【正文】 分別進行不同的組態(tài)設(shè)計，完成不同的工作，具有不同的特性。在計算機上實現(xiàn)工程的模擬測試和仿真，用戶可以根 據(jù)需要直接修改各種仿真參數(shù)，從而大大降低了開發(fā)費用和難度，系統(tǒng)人員可以集中更多的精力在最優(yōu)方案的選擇和設(shè)計上，而非語言的編程上。如圖 36 圖 36 在加減速控制方面，本程序采用子程序調(diào)用，在變頻器中給定頻率，并進行調(diào)速如圖 37 所示： 圖 37 第四章 基于組態(tài)王對車庫控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究 基于組態(tài)王仿真實現(xiàn)的意義 多媒體仿真要涉及許多技術(shù)，包括音頻技術(shù)、視頻圖像技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)以及標(biāo)準化技術(shù)。如圖 35 所示： 圖 35 當(dāng)相應(yīng)的車位指示燈亮的同時啟動相應(yīng)的車位電動機，進行對應(yīng)車位托盤的移動，當(dāng)托盤到位并完成相應(yīng)的存取車時，加延時檢測，車輛是否超長，并伴有報警措施。下面我們以 8 號車位存車為例介紹編寫程序思路 : 從 8 號車位存車時第二層共有兩種情況 : 第一種：第二層對應(yīng)車位沒有托盤 第二種：第二層對應(yīng)車位有托盤 針對第一種情況可以直接將 8 號托盤下降至對應(yīng)二層車位 實現(xiàn)存取再實行復(fù)位，第二種情況，應(yīng)先將二層對應(yīng)的托盤移開，在將 8 號車位托盤下降至對應(yīng)車位實現(xiàn)存取，再實行復(fù)位。 2 當(dāng)對第一層車位 1,2,3 存取車時，要先將第二層對應(yīng)的車位移空，然后將所存取車位上升至第二層再實行存取車，存、取車結(jié)束后托盤垂直復(fù)位。輸出涉及到表示托盤移動的指示燈亮和滅，報警燈的亮和滅等。 PLC 的應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程 應(yīng)用系統(tǒng)的程序設(shè)計就是根據(jù) PLC 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝的要求以及軟件規(guī)格說明書，使用相應(yīng)的編程語言指令，編制實際應(yīng)用程序和程序說明書的過程。 PLC 的這種模塊化設(shè) 計為用戶的產(chǎn)品開發(fā)提供了方便。當(dāng)采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規(guī)定，因此注意相關(guān)的技術(shù)手冊。不同公司的產(chǎn)品，對系統(tǒng)總點數(shù)及擴展模塊的數(shù)量都有限制，當(dāng)擴展不能滿足要求時，可采用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 。 對于小的系統(tǒng)，如 128 點以內(nèi)的系統(tǒng)，一般不需要擴展 。 3 模塊的選擇 I/O 控口模塊用來實現(xiàn) PLC 對工業(yè)過程的控制。對于O/1 點的選擇原則是應(yīng)保有適當(dāng)?shù)脑Ａ浚且驗?PLC 的 On 點數(shù)與價格成正比，若留有太多的空余點，會使成本大大增加，因此在實際的應(yīng)用過程中，一般是根據(jù)輸入、輸出信號的總點數(shù)，并考慮以后的擴充，選用 10%15%的備用量 。因此，在選擇機型的時候，應(yīng)本著在滿足控制功能原則的前提下，保證系統(tǒng)可靠、維護方便和最佳的性價比。 1 PLC 機型的選擇 面對眾多廠家提出的多種系列、功能各異的 PLC 產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)、性能、價格各不相同。 4 發(fā)展性原則 :適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和 工藝改進的需要，在 1/O 接口、通信等方面留有余地。 2 可靠性原則 :確保計算機控制系統(tǒng)的可靠性。因為只有具備網(wǎng)絡(luò)通信功能的 PLC 才一能實現(xiàn)大范圍的遠程控制。因此在選用 PLC 的時候，不但要考慮 PLC 本身是否適用，還應(yīng)該考慮相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境和軟件 是否適用和易用。 