或 編號 超過正確的車位編號范圍，則會顯示“ 輸入錯誤”。 執(zhí)行該動畫的程序命令語言如下： LONG X。 X=StrToInt( \\本站點 \取車編號字符串