【導(dǎo)讀】置少，對人員車輛安全的保障性差，故建造立體車庫已經(jīng)到了必不可少的地步。用率非常高，并且可以實現(xiàn)自動化操作，使用方便。建設(shè)成本大大低于傳統(tǒng)停車場。測系統(tǒng)、各種安全機構(gòu)、自動報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)及其他防范設(shè)施，安全可靠。宜，利用零星空地，配以美觀的外形，美化城市環(huán)境。式立體車庫為研究開發(fā)對象。提出并確定了車庫的總體方案；確立了車庫的整體體系結(jié)構(gòu)由機械

　　

【正文】 論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的元件的選用 20 統(tǒng)。其適應(yīng)能力非常強，既可控制一臺機器，一條生產(chǎn)線，也可控制一個 復(fù)雜的群控系統(tǒng)；既可以現(xiàn)場控制，又可以遠(yuǎn)距離控制。 功能完善，接口功能強 目前的 PLC 具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運算、定時、計數(shù)、順序控制、通信、人機對話、自檢、記錄和顯示等功能，使設(shè)備控制水平大大提高；其接口功率驅(qū)動范圍較大，不象普通的計算機輸出信號需放大才能驅(qū)動負(fù)載，極大地方便了用戶。其常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源而言有 110 V、 220 V 交流和 5 V、 48 V 直流等多種，負(fù)載能力可在 ～ 5 A 的范圍內(nèi)變化，模擬量的輸入輸出有177。 50 mV、177。 10 V 和 0～ 10 mA、 4～ 20 mA等多種規(guī)格，可以很方便地將 PLC 與各種不同的現(xiàn)場控制設(shè)備順序連接，組成應(yīng)用系統(tǒng)。 由于 PLC 具有以上特點，因此，與傳統(tǒng)的繼電器 — 接觸器控制和現(xiàn)在流行的電腦控制相比較，在自動車庫這 樣的大型電 氣設(shè)備的控制系統(tǒng)中采用 PLC實現(xiàn)控制應(yīng)是最佳選擇。近年來， PLC 在處理速度、控制功能、通信能力及控制領(lǐng)域等方面都不斷有新的突破，正向著電氣控制、儀表控制、計算機控制一體化 ( EIC) 方向發(fā)展， PLC 裝置已成為自動化系統(tǒng)的基本裝置，是構(gòu)成 FMS、COMC、 FA 的主控單元。 PLC的 選擇型號 面對眾多生產(chǎn)廠家的各種類型 PLC，它們各有優(yōu)缺點，能夠滿足用戶的各種需求，但在形態(tài)、組成、功能、網(wǎng)絡(luò)、編程等方面各不相容，沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，無法進(jìn)行橫向比較。下面提出在自動控制系統(tǒng)設(shè)計中對 PLC選型的一些看法，可以在挑選 PLC時作為參考。文通過以下幾方面的比較，挑選到適合的 PLC產(chǎn)品。 一、工作 量 這一點尤為重要。在自動控制系統(tǒng)設(shè)計之初，就應(yīng)該對控制點數(shù)（數(shù)字量及模擬量）有一個準(zhǔn)確的統(tǒng)計，這往往是選擇 PLC的首要條件，一般選擇比控制點數(shù)多 10%30%的 PLC。這有幾方面的考慮： 可以彌補設(shè)計過程中遺漏的點； 能夠保證在運行過程中個別點有故障時，可以有替代點； 將來增加點數(shù)的需要。 二、工作環(huán)境 工作環(huán)境是 PLC工作的硬性指標(biāo)。自控系統(tǒng)將人們從繁忙的工作和惡劣的環(huán)境中解脫出來，就要求自控系統(tǒng)能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，諸如溫度、濕度、噪音、信號屏蔽、工作電壓等，各款 PLC不盡相同。一定要選擇適 應(yīng)實際工作環(huán)境的產(chǎn)品。 三、通信網(wǎng)絡(luò) 現(xiàn)在 PLC已不是簡單的現(xiàn)場控制， PLC遠(yuǎn)端通信已成為控制系統(tǒng)必須解決的問題，但各廠家制定的通信協(xié)議千差萬別，兼容性差。在這一點上主要考慮以下方面： 同一廠家產(chǎn)品間的通信。各廠家都有自己的通信協(xié)議，并且不止一種。這在大、中型機上表現(xiàn)明顯，而在小、微型機上不盡相同，一些廠家出于容量、價格、功能等方面考慮，往往沒有或者有與其它協(xié)議不同，而且比較簡單的通信。