最初的可編程控制器只是一些簡單 的開關(guān)量邏輯控制器件，而且其控制數(shù)目有限，因此只有基本的輸入輸出指令及程序控制指令，編程設(shè)備也很簡陋。通常，將輸入掃描和輸出掃描合稱為 1/O 掃描，處理器的掃描周期是 I/O 掃描和程序掃描周期兩者之和。機器上電后，先進行初始化工作，如復(fù)位定時器、檢查 I/O 組件連接等，然后在此基礎(chǔ)上開始進入系統(tǒng)的掃描周期。不同的 PLC 有不同的 I/O 容量，微型PLC 的控制容量一般在 20 點以下，而大型的 PLC 的 I/O 容量可達 lOK 以上。在實際的應(yīng)用中，用戶根據(jù)控制對象復(fù)雜程度的不同，先預(yù)估所需的容量，進而選擇機型。另一部分是用來存放用戶程序及所需的數(shù)據(jù)。 PLC 的主要性能指標(biāo)和選型 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，以及立體車庫的自動控制等，采用可編程序控制器 PLC 來解決自動控制問題已成為最有效的方法之一。車輛檢測開關(guān)常閉狀態(tài)表示車位上存有車，常開狀態(tài)表示車位上沒有車 。 3 車位托盤檢測、車輛檢測、掛鉤限位狀態(tài)用開關(guān)的常開、常閉狀態(tài)來表示。應(yīng)選用 PLC 是 80 點 I/0 左右的可編程控制器，用開關(guān)、燈以及按鈕來表示車庫控制系統(tǒng)中的電機、傳感器、光電開關(guān)及報警裝置等，具體如下 : 1 各個車位存取車信號的輸入用按鈕來表示，存車按鈕輸入存車信號，取車按鈕輸入取車信號。 3 確定運動托盤的層數(shù)并賦予相應(yīng)的值。子程序又分為三個模塊，各模塊的作用為 : 1 進行新的存取車操作之前把上層托盤復(fù)位 。當(dāng) 車位在層數(shù)或排數(shù)上增加時，只需 就其中的一個子程序和主程序進行相應(yīng)的改動，而其它的子程序基本不必改動，大大減輕了以后重新編程的任務(wù)。控制軟件采用梯形圖語言編寫，二層停車位對車存取可直接在對應(yīng)的位置進行，一、三層停車位對車的存取流程圖如圖 33 所示。本系統(tǒng)對開關(guān)控制量的速度要求不高，可 選用一般的可編程序控制器，其具有的自診斷功能和采用的循環(huán)掃描工作方式完全能滿足要求。 選用按鈕控制便于操作，但對于大型車庫來說要用上位機來進行控制，同時在車庫中還運用了一些傳感器，如煙溫傳感器，以及安全預(yù)警裝置，其控制原理見圖 32 所示。裝在車位入口處左右兩側(cè)的光電開關(guān)用于檢測外界的錯誤動作和車位移動時出現(xiàn) 的異常情況。為了保證托盤能橫移到預(yù)定位置、托盤能上升或下降到準確位置，采用限位開關(guān)，為了判斷托盤上有無車輛，采用了光電開關(guān)，在不同的位置有不同的功能 :將接收器和發(fā)射器分別安裝在托盤底層左右兩邊的光電開關(guān)，用以檢測托盤上汽車停放是否到位 。該系統(tǒng)中主控單元的控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移小電機和升降大電機，控制系統(tǒng)控制它們在不同時間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn) 。但是因為每個功能模塊占用一定的空間，對每個功能模塊的執(zhí)行都占有較多的時間，通常只應(yīng)用在控制規(guī)模較大，較復(fù)雜的大中型控制系統(tǒng)中。也允許有多個輸入指令串、并聯(lián)，其中串聯(lián)表示幾個條件“與”的關(guān)系，并聯(lián)則表示“或”的關(guān)系，但對于輸出指令可以并聯(lián)而不允許串聯(lián)，并 聯(lián)表示階梯條件為真時，幾個輸出指令可一并執(zhí)行。在一個階梯中，輸出指令出現(xiàn)在階梯的最右邊，輸入指令出現(xiàn)在輸出指令的左邊，當(dāng)輸入指令所表示的階梯條件為真時，則執(zhí)行輸出指令，否則就不執(zhí)行輸出指令。它采用圖形化語言，沿用了繼電器的觸點、線圈的串聯(lián)等術(shù)語，并且增加了繼電器中沒有的符號。 但是指令結(jié)構(gòu)與一般計算機不兼容、指令結(jié)構(gòu)不靈活，浪費指令存儲空間、無法適于一般領(lǐng)域。 IL語言由一系列指令組成。 因為它對編程人員的技術(shù)要求較高，普通的技術(shù)人員無法完成，同時也不 直觀，所以應(yīng)用并不普及。 