【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0KB，7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)，3K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。本文36升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)總共有97個(gè)數(shù)字量輸入，63個(gè)數(shù)字量輸出，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，以及程序容量和控制的要求，選擇CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)，外加5個(gè)擴(kuò)展模塊即可滿足使用要求。其中2個(gè)數(shù)字量輸入模塊EM221,其類型為16點(diǎn)24VDC輸入；3個(gè)數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223，其類型為16點(diǎn)24VDC輸入/16點(diǎn)24DC 輸出。二、傳感器的選擇36升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)要完成對(duì)車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)位置的檢測(cè)等任務(wù)，需要大量的檢測(cè)傳感裝置。在選擇檢測(cè)傳感裝置時(shí)，其裝置一般要符合以下要求：。經(jīng)常要求時(shí)單值、直線性的函數(shù)關(guān)系，即符合 Sc=ASr+K式中:Sc—傳感器的輸出值； A—靈敏度系數(shù)，常數(shù)； Sr—傳感器輸入值； K—零點(diǎn)輸出，常數(shù)。靈敏度高，意味著被測(cè)量有微小變化時(shí)傳感器就有較大的輸出，但又要求傳感器本身噪聲小，且不易從外界引進(jìn)干擾噪聲。即要求輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的響應(yīng)時(shí)間越短越好。任何傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成正比關(guān)系。線性范圍愈寬，表明傳感器的工作量程愈大。，抗干擾能力強(qiáng)。穩(wěn)定性指?jìng)鞲衅鹘?jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后其輸出特性不發(fā)生變化。影響傳感器穩(wěn)定性的是時(shí)間和環(huán)境，環(huán)境又包括溫度、濕度、塵埃、振動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾等因素。傳感器的精確度表明傳感器輸出與被測(cè)量之間的對(duì)應(yīng)程度以及重復(fù)一致的程度。對(duì)于控制系統(tǒng)而言，要求傳感器的輸出信號(hào)盡量符合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入通道的信號(hào)要求，即為0～5V, 1～5V, 0～10V, 0～20mA, 4 ～20mA等標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流。，易于安裝更換，易于維護(hù)，性價(jià)比要好。在選擇傳感器監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，要以上述要求為依據(jù)。36升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)中所涉及到的傳感監(jiān)測(cè)裝置有以下幾種： 紅外探測(cè)器 停車庫(kù)安裝紅外探測(cè)器有兩種功能:車庫(kù)在運(yùn)行時(shí)，不允許有其它物體進(jìn)入車庫(kù)工作區(qū)域，例如人和小寵物。在夜間或者無(wú)管理員時(shí)，防止偷盜和蓄意破壞等違法行為。在警戒范圍內(nèi)，為什么人在移動(dòng)時(shí)被動(dòng)紅外探測(cè)器能夠發(fā)生報(bào)警信號(hào)?在自然界，任何高于絕對(duì)溫度(273. 151C)的物體(例如人和小寵物)，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。在被動(dòng)紅外探測(cè)器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器(PTR)，它能將波長(zhǎng)為812 u m之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界的白光信號(hào)具有抑制作用，因此在被動(dòng)紅外探測(cè)器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體或小寵物進(jìn)入車庫(kù)運(yùn)行警戒區(qū)，通過(guò)菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射 (反射)在PTR上，第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的性是在PTR上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣PTR就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。行程開(kāi)關(guān)36升降橫移式立體停車庫(kù)橫移和升降定位所運(yùn)用的檢測(cè)器件為行程開(kāi)關(guān)。行程開(kāi)關(guān)是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電氣控制，應(yīng)用于車庫(kù)系統(tǒng)的限位保護(hù)和行程控制。行程開(kāi)關(guān)靠外加機(jī)械力使觸點(diǎn)動(dòng)作，可分為三種:快速動(dòng)作、非快速動(dòng)作和微動(dòng)。非快速行程開(kāi)關(guān)在機(jī)械系統(tǒng)的移位控制中被廣泛的應(yīng)用，其缺點(diǎn)就是觸頭的通、斷速度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件推動(dòng)推桿的速度有關(guān)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度較慢時(shí)，觸頭打開(kāi)與閉合的速度緩慢，觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧維持時(shí)間長(zhǎng)，容易損壞觸頭。