【文章內(nèi)容簡介】 能單元來提高PLC的控制能力。9)遠程I/0功能遠程1/0功能是指通過遠程I/0單元將分散在遠跟離的各種輸入、輸出設(shè)備與PLC主機相連接，進行遠程控制，接收輸入信號、傳出輸出信號。10)通信聯(lián)網(wǎng)功能通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過PLC之間的聯(lián)網(wǎng)、PLC與上位計算機的鏈接等，實現(xiàn)遠程I/0控制或數(shù)據(jù)交換，以完成系統(tǒng)規(guī)模較大的復(fù)雜控制。11)監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指PLC能監(jiān)視系統(tǒng)各部分運行狀態(tài)和進程，對系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進行報警和記錄，甚至自動終止運行。也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時器、計數(shù)器等設(shè)定值或強制I/0狀態(tài)?！? 論文研究內(nèi)容(1)參閱國內(nèi)外相關(guān)立體停車庫的資料，了解當(dāng)前立體停車庫發(fā)展前沿，把握國內(nèi)外立體停車庫技術(shù)的發(fā)展趨勢和方向；(2)對立體停車庫系統(tǒng)的運行進行分析和研究，確定低層控制網(wǎng)絡(luò)采用基于西門子S7200 PLC（CPU型號為226），并根據(jù)車庫的規(guī)模和實現(xiàn)的功能選擇了所需要的信號處理模塊以及分布式I/O設(shè)備； 第二章 硬件電路設(shè)計本設(shè)計以33的堆垛式立體停車庫為例。系統(tǒng)啟動后，首先進行自檢及初始化。如設(shè)備無故障則運行至待命位置等待進一步指令。此時若啟動入庫模式，則系統(tǒng)進行檢測，先啟動列的動作，找到所存車對應(yīng)的列通過行程開關(guān)開控制托盤到達所要求的列，再啟動行的動作，通過行程開關(guān)來控制托盤到達所要求的行，到位之后，啟動托盤向前的信號，車停好后等待一段時間，啟動復(fù)位程序，托盤回到原點，返回待命位置等待下一存取車；若啟動出庫模式，則如進車步驟一樣先啟動列的動作，再啟動層的動作，到達位置之后啟動托盤向前信號，再啟動托盤信號，按復(fù)位程序回到水平原點。 機械傳動系統(tǒng)立體停車庫是中小型車庫的一種典型機電一體化產(chǎn)品,由于占地面積小且動作靈活、易操作、造價低，因此是公司及單位在建造立體停車庫時的理想選擇。以3層3排存車為例,且占地面積僅有25平方米左右。立體停車庫采用卷筒、滑輪和鋼絲繩進行升降,在整個機構(gòu)中有交流電機、鋼絲繩、停車位框架、托盤等。以每一個停車位為一個基本單元,它的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單,柔性好,啟動平穩(wěn),噪聲小,且安全可靠。 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的功能就是使多層升降橫移式立體停車庫能準確無誤地完成各種動作。用可編程序控制器(PLC)作為主控單元,它的主要優(yōu)點是穩(wěn)定性比較高,且技術(shù)比較成熟,易實現(xiàn)邏輯控制,很適用于全是開關(guān)量輸入輸出的多層升降橫移式立體停車庫。操作維護比較簡單,且程序也直觀,設(shè)計周期短,電路簡單,使整個車庫的運動智能化。每一個車位都能準確地?？康轿?控制準確、安全。對環(huán)境要求不高,抗干擾性強,使整個系統(tǒng)有條不紊地工作。對操作人員以及維護人員的要求不太高,安裝、調(diào)試比較簡單,設(shè)備數(shù)量少,所以采用PLC作為控制系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破饔布Y(jié)構(gòu)基本上與微機相同,都是由微處理器(CPU)、存儲器(EPROM,ROM)、輸入輸出(I/O)模塊、外設(shè)I/O接口、電源等組成,各部分通過總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成?？删幊绦蚩刂破鞯墓ぷ鞣绞脚c微機有較大的不同,可編程控制器不是采用微機的中斷方式,而是采用循環(huán)掃描工作方式,即對程序進行反復(fù)的循環(huán)掃描,并對其逐條解釋執(zhí)行。如一個輸出線圈被接通或斷開,該線圈的所有觸點(常開或常閉)不會像電氣繼電控制中的繼電器那樣立即動作,而必須等到掃描到該觸點時才動作。由于掃描時間一般只有幾十毫秒,其速度遠高于繼電器動作時間(100 ms以上),對一般開關(guān)量來說可以認為是沒有因間斷采樣而引起的誤差。可編程序控制器投入運行后,要完成一系列的操作。該系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內(nèi)的平移和升降電機,控制系統(tǒng)就是使它們在不同時間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；為了保證車位架能移到預(yù)定位置以及托盤能上升或下降到準確位置,采用了行程開關(guān)。 CPU的選型S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7200系列具有極高的性能/價格比。 　S7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： （1） 極高的可靠性（2） 極豐富的指令集（3） 易于掌握（4） 便捷的操作（5） 豐富的內(nèi)置集成功能（6） 實時特性（7） 強勁的通訊能力（8） 豐富的擴展模塊S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機床、機械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調(diào)，電梯控制，運動系統(tǒng)。 CPU單元設(shè)計集成的24V負載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫撦d電源。 　 不同的設(shè)備類型 CPU 221226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓、 數(shù)字量輸入/輸出點。 　　CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 226具有24個輸入點和16個輸出點。 可方便地用數(shù)字量和模擬量擴展模塊進行擴展?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對本機輸入信號進行仿真，用于調(diào)試用戶程序。 分類介紹　　 CPU 221 　　集成6輸入/4輸出共10個數(shù)字量I/O點。無I/O擴展能力。