【正文】 /O地址分配 29 PLC控制程序設(shè)計(jì) 32 控制程序流程圖 32 閘門控制程序 32 指示燈控制程序 35第5章 結(jié)論 38參考文獻(xiàn) 39附錄A 立體車庫運(yùn)行梯形圖 41附錄B I/O控制原理圖 50致謝 51IV西安工程大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論 自動(dòng)化立體車庫的發(fā)展與現(xiàn)狀簡介據(jù)現(xiàn)在所知道的立體車庫最早建于1918年，位于美國的伊利諾斯州芝加哥市華盛頓西大街215號的一家旅館的停車庫。到現(xiàn)在為止仍然沒有人把它嚴(yán)格的歸為哪一類，但是它涉及多領(lǐng)域，多空間，比如我們經(jīng)常能見到的物流倉庫、建筑結(jié)構(gòu)等。圖11為國外立體車庫： 圖11 自動(dòng)化立體車庫隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市人口、車輛逐年增加，停車難就顯現(xiàn)出來。而先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫是空間立體車庫，它是以單層面的停車庫為核心，通過微型計(jì)算機(jī)的控制來實(shí)現(xiàn)，即通過上位機(jī)對車庫進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控與PLC控制進(jìn)行車位空間位置變動(dòng)，讓車位能夠從空間到平面的轉(zhuǎn)化，來實(shí)現(xiàn)多層平面的停車功能。由于日本國土面積小，機(jī)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(jìn)機(jī)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(jī)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。1993年，日本在其首都東京舉行的世界自動(dòng)立體車庫設(shè)備展覽會(huì)取得了空前的成功。圖12 國外高容量立體車庫自20世紀(jì)來，我國也相繼舉辦了多場與停車設(shè)備有關(guān)的展覽會(huì)，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(huì)”，取得了很好的效果，同時(shí)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。種類繁多的停車設(shè)備，在做出決斷前，一定要通過詳盡的技術(shù)分析，細(xì)致的經(jīng)濟(jì)報(bào)告，盡最大可能利用一切有利因素，造出合理的車庫。因此立體車庫的前景是無限廣闊的。據(jù)統(tǒng)計(jì)2006年我國汽車銷售量第一次超過日本，比同期增長超過25%，成為汽車第二大消費(fèi)國。雖然我國人均汽車擁有量水平較為低下，但是隨著經(jīng)濟(jì)增長，其提升幅度很大，“停車難”變成了隨之而來的主要問題。又如，隨著西寧市經(jīng)濟(jì)迅猛增長，人民生活水平不斷提高，西寧市民汽車擁有量也快速增長。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。更讓人擔(dān)憂的是，西寧市泊位缺口每年正以2000到3000的說量上升。 圖13為擁擠的車道。立體停車系統(tǒng)，特別是立體車庫在世界各地倍受青睞，其發(fā)展速度極其迅猛，其原因有：　　立體車庫不僅停車容量大，而且占地面積小，同時(shí)可以停放各種類型的車輛，由其是轎車?！? ，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)。而且許多裝置基本上無須專業(yè)人員操作，司機(jī)就能夠獨(dú)立完成。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。存取過程可由人工完成，也可以配備計(jì)算機(jī)設(shè)備全自動(dòng)完成，這也給今后的開發(fā)設(shè)計(jì)留有大的空間。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。當(dāng)時(shí)，汽車發(fā)展日新月異，這意味著每一次汽車的改型都會(huì)導(dǎo)致控制裝置的重新設(shè)計(jì)和和安裝，這樣不僅費(fèi)時(shí)，還浪費(fèi)了大量的人力和物力，影響了汽車的更新。該裝置有以下技術(shù)指標(biāo)：① 編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序。③ 可靠性高于繼電接觸器控制裝置。⑤ 成本可以與繼電接觸器控制裝置競爭。⑦ 輸入交流115V（美國標(biāo)準(zhǔn)系列電壓值）。⑨ 通用性強(qiáng)，能擴(kuò)展。 PLC的定義PLC即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），其以繼電控制和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了控制技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代科技，形成了一種全新的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。于是，美國電器制造商協(xié)會(huì)（National Electronic Manufacture Association,即NEMA）,將其命名為可編程控制器（Programmable Controller,即PC）。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)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)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程。通常通過以控制規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、功能為參照進(jìn)行分類。我們一般定義一個(gè)信號為一個(gè)點(diǎn)，把輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)綜合稱之為PLC的I/O總點(diǎn)數(shù)。（1） 小型機(jī) PLC的I/O總點(diǎn)數(shù)少于256的稱為小型機(jī)，如S7200系列PLC。I/O總數(shù)少于或等于64的PLC稱為微型PLC。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(qiáng)的功能，例如：數(shù)字計(jì)算、PID調(diào)節(jié)、查表等，同時(shí)相應(yīng)的輔助功能也增加，應(yīng)用范圍更廣，功能更強(qiáng)，掃描速度更快，適用于各種復(fù)雜環(huán)境。大型機(jī)轎中小型機(jī)而言，具有更多的功能，包含邏輯和數(shù)字計(jì)算、聯(lián)網(wǎng)通信、打印、記錄、模擬調(diào)節(jié)、監(jiān)視、遠(yuǎn)程控制、中斷控制及智能控制等。2. 按結(jié)構(gòu)形式進(jìn)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(gè)PLC生產(chǎn)廠家，有幾千種不同型號。更具硬件結(jié)構(gòu)，可將PLC氛圍以下三類。這樣的PLC體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格便宜、重量輕、安裝方便等特點(diǎn)，但是主機(jī)I/O固定，不方便拓展，因此不太靈活。（2）模塊式PLC模塊式結(jié)構(gòu)PLC又稱為積木式結(jié)構(gòu)PLC，它是將PLC各組成部分以獨(dú)立模塊的形式分開，如CPU模塊、電源模塊、輸出模塊、輸入模塊，有各種功能模塊。采用這種結(jié)構(gòu)的PLC配置靈活、裝配方便、便于擴(kuò)展和維修。（3）混合式PLC混合式結(jié)構(gòu)PLC是將整體式的結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、安裝方便和模塊式的配置靈活、裝配方便等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來的一種新型結(jié)構(gòu)PLC。3. 按功能進(jìn)行分類根據(jù)PLC的功能強(qiáng)弱，可將PLC分為低、中、高三檔。這類PLC只適合于小規(guī)模的簡單控制，在聯(lián)網(wǎng)中一般作為從機(jī)使用。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(jī)，也可作主機(jī)，如S7300就屬于中檔PLC。