【正文】 的組態(tài)軟件系統(tǒng)，主要完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測、前端數(shù)據(jù)的處理與控制，可運(yùn)行于 Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2020/xp 等操作系統(tǒng)。 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域仍在擴(kuò)展，在日本， PLC 的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機(jī)械的自動控制，擴(kuò)展到以下應(yīng)用領(lǐng)域：中小型過程控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程維護(hù)服務(wù)系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活關(guān)連的機(jī)器、與環(huán)境關(guān)連的機(jī)器，而且均有急速的上升趨勢。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 5. 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。 4. 過程控制 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 13 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。 3. 運(yùn)動控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（ Analog）和數(shù)字量（ Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 可編程邏輯控制器的主要應(yīng)用 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 6. 維修工作量小，維修方便 PLC 的 故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。 PLC 的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，輸入信號用小開關(guān)來模擬，通過 PLC 上的發(fā)光二極管可觀察輸出信號的狀態(tài)。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。 5. 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 12 PLC 用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量 的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計(jì)、安裝、接線工作量大大減少。 4. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC 用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件元件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的 1/101/100，因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。 PLC 有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和小型交流接觸器。 3. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng) PLC 產(chǎn)品已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。 3. 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O點(diǎn)。 2. 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯 形圖 )。 1. 輸入采樣階段 在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器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/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。一般說的存儲容量也指的是用戶存儲器，它的讀寫速度也是一個(gè)重要的指標(biāo)。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。它的處理速度是 PLC 性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 2. 中央處理單元（ CPU） 中央處理單元 (CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。 20 世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 20 世紀(jì) 80 年代初 ， 可編程控制器已步入成熟階段。 20世紀(jì) 70年代初出現(xiàn)了微處理器 ， 人們很快 便 將其引入可編程邏輯控制器，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程邏輯控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC）。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。國際電工學(xué)會（ IEC）曾先后于 ； 和 發(fā)布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一，二，三稿。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺可編程控制器 PDP—14 ，在美國通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱 Programmable，是世界 上公認(rèn)的第一臺 PLC。用各 種光電開關(guān)和行程開關(guān)等檢測裝置的狀態(tài)，以及用接觸器、繼電器執(zhí)行對拖動電機(jī)的啟?？刂疲麄€(gè)動作區(qū)域配有光電檢測及多重安全系統(tǒng)，以防異常情況 的 發(fā)生。 根據(jù)立體車庫的運(yùn)行控制要求， 得主控制程序流程圖，如下圖 23 所示。為了防止外界干擾，所有信號線均采用帶金屬屏蔽網(wǎng)的電纜。檢測裝置發(fā)出的檢測信號是為了車位的精確定位以及安全保障 。防墜落電磁鐵安裝在二層的車位上，與安全掛鉤組成防墜落系統(tǒng)。因此首先系統(tǒng)升降采用變頻器帶動升降電機(jī)及相應(yīng)的減速裝置進(jìn)行升降調(diào)速控制，其次對每個(gè)升降車位都額外增加一個(gè)上限位開關(guān)和一個(gè)下限位開關(guān)。 升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。升降電機(jī)安裝在 第 二層的車位上 ， 控制車位的升降。 它運(yùn)動的總原則是：車位升降必須復(fù)位，車位平移不用復(fù)位。 另外 第一層必須預(yù)留一個(gè)空車位，以便進(jìn)出車輛用，而第二層不用。車庫組合布置的不同形式可適應(yīng)不同場地條件的需要，配置非常靈活 。 正因如此此次設(shè)計(jì)選用MCGS 嵌入版作為監(jiān)控系統(tǒng)。 總之， MCGS 嵌入版組態(tài)軟件具有強(qiáng)大的功能，并且操作簡單，易學(xué)易用，普通工程人員經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和運(yùn)行操作。 MCGS 嵌入版組態(tài)軟件的主要特點(diǎn) 包括： 容量小 ， 整個(gè)系統(tǒng)最低配置只需要極小的存貯空間，可以方便的使用DOC 等存貯設(shè)備； 速度快：系統(tǒng)的時(shí)間控制精度高，可以方便 地完成各種高速采集系統(tǒng)，滿足實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)要求；成本低：使用嵌入式計(jì)算機(jī)，大大降低設(shè)備成本； 真正嵌入：運(yùn)行于嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)；穩(wěn)定性高：無風(fēng)扇，內(nèi)置看門狗，上電重啟時(shí)間短，可在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定長時(shí)間運(yùn)行；功能強(qiáng)大：提供中斷處理，定時(shí)掃描精度可達(dá)到毫秒級，提供對計(jì)算機(jī)串口，內(nèi)存，端口的訪問。國外的組態(tài)軟件品牌主要有： In Touch、 WinCC、 Citech、 IFix等。