【正文】 S485 通信/編程口，具有 PPI 通信、MPI 通信和自由方式通信能力，適合本設(shè)計(jì)的要求。6 種類型均有隔離，本設(shè)計(jì)采用的是 24V DC16 入/繼電器 16 出。圖 EM277 模塊 工控計(jì)算機(jī)工業(yè)控制機(jī)即工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，也叫做工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī)，英文簡稱 IPC（Industrial Personal Computer） 。工控機(jī)由計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)和過程 I/O 系統(tǒng)組成，計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)由系統(tǒng)總線、主機(jī)模板、存儲(chǔ)器板、人機(jī)接口板與 CRT、磁盤機(jī)、打印機(jī)等通用外設(shè)組成 [10]。早在 80 年代初期，美國 AD 公司就推出了類似 IPC 的 MAC150 工控機(jī)，隨后美國IBM 公司正式推出工業(yè)個(gè)人計(jì)算機(jī) IBM7532。價(jià)格低廉，而在工控機(jī)中異軍突起，后來居上，應(yīng)用日趨廣泛。工控機(jī)能夠適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用的需要，比常用計(jì)算機(jī)更強(qiáng)的抗干擾能力與可靠性，以保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。圖 研華 IPC610MB 電機(jī)電動(dòng)機(jī)種類繁多，可按各種方法分類，如按外殼保護(hù)，安裝方式，絕緣等級(jí)，功率大小，電源電壓，電源頻率、運(yùn)行特性、結(jié)構(gòu)、用途等各種分類方法，但不同分類之間都有復(fù)雜的內(nèi)在聯(lián)系 [11]。電動(dòng)機(jī)由變頻器驅(qū)動(dòng)控制，參數(shù)均由變頻器數(shù)據(jù)設(shè)定完成，從而控制了停車板的“啟動(dòng)、加速、正常運(yùn)行、減速、停車、檢修運(yùn)行”的速度曲線，變頻器輸入信號(hào)端口也由變頻器參數(shù)設(shè)定，PLC 控制變頻器完成相應(yīng)的動(dòng)作。在升降橫移式智能立體車庫中采用三相異步電動(dòng)機(jī)。 變頻器變頻器是運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)中的功率變換器，運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)是控制機(jī)電能量變換器的電氣傳動(dòng)技術(shù)，變頻器作為系統(tǒng)的重要功率變換部件，因提供可控的高性能變壓變頻的交寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 流電源而得到迅猛發(fā)展。交流變頻調(diào)速技術(shù)是強(qiáng)弱電混合、機(jī)電一體的綜合性技術(shù)，既要處理巨大電能的轉(zhuǎn)換(整流、逆變) ，又要處理信息的收集、變換和傳輸，因此它的共性技術(shù)必定分成功率和控制兩大部分。在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，我們所選用的是西門子 MM440 變頻器（如圖 ） ，它主要是用于控制三相交流電動(dòng)機(jī)的速度，而且額定功率范圍可從 120W 調(diào)節(jié)到 250kW，調(diào)節(jié)范圍廣，能夠滿足立體車庫系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行。首先是通過在電路中設(shè)置的斷電保護(hù)保護(hù)裝置，確保在電路主電源發(fā)生缺相故障時(shí)，相應(yīng)的保護(hù)器件如繼電器等動(dòng)作，切斷設(shè)備主電源，達(dá)到保護(hù)人員、設(shè)備安全的目的。4 立體車庫的軟件設(shè)計(jì) 程序軟件的設(shè)計(jì) PLC 工作 過程PLC 的工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段 [12]。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。這一點(diǎn)需要用戶在編程時(shí)格外注意。表 西門子 PLC 循環(huán)處理順序的調(diào)整步驟 98 年 10 月之前的 CPU 中的順序 98 年 10 月之后的 CPU 中的順序1 操作系統(tǒng)啟動(dòng)周期監(jiān)視時(shí)間。2 CPU 讀取輸入模塊的輸入狀態(tài)，并更新輸入的過程映像表。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 3 CPU 處理用戶程序并執(zhí)行程序所包含的指令。4 CPU 將來自輸出過程映像表的值寫入到輸出模塊。5在周期結(jié)束時(shí)，操作系統(tǒng)執(zhí)行未決的任務(wù)，例如下載和刪除塊、接受和發(fā)送全局?jǐn)?shù)據(jù)。6 最后，CPU 返回周期開始，并重新開始周期監(jiān)視時(shí)間。 PLC 程序編制原則 設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用程序的基本原則是：第一，最大限度滿足車庫的控制要求，即完整性原則。第三，力求控制系統(tǒng)簡單、實(shí)用、合理。例如，系統(tǒng)為3*3立體車庫，即三層三列立體車庫，最多存放量7輛車。對(duì)車位的操作就是控制橫移小電機(jī)和升降大電機(jī)，使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。程序設(shè)計(jì)要求：，上層停車板上下升降運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)存取車；；，送車時(shí)控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)尋找車位，取車時(shí)，控制系統(tǒng)能夠自動(dòng)將車輛送到地面。