高檔PLC可完成中型和大規(guī)模的控制任務(wù)，在聯(lián)網(wǎng)中一般坐主機(jī)，如S7400系列。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(jì)等問題。PLC中采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路，比機(jī)械觸點(diǎn)繼電器的可靠性要高。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(shí)間繼電器，只剩下少量的I/O硬件，接觸點(diǎn)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(jìn)行電氣隔離；增加自診斷、糾錯(cuò)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。PLC內(nèi)部有現(xiàn)成大量的編程元件，能進(jìn)行邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能，若元件不夠時(shí)，只需加上相應(yīng)的擴(kuò)展單元即可，因此PLC控制系統(tǒng)的靈活性好，擴(kuò)展能力強(qiáng)。PLC控制系統(tǒng)由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)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(yán)格的同步，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。PLC控制系統(tǒng)的延時(shí)是通過內(nèi)部時(shí)間元件來完成的，不受環(huán)境溫度和濕度的影響，定時(shí)元件的延時(shí)時(shí)間只需要改變定時(shí)參數(shù)即可調(diào)整，因此其定時(shí)精度較高。PLC使用軟件編程取代繼電控制器中的硬件接線而實(shí)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(jì)還可以同時(shí)進(jìn)行，周期短、調(diào)試快。 PLC的組成及工作原理 PLC的組成用PLC實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行I/O交換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)。而I/O變換實(shí)際上是信息處理，信息處理通常采用計(jì)算機(jī)技術(shù)。輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制水平，能為實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)方便使用。因此PLC是微型計(jì)算機(jī)技術(shù)與機(jī)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(jì)算機(jī)，它采用典型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要由中央處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、I/O口、電源、通信接口、擴(kuò)展接口等單元組成，這些單元部件都是通過內(nèi)部總線進(jìn)行連接的，如圖所示21和22所示。它是PLC的運(yùn)算、控制中心，用來實(shí)現(xiàn)邏輯和算術(shù)運(yùn)算，并對全機(jī)進(jìn)行控制，按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，有條不紊地指揮PLC進(jìn)行工作，主要完成以下任務(wù)。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。④ PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，執(zhí)行相應(yīng)工作：從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號去啟閉控制電路，通俗講就是執(zhí)行用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號；進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，分時(shí)、分渠到執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯運(yùn)算或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出寄存器的內(nèi)容，再由輸入映像寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通信等。（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器是用EPROM或EEPROM來存儲(chǔ)廠家編寫的系統(tǒng)程序。系統(tǒng)程序有系統(tǒng)管理程序、用戶程序編輯和指令解釋程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序和調(diào)用管理程序這3種類型。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(jī)器語言便于CPU的操作和運(yùn)行。（2）用戶程序存儲(chǔ)器用戶程序存儲(chǔ)器用來存放用戶的應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，它包括用戶程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩種。用戶存儲(chǔ)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。3. I/O單元I/O單元又稱為I/O模塊，它是PLC與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)過程連接的接口。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(biāo)準(zhǔn)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。PLC提供了各種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O模塊供用戶選擇，如數(shù)字量I/O模塊、模擬量I/O模塊。（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(biāo)準(zhǔn)量信號傳送給CPU，并保證信息的正確和控制器不受其干擾。光電耦合電路的核心是光電耦合器，其結(jié)構(gòu)由發(fā)光二級管和光敏晶體管構(gòu)成。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。下面以某一輸入點(diǎn)的直流輸入模塊進(jìn)行講解。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(gè)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。當(dāng)S閉合后，直流電源經(jīng)RRC的分壓和濾波后形成3V左右的穩(wěn)定電壓給光敏電耦合器VLC，LED顯示某一輸入點(diǎn)是否有信號輸入。 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(jìn)行讀取。②交流輸入模塊外部檢測開關(guān)接點(diǎn)加入的是交流電時(shí)，需使用交流輸入模塊進(jìn)行信號的檢測。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(gè)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。當(dāng)S閉合時(shí)，PLC可輸入交流電源，其工作原理與直流輸入電路類似。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。數(shù)字量輸出模塊按照使用電源（即用戶電源）的不同，分為直流輸出模塊、交流輸出模塊和交直流輸出模塊3種。其中晶體管輸出方式的模塊只能帶直流負(fù)載，晶閘管輸出方式的模塊只能帶交流負(fù)載，繼電器輸出方式的米快即可帶直流負(fù)載也可帶交流負(fù)載。它由光電耦合器VLC、二極管現(xiàn)實(shí)LED、輸出電路VT、穩(wěn)壓管VD、熔斷器FU等組成。當(dāng)某端不輸出時(shí)，鎖存器相應(yīng)位為0，VLC沒有輸出，VT晶體管截止，使負(fù)載失電，此時(shí)LED指示燈