【正文】
特此聲明。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中,我首先要感謝我的指導(dǎo)老師李曉,從課題分析、查資料,設(shè)計計算,整理說明書到最后完成,我的設(shè)計可以如此順利地進行,與他的鼓勵和悉心指導(dǎo)是分不開的。存取過程可由人工完成,也可配備計算機設(shè)備全自動完成,這也給以后的設(shè)計留下很大空間。第5章 結(jié)論本文通過對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計,系統(tǒng)的闡述了機械化立體車庫具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低廉、建設(shè)周期短等優(yōu)點。程序如圖44所示:圖44 指示燈控制程序因為1層存取車時可以直接開進、開出,所以存取車程序的設(shè)計只針對2層車位。這樣,當車庫內(nèi)車輛未達到8輛時,系統(tǒng)會在檢測到車輛時自動打開進口閘門;當車庫內(nèi)車輛達到8輛時,系統(tǒng)將拒絕打開進口閘門。存取車流程圖如圖41所示。控制軟件采用梯形圖語言編寫??刂泼姘迳细靼粹o功能如下表31所示:表31 控制面板按鈕功能表按鍵號功能選擇定義1自動選擇1號車位手動無意義2自動選擇2號車位手動載車板向下移動3自動選擇3號車位手動無意義4自動選擇4號車位手動載車板向左移動5自動選擇5號車位手動載車板向上移動6自動選擇6號車位手動載車板向左移動7自動選擇7號車位手動無意義8自動選擇8號車位手動無意義第4章 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 PLC型號的選擇 I/O點數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計要求,其輸入大致有:傳感器、行程開關(guān)、光電開關(guān)、操作面板按鈕;輸出有:指示燈、數(shù)碼管、閘門、升降電機、橫移電機。安裝在各個車位的光電開關(guān),可以檢測車位上車輛的有無[21]。圖32 PLC控制原理圖為了保證存取車可靠安全,系統(tǒng)要精確定位。用各種光電開關(guān)、行程開關(guān)檢測位置狀態(tài),用接觸器、繼電器控制拖動電機的起停。車庫運行規(guī)則:1~4號車位只能左右移動,不能上下移動;5~8號車位只能上下移動,不能左右移動。除頂層外,中間層和底層必須預(yù)留一個空車位,供進出車升降之用。除頂層外,中間層和底層都必須預(yù)留一個空車位,供進出車升降之用。車庫可設(shè)在地上,也可設(shè)在地下,或一半設(shè)在地下一半設(shè)在地上。載車板的升降由電機的正反轉(zhuǎn)控制。主要用于交流50Hz,額定電壓至380V及以下, 直流額定電壓至220V及以下的電路中作接通、分段和轉(zhuǎn)換電路之用,也可直接控制小容量電動機和作主令控制之用。當動物接近靜物時,開關(guān)的連桿驅(qū)動開關(guān)的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由于指令非常豐富,功能較強,故給用戶提供了極大方便。FP1的智能單元主要有A/D、D/A模塊。另外還可輸出頻率可調(diào)的脈沖信號,具有8個中斷源的中斷優(yōu)先權(quán)管理。在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計中,要求設(shè)計人員不但對PLC的硬件性能了解外,也要了解PLC對編程語言支持的種類[18]。直觀性和操作性較差。主要用于其他編程語言較難實現(xiàn)的用戶程序編制。順序功能流程圖編程語言的特點:以功能為主線,按照功能流程的順序分配,條理清楚,便于對用戶程序理解;避免梯形圖或其他語言不能順序動作的缺陷,同時也避免了用梯形圖語言對順序動作編程時,由于機械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷;用戶程序掃描時間也大大縮短。每一步代表一個控制功能任務(wù),用方框表示。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能,不同的功能模塊有不同的功能。同時,指令表編程語言與梯形圖編程語言圖一一對應(yīng),在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。梯形圖編程語言的特點是:與電氣操作原理圖相對應(yīng),具有直觀性和對應(yīng)性;與原有繼電器控制相一致,電氣設(shè)計人員易于掌握。PLC的編程語言包括以下五種:梯形圖語言(LD)、指令表語言(IL)、功能模塊圖語言(FBD)、順序功能流程圖語言(SFC)及結(jié)構(gòu)化文本語言(ST)[15]。