【文章內(nèi)容簡介】 0KB，7個擴展模塊，最大擴展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點，3K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，2個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，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應于一些復雜的中小型控制系統(tǒng)。本文36升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)總共有97個數(shù)字量輸入，63個數(shù)字量輸出，根據(jù)I/O點數(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，外加5個擴展模塊即可滿足使用要求。其中2個數(shù)字量輸入模塊EM221,其類型為16點24VDC輸入；3個數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223，其類型為16點24VDC輸入/16點24DC 輸出。二、傳感器的選擇36升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)要完成對車庫現(xiàn)場的監(jiān)控、運動位置的檢測等任務，需要大量的檢測傳感裝置。在選擇檢測傳感裝置時，其裝置一般要符合以下要求：。經(jīng)常要求時單值、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—零點輸出，常數(shù)。靈敏度高，意味著被測量有微小變化時傳感器就有較大的輸出，但又要求傳感器本身噪聲小，且不易從外界引進干擾噪聲。即要求輸出信號隨輸入信號變化的響應時間越短越好。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。穩(wěn)定性指傳感器經(jīng)過長期使用后其輸出特性不發(fā)生變化。影響傳感器穩(wěn)定性的是時間和環(huán)境，環(huán)境又包括溫度、濕度、塵埃、振動、電場、磁場干擾等因素。傳感器的精確度表明傳感器輸出與被測量之間的對應程度以及重復一致的程度。對于控制系統(tǒng)而言，要求傳感器的輸出信號盡量符合計算機控制系統(tǒng)輸入通道的信號要求，即為0～5V, 1～5V, 0～10V, 0～20mA, 4 ～20mA等標準電壓、電流。，易于安裝更換，易于維護，性價比要好。在選擇傳感器監(jiān)測裝置時，要以上述要求為依據(jù)。36升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中所涉及到的傳感監(jiān)測裝置有以下幾種： 紅外探測器 停車庫安裝紅外探測器有兩種功能:車庫在運行時，不允許有其它物體進入車庫工作區(qū)域，例如人和小寵物。在夜間或者無管理員時，防止偷盜和蓄意破壞等違法行為。在警戒范圍內(nèi)，為什么人在移動時被動紅外探測器能夠發(fā)生報警信號?在自然界，任何高于絕對溫度(273. 151C)的物體(例如人和小寵物)，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低是相關(guān)的。在被動紅外探測器中有兩個關(guān)鍵性的元件，一個是熱釋電紅外傳感器(PTR)，它能將波長為812 u m之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并能對自然界的白光信號具有抑制作用，因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體或小寵物進入車庫運行警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，因此，紅外探測器的紅外探測基本概念就是感應移動物體與背景物體的溫度的差異。另外一個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:一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號折射 (反射)在PTR上，第二個作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動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，這樣PTR就能產(chǎn)生變化的電信號。行程開關(guān)36升降橫移式立體停車庫橫移和升降定位所運用的檢測器件為行程開關(guān)。行程開關(guān)是將機械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以實現(xiàn)對機械運動的電氣控制，應用于車庫系統(tǒng)的限位保護和行程控制。行程開關(guān)靠外加機械力使觸點動作，可分為三種:快速動作、非快速動作和微動。非快速行程開關(guān)在機械系統(tǒng)的移位控制中被廣泛的應用，其缺點就是觸頭的通、斷速度與機械運動部件推動推桿的速度有關(guān)。當運動部件移動速度較慢時，觸頭打開與閉合的速度緩慢，觸點斷開時產(chǎn)生的電弧維持時間長，容易損壞觸頭。當運動部件移動速度小于0. 4m/min時應當選用快速動作的行程開關(guān)。停車庫中部件的運動均大于這個速度，使用的均為非快速行程開關(guān)。 光電開關(guān) PSH16D/5K型升降橫移式立體停車庫中，光電開關(guān)主要用來檢測車庫有無車的檢測裝置以及檢測車庫是否?？康轿弧９怆婇_關(guān)由投光器、受光器和電源組成，投光器常用發(fā)光二級管，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，當被測物體擋住從投光器射出的光線時，受光器得到控制信號。并根據(jù)光學系統(tǒng)檢測方式分為:透光方式和反射方式。在停車庫中所應用的光電開關(guān)均有這兩種形式。光電開關(guān)是一種非接觸檢測元件，它幾乎可檢測各種物體，而且反應速度快，使用壽命長，檢測距離可從幾毫米到數(shù)十米，廣泛的應用于定位測量和信號檢測。三、驅(qū)動元件在此驅(qū)動元件是完成車庫托盤的橫移和升降的專用減速電機,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；升降機構(gòu)電機功率 4—5．5kW；橫移機構(gòu)電機功率 0．37—0．55kW 。則本文橫移選用Y80122三相異步電動機，升降選用Y132S22三相異步電動機，兩種型號電動機性能技術(shù)數(shù)據(jù)如表31。表31電動機性能技術(shù)數(shù)據(jù)型號額定功率（KW）滿載時堵轉(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)動都是弱電直流器件，內(nèi)部最大的電壓不超過+24V，所以電機應外接電源380V工業(yè)交流電。