1 結(jié)構(gòu)化文本 Structured Text 語言 結(jié)構(gòu)化文本語言 Structured Text 是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的高級語言，它可以追溯到 Ada, Pascal 和 C 語言。 IEC13113 中編程語言部分 規(guī)范了 4 種編程語言，并且定義了這些編程語言的語法和句法。它既適合于 PLC，也適合于實際的工業(yè)控制領(lǐng)域。 IEC13113 允許在同一個 PLC 中使用多種編程語言，這樣的話，就允許程序開發(fā)人員可以對每一個特定的任務(wù)選擇一個適合的語言來編程，還允許在同一個控制程序中不同的軟件模塊用不同的編程語言編制。至于現(xiàn)在用到的順序功能圖，該標(biāo)準并沒有將它列入為編程語言中的一種，而是將它在公用元素中予以規(guī)劃。 IEC13113 規(guī)定了兩大編程語言 :文本編程語言和圖形化語言。完成上述三個階段稱作一個掃描周期，在整個 PLC 的運行期間， CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述 三個階段。 2 PLC 的 CPU 則采取的是順序邏輯掃描用戶程序的運行方式，即如果一個輸出線圈或者邏輯被接通或者斷開，該線圈上的所有觸點 包括常開和常閉點 不會立即動作，必須等待掃描到該觸點時才一會動作。要求最少顯示 256色鼠標(biāo)：任何 PC 兼容鼠標(biāo)通訊： RS232C 并行口：用于插入組態(tài)王加密鎖操作系統(tǒng)： Win2020/ 補丁 6 /Win XP 簡體中文版 圖 31 PLC 硬件構(gòu)成 PLC 的組成決定了 PLC 的功能，隨著技術(shù)的發(fā)展和 PLC 的應(yīng)用范圍的擴大，PLC 的組成不斷增加和完善，它的功能葉在不斷完善中。 組態(tài)王是一個可以根據(jù)您的應(yīng)用程序的需要，非常靈活地進行配置的產(chǎn)品。在一個分布的系統(tǒng)上，可以將整個應(yīng)用程序分配給多個服務(wù)器，這樣可以提高項目的整體容量結(jié)構(gòu)并改善系統(tǒng)的性能。組態(tài)王每一臺數(shù)據(jù)采集站從工業(yè)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)，可以被網(wǎng)絡(luò)上的所有其他站點直接訪問， 同時支持分布式網(wǎng)絡(luò)報警、分布式歷史數(shù)據(jù)庫等，功能強大，穩(wěn)定可靠。 在組態(tài)王的開放式結(jié) 構(gòu)中，系統(tǒng)可以與廣泛的數(shù)據(jù)源交換數(shù)據(jù)，如 IO 驅(qū)動程序， ODBC 數(shù)據(jù)庫， OPC 服務(wù)器，動態(tài)數(shù)據(jù)交換（ DDE）， ActiveX 控件等，同時可以將數(shù)據(jù)以趨勢曲線、報表等形式顯示出來。 10. 廣泛的數(shù)據(jù)獲取和處理 一般地，工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備構(gòu)成的控制網(wǎng)絡(luò)負責(zé)完成自動控制的功能，保證工廠的運行，但它難于讓工廠操作和管理人員看到生產(chǎn)過程的實際運行狀況。除報警事件外，組態(tài)王還可以記錄應(yīng)用程序事件和操作員操作信息。包括：基于事件的報警、報警分組管理、報警優(yōu)先級、報警過濾、新增死區(qū)和 延時概念等功能，以及通過網(wǎng)絡(luò)的遠程報警管理。組態(tài)王報警系統(tǒng)全新改版，具有方便、靈活、可靠、易于擴展的特點。組態(tài)王的事件驅(qū)動的報警方式和緊湊高效的結(jié)構(gòu)使得報警信息可以被完整地記錄，即使突然發(fā)生大量的報警也不會遺漏。 9. 先進的報警和事件管理 完善的“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”應(yīng)當(dāng)能檢 測到非正常狀態(tài)的發(fā)生，并將報警信息按照正確的順序登錄到數(shù)據(jù)庫，并且不能丟失任何數(shù)據(jù)，以便事后對它們進行分析。一些應(yīng)用軟件需要通過這種方式和組態(tài)王通訊。 組態(tài)王同時保留了 DDE 通訊方式。 組態(tài)王的大部分驅(qū)動程序采用組件 COM 技術(shù)，使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。支持設(shè)備之多之廣可與國外優(yōu)秀同類軟件相媲美。 