【正文】 控制器的外部接線圖設(shè)計 22 MCGS組態(tài)軟件設(shè)計 23 MCGS工程畫面的實現(xiàn) 23 MCGS于可編程邏輯控制器交互通信設(shè)置 275 總結(jié)與展望 30 總結(jié) 30 未來展望 30謝辭 31參考文獻 32附錄一 33主程序 33子程序0 40子程序1 41子程序2 41附錄二 43外文資料 59中文翻譯 65唐　山　學(xué)　院　畢　業(yè)　設(shè)　計1 概述 立體車庫的背景與現(xiàn)狀近年來，由于經(jīng)濟的飛速發(fā)展，中心城市的人口、車輛也日益增多，再加上建筑業(yè)的飛速發(fā)展，使城市中的空地越來越少。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。因為車輛大部分時間還是處于停駛狀態(tài)。停車位不足，會嚴(yán)重影響城市道路暢通、環(huán)境與安全。據(jù)悉自2004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停車位、天津和平區(qū)繁華地帶建造占地面積達60126平方米的4個大型停車場、廣州為迎接2010年亞運會時建造了18500個停車位、青島也在幾年的時間里添加了19200個停車位，杭州、南京等地也增加大量停車位。[1]日常生活中經(jīng)?？吹杰囕v停在道路兩邊，有時還占用行人道，這種情況同時為其他車輛和行人的出行造成了諸多不便。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。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) 驗上均已獲得了成功。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，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。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，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)，應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。幾種形式的立體車庫具有各自的優(yōu)點。每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個，但是每組設(shè)備必須留有至少一個空車位，來方便車輛的中轉(zhuǎn)。特點：節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短；價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少；可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。不足點：每組設(shè)備必須留有至少一個空車位；鏈條牽動運行過程不具有防止傾斜墜落的功能。特點：省地，在58m2的地方建起大型垂直循環(huán)類機械停車庫，可容納34輛轎車，可省去購置土地的大量費用；可采用自動控制，運行安全可靠；價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。最遠(yuǎn)車位一般一次取車需2分鐘，高峰取車時間依次取車時間過長，依次取車第20輛約需30分鐘以上，實用性差。特點：整個存車庫可多達20～25層，即可停放40～50輛車，占地面積不到50m2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。最遠(yuǎn)車位一般一次取車需2分鐘，高峰取車時間依次取車時間過長，依次取車第20輛約需30分鐘以上，實用性差。多用于地下，以便更好的利用地下空間。不足點：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高且相對比較故障率高，高峰期依次取車時用時較長，實用性差。特點：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。本次設(shè)計針對的是占據(jù)市場份額較大，而且優(yōu)點較為突出的升降橫移式立體車庫。車輛不斷增多，城市道路設(shè)施跟不上經(jīng)濟發(fā)展的步伐，造成了動態(tài)交通的嚴(yán)重阻塞。動態(tài)交通和靜態(tài)交通的關(guān)系形成了惡性循環(huán)。然而，目前我國城市機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。從國際城市建設(shè)的經(jīng)驗看，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。立體車庫在各方面都有很大的優(yōu)點，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。人們要有—個逐步接受的過程，人們對立體車庫的優(yōu)點還未完全接受，特別是對一些新手司機，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。因為大家覺得，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。另外，市民還認(rèn)為，立體車庫雖然節(jié)省空間。 上述兩點是立體車庫發(fā)展曲折的根本原因，由此產(chǎn)生的一個惡性循環(huán)則是其直接原因。我國的機械停車設(shè)備行業(yè)也將從快速發(fā)展階段進入穩(wěn)定發(fā)展階段。系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。PLC或外部的輸入裝置和執(zhí)行機構(gòu)發(fā)生故障時，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。20世紀(jì)80年代初，可編程邏輯控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。20世紀(jì)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。PLC應(yīng)用的廣泛性和它的普及程度是其他計算機設(shè)備無法比擬的。 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。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。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。國外的組態(tài)軟件品牌主要有：In Touch、WinCC、Citech、IFix等。MCGS嵌入版組態(tài)軟件的主要特點包括：容量小，整個系統(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)，滿足實時控制系統(tǒng)要求；成本低：使用嵌入式計算機，大大降低設(shè)備成本； 真正嵌入：運行于嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)；穩(wěn)定性高：無風(fēng)扇，內(nèi)置看門狗，上電重啟時間短，可在各種惡劣環(huán)境下穩(wěn)定長時間運行；功能強大：提供中斷處理，定時掃描精度可達到毫秒級，提供對計算機串口，內(nèi)存，端口的訪問?？傊?，MCGS嵌入版組態(tài)軟件具有強大的功能，并且操作簡單，易學(xué)易用，普通工程人員經(jīng)過短時間的培訓(xùn)就能迅速掌握多數(shù)工程項目的設(shè)計和運行操作。正因如此此次設(shè)計選用MCGS嵌入版作為監(jiān)控系統(tǒng)。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。另外第一層必須預(yù)留一個空車位，以便進出車輛用，而第二層不用。它運動的總原則是：車位升降必須復(fù)位，車位平移不用復(fù)位。升降電機安裝在第二層的車位上，控制車位的升降。 圖 21 升降橫移立體車庫運行原理圖 升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計控制系統(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。因此首先系統(tǒng)升降采用變頻器帶動升降電機及相應(yīng)的減速裝置進行升降調(diào)速控制，其次對每個升降車位都額外增加一個上限位開關(guān)和一個下限位開關(guān)。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)。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。