在內(nèi)部處理階段,PLC檢查CPU模塊內(nèi)部的硬件是否正常,將監(jiān)控定時器復(fù)位,以及完成一些別的內(nèi)部工作。對于元件映像寄存器來說,其內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而發(fā)生改變。接著進入程序執(zhí)行階段,在程序執(zhí)行期間即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化,輸入映像寄存器的內(nèi)容不會改變,輸入狀態(tài)的變化只在下一個工作周期的輸入采樣階段才被從新采樣到。通過不同的組織模塊的安排,采用分是分批掃描執(zhí)行方法,可縮短掃描周期和提高控制的實時響應(yīng)性。用戶程序通過編程器或其他輸入設(shè)備存放在PLC的用戶存儲器中。6. I/O擴展接口I/O擴展接口用于將擴展單元或特殊功能單元與單元相連,使PLC得配置更加靈活,以滿足不同控制系統(tǒng)的要求[13]。(4)模擬量輸出模塊模擬量輸出模塊用于將輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成外部設(shè)備可接受的模擬量,這樣的模塊在PLC中稱為D/A模塊。內(nèi)部電路 T負載 R2 浪涌交 吸收器 LED C R1 圖27 晶閘管輸出電路負載內(nèi)部電路 交 LED VD R2 R1 K C 圖28 繼電器輸出電路通過上述分析可知,為防止干擾和保證PLC不受外界強電的侵襲,I/O模塊都采用電氣隔離技術(shù)。③交直流輸出模塊(繼電器輸出方式)PLC某I/O點交直流輸出模塊電路如圖28所示,它的輸出驅(qū)動是繼電器K。當某端不輸出時,鎖存器相應(yīng)位為0,VLC沒有輸出,VT晶體管截止,使負載失電,此時LED指示燈不亮,負載所需直流電源由用戶提供。其中晶體管輸出方式的模塊只能帶直流負載,晶閘管輸出方式的模塊只能帶交流負載,繼電器輸出方式的米快即可帶直流負載也可帶交流負載。從圖中看出,其內(nèi)部電路與直流輸入模塊原理電路類似,只不過交直流輸入模塊原理電路的外接電源除直流電源外,還可以使用12~24V的交流電源。外部檢測開關(guān)S的一端接外部交流電(交流100~120V或200~240V),S的另一端與PLC的輸入模塊的一個信號輸入端子相連,外部交流電源的另一端PLC輸入模塊的公共端COM。 S R1 +5V交內(nèi)部電路 C R2 VLC 濾波器 COM A R3 LED圖23 直流輸入模塊原理電路內(nèi)部電路中的鎖存器將送入額信號暫存,CPU執(zhí)行相應(yīng)的指令后,通過地址信號和控制信號將鎖存器中的信號進行讀取。外部檢測開關(guān)S的一端接外部直流電源(直流12V或24V),S的另一端與PLC的輸入模塊的一個信號輸入端子相連,外部直流電源的另一端接PLC輸入模塊的公共端COM。數(shù)字量輸入模塊根據(jù)使用電源的不同分為直流輸入(直流12V或24V)模塊和交流輸入(交流100~120V或200~240V)模塊兩種。(1)數(shù)字量輸入模塊數(shù)字量輸入模塊又稱為開關(guān)量輸入模塊,它將工業(yè)現(xiàn)場的開關(guān)量信號轉(zhuǎn)換為標準量信號傳送給CPU,并保證信息的正確和控制器不受其干擾。由于這些信號電平各式各樣,而PLC的CPU處理的信號只能是標準電平,所以輸入模塊還需要將這些信號轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收和處理的數(shù)字信號。用戶存儲器的內(nèi)容有用戶根據(jù)控制需要可讀、可寫、可任意修改和增刪。②用戶程序編輯和指令解釋程序:編輯程序能將用戶程序變?yōu)閮?nèi)碼形式以便于程序的修改調(diào)試,駕駛程序能將編程語言變?yōu)闄C器語言便于CPU的操作和運行。(1)系統(tǒng)程序存儲器系統(tǒng)程序存儲器是用EPROM或EEPROM來存儲廠家編寫的系統(tǒng)程序。② 用掃描方式通過輸入單元接受現(xiàn)場輸入信號,并存入指定的映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器。因此PLC是微型計算機技術(shù)與機電控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是一種以微處理器為核心,用于電氣控制的特殊計算機,它采用典型計算機結(jié)構(gòu),主要由中央處理器(CPU)、存儲器、I/O口、電源、通信接口、擴展接口等單元組成,這些單元部件都是通過內(nèi)部總線進行連接的,如圖所示21和22所示。而I/O變換實際上是信息處理,信息處理通常采用計算機技術(shù)。PLC使用軟件編程取代繼電控制器中的硬件接線而實現(xiàn)相應(yīng)功能,是安裝接線工作量減少,現(xiàn)場施工與控制程序的設(shè)計還可以同時進行,周期短、調(diào)試快。