基于plc自動車庫控制系統的設計最終畢業論文-資料下載頁

【導讀】置少，對人員車輛安全的保障性差，故建造立體車庫已經到了必不可少的地步。用率非常高，并且可以實現自動化操作，使用方便。建設成本大大低于傳統停車場。測系統、各種安全機構、自動報警系統、消防系統及其他防范設施，安全可靠。宜，利用零星空地，配以美觀的外形，美化城市環境。式立體車庫為研究開發對象。提出并確定了車庫的總體方案；確立了車庫的整體體系結構由機械

　　

【正文】 作為第一用戶語言，此外，還可采用指令表進行編程控制 [29]。 適應性好 PLC 是通過程序實現控制的，當控制要求發生改變時，只要修改程序即可。由于 PLC 產品已標準化、系列化、模塊化，因此能靈活方便地進行系統配置，組成規模不同、功能不同的控制系中國農業大學學士學位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統的元件的選用 20 統。其適應能力非常強，既可控制一臺機器，一條生產線，也可控制一個 復雜的群控系統；既可以現場控制，又可以遠距離控制。 功能完善，接口功能強 目前的 PLC 具有數字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術運算、定時、計數、順序控制、通信、人機對話、自檢、記錄和顯示等功能，使設備控制水平大大提高；其接口功率驅動范圍較大，不象普通的計算機輸出信號需放大才能驅動負載，極大地方便了用戶。其常用的數字量輸入輸出接口，就電源而言有 110 V、 220 V 交流和 5 V、 48 V 直流等多種，負載能力可在 ～ 5 A 的范圍內變化，模擬量的輸入輸出有177。 50 mV、177。 10 V 和 0～ 10 mA、 4～ 20 mA等多種規格，可以很方便地將 PLC 與各種不同的現場控制設備順序連接，組成應用系統。 由于 PLC 具有以上特點，因此，與傳統的繼電器 — 接觸器控制和現在流行的電腦控制相比較，在自動車庫這 樣的大型電 氣設備的控制系統中采用 PLC實現控制應是最佳選擇。近年來， PLC 在處理速度、控制功能、通信能力及控制領域等方面都不斷有新的突破，正向著電氣控制、儀表控制、計算機控制一體化 ( EIC) 方向發展， PLC 裝置已成為自動化系統的基本裝置，是構成 FMS、COMC、 FA 的主控單元。 PLC的 選擇型號 面對眾多生產廠家的各種類型 PLC，它們各有優缺點，能夠滿足用戶的各種需求，但在形態、組成、功能、網絡、編程等方面各不相容，沒有一個統一的標準，無法進行橫向比較。下面提出在自動控制系統設計中對 PLC選型的一些看法，可以在挑選 PLC時作為參考。文通過以下幾方面的比較，挑選到適合的 PLC產品。 一、工作量 這一點尤為重要。在自動控制系統設計之初，就應該對控制點數（數字量及模擬量）有一個準確的統計，這往往是選擇 PLC的首要條件，一般選擇比控制點數多 10%30%的 PLC。這有幾方面的考慮： 可以彌補 設計過程中遺漏的點； 能夠保證在運行過程中個別點有故障時，可以有替代點； 將來增加點數的需要。 二、工作環境 工作環境是 PLC工作的硬性指標。自控系統將人們從繁忙的工作和惡劣的環境中解脫出來，就要求自控系統能夠適應復雜的環境，諸如溫度、濕度、噪音、信號屏蔽、工作電壓等，各款 PLC不盡相同。一定要選擇適應實際工作環境的產品。 三、通信網絡 現在 PLC已不是簡單的現場控制， PLC遠端通信已成為控制系統必須解決的問題，但各廠家制定的通信協議千差萬別，兼容性差。在這一點上主要考慮以下方面： 同一廠 家產品間的通信。各廠家都有自己的通信協議，并且不止一種。這在大、中型機上表現明顯，而在小、微型機上不盡相同，一些廠家出于容量、價格、功能等方面考慮，往往沒有或者有與其它協議不同，而且比較簡單的通信。所以，在這方面主要考慮的是同一廠家不同類型PLC之間的通信。 不同廠家產品間的通信。若所進行的自動控制系統設計屬于對已有的自控系統進行部分改造，而所選擇的是與原系統不同的 PLC，或者設計中需要 2個或 2個以上的 PLC，而選用了不同廠家的產品，這就需考慮不同廠家產品之間的通信問題。 中國農業大學學士學位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統的元件的選用 21 是否有利于將來：由于各廠家 制定的通信協議各不相同，國際上也無統一標準，所以在PLC選型上受到很大限制。就要考慮影響面大、有發展的、功能完備、接近通用的通信協議。 四、編程 程序是整個自動控制系統的“心臟”，程序編制的好壞直接影響到整個自動控制系統的運作。編程器及編程軟件有些廠家要求額外購買，并且價格不菲，這一點也需考慮在內。 編程方法 一種是使用廠家提供的專用編程器。也分各種規格型號，大型編程器功能完備，適合各型號 PLC，價格高；小型編程器結構小巧，便于攜帶，價格低，但功能簡單，適用性差；另一種是使用依托個人電腦應用平臺的 編程軟件，現已被大多數生產廠家采用。