【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 下面介紹主要元器件的選擇。 升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的控制核心單元確定與控制任務(wù)有關(guān)。本次住宅小區(qū)立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)采用S7200中的CPU226 DC/DC/DC,其可用輸出點(diǎn)數(shù)為16,可用輸入點(diǎn)數(shù)為24,一共40個(gè)數(shù)字量。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量10KB,最高支持7個(gè)模塊的擴(kuò)展,即最大可擴(kuò)展到248路數(shù)字量,擁有3KB存儲(chǔ)空間(包括程序和數(shù)據(jù)),高速計(jì)數(shù)器6個(gè)，高速脈沖輸出2路， PID控制器一個(gè)，通訊/編程口2個(gè)，同時(shí)具有MPI通訊協(xié)議、PPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端口易于地整體拆裝。適用要求比較高的控制系統(tǒng)，擁有較多的數(shù)字量，比較快的運(yùn)行速度，比較強(qiáng)的擴(kuò)展能力，和功能更加齊全的集成功能。適用于大多數(shù)復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng),符合本次設(shè)計(jì)選型要求。PLC采用的結(jié)構(gòu)與計(jì)算機(jī)相符,如下圖41所示。PLC主要包括中央處理單元、輸入/輸出接口、存儲(chǔ)器、電源等 PLC基本結(jié)構(gòu) 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)運(yùn)動(dòng)位置的檢測(cè)、車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控等任務(wù)，需要大量要求嚴(yán)格的檢測(cè)傳感裝置。所以在選擇傳感裝置時(shí)，一般情況下傳感裝置要符合以下要求： ，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)。 。，抗干擾能力強(qiáng)。 。，易于安裝更換，易于維護(hù)，性價(jià)比要好。下面是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： 光電開關(guān)紅外探測(cè)器 停車庫(kù)安裝紅外探測(cè)器有功能有二:其一車庫(kù)在運(yùn)行時(shí)，防備任何影響操作安全的物體進(jìn)入車庫(kù)工作區(qū)域，例如非工作人員以及寵物；在夜間或者沒有管理員在場(chǎng)時(shí)，可以起到防止蓄意破壞和偷盜等違法行為。紅外探測(cè)器的工作原理是這樣的：在其警戒范圍內(nèi)，自然界中任何高于絕對(duì)溫度——即溫度在273. 151攝氏度以上的物體，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)與其自身的溫度的高低相關(guān)。而被動(dòng)紅外探測(cè)器中有兩個(gè)元件起到關(guān)鍵性的作用，其中一個(gè)是熱釋電紅外傳感器(PTR)，它可以將波長(zhǎng)為8到12 u m的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并且對(duì)自然界中的白光信號(hào)具有比較敏感準(zhǔn)確抑制作用，所以在其警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無(wú)生物存在時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器只會(huì)感應(yīng)到白光溫度，即背景溫度，當(dāng)有生物進(jìn)入車庫(kù)運(yùn)行警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器同時(shí)感應(yīng)到生物溫度和背景溫度，這時(shí)就存在一個(gè)溫度也即信號(hào)差異。所以，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)原理就是通過感應(yīng)背景溫度和生物溫度之間的差異進(jìn)而產(chǎn)生信號(hào)量來(lái)進(jìn)行比較和探測(cè)。另外一個(gè)關(guān)鍵器件就是菲涅爾透鏡，其中菲涅爾透鏡可根據(jù)發(fā)射采集信號(hào)的方式不同分為折射式和反射式。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)。 行程開關(guān) 36升降橫移式立體車庫(kù)的滑動(dòng)和升降定位裝置是通過使用限位開關(guān)的檢測(cè)。限位開關(guān)是機(jī)械位移轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的電控，控制車庫(kù)和行程限位保護(hù)系統(tǒng)。由外部機(jī)械力使觸點(diǎn)動(dòng)作限位開關(guān)，可分為三:快速動(dòng)作、非快速動(dòng)作和微動(dòng)?？焖賱?dòng)作的行程開關(guān)適用于運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度小于0. 4m/min的車庫(kù)設(shè)備。本次設(shè)計(jì)采用的均為非快速行程開關(guān)，這是因?yàn)橐话愕纳禉M移式立體停車庫(kù)中的運(yùn)動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)的速度均大于這個(gè)速度。 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)。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+24V，所以電機(jī)應(yīng)外接電源380V工頻交流電。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)。： 控制系統(tǒng)電機(jī)示意圖 控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖由以上所述各個(gè)控制硬件和立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)以及運(yùn)動(dòng)規(guī)律，還有在滿足技術(shù)現(xiàn)實(shí)和設(shè)計(jì)要求的平衡的情況下， 控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖 5升降橫移式立體停車庫(kù)的軟件系統(tǒng) 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，存取車只需直接開進(jìn)開出即可。