【正文】 4. 過程控制如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。1. 開關量的邏輯控制PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構發(fā)生故障時，可以根據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。完成了系統(tǒng)的安裝和接線后，在現場的統(tǒng)調過程中發(fā)現的問題一般通過修改程序就可以解決，系統(tǒng)的調試時間比繼電器系統(tǒng)少得多。對于復雜的控制系統(tǒng)，設計梯形圖的時間比設計相同功能的繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法來設計。PLC采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達數萬小時以上，可以直接用于有強烈干擾的工業(yè)生產現場，PLC已被廣大用戶公認為最可靠的工業(yè)控制設備之一。硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應工藝條件的變化。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線。PLC可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理。2. 功能強，性能價格比高一臺小型PLC內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現非常復雜的控制功能。 可編程邏輯控制器主要特點1. 使用方便，編程簡單采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現場調試容易。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內的狀態(tài)和數據不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。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。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段，并且一直循環(huán)掃描工作。 可編程邏輯控制器工作原理可編程邏輯控制器投入運行后，其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。4. 輸入輸出接口電路現場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現場控制的接口界面的輸入通道。其中系統(tǒng)程序存儲器用來存放設備出廠前固化好的程序，這些程序一般是不可以訪問的；用戶程序存儲器是用來存放用戶編寫的程序，用戶程序存儲器可以讓用戶讀寫。3. 存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。 可編程邏輯控制器的基本結構可編程邏輯控制器實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：1. 電源可編程邏輯控制器的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。20世紀80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時期，可編程邏輯控制器逐漸進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀70年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P的外圍設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴充其功能的原則設計。在第三稿中，對PLC作了如下定義：可編程序控制器是一種數字運算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計?？删幊绦蚩刂破饕恢痹诎l(fā)展中，所以至今尚未對其下最后的定義。3 可編程邏輯控制器與MCGS軟件的介紹 可編程邏輯控制器 可編程邏輯控制器簡介1968年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。系統(tǒng)上電初始化等待存取車按鍵取車按鍵存車N二層車位顯示車位號車位已滿空位Y一層車位讓位一層車位二層車位顯示空位號一層車位讓位一層車位 載車盤下降取車車位復位載車盤下降存車圖 23 主控制程序流程圖車位復位 存取操作時，該控制系統(tǒng)中PLC接收和分析工控機輸入的指令，做出相應的動作，并判斷各檢測裝置的狀態(tài)，讀取車庫當前各個車位的存放情況，然后將信息反饋到執(zhí)行元件，拖動載車盤實現位置移動，完成車輛的存取及相關的信號顯示。PLC控制系統(tǒng)的程序主要是完成車庫自動存取車的操作。需要的檢測裝置有：車位左到位、右到位、上到位、上極限、下到位、 安全掛鉤打開等檢測裝置。安全掛鉤系統(tǒng)采取了得電打開，失電閉鎖的控制，這樣即使在停電狀態(tài)下車位也能夠保 證不因為鋼索斷裂而墜落。橫移電機采用常規(guī)的電機。圖 22 控制系統(tǒng)結構圖打印機、音效設備、收費系統(tǒng)IC 讀卡機、LED顯示器、操作系統(tǒng)電動機、接觸器、繼電器、電磁鐵、指示燈PLC工業(yè)控制機形成開關、限位開關、電傳感器、光傳感器、控制按鈕 車庫在運行過程中最容易出現問題的時候就是車位上升和下降過程。[6]實際生活中升降橫移式立體車庫運行原理如下圖21所示。本設計中，橫移電機安裝在第一層的車位上，控制車位的橫移。當第一層進出車時無需移動其他載車盤就可直接進出，當第二層進出車時先要判斷與其對應的下方位置是否有空位，當沒有空位時要對應的車位進行橫向平移處理，直到下方有空位后方可進行升降，進出車完畢后上升回到原來的位置。本次設計立體車庫的特點是：最底層即第一層只能夠橫向平移，最頂層即第二層只能夠豎向升降。 升降橫移式立體車庫系統(tǒng)分析 升降橫移式立體車庫工作原理車庫利用載車盤的移位從而產生垂直的通道，實現高層車位的升降以便存取車輛 。同時使用MCGS嵌入版組態(tài)軟件能夠避開復雜的嵌入版計算機軟、硬件問題，而將精力集中于解決工程問題本身，根據工程作業(yè)的需要和特點，組態(tài)配置出高性能、高可靠性和高度專業(yè)化的工業(yè)控制監(jiān)控系統(tǒng)。并可以根據需要靈活組態(tài)；通訊方便：內置串行通訊功能、以太網通訊功能、GPRS通訊功能、Web瀏覽功能和Modem遠程診斷功能，可以方便地實現與各種設備進行數據交換、遠程采集和Web瀏覽；操作簡便：MCGS嵌入版采用的組態(tài)環(huán)境，繼承了MCGS通用版與網絡版簡單易學的優(yōu)點，組態(tài)操作既簡單直觀，又靈活多變。本次設計選用國產的組態(tài)軟件MCGS，MCGS還包括網絡版、通用版、嵌入版三個版本，經比較后，選用MCGS嵌入版。