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。根據(jù)立體車庫的運行控制要求，得主控制程序流程圖，如下圖23所示。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)行對拖動電機的啟?？刂疲麄€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。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。國際電工學(xué)會（IEC）；，二，三稿。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。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，個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程邏輯控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。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)末期，可編程邏輯控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。如果沒有一個良好的、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)計和制造也十分重視。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。它的處理速度是PLC性能的一個重要指標(biāo)。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。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重要的指標(biāo)?，F(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。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。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)。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)。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。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入輸出刷新階段。這時，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。它與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。3. 硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強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行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC有較強的帶負(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。4. 可靠性高，抗干擾能力強PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，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，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。5. 系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量少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、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(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)。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。 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、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。2. 模擬量控制為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(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。3. 運動控制從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。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。PID處理一般是運行專用的PID子程序。5. 數(shù)據(jù)處理這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?. 通信及聯(lián)網(wǎng)隨著計算機控制的發(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)。PLC的應(yīng)用領(lǐng)域仍在擴展，在日本，PLC的應(yīng)用范圍已從傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)設(shè)備和機械的自動控制，擴展到以下應(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)連的機器、與環(huán)境關(guān)連的機器，而且均有急速的上升趨勢。 MCGS組態(tài)軟件 MCGS組態(tài)軟件簡介MCGS(Monitor and Control Generated System，監(jiān)視與控制通用系統(tǒng))是北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司研發(fā)的一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)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，可運行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp等操作系統(tǒng)。MCGS嵌入版是在MCGS通用版的基礎(chǔ)上開發(fā)的，專門應(yīng)用于嵌入式計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，MCGS嵌入版包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分，它的組態(tài)環(huán)境能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行，運行環(huán)境則是在實時多任務(wù)嵌入式操作系統(tǒng)WindowsCE中運行。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在自動化領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，它充分利用了Windows圖形功能完備、界面一致性好、易學(xué)易用的特點，比以往使用專用機開發(fā)的工業(yè)控制系統(tǒng)更具有通用性，在自動化領(lǐng)域有著更廣泛的應(yīng)用。兩部分互相獨立，又緊密相關(guān)。組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫運行環(huán)境：解釋執(zhí)行組態(tài)結(jié)果圖 31 MCGS組態(tài)環(huán)境與與運行環(huán)境的關(guān)系MCGS組態(tài)軟件所建立的工程由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略五部分構(gòu)成，每一部分分別進行組態(tài)操作，完成不同的工作，具有不同的特性。MCGS組態(tài)軟件主控窗口實時數(shù)據(jù)庫主控窗口設(shè)備窗口用戶窗口添加工程設(shè)備、連接設(shè)備變量、注冊設(shè)備驅(qū)動菜單設(shè)計、設(shè)置工程屬性、設(shè)定存盤結(jié)構(gòu) 編寫控制流程、使用功能構(gòu)件定義數(shù)據(jù)變量創(chuàng)建動畫顯示、設(shè)置報警窗口、人機交互界面圖 32 MC