對于可能有不同類型的用戶共同使用的大型復(fù)雜應(yīng)用，必須解決好授權(quán)與安全性的問題，系統(tǒng)必須能夠依據(jù)用戶的使用權(quán)限允許或禁止其對系統(tǒng)進行操作。 組態(tài)王命令語言是集成在組態(tài)王系統(tǒng)內(nèi)部的簡便、但功能強大的編程語言。通過檢測變量值的變化，組態(tài)王改變圖形對象的狀態(tài)并跟蹤報警的發(fā)生。內(nèi)存變量主要用來存放中間結(jié)果。 設(shè)計者在數(shù)據(jù)庫中 定義過程參數(shù)和其他變量。 組態(tài)王 進一步完善了對多媒體的支持。組態(tài)王正是提供了豐富的快速應(yīng)用設(shè)計的工具。 下面介紹組態(tài)王通用強大的功能 用組態(tài)軟件構(gòu)造“監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”的好處之一就是能大大縮短開發(fā)時間，并能保證系統(tǒng)的質(zhì)量。 組態(tài)軟件簡介 本監(jiān)控系統(tǒng)采集控制軟件選用中國本土軟件廠商北京亞控科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的，國內(nèi)最早的商用組態(tài)軟件“組態(tài)王”。另外價格貴也是國外組態(tài)軟件的另一大缺點。FiX 的 OPC 組件和驅(qū)動程序需要單獨購買，不具有兼容性 。 目前在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較廣的組態(tài)軟件有國外 Wonderware 公司的工nTouch 軟件、 Intellution 公司的 Fix 組態(tài)軟件、 CiT 公司的 Citech、國內(nèi)的組態(tài)王和 MCGS 等。 圖 24 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 車庫模型仿真軟件的選擇 組態(tài)軟件的概 念最早來自英文 configuration，其含義是使用軟件工具對計算機及軟件的各種資源進行配置，達到使計算機或軟件按照預(yù)先設(shè)置，自動執(zhí)行特定任務(wù)，以滿足使用的要求。 例如多個 3X3 單元組合車庫， 我們可以用一個 PLC 控制一個車庫單元， 多個 PLC 共同構(gòu)成多點結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)?？刂葡到y(tǒng)由“上級總線機或網(wǎng)絡(luò) 可選 +上位機 +PLC+現(xiàn)場操作機構(gòu)”構(gòu)成， 以 PLC 機為核心，配備有打印機、 音效設(shè)備、收款機、顯 示器等。圖 23 為停車全過程的運動示意圖，同樣 N 層 M 排的存取車原理相同。 如圖 23 所示，第一層和第三層都有三個停車位，第二層有一個空位。底層、頂層進出車時，先要判斷其對應(yīng)的上下方位置是否為空，不為空時要進行相應(yīng)的平移處理，直到對應(yīng)位置為空才可進行上升下降和進出車動作，進出車后托盤再回到原位置。除頂層和底層外，中間層必須預(yù)留一個空車位，供進出車升降之用。升降橫移停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道，實現(xiàn)高層車位升降存取車輛，全部邏輯過程均由 PLC 進行控制。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。 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。假如要設(shè)計一座能提供 50 車位的 4 層升降橫移式立體車庫。軟件包括系統(tǒng)軟件、支持軟件和應(yīng)用軟件。 工控機系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。因此產(chǎn)品通常沒有通用性，目前在工控 即工業(yè)控制 領(lǐng)域應(yīng)用最 多的是各種智能儀器顯示調(diào)節(jié)儀表和智能傳送器。 一 單片機控制系統(tǒng) 以單片機為核心的計算機控制系統(tǒng)，突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)小型、價格低廉，廣泛應(yīng)用于智能儀器、儀表、及小規(guī)模的控制系統(tǒng)上。 （ 3）應(yīng)用組態(tài)軟件組態(tài)王實現(xiàn)升降橫移式立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的模擬仿真。 主要研究的