國內的組態(tài)軟件品牌主要有：世紀星、組態(tài)王、三維力控、MCGS、態(tài)神等。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。譯自英文SCADA,即 Supervisory Control and Data Acquisition（數據采集與監(jiān)視控制）。故此次設計選用PLC做控制器。應用可編程邏輯控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易?？删幊踢壿嬁刂破髦饾u進入過程控制領域，在某些應用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)（分散控制系統(tǒng)）。世界上生產可編程邏輯控制器的國家日益增多，產量日益上升。20世紀70年代中末期，可編程邏輯控制器進入實用化發(fā)展階段，更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現代工業(yè)中的地位。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件；功能強，性能價格比高，可以通過通信聯網，實現分散控制，集中管理；可靠性高，抗干擾能力強，可以實現長周期工作而不至于損壞；系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量少，PLC的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能。2 立體車庫控制設計系統(tǒng)分析 控制系統(tǒng)的選擇可編程邏輯控制器（PLC）作為在工業(yè)領域廣泛應用的控制器，具有十分鮮明的特點：使用方便，編程簡單。隨著我國經濟持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃的完善，機械停車設備行業(yè)將成為一個充滿生機的朝陽行業(yè)，機械停車設備的技術也將得到長足的發(fā)展。但是也是上天下地， 自己不放心愛車被高高掛起，或是深入地下。顯然這部分有車的市民只強調了自己的市民身份，忘記了還有許許多多無車族，他的車侵占了行人的道路。其次，市民長期的意識也很難在短時間內改變，雖然有明文禁止路邊空地停車， 但在大街小巷仍可隨處見到違規(guī)停車的。首先，立體車庫在我國還是新興產業(yè)，存在著企業(yè)技術力量薄弱，產品的可靠性、 安全性、耐久性也還不能完全保障。近幾年新增轎車每年在200萬輛左右，按停車位與轎車數之比為1：，每年需新增停車位290萬個，才能滿足停車位的需求。停車位嚴重不足，造成機動車非法停放、占道停放現象日益嚴重，上海市中心占道停放占總停放車輛的64％，這造成了許多車輛無家可歸。據統(tǒng)計，中國至2003年年底，機動車保有量已達到9649多萬輛，其中轎車保有量將達到 1000萬輛。同時停車場地設置的不合理，出現了嚴重的占道停車，占用居住區(qū)綠地，造成靜態(tài)交通混亂現象，從而進一步加劇了交通擁擠，破壞了城市的居住環(huán)境和城市形象。[3] 設計主要目的與意義國民經濟的高速發(fā)展以及我國的城市化水平不斷加快，使得城市交通擁擠的矛盾 日益突出。不足點：設備結構復雜，相對比較故障率高，高峰取車時間依次取車時間過長，實用性差。5. 平面移動式立體車庫：在同一層上用搬運或起重機平面移動車輛或泊車板平面橫移存取車輛，亦可搬運機和升降機配合實現多層平面移動存取車輛的機械式停車設備。特點：全封閉車庫，存車安全，該類車庫主要適用于大型密集式存車。4. 巷道堆垛式立體車庫：以巷道堆垛機或橋式起重機將進到搬運器的車輛水平且垂直移動到存車位，并用存取機構存取車輛的機械式停車設備。不足點：設備結構復雜，相對比較故障率高?？臻g利用率最高。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，通過提升機的升降和裝在提升機上的橫移機構將車輛或載車板橫移，實現存取車輛的機械式停車設備。不足點：設備結構復雜，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)運動來存取車輛的機械式停車設備。存取車迅速，等候時間短；運行平穩(wěn)，工作噪聲低；在停車設備的市場份額約占70%，較為適用于商業(yè)、機關、住宅小區(qū)配套停車場。[2]1. 升降橫移式立體車庫：采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設備。目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式等。 立體車庫介紹立體車庫相比傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，立體車庫在很多方面都體現了其優(yōu)越性。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設備，距今已有近二十年的歷程。由此看來日常生活中合理停車，已經成了一個社會問題，所以對停車行業(yè)的合理規(guī)劃更是刻不容緩，而立體車庫則是目前解決這個問題最好的方法，也是最可行有效的方法。不合理的停車造成了交通的擁擠，更增加了交通事故的發(fā)生率。這種車位大大的占用了土地資源，而如果采用多層立體車庫，可使地面的使用率提高80%—90%，大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。故一種可解決大城市繁華地帶用地緊張與停車難矛盾的先進停車方式——自動化立體車庫在發(fā)達國家率先得到推廣應用。這就是說，車輛占用靜態(tài)空間(停車位)的時間遠大于其對動態(tài)空間(道路)的需求。人們在解決交通問題時逐漸意識到，以往僅靠大力拓展道路來滿足車輛對動態(tài)空間的需求是遠遠不夠的。基于PLC的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的設計畢業(yè)設計目 錄1 概述 1 立體車庫的背景與現狀 1 立體車庫介紹 1 設計主要目的與意義 32 立體車庫控制設計系統(tǒng)分析 5 控制系統(tǒng)的選擇 5 監(jiān)控系統(tǒng)的選擇 5 升降橫移式立體車庫系統(tǒng)分析 6 升降橫移式立體車庫工作原理 6 升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)設計 73 可編程邏輯控制器與MCGS軟件的介紹 9 可編程邏輯控制器 9 可編程邏輯控制器簡介 9 可編程邏輯控制器的基本結構 9 可編程邏輯控制器工作原理 10 可編程邏輯控制器主要特點 11 可編程邏輯控制器的主要應用 12 MCGS組態(tài)軟件 13 MCGS組態(tài)軟件簡介 13 MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構成及組成部分 14 MCGS組態(tài)軟件的主要特點 15 MCGS組態(tài)軟件的主要功能 164 升降橫移式立體車庫具體設計 17 可編程邏輯控制器的選擇與設計 17 可編程邏輯控制器的選擇 17 可編程邏輯控制器的設計 19 可編程