所用狀態(tài)元件、定時(shí)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件，當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)元件保持掉電前的狀態(tài)，以保存現(xiàn)場(chǎng)信息；當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)，按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)信息。PLC程序見附錄 [13]~[15]?，F(xiàn)在，一般監(jiān)控系統(tǒng)的上位機(jī)均采用組態(tài)軟件。著名的組態(tài)軟件有Intellution 公司的 Fix；Wonderware 公司的 InTouch，Rockwell 公司的 RSView32 和北京亞控公司的“ 組態(tài)王” 等 [16]。組態(tài)軟件是一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，使用靈活的組態(tài)方式，用于自動(dòng)控制系統(tǒng)的監(jiān)控。在組態(tài)軟件出現(xiàn)之前，工控領(lǐng)域的用戶通過手工或委托第三方編寫HMI應(yīng)用，開發(fā)時(shí)間長，效率低，可靠性差；或者購買專用的工控系統(tǒng)，通常是封閉的系統(tǒng)，選擇余地小，往往不能滿足需求，很難與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，升級(jí)和增加功能都受到嚴(yán)重的限制。隨著組態(tài)軟件的快速發(fā)展，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、實(shí)時(shí)控制、通訊及聯(lián)網(wǎng)、開放數(shù)據(jù)接口、對(duì)FO設(shè)備的廣泛支持已經(jīng)成為它的主要內(nèi)容，現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控組態(tài)軟件技術(shù)的應(yīng)用將會(huì)不斷被賦予新的內(nèi)容。建立組態(tài)軟王工程的一般過程是：設(shè)計(jì)圖形界面（定義畫面） 、定義設(shè)備、構(gòu)造數(shù)據(jù)庫（定義變量） 、建立動(dòng)畫連接、運(yùn)行和調(diào)試，這五個(gè)步驟并不是完全獨(dú)立的，事實(shí)上，這五個(gè)部分常常是交錯(cuò)進(jìn)行的。數(shù)據(jù)：也就是創(chuàng)建一個(gè)具體的數(shù)據(jù)庫，此數(shù)據(jù)庫中的變量反映了工控對(duì)象的各種屬性，比如水位、溫度等。下面主要介紹一下設(shè)計(jì)的具體步驟：：利用向?qū)陆üこ蹋诠こ坦芾砥髦袉螕簟靶陆ā?按鈕，彈出新建工程向?qū)б唬鐖D 所示，然后點(diǎn)擊下一步，在彈出的新建工程向?qū)Ф袑?duì)工程的描述（如：智能立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)） ，然后點(diǎn)擊瀏覽設(shè)定保存的地址，如圖 所示。進(jìn)入組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)后，就可以為每個(gè)工程建立數(shù)目不限的畫面，在每個(gè)畫面上生成互相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)圖形對(duì)象。系統(tǒng)為用戶提供了矩形（圓角矩形）、直線、橢圓（圓）、扇形（圓?。Ⅻc(diǎn)位圖、多邊形（多邊線）、文本等基本圖形對(duì)象，及按鈕、趨勢(shì)曲線窗口、報(bào)警窗口、報(bào)表等復(fù)雜的圖形對(duì)象?！敖M態(tài)王”采用面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)，使用戶可以方便地建立畫面的圖形界面。同時(shí)支持畫面之間的圖形對(duì)象拷貝，可重復(fù)使用以前的開發(fā)結(jié)果。外部設(shè)備包括：下位機(jī)（PLC、儀表、模塊、板卡、變頻器等） ，它們一般通過串行口和上位機(jī)交換數(shù)據(jù)；其他 Windows 應(yīng)用程序，它們之間一般通過 DDE 交換數(shù)據(jù)；外部設(shè)備還包括網(wǎng)絡(luò)上的其他計(jì)算機(jī)。為方便定義外部設(shè)備，組態(tài)王設(shè)計(jì)了“設(shè)備配置向?qū)А?引導(dǎo)用戶一步步完成設(shè)備的連接。PLC 可以模擬 PLC 為組態(tài)王提供數(shù)據(jù)。圖 設(shè)備配置向?qū)?shù)據(jù)庫是“組態(tài)王 ”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)狀況要以動(dòng)畫的形式反映在屏幕上，操作者在計(jì)算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，所有這一切都是以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié)，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。變量在畫面制作系統(tǒng)組態(tài)王畫面開發(fā)系統(tǒng)中定義，定義時(shí)要指定變量名和變量類型，某些類型的變量還需要一些附加信息。在對(duì)話框中將“變量名” 、“變量類型”等都設(shè)置完后點(diǎn)擊確定。組態(tài)王工程已經(jīng)初步建立起來，進(jìn)入到運(yùn)行和調(diào)試階段。在運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“ 畫面\ 打開” 命令，從“打開畫面 ”窗口選擇 “Test”畫面。 