6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。4個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。1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。非常適合于小點數(shù)控制的微型控制器。 　　CPU 222 　　集成8輸入/6輸出共14個數(shù)字量I/O點?？蛇B接2個擴展模塊。6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。4個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。1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。非常適合于小點數(shù)控制的微型控制器。 　　CPU 224 　　集成14輸入I/O輸出共24個數(shù)字量I/O點?？蛇B接7個擴展模塊，最大擴展至168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O 點。13K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。1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。是具有較強控制能力的控制器。 　　CPU 224XP 集成14輸入/10輸出共24個數(shù)字量I/O點，2輸入/1輸出共3個模擬量I/O點，可連接7個擴展模塊，最大擴展值至168路數(shù)字量I/O點或38路模擬量I/O點。20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的高速計數(shù)器（100KHz），2個100KHz的高速脈沖輸出，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。本機還新增多種功能，如內(nèi)置模擬量I/O,位控特性，自整定PID功能，線性斜坡脈沖指令，診斷LED，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等。是具有模擬量I/O和強大控制能力的新型CPU。 CPU 226 　　集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O 點。可連接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。13K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(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 控制回路設(shè)計以單排三層三列立體停車庫庫PLC控制電路的設(shè)計輸入，采用西門子公司的S7200 PLC為控制器，CPU采用226，I/O分配如下：輸入輸出模式運行開關(guān)1電機帶動托盤水平向右運轉(zhuǎn)信號急停開關(guān)1電機帶動托盤水平向左運轉(zhuǎn)信號水平原點限位開關(guān)2電機帶動托盤垂直向上運轉(zhuǎn)信號水平右限位開關(guān)2電機帶動托盤垂直向下運轉(zhuǎn)信號一層限位開關(guān)3電機帶動托盤水平向前運轉(zhuǎn)信號二層限位開關(guān)3電機帶動托盤水平向后運轉(zhuǎn)信號三層限位開關(guān)一列限位開關(guān)二列限位開關(guān)三列限位開關(guān)地址選擇信號一列選擇開關(guān)二列選擇開關(guān)三列選擇開關(guān)一層選擇開關(guān)二層選擇開關(guān)三層選擇開關(guān) 流程圖開始是否到位啟動急停開關(guān)否啟動N列限位開關(guān)，N列選擇開關(guān)是啟動M列限位開關(guān)，M列選擇開關(guān)托盤向前移動進車托盤向后移動開始復(fù)位動作啟動水平原點限位開關(guān)托盤復(fù)位，回到原點，系統(tǒng)復(fù)位，等待存取車取車的流程圖跟存車的流程圖類似。模擬電路如下圖所示 模擬電路圖 S7200PLC，當(dāng)選擇停車所在的行列數(shù)，以二層二列為例，。這樣就給托盤一個水平向左的信號，到達二列后輸出一個垂直向上的信號，這是到達二層二列，，這樣車就停好了，在這一系列的動作之后托盤回到水平原點，等待下一次的存車。取車的時候跟上述過程一樣。這樣就做到了立體停車庫的存取車工作。 第三章 軟件設(shè)計 PLC工作原理PLC的工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。(1)輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/0映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/0映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。(2)用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/0映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/0映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/0映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。(3)輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/0映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。 Step7Micro/WIN32編程軟件簡介S7200可編程控制器使用STEP7Micro/WIN32編程軟件進行編程。STEP7Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，有西門子公司專為S7200系列可編程控制器設(shè)計開發(fā)，它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子S7200用戶不可缺少的開發(fā)工具。STEP7Micro/WIN32的主界面如圖31所示。與傳統(tǒng)的Windows的窗口相似，界面包括菜單欄、工具欄、瀏覽欄、指令樹窗口、程序編輯器窗口、輸出窗口和狀態(tài)欄窗口等部分。菜單欄包括文件（File）、編輯（Edit）、視圖（View）、PLC、調(diào)試（Debug）、工具（Tools）、窗口（Windows）和幫助（Help）等8個主菜單項，菜單欄還提供了使用鼠標或鍵盤進行操作的主要方式。幾乎所有的軟件功能都可以在菜單欄上找到操作的方法。工具欄將最常用的操作以按鈕形式設(shè)定到主窗口，提供給用戶最便