控制軟件采用梯形圖語(yǔ)言編寫，程序流程圖如圖51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。 車庫(kù)控制流程圖6 升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng) 升降橫移式立體車庫(kù)是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。其中，電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車庫(kù)的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)是整個(gè)車庫(kù)的重要組成部分，也是車庫(kù)系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”，框架是“軀體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。他發(fā)揮著車庫(kù)每個(gè)運(yùn)作過程，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)控。控制系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)人 界面界面 車庫(kù)控制系統(tǒng)原理框圖升降橫移式立體車庫(kù)的系統(tǒng)控制原理：操作者要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái)（接口）把操作信息傳遞給控制系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可是別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，來(lái)完成車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。其控制框圖如31圖所示。 廣義上來(lái)說(shuō)，車庫(kù)控制系統(tǒng)主要有以下幾部分組成：控制核心單元、接口、驅(qū)動(dòng)單元和接口。控制核心單元是整個(gè)控制系統(tǒng)的“大腦”，它可隨控制系統(tǒng)的不同而不同，也可以是繼電器組成的邏輯電路，也可以是可程序設(shè)計(jì)控制器PLC或單片機(jī)系統(tǒng)?？沙绦蛟O(shè)計(jì)控制器是現(xiàn)有車庫(kù)控制系統(tǒng)的首選。 接口在車庫(kù)的控制系統(tǒng)中是必不可少的，接口是驅(qū)動(dòng)單元與控制核心單元以及執(zhí)行部件與驅(qū)動(dòng)單元間的連接點(diǎn)。接口電路大致有三種：開關(guān)量接口電路、數(shù)字量接口電路、模擬量輸入\輸出接口電路。升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)應(yīng)用的接口電路為開關(guān)量接口電路。驅(qū)動(dòng)單元是升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，其種類及范圍也很廣。但在車庫(kù)控制系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)單元比較單調(diào)，其驅(qū)動(dòng)部件只有一個(gè)專用減速機(jī)(帶剎車)。所以，智能控制的車庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是靠受控的驅(qū)動(dòng)組件來(lái)驅(qū)動(dòng)的。接口是操作人員與車庫(kù)控制核心單元交流信心的平臺(tái)。操作人員可以通過接口向車庫(kù)系統(tǒng)發(fā)送動(dòng)作意圖，車庫(kù)系統(tǒng)可以向操作人員回饋系統(tǒng)運(yùn)作狀況。簡(jiǎn)單的接口可以是一個(gè)操作盒，而復(fù)雜的接口可以為利用微機(jī)通過運(yùn)用專用的應(yīng)用軟件建立的人機(jī)接口。升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的具體組成，要根據(jù)具體的控制形式而定，其組成形式也很靈活多樣。6控制系統(tǒng)升降橫移式立體停車庫(kù)的控制系統(tǒng)必須確保車庫(kù)的各運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)準(zhǔn)確無(wú)誤完成所要求的動(dòng)作，確保對(duì)車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的工作狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并把監(jiān)控信息回饋至系統(tǒng)的控制核心，由它對(duì)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作進(jìn)行修正，保證車庫(kù)整個(gè)系統(tǒng)在穩(wěn)定正常的狀態(tài)下進(jìn)行工作。所以，在確定車庫(kù)控制系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)該明確系統(tǒng)的控制任務(wù)。升降橫移式立體停車褲控制系統(tǒng)的控制任務(wù)在設(shè)定之前，先要了解他的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求、實(shí)現(xiàn)的可能性和必要性來(lái)設(shè)定其控制任務(wù)。由升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖可得，在升降橫移立體車庫(kù)中，1層的載車板可橫移，2層可升降橫移，3層只升降，并且升降復(fù)位，橫移不復(fù)位。所以，第一，在升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的控制任務(wù)中，需要對(duì)載車板的橫移、升降進(jìn)行控制。第二，每次升降橫移都必須對(duì)載車板進(jìn)行定位控制。綜上所述，升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的控制任務(wù)包含對(duì)車位的橫移、升降以及定位的控制。在立體停車庫(kù)中，一個(gè)有效車位是一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，由一個(gè)升降專用減速大電機(jī)和一個(gè)專用橫移小電機(jī)形成。而橫移導(dǎo)軌上行程開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車位的橫移定位的目的，地面和車位架的行程開關(guān)則可以完成對(duì)車位的升降定位的要求。