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度小于0. 4m/min時(shí)應(yīng)當(dāng)選用快速動(dòng)作的行程開(kāi)關(guān)。停車庫(kù)中部件的運(yùn)動(dòng)均大于這個(gè)速度，使用的均為非快速行程開(kāi)關(guān)。 光電開(kāi)關(guān) PSH16D/5K型升降橫移式立體停車庫(kù)中，光電開(kāi)關(guān)主要用來(lái)檢測(cè)車庫(kù)有無(wú)車的檢測(cè)裝置以及檢測(cè)車庫(kù)是否停靠到位。光電開(kāi)關(guān)由投光器、受光器和電源組成，投光器常用發(fā)光二級(jí)管，受光器常用光敏元件。它的工作原理:使投光器和受光器相對(duì)，當(dāng)被測(cè)物體擋住從投光器射出的光線時(shí)，受光器得到控制信號(hào)。并根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)檢測(cè)方式分為:透光方式和反射方式。在停車庫(kù)中所應(yīng)用的光電開(kāi)關(guān)均有這兩種形式。光電開(kāi)關(guān)是一種非接觸檢測(cè)元件，它幾乎可檢測(cè)各種物體，而且反應(yīng)速度快，使用壽命長(zhǎng)，檢測(cè)距離可從幾毫米到數(shù)十米，廣泛的應(yīng)用于定位測(cè)量和信號(hào)檢測(cè)。三、驅(qū)動(dòng)元件在此驅(qū)動(dòng)元件是完成車庫(kù)托盤的橫移和升降的專用減速電機(jī),查閱相關(guān)資料得知升降速度 lOm／min；橫移速度 13m／min；最大提升重量 2800kg；升降機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 4—5．5kW；橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 0．37—0．55kW 。則本文橫移選用Y80122三相異步電動(dòng)機(jī)，升降選用Y132S22三相異步電動(dòng)機(jī)，兩種型號(hào)電動(dòng)機(jī)性能技術(shù)數(shù)據(jù)如表31。表31電動(dòng)機(jī)性能技術(shù)數(shù)據(jù)型號(hào)額定功率（KW）滿載時(shí)堵轉(zhuǎn)電流/額定電流堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速(r/min)電流（A）效率（%）功率因數(shù)cosθ 220V380vY8012282575Y132S22292015由于36升降橫移式立體停車庫(kù)的控制核心單元選用可編程控制器,可編程控制器內(nèi)部驅(qū)動(dòng)都是弱電直流器件，內(nèi)部最大的電壓不超過(guò)+24V，所以電機(jī)應(yīng)外接電源380V工業(yè)交流電。對(duì)于每一部電機(jī)，可編程控制器的輸出單元都有兩個(gè)輸出點(diǎn)，分別驅(qū)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)交流接觸器如圖37所示。圖38控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)示意圖五、生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖根據(jù)上述停車庫(kù)控制系統(tǒng)的各部分控制硬件及停車庫(kù)的具體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及在滿足現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際功能的情況下，生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖如圖39所示，然后編寫控制程序。圖39 控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖第四章 升降橫移式立體停車庫(kù)PLC控制的控制程序 在36升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)分析中，硬件配置部分己在前面章節(jié)詳細(xì)的進(jìn)行了說(shuō)明，并提出硬件配置的依據(jù)基本上是要根據(jù)停車庫(kù)所要完成的控制任務(wù)來(lái)確定，包括控制核心器件、傳感檢測(cè)裝置等。同樣，在現(xiàn)有控制硬件的條件下，如何來(lái)完成控制任務(wù)，這就要通過(guò)軟件系統(tǒng)對(duì)控制的實(shí)現(xiàn)。本節(jié)將要詳細(xì)的明確軟件所要完成的控制任務(wù)。 總體來(lái)說(shuō)軟件系統(tǒng)就是在硬件系統(tǒng)的支撐下，向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在預(yù)想的過(guò)程中，準(zhǔn)確無(wú)誤的完成所要完成的控制任務(wù)。而控制硬件和軟件都有自己的控制任務(wù)。36型升降橫移式立體停車庫(kù)中的軟件系統(tǒng)就是要運(yùn)用自身的編程語(yǔ)言(梯形圖)以及相關(guān)的功能塊語(yǔ)言，進(jìn)行合理的排序和邏輯運(yùn)算，再通過(guò)合理的判斷和掃描程序運(yùn)算結(jié)果，由硬件系統(tǒng)向驅(qū)動(dòng)單元輸出最終的判斷結(jié)果，從而完成軟件控制。該系統(tǒng)存取車控制只針對(duì)上層(二、三層)車位，而對(duì)于下層車位，存取車只需直接開(kāi)進(jìn)開(kāi)出即可?？刂栖浖捎锰菪螆D語(yǔ)言編寫，程序流程圖如圖41所示。需要說(shuō)明的是，托盤用鋼絲繩或鏈條依靠托盤上的吊點(diǎn)懸在托架上，在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，防墜（安全）掛鉤掛住托盤，托盤要下降時(shí)，必須移開(kāi)安全掛鉤才能下降軟件在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時(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。