所以，在這方面主要考慮的是同一廠家不同類型PLC之間的通信。 不同廠家產(chǎn)品間的通信。若所進(jìn)行的自動控制系統(tǒng) 設(shè)計屬于對已有的自控系統(tǒng)進(jìn)行部分改造，而所選擇的是與原系統(tǒng)不同的 PLC，或者設(shè)計中需要 2個或 2個以上的 PLC，而選用了不同廠家的產(chǎn)品，這就需考慮不同廠家產(chǎn)品之間的通信問題。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的元件的選用 21 是否有利于將來：由于各廠家制定的通信協(xié)議各不相同，國際上也無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，所以在PLC選型上受到很大限制。就要考慮影響面大、有發(fā)展的、功能完備、接近通用的通信協(xié)議。 四、編程 程序是整個自動控制系統(tǒng)的“心臟”，程序編制的好壞直接影響到整個自動控制系統(tǒng)的運作。編程器及編程軟件有些廠家要求額外購買，并且價格不菲，這一點也需考慮在內(nèi)。 編程方法 一種是使用廠家提供的專用編程器。也分各種規(guī)格型號，大型編程器功能完備，適合各型號 PLC，價格高；小型編程器結(jié)構(gòu)小巧，便于攜帶，價格低，但功能簡單，適用性差；另一種是使用依托個人電腦應(yīng)用平臺的編程軟件，現(xiàn)已被大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用。各生產(chǎn)廠家由于各自的產(chǎn)品不同，往往只研制出適合于自己產(chǎn)品的編程軟件，而編程軟件的風(fēng)格、界面、應(yīng)用平臺、靈活性、適應(yīng)性、易于編程等都只有在用戶親自操作之后才能給予評價。 編程語言 編程語言最為復(fù)雜，多種多樣，看似相同，但不通用。最常用的可以劃分為以下 5類編程語言： （ 1）梯形圖 這是 PLC廠家采用最多的編程語言，最初是由繼電器控制圖演變過來的，比較簡單，對離散控制和互鎖邏輯最為有用。 （ 2）順序功能圖 它提供了總的結(jié)構(gòu)，并與狀態(tài)定位處理或機器控制應(yīng)用相互協(xié)調(diào)。 （ 3）功能塊圖 它提供了一個有效的開發(fā)環(huán)境，并且特別適用于過程控制應(yīng)用。 （ 4）結(jié)構(gòu)化文本 這是一種類似用于計算機的編程語言，它適用于對復(fù)雜算法及數(shù)據(jù)處理。 （ 5）指令表 它為優(yōu)化編碼性能提供了一個環(huán)境，與匯編語言非常相似。廠家提供的編程軟件中一般包括一種或幾種編程語言，如 TE公司的 XTEL編程軟件可以使用梯 形圖（ Ladder）、順序功能圖（ Grafcet）、結(jié)構(gòu)化文本（ Literal） 3 種編程語言； Siemens公司的 Step7編程軟件可以使用梯形圖（ Ladder）、指令表（ STL）兩種編程語言； Modicon公司的 Modsoft編程軟件只使用梯形圖（ 984 梯形）一種編程語言，而另一個 Concept編程軟件可以使用 5種編程語言，依次為梯形圖（ LD）、順序功能圖（ SFC）、功能塊圖（ FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ ST）、指令表（ IL）。同一編程軟件下的編程語言大多數(shù)可以互換，一般選擇自己比較熟悉的編程語言。 存 儲器 PLC存儲器是保存程序和數(shù)據(jù)的地方，分內(nèi)制式和外插式兩種，存儲器容量在512128M字節(jié)之間，一定要根據(jù)實際情況選取足夠大的存儲器，并且要求有一部分空余作為緩存。 PLC存儲器按照類型可分隨機存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM）、可擦除只讀存儲器（ EPROM）等。 RAM可以任意讀寫，在掉電后程序只能保持一段時間，最適合于在自控系統(tǒng)調(diào)試時使用。 ROM只能讀不能寫，程序是由廠家或開發(fā)商事先固化的，不能更改，即使失電也不丟失。 EPROM與 ROM只是 EPROM通過特殊的方式（如紫外線）可以擦除再寫，適合 于應(yīng)用在長時間工作而改動不大的系統(tǒng)中。 易于更改 PLC較繼電器控制的另一個優(yōu)勢在于它可以根據(jù)實際需要任意更改控制結(jié)構(gòu)（或控制過程），這就要求更改程序方便快捷。 