其中，使橫移電機(jī)、升降電機(jī)做功的信號(hào)量為控制系統(tǒng)的輸出量，而控制系統(tǒng)由行程開關(guān)的反應(yīng)繼而對(duì)車位的定位為控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入量。一般情況下，升降橫移式立體車庫(kù)都設(shè)置在室外，所以現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境相對(duì)而言都比較惡劣，諸如粉塵、高溫、震動(dòng)、高濕度、以及強(qiáng)電設(shè)備啟動(dòng)時(shí)的磁場(chǎng)干擾等，所以升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅僅要滿足控制任務(wù)，同時(shí)還要滿足以下的幾種要求： 升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)在車庫(kù)在現(xiàn)場(chǎng)必須達(dá)到可靠、長(zhǎng)期穩(wěn)定。一方面，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，首先應(yīng)該根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)地，設(shè)置合適合理的抗干擾措施，以達(dá)到使升降橫移式立體車庫(kù)擁有比較強(qiáng)的抗干擾能力。另一方面，升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)一定要做到長(zhǎng)期穩(wěn)定地運(yùn)行。下面是一條關(guān)于控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的公式，理論上當(dāng)有效度A無(wú)限趨近于1，控制系統(tǒng)能夠永遠(yuǎn)穩(wěn)定的工作下去。當(dāng)然這只是理論，而要使升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作下去，就是要使有效度A更加靠近1，而影響有效度的因素有很多，但關(guān)鍵的幾個(gè)分別是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性、控制電路設(shè)計(jì)的合理性、相關(guān)元器件設(shè)備的質(zhì)量問題、組裝設(shè)備和調(diào)試系統(tǒng)時(shí)的工藝規(guī)程的執(zhí)行度等。 有效度=MTBF+MTTR 式中:MTBF—平均無(wú)故障工作時(shí)間 MTTR—平均修理時(shí)問 車庫(kù)的控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能好，因?yàn)樗梢酝瑫r(shí)使用的性能和可維護(hù)性，這也是需要考慮和注意的系統(tǒng)硬件和不良部分的軟件設(shè)計(jì)。使用性能，最大限度地減少運(yùn)營(yíng)商，如控制接口所需的硬件設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不應(yīng)該太復(fù)雜，簡(jiǎn)單的操作序列，操作錯(cuò)誤也不會(huì)造成人身設(shè)備故障，使操作者很容易學(xué)習(xí)，使用方便。當(dāng)軟件開發(fā)，軟件工程，根據(jù)需要，利用用戶程序的高級(jí)語(yǔ)言開發(fā)的，該方案具有良好的開放性和易用性再開發(fā)。在可維護(hù)性，硬件設(shè)計(jì)方面，控制柜應(yīng)該有維護(hù)操作空間比較大，硬件采用模塊化結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生故障，簡(jiǎn)單的方法來(lái)代替使用維護(hù)，從而減少了維護(hù)時(shí)間。程序設(shè)計(jì)，應(yīng)配備故障排除，故障自診斷程序，出現(xiàn)故障時(shí)，該網(wǎng)系統(tǒng)很容易找到故障部位。 工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展迅速，更新?lián)Q代快，但被控對(duì)象的控制要求，將根據(jù)生產(chǎn)的發(fā)展提出新的要求。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，要考慮控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與控制系統(tǒng)的增益章升降橫移式停車庫(kù)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要采用標(biāo)準(zhǔn)化總線設(shè)計(jì)，輸入和輸出通道的設(shè)計(jì)。電源設(shè)計(jì)，預(yù)留一定的余量和空間，這樣當(dāng)功能擴(kuò)展，您可以很容易地增加輸入通道的數(shù)量，而不需要更換控制柜，同時(shí)，只要更換CPU模塊或擴(kuò)展，我們可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)升級(jí)的目的。 當(dāng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)指標(biāo)車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)始終考慮，即具有較高的性價(jià)比。這取決于實(shí)際的控制要求，在車庫(kù)控制系統(tǒng)選擇的核心單元，成本和驅(qū)動(dòng)選擇傳感器組件，該系統(tǒng)的軟件開發(fā)和操作，如安裝和調(diào)試要考慮周全。 PLC的I/O口資源配置輸入/輸出單元也稱I/O單元，是控制系統(tǒng)和外部執(zhí)行設(shè)備的連接部件。通過輸入接口，PLC可以檢測(cè)被控對(duì)象的數(shù)據(jù)，并以此作為PLC控制被控對(duì)象的依據(jù)。同時(shí)，PLC把處理好的數(shù)據(jù)通過輸出接口傳給執(zhí)行單位，達(dá)到控制的目的。下圖是I/O地址分配表。表63 I/O地址分配表啟動(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)托盤左限開關(guān) 存車110號(hào)托盤右限開關(guān) 取車616號(hào)托盤上限開關(guān) 復(fù)位616號(hào)托盤下限開關(guān) 車未到位 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 升降橫移式立體車庫(kù)的梯形圖 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