即如果選擇第三層托盤進(jìn)出車，可以使一層二層同時(shí)平移(左移或右移)，這樣，設(shè)備動(dòng)作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時(shí)，控制系統(tǒng)均能自動(dòng)處理，而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便，可節(jié)約大量時(shí)間，提高工作效率。由于上層的托盤升降都必須使其下層車位為空車位之后才能進(jìn)行，以地上三層車位運(yùn)動(dòng)為例，一層空車位位置有N種，二層托盤升降涉及的運(yùn)動(dòng)方式有N2種，三層托盤可能的運(yùn)動(dòng)方式有N3種，隨著車位和層數(shù)的增加，程序會(huì)出現(xiàn)劇烈膨脹，因此，如何尋求簡(jiǎn)便方法，使程序得到優(yōu)化將是該系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。以第二層為例，在變量Dm中存放第二層需要存取的車位號(hào)，該車位號(hào)為1～N，如進(jìn)行上層X(jué)(1≤X≤N)號(hào)車位存取，則Dm＝X；在Dn中存放下層空車位號(hào)，設(shè)空車位為Y號(hào)車位，則Dn＝Y(jié)；在進(jìn)行存取車時(shí)，把Dm和Dn中的數(shù)值進(jìn)行比較，其結(jié)果為零，則上層車位的托盤可以直接下移；如果結(jié)果大于零，則表示空車位在左邊，這樣先把空車位右邊第一個(gè)托.按下啟動(dòng)按鈕？初始化系統(tǒng)安全檢測(cè)發(fā)生故障嗎？手動(dòng)操作上層存取車信息下車位各層有托盤？確定以下各層那邊有空位？托盤左移托盤右移下通道建立否？彈開(kāi)防墜掛鉤托盤下移托盤到底否？發(fā)出存取車信號(hào)車停好否？托盤復(fù)位信號(hào)托盤上升托盤達(dá)到最高點(diǎn)？伸出防墜掛鉤上層存取車完成YYNYN緊急停車YNYNY報(bào)警NYNYN開(kāi)始結(jié)束圖41 停車庫(kù)軟件系統(tǒng)控制流程圖盤左移到空位上，之后重復(fù)上述過(guò)程，直到空車位在上層需要存取的車位正下方時(shí)，上層車位的托盤才能進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖如圖42所示三層存取車的處理方法和第二層類似。圖42 控制程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)框圖模塊化程序設(shè)計(jì)PLC控制程序采用模塊化編程形式，車位運(yùn)行過(guò)程中只需調(diào)用子程序模塊，這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度，方便了程序的修改，而且為車位的拓展提供了便利的條件。整個(gè)程序包括主程序模塊、手動(dòng)按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取車位號(hào)賦值程序模塊、空車位號(hào)與移動(dòng)車位號(hào)賦值程序模塊、托盤平移運(yùn)動(dòng)程序模塊、光電開(kāi)關(guān)子程序模塊、托盤升降運(yùn)動(dòng)程序模塊和故障報(bào)警子程序模塊。軟件設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問(wèn)題的處理程序所用狀態(tài)元件、定時(shí)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件，當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)元件保持掉電前的狀態(tài)，以保存現(xiàn)場(chǎng)信息，待上電后繼續(xù)完成被中斷的動(dòng)作；當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)，按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)信息；當(dāng)出現(xiàn)如電機(jī)過(guò)載、過(guò)熱電氣或機(jī)械故障時(shí)，自動(dòng)中止系統(tǒng)的運(yùn)行，并發(fā)出聲光報(bào)警，同時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)方式進(jìn)行故障處理。 PLC的I/O口資源配置36升降橫移類立體車庫(kù)的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)具體分布可按表41和表42進(jìn)行，該表按照輸入、輸出部分不可重疊來(lái)排列的。表41輸入點(diǎn)分配啟動(dòng)故障輸入停止安全檢測(cè)手動(dòng)輪廓檢測(cè)自動(dòng)報(bào)警復(fù)位上移116按鈕下移616號(hào)托盤有車左移101206車位有托盤右移110號(hào)托盤左限開(kāi)關(guān)存車110號(hào)托盤右限開(kāi)關(guān)取車616號(hào)托盤上限開(kāi)關(guān)復(fù)位616號(hào)托盤下限開(kāi)關(guān)車未到位表42輸出點(diǎn)分配運(yùn)行指示燈安全報(bào)警手動(dòng)指示燈輪廓超限燈自動(dòng)指示燈110號(hào)托盤左移存車指示燈110號(hào)托盤右移取車指示燈616號(hào)托盤上移可存取指示燈616號(hào)托盤下移車未到位報(bào)警616號(hào)掛鉤故障報(bào)警 該程序中用到PLC的指令有主程序、子程序、跳轉(zhuǎn)程序、比較指令、傳送指令等等。 此為主程序，先初始化，有手動(dòng)自動(dòng)選擇，上層有車輛時(shí)才能進(jìn)入取車操作，上層有空車位時(shí)才能進(jìn)行存車操作，若出現(xiàn)故障則停止運(yùn)行。此程序段為自動(dòng)運(yùn)行控制子程序auto，其里嵌套SBR_13，SBR_13為116號(hào)托盤對(duì)應(yīng)的按鈕；VW0存放二層存取托盤號(hào)，VW1存放三層存取托盤號(hào)，VW2存放一層無(wú)托盤號(hào)，即一層空車位號(hào)，VW3存放二層無(wú)托盤號(hào)，即二層空車位號(hào)。二層存取、三層存取可分別跳到相應(yīng)的程序段；通道建成后，進(jìn)行存取的托盤號(hào)可下移，車停到位后按下復(fù)位按鈕，托盤回到先前位置。現(xiàn)以圖