組態(tài)軟件的應(yīng)用領(lǐng)域很廣， 可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。 監(jiān)控系統(tǒng)的選擇 組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。 PLC 應(yīng)用的廣泛性和它的普及程度是其他計(jì)算機(jī)設(shè)備無法比擬的。 20 世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 20 世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為 30~40%。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程邏輯控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。 PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù) PLC 上的發(fā)光二極管或編程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更換模塊的方法可以迅速地排除故 。 系統(tǒng) 開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。我國的機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)也將從快速發(fā)展階段進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段 。 上述兩點(diǎn)是立體車庫發(fā)展曲折的根本原因，由此產(chǎn)生的一個(gè)惡性循環(huán)則是其直接原因。另外，市民還認(rèn)為，立體車庫雖 然節(jié)省空間。因?yàn)榇蠹矣X得，街道是公共場所，自己把車停在上面是理所當(dāng)然，干嘛要把車停到車庫里面，還要交錢。人們要有 —個(gè)逐步接受的過程，人們對立體車庫的優(yōu)點(diǎn)還未完全接受，特別是對一些新手司機(jī)，立體車庫所要求的車技比地面車庫要高，令部分有車族對立體庫可望而生怯。 立體車庫在各方面都有很大的優(yōu)點(diǎn)， 但是在我國主要停車位還是傳統(tǒng)停車模式，立體車庫停車情況仍然不是特別受歡迎， 立體車庫的發(fā)展還有很多曲折 。從國際城市建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)看，要保證交通不擁堵，不僅要滿足 100％的基本停車位，還要能滿足 20％的公共停車位。然而，目前我國城市機(jī)動車輛的保有量與停車位 相差大約 5 倍 ，也就是說停車位的滿足率只有 20％左右。動態(tài)交通和靜態(tài)交通的關(guān)系形成了惡性循環(huán)。車輛不斷增多，城市道路設(shè)施跟不上經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐，造成了動態(tài)交通的嚴(yán)重阻塞。 本次設(shè)計(jì)針對的是占據(jù)市場份額較大，而且優(yōu)點(diǎn)較為突出的升降橫移式立體車庫。 特點(diǎn)： 一般設(shè)置在地上或半地下 ， 地平面層可停放大尺寸車輛 ， 設(shè)備適合在大中型建筑物或公共設(shè)施中安裝 。 不足點(diǎn)： 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 成本高且 相對比較故障率高 ，高峰期依次取車時(shí)用 時(shí)較長，實(shí)用性差。多用于地下，以便更好的利用地下空間。最遠(yuǎn)車位一般一次取車需 2分鐘，高峰取車時(shí)間依次取車時(shí)間過長，依次取車第 20 輛約需 30 分鐘以上，實(shí)用性差 。適宜建筑在高度繁華的城市中 心區(qū)域以及車輛集中停放的集聚點(diǎn)。 3. 垂直升降式立體車庫： 這類立體車庫 亦可稱為塔式立體 車庫 ，通過提升機(jī)的升降和裝在提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移，實(shí)現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備 。 不足點(diǎn)： 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng)，采用足夠的安全措施和消防系統(tǒng)，相對比較故障率高。 2. 垂直循環(huán)式立體車庫： 采用垂直方向做循環(huán)運(yùn)動來存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備 。存取車迅速 ， 等候時(shí)間短；運(yùn)行平穩(wěn) ， 工作噪聲低；在停車設(shè)備的市場份額約占 70%，較為 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場 。每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè) ，但是 每組設(shè)備必須留有至少一個(gè)空車位 ，來方便車輛的中轉(zhuǎn)。 幾種形式的立體車庫具有各自的優(yōu)點(diǎn)。立體車庫可以更好的節(jié)省土地，使土地的使用率提高 80%—90%，這樣大大節(jié)省了土地資源，同時(shí)降低了成本；立體車庫 更加有效地保證人身和車輛的 安全 ， 人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn) ， 應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流 。 由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與 住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受 。 立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近 30~40 年的歷 史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng) 驗(yàn)上均已獲得了成功 。嚴(yán)重的影響了市民的正常出行，更對城市的市容造成了不好的影響。 [1] 日常生活中經(jīng)?？吹杰囕v停在道路兩邊，有時(shí)還占用行人道，這種情況同時(shí)為其他車輛和行人的出行造成了諸多不便。 據(jù)悉自 2020 年以來我國停車位數(shù)目激增，例如 北京百條胡同 為解決 平房區(qū)和老小區(qū)停車位不足、亂停車問題將增建六千余個(gè)停車位 、 天津和平區(qū)繁華地帶建 造 占地面積達(dá) 60126 平方米的 4 個(gè)大型停車場 、廣州 為迎接 2020 年亞運(yùn)會 時(shí)建造了 18500 個(gè)停車位、青島也在幾年的時(shí)間里添加了 19200 個(gè)停車位，杭州、南京等地也增加大量停車位。 停車位不足 ， 會嚴(yán)重影響城市 道路暢通、環(huán)境與安全 。 因?yàn)檐囕v大部分時(shí)間還是處于停駛狀態(tài) 。 交通擁擠和停車?yán)щy的問題已成 為各級政府和群眾關(guān)心的社會問題 ， 尤其在大中城市更為突出 。 本文對 PLC 在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，以及使用 MCGS 監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)對工業(yè)過程的監(jiān)控，提升工業(yè)自動化方面都用著重要的實(shí)踐價(jià)值 。 如 果按水平車位有 X 個(gè)，垂直車位有 Y 個(gè)，那么它的停車總量為 Z=X*Y（ X1） 。 本畢業(yè)論文通過應(yīng)用可編程邏輯控制器 PLC 以及上位機(jī)組態(tài)軟件MCGS 來實(shí)現(xiàn)自動化升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng) 。 將相同平面多層復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了一般平面車庫的立體的縱向延伸拓展，從而提高了地面利用率，實(shí)現(xiàn)高效率停車 。 唐 山 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 設(shè)計(jì)題目 ： 基于 PLC 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 系 別： 信息工程系 班 級： 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 2020 年 5 月 30 日 基于 PLC 的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 摘 要 立體車 庫是一種占用相同平面大小，來實(shí)現(xiàn)空間多層停車的車庫 。 它充分利用了垂直空間，通過可編程邏輯控制器（