對于每一部電機，可編程控制器的輸出單元都有兩個輸出點，分別驅(qū)動。實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的兩個交流接觸器如圖37所示。圖38控制系統(tǒng)驅(qū)動電機示意圖五、生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖根據(jù)上述停車庫控制系統(tǒng)的各部分控制硬件及停車庫的具體結(jié)構(gòu)和運動規(guī)律，以及在滿足現(xiàn)有技術(shù)和實際功能的情況下，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PLC控制的控制程序 在36升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)分析中，硬件配置部分己在前面章節(jié)詳細的進行了說明，并提出硬件配置的依據(jù)基本上是要根據(jù)停車庫所要完成的控制任務來確定，包括控制核心器件、傳感檢測裝置等。同樣，在現(xiàn)有控制硬件的條件下，如何來完成控制任務，這就要通過軟件系統(tǒng)對控制的實現(xiàn)。本節(jié)將要詳細的明確軟件所要完成的控制任務。 總體來說軟件系統(tǒng)就是在硬件系統(tǒng)的支撐下，向驅(qū)動單元發(fā)出控制指令，使執(zhí)行機構(gòu)在預想的過程中，準確無誤的完成所要完成的控制任務。而控制硬件和軟件都有自己的控制任務。36型升降橫移式立體停車庫中的軟件系統(tǒng)就是要運用自身的編程語言(梯形圖)以及相關(guān)的功能塊語言，進行合理的排序和邏輯運算，再通過合理的判斷和掃描程序運算結(jié)果，由硬件系統(tǒng)向驅(qū)動單元輸出最終的判斷結(jié)果，從而完成軟件控制。該系統(tǒng)存取車控制只針對上層(二、三層)車位，而對于下層車位，存取車只需直接開進開出即可?？刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫，程序流程圖如圖41所示。需要說明的是，托盤用鋼絲繩或鏈條依靠托盤上的吊點懸在托架上，在靜止狀態(tài)時，防墜（安全）掛鉤掛住托盤，托盤要下降時，必須移開安全掛鉤才能下降軟件在設(shè)計不同層進出車程序時運用了“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執(zhí)行，待各流程動作全部結(jié)束后，根據(jù)相應執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第三層托盤進出車，可以使一層二層同時平移(左移或右移)，這樣，設(shè)備動作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時，控制系統(tǒng)均能自動處理，而且控制系統(tǒng)的試運行及故障檢查非常方便，可節(jié)約大量時間，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行，以地上三層車位運動為例，一層空車位位置有N種，二層托盤升降涉及的運動方式有N2種，三層托盤可能的運動方式有N3種，隨著車位和層數(shù)的增加，程序會出現(xiàn)劇烈膨脹，因此，如何尋求簡便方法，使程序得到優(yōu)化將是該系統(tǒng)程序設(shè)計的難點。以第二層為例，在變量Dm中存放第二層需要存取的車位號，該車位號為1～N，如進行上層X(1≤X≤N)號車位存取，則Dm＝X；在Dn中存放下層空車位號，設(shè)空車位為Y號車位，則Dn＝Y(jié)；在進行存取車時，把Dm和Dn中的數(shù)值進行比較，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托.按下啟動按鈕？初始化系統(tǒng)安全檢測發(fā)生故障嗎？手動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？彈開防墜掛鉤托盤下移托盤到底否？發(fā)出存取車信號車停好否？托盤復位信號托盤上升托盤達到最高點？伸出防墜掛鉤上層存取車完成YYNYN緊急停車YNYNY報警NYNYN開始結(jié)束圖41 停車庫軟件系統(tǒng)控制流程圖盤左移到空位上，之后重復上述過程，直到空車位在上層需要存取的車位正下方時，上層車位的托盤才能進行升降運動。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PLC控制程序采用模塊化編程形式，車位運行過程中只需調(diào)用子程序模塊，這樣大大降低了程序的復雜程度，方便了程序的修改，而且為車位的拓展提供了便利的條件。整個程序包括主程序模塊、手動按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取車位號賦值程序模塊、空車位號與移動車位號賦值程序模塊、托盤平移運動程序模塊、光電開關(guān)子程序模塊、托盤升降運動程序模塊和故障報警子程序模塊。軟件設(shè)計中關(guān)鍵問題的處理程序所用狀態(tài)元件、定時器及數(shù)據(jù)存儲器均選用具有掉電保護功能的元件，當系統(tǒng)掉電時元件保持掉電前的狀態(tài)，以保存現(xiàn)場信息，待上電后繼續(xù)完成被中斷的動作；當發(fā)生意外情況時，按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運行并保存現(xiàn)場斷點信息；當出現(xiàn)如電機過載、過熱電氣或機械故障時，自動中止系統(tǒng)的運行，并發(fā)出聲光報警，同時系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動方式進行故障處理。 PLC的I/O口資源配置36升降橫移類立體車庫的輸入點、輸出點具體分布可按表41和表42進行，該表按照輸入、輸出部分不可重疊來排列的。表41輸入點分配啟動故障輸入停止安全檢測手動輪廓檢測自動報警復位上移116按鈕下移616號托盤有車左移101206車位有托盤右移110號托盤左限開關(guān)存車110號托盤右限開關(guān)取車616號托盤上限開關(guān)復位616號托盤下限開關(guān)車未到位表42輸出點分配運行指示燈安全報警手動指示燈輪廓超限燈自動指示燈110號托盤左移存車指示燈110號托盤右移取車指示燈616號托盤上移可存取指示燈616號托盤下移車未到位報警616號掛鉤故障報警 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，有手動自動選擇，上層有車輛時才能進入取車操作，上層有空車位時才能進行存車操作，若出現(xiàn)故障則停止運行。此程序段為自動運行控制子程序auto，其里嵌套SBR_13，SBR_13為116號托盤對應的按鈕；VW0存放二層存取托盤號，VW1存放三層存取托盤號，VW2存放一層無托盤號，即一層空車位號，VW3存放二層無托盤號，即二層空車位號。二層存取、三層存取可分別跳到相應的程序段；通道建成后，進行存取的托盤號可下移，車停到位后按下復位按鈕，托盤回到先前位置?，F(xiàn)以圖