監(jiān)控系統(tǒng)上位機(jī)功能的實(shí)現(xiàn)如圖 所示，主界面中操作界面、自動(dòng)控制界面、手動(dòng)控制界面、實(shí)時(shí)報(bào)警界面、實(shí)時(shí)曲線界面、退出界面六項(xiàng)界面組成，登入主界面后點(diǎn)擊某個(gè)菜單可以連接到相應(yīng)的界面。圖 手動(dòng)控制界面該界面可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取車的功能，該界面受操作界面的控制，主要是利用畫面命令語言 [18],對(duì)控制車位水平移動(dòng)和垂直移動(dòng)的變量進(jìn)行控制,以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取的功能，如圖 所示，自動(dòng)操作界面如圖 所示?？梢钥刂谱詣?dòng)存取不同車位的車，同時(shí)也能完成自動(dòng)控制界面和手動(dòng)控制界面的載車托盤復(fù)位。該界面可用來監(jiān)控整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)運(yùn)行是否正常。在開發(fā)過程中，只需根據(jù)工程瀏覽器提供的“設(shè)備配置向?qū)?”，一步步完成連接過程，即可實(shí)現(xiàn)組態(tài)王和相應(yīng)外部設(shè)備驅(qū)動(dòng)的連接。組態(tài)王的驅(qū)動(dòng)程序采用ActiveX 技術(shù)，每一驅(qū)動(dòng)都是一個(gè) COM對(duì)象，這種方式使驅(qū)動(dòng)和組態(tài)王構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)，從而保證運(yùn)行系統(tǒng)的高效率。組態(tài)王與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換采用五種方式：串行通訊方式、DDE方式、板卡方式、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)方式、人機(jī)接口卡方式。在本設(shè)計(jì)中，我們對(duì)立體車庫中的載車托盤進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，考慮到硬件接線的簡易性，我們?cè)谕ㄓ嵔涌诘陌惭b中，選擇了安裝通信硬件 CP5511，并為硬件設(shè)置通信屬性，采用了 PROFIBUSDP 通信協(xié)議，以便完成工程的運(yùn)行與監(jiān)控。智能立體停車系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)是高效、低耗、安全、可靠、自動(dòng)化、智能化。未來的停車業(yè)應(yīng)是集停車、洗車、維修、資訊等服務(wù)功能為一體的多功能綜合行業(yè)。隨著科技的發(fā)展、資金投入量的增加、我國相關(guān)法律的完善立體車庫的智能化技術(shù)會(huì)不斷成熟，性能也會(huì)越加完善，智能化立體車庫其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、與環(huán)境的融合、環(huán)保指數(shù)以及實(shí)用性與便民性都會(huì)成為智能立體車庫的典型特征而日趨完善。本文設(shè)計(jì)了立體車庫的硬件系統(tǒng)、軟件控制程序，針對(duì)立體車庫存取車的要求，圍繞該立體車庫運(yùn)行系統(tǒng)的性能提升展開了一系列的工作。2)在研究與設(shè)計(jì)中，運(yùn)行系統(tǒng)的控制流程，應(yīng)用 Step7 編程軟件編寫了相應(yīng)的 PLC 控制程序，程序簡化，縮短了掃描周期，提高了系統(tǒng)的執(zhí)行效率，并由在組態(tài)軟件中編寫的相應(yīng)程序進(jìn)行觸發(fā)執(zhí)行。盡管如此，本系統(tǒng)仍然存在許多需要改進(jìn)的地方。2）在立體車庫智能化方面僅限于車量存取、智能監(jiān)控、安全可靠，對(duì)目前常用的出入口的車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)以及智能 IC 卡系統(tǒng)并沒有進(jìn)行研究。寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 致謝經(jīng)過接連幾個(gè)月的努力工作，直至今日，畢業(yè)論文圓滿完成。在設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中我也遇到不少的難題，但是依靠我的努力和各位老師的辛勤指導(dǎo)以及同學(xué)的協(xié)助，我總能夠化難為易。論文的順利完成，與導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)和熱忱關(guān)懷密不可分。在這里，我要對(duì)呂老師表示由衷的感謝。感謝電氣信息工程系的各位老師在這四年里傳授我許多的專業(yè)知識(shí)，使我學(xué)有所成。最后，衷心感謝親愛的父母以及所有默默關(guān)心我的親人們！對(duì)于他們長期以來在我求學(xué)生涯中給予的無私奉獻(xiàn)和支持，更是無法用語言來表達(dá)我內(nèi)心深處的感激之情！寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 附錄 下位機(jī) PLC 程序?qū)幭睦砉W(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ，是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 38 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件） 。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印，論文 50 頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂3）其它寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 40