是否有專用模塊 部分生產(chǎn)廠家的 PLC產(chǎn)品提供一些專用模塊，如通信模塊、 PID控制模塊、計數(shù)器模塊、模擬輸入 /輸出模塊等。在軟件上也提供了與此相對應(yīng)的程序塊，往往只是簡單的輸入一些參數(shù)就能實現(xiàn)，便于用戶編程。 五、與監(jiān)控系統(tǒng)的通信 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的元件的選用 22 人機對話操作臺，這是監(jiān)控系統(tǒng)的早期產(chǎn)品類型，是生產(chǎn)廠家專為自己的 PLC產(chǎn)品設(shè)計的，最適合于點對點控制 。結(jié)構(gòu)簡單，功能少，面板控制，操作較易，現(xiàn)仍然廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)場控制系統(tǒng)中。其優(yōu)點是在遠(yuǎn)端控制失效的時候，仍能很好地控制現(xiàn)場。 隨著計算機的不斷發(fā)展，依靠 PC（包括工控機）的監(jiān)控系統(tǒng)越來越多地應(yīng)用在自控系統(tǒng)中，這種監(jiān)控系統(tǒng)一種是 PLC開發(fā)商專為自己的（或特定的）產(chǎn)品量身定做的；另一種是軟件開發(fā)公司開發(fā)的適合大多數(shù) PLC產(chǎn)品的監(jiān)控系統(tǒng)。前一種與 PLC產(chǎn)品的相容性強，能夠根據(jù) PLC產(chǎn)品的特點制定相應(yīng)的控制方案，應(yīng)該說仍以 PLC為中心；后一種則拋開了 PLC產(chǎn)品，注重計算機在圖像、動畫、聲音、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等方面的優(yōu) 勢，給二次開發(fā)人員提供了較寬松的開發(fā)條件，往往可以制作出優(yōu)秀的監(jiān)控系統(tǒng)，只要有相應(yīng)的通信協(xié)議（目前已擁有了絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家的通信協(xié)議），就可以與各種類型 PLC相連，是當(dāng)今自控系統(tǒng)首選。所以，在這方面應(yīng)考慮所選的 PLC與監(jiān)控系統(tǒng)的通信方式是否可行。 六、可延性 這里包括三個方面含義： 產(chǎn)品壽命 .大致可以保證所選擇的 PLC的使用年限，盡量購買生產(chǎn)日期較近的產(chǎn)品； 產(chǎn)品連續(xù)性 .生產(chǎn)廠家對 PLC產(chǎn)品的不斷開發(fā)升級是否向下兼容，這決定是否有利于現(xiàn)系統(tǒng)對將來新增加功能的應(yīng)用。 產(chǎn)品的更新周期 .當(dāng)某一種型號 PLC（或 PLC模塊）被淘汰后，生產(chǎn)廠家是否能夠保證有足夠的備品（或備件）。這時應(yīng)考慮選擇當(dāng)時比較新型的 PLC。 七、售后服務(wù)與技術(shù)支持 選擇好的公司產(chǎn)品； 選擇信譽好的代理商； 是否有較強的售后服務(wù)與技術(shù)支持。 八、性價比 相對于自控系統(tǒng)性能的好壞優(yōu)先于價格的選擇。只是在前面幾項比較接近，又不易選擇時，才考慮價格因數(shù)，選擇性價比比較高的產(chǎn)品。在實際選型過程中，往往受到多方面的制約，不一定要考慮以上全部方面，但其中有些項是必須考慮的，而存在的問題也必須通過其它替代方式加以解決。 通過前 8 項的分 析和比較，據(jù)控制系統(tǒng)配置要求，再考慮到本文的實際情況， 根據(jù)控制系統(tǒng)配置要求， 故選擇 OMRON公司 CPM1A40CDRA 型 PLC，帶擴展單元擴至 100點（輸入 60點，輸出 40 點） ，其工作電壓為： AC110V— 240V,直流供電。 汽車的自動識別系統(tǒng)的選用 自動存取車系統(tǒng)是立體車庫控制的核心，由 BCD 控制，而其中汽車的自動識別更是重中之重。汽車的自動識別主要是通過非接 觸式 IC卡來實現(xiàn)的。 非接觸式 IC卡，即射頻卡或感應(yīng)卡，它成功地將射頻識別技術(shù)結(jié)合起來，解決了無源和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。 非接觸卡內(nèi)含有唯一的獨立的卡號，使用時，技術(shù)人員需在讀卡器有效讀區(qū)內(nèi)（一般 510CM）將卡片輕輕一晃，便將卡內(nèi)信息輸入讀讀卡器內(nèi)，實現(xiàn)考勤、收費管理。 