PLC控制系統(tǒng)由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn),響應(yīng)速度快,一般執(zhí)行一條用戶指令只需幾微秒,PLC內(nèi)部有嚴格的同步,不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象。比如,用軟件替代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)中的中間繼電器盒時間繼電器,只剩下少量的I/O硬件,接觸點因接觸不良造成的故障大大減少,提高了可靠性;所有I/O接口電路都采用光隔離,使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路進行電氣隔離;增加自診斷、糾錯等功能,使其在惡劣工業(yè)現(xiàn)場的可靠性、抗干擾能力提高了。它能較好地解決工業(yè)控制領(lǐng)域中用戶普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便經(jīng)濟等問題。中檔PLC可完成小型和較大規(guī)模的控制任務(wù),在聯(lián)網(wǎng)中不僅可作從機,也可作主機,如S7300就屬于中檔PLC。3. 按功能進行分類根據(jù)PLC的功能強弱,可將PLC分為低、中、高三檔。采用這種結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活、裝配方便、便于擴展和維修。這樣的PLC體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、價格便宜、重量輕、安裝方便等特點,但是主機I/O固定,不方便拓展,因此不太靈活。2. 按結(jié)構(gòu)形式進行分類隨著電子產(chǎn)品的日益更新,PLC的發(fā)展也很快,目前,全世界共有幾百個PLC生產(chǎn)廠家,有幾千種不同型號。中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu),根據(jù)工業(yè)需要,可以將相應(yīng)的具有特殊功能的模塊組合在一起,它能執(zhí)行具有強的功能,例如:數(shù)字計算、PID調(diào)節(jié)、查表等,同時相應(yīng)的輔助功能也增加,應(yīng)用范圍更廣,功能更強,掃描速度更快,適用于各種復(fù)雜環(huán)境。(1) 小型機 PLC的I/O總點數(shù)少于256的稱為小型機,如S7200系列PLC。通常通過以控制規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、功能為參照進行分類。于是,美國電器制造商協(xié)會(National Electronic Manufacture Association,即NEMA),將其命名為可編程控制器(Programmable Controller,即PC)。⑨ 通用性強,能擴展。⑤ 成本可以與繼電接觸器控制裝置競爭。該裝置有以下技術(shù)指標:① 編程簡單,可在現(xiàn)場修改程序。其結(jié)構(gòu)簡單,可以滿足一定范圍內(nèi)的控制要求,所以被廣泛使用,并在工業(yè)控制領(lǐng)域中占領(lǐng)導(dǎo)地位。韌性較好的鋼材都具有較高的吸能能力,可以提高抗震能力?!? ,操作方便 立體停車庫適合各種場所,例如:商場、賓館、辦公樓前、旅游區(qū)。 圖13為擁擠的車道。西寧市的市民有這樣回答記者:“不買車后悔,可買了車更后悔。雖然我國人均汽車擁有量水平較為低下,但是隨著經(jīng)濟增長,其提升幅度很大,“停車難”變成了隨之而來的主要問題。因此立體車庫的前景是無限廣闊的。圖12 國外高容量立體車庫自20世紀來,我國也相繼舉辦了多場與停車設(shè)備有關(guān)的展覽會,2006年的10月,上海舉辦了名為“2006上海國際停車設(shè)備和智能系統(tǒng)展覽會”,取得了很好的效果,同時吸引了包括德國、日本、美國等世界上停車設(shè)備知名的制造商。由于日本國土面積小,機械化發(fā)展程度高,汽車擁有量驚人,所以最為廣泛使用,自1959年引進機械化立體車庫的建在技術(shù)以后,到1983年為止,總共建造了25454做各式的機械化立體車庫,基本上每座車庫能容納十輛汽車之多,最多的能停上百輛汽車。圖11為國外立體車庫: 圖11 自動化立體車庫隨著經(jīng)濟發(fā)展,城市人口、車輛逐年增加,停車難就顯現(xiàn)出來。s greening and beautification, and pollution of the city unsightly, as China joined the WTO, these problems will bee more severe, from Singapore, Japan and many successful experiences of developed economi