非接觸式 IC卡的工作原理如下：卡片的電氣部分由一個元件和 AISC組成，沒有其他的外部器件，卡片中的天線是只有線圈，很適合封狀到 ISO卡片中 [30]。 ASIC由一個高速（ 106KB波特率）的接口，一個控制單元和一個 810 位 EEPROM 組成。以 MIAREI 為例，讀卡器向 IC發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡內(nèi)有一個 IC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫器的頻率相同，這樣便產(chǎn)生電磁共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在電容的另一端接有一個單向通的電子泵，將電容內(nèi)的電荷送到另一個中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的元件的選用 23 電容內(nèi)儲存，當(dāng)儲存積累的電荷達(dá)到 2V時，此電源可作電源為其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫器的數(shù)據(jù)。 本系統(tǒng)選用的射頻卡芯片是由復(fù)旦微電子股份有限公司設(shè)計的 FM11RF08 芯片 ， 采用 m CMOS EEPROM 工藝 ， 容量為 1K 8Bit s EEPROM 是具有邏輯處理功能的多用途非接觸射頻卡芯片 ，內(nèi)含加密控制和通訊邏輯電路 ， 具有極高的保密性能 。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖 . 圖 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 框圖 因此，汽車的自動識別原理如下： 在車庫入口（也是出口）處設(shè)一個非接觸式 IC 卡讀卡器，用戶進(jìn)入車庫時，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到 BCD， BCD 系統(tǒng)自動判斷該卡是否有效，若有效，則庫門打開，系統(tǒng)把轎廂移到人車交接位置，至此，完成汽車的自動識別。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第四章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 24 第四章 基于 PLC的 立體 自動 車庫 控制系統(tǒng) 的 軟件 設(shè)計 現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化小區(qū)，因此自動化立體停車設(shè)備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán) 境，這是自動化立體停車設(shè)備的基本特點。停車設(shè)備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運算處理，與各分部管理辦公室相連，達(dá)到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實現(xiàn)智能化管理。通過小區(qū)的智能化控制中心還可與社會相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進(jìn)來，擴大車庫的社會利用率和經(jīng)濟效益。這是未來車庫的發(fā)展方向。 立體車庫控制系統(tǒng)組成與工作原理 本設(shè)計的立體停車庫是五層 20車位， 每 層 4庫位。 其 控制結(jié)構(gòu) 主要 由一臺交流雙速電動 （ 22kw）作為主拖動電動機， 4臺 ， 1臺開 門 電動機， 1臺縱向移動電動機， 2臺橫向移動電動機組成。 控制系統(tǒng)的組成 立體車庫控制系統(tǒng)主要由自動收費管理系統(tǒng)、自動存取車系統(tǒng)及監(jiān)控安保系統(tǒng)等三個子系統(tǒng)組成。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃車庫管理形式、發(fā)布車庫庫存容量及控制車流方案，并保障車庫安全。 (1)自動收費管理系統(tǒng) 車庫管理設(shè)立收費機，無需操作員即可完成其收費管理工作。按用戶類別可分為固定用戶和臨時用戶兩大 類。固定用戶是固定車主，對車庫的使用頻度高且時間長。臨時用戶是散客 停車的用戶，對于小區(qū)固定使用車庫的情況較普遍。對兩