各生產廠家由于各自的產品不同，往往只研制出適合于自己產品的編程軟件，而編程軟件的風格、界面、應用平臺、靈活性、適應性、易于編程等都只有在用戶親自操作之后才能給予評價。 編程語言 編程語言最為復雜，多種多樣，看似相同，但不通用。最常用的可以劃分為以下 5類編程語言： （ 1）梯形圖 這是 PLC廠家采用最多的編程語言，最初是由繼電器控制圖演變過來的，比較簡單，對離散控制和互鎖邏輯最為有用。 （ 2）順序功能圖 它提供了總的結構，并與狀態定位處理或機器控制應用相互協調。 （ 3）功能塊圖 它提供了一個有效的開發環境，并且特別適用于過程控制應用。 （ 4）結構化文本 這是一種類似用于計算機的編程語言，它適用于對復雜算法及數據處理。 （ 5）指令表 它為優化編碼性能提供了一個環境，與匯編語言非常相似。廠家提供的編程軟件中一般包括一種或幾種編程語言，如 TE公司的 XTEL編程軟件可以使用梯形圖（ Ladder）、順序功能圖（ Grafcet）、結構化文本（ Literal） 3 種編程語言； Siemens公司的 Step7編程軟件可以使用梯形圖（ Ladder）、指令表（ STL）兩種編程語言； Modicon公司的 Modsoft編程軟件只使用梯形圖（ 984 梯形）一種編程語言，而另一個 Concept編程軟件可以使用 5種編程語言，依次為梯形圖（ LD）、順序功能圖（ SFC）、功能塊圖（ FBD）、結構化文本（ ST）、指令表（ IL）。同一編程軟件下的編程語言大多數可以互換，一般選擇自己比較熟悉的編程語言。 存儲器 PLC存儲器是保存程序和數據的地方，分內制式和外插式兩種，存儲器容量在512128M字節之間，一定要根據實際情況選取足夠大的存儲器，并且要求有一部分空余作為緩存。 PLC存儲器按照類型可分隨機存 儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM）、可擦除只讀存儲器（ EPROM）等。 RAM可以任意讀寫，在掉電后程序只能保持一段時間，最適合于在自控系統調試時使用。 ROM只能讀不能寫，程序是由廠家或開發商事先固化的，不能更改，即使失電也不丟失。 EPROM與 ROM只是 EPROM通過特殊的方式（如紫外線）可以擦除再寫，適合于應用在長時間工作而改動不大的系統中。 易于更改 PLC較繼電器控制的另一個優勢在于它可以根據實際需要任意更改控制結構（或控制過程），這就要求更改程序方便快捷。 是否有專用模塊 部分生產廠家的 PLC產品提供一些專用模塊，如通信模塊、 PID控制模塊、計數器模塊、模擬輸入 /輸出模塊等。在軟件上也提供了與此相對應的程序塊，往往只是簡單的輸入一些參數就能實現，便于用戶編程。 五、與監控系統的通信 中國農業大學學士學位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統的元件的選用 22 人機對話操作臺，這是監控系統的早期產品類型，是生產廠家專為自己的 PLC產品設計的，最適合于點對點控制。結構簡單，功能少，面板控制，操作較易，現仍然廣泛地應用于現場控制系統中。其優點是在遠端控制失效的時候，仍能很好地控制現場。 隨著計算機的不斷發展，依靠 PC（包括工控機）的監控系統越來越多地應用在自控 系統中，這種監控系統一種是 PLC開發商專為自己的（或特定的）產品量身定做的；另一種是軟件開發公司開發的適合大多數 PLC產品的監控系統。前一種與 PLC產品的相容性強，能夠根據 PLC產品的特點制定相應的控制方案，應該說仍以 PLC為中心；后一種則拋開了 PLC產品，注重計算機在圖像、動畫、聲音、網絡、數據等方面的優勢，給二次開發人員提供了較寬松的開發條件，往往可以制作出優秀的監控系統，只要有相應的通信協議（目前已擁有了絕大多數生產廠家的通信協議），就可以與各種類型 PLC相連，是當今自控系統首選。所以，在這方面應考慮 所選的 PLC與監控系統的通信方式是否可行。 六、可延性 這里包括三個方面含義： 產品壽命 .大致可以保證所選擇的 PLC的使用年限，盡量購買生產日期較近的產品； 產品連續性 .生產廠家對 PLC產品的不斷開發升級是否向下兼容，這決定是否有利于現系統對將來新增加功能的應用。 產品的更新周期 .當某一種型號 PLC（或 PLC模塊）被淘汰后，生產廠家是否能夠保證有足夠的備品（或備件）。這時應考慮選擇當時比較新型的 PLC。 七、售后服務與技術支持 選擇好的公司產品； 選擇信譽好的代理商； 是否有較強的售 后服務與技術支持。 八、性價比 相對于自控系統性能的好壞優先于價格的選擇。只是在前面幾項比較接近，又不易選擇時，才考慮價格因數，選擇性價比比較高的產品。在實際選型過程中，往往受到多方面的制約，不一定要考慮以上全部方面，但其中有些項是必須考慮的，而存在的問題也必須通過其它替代方式加以解決。 通過前 8 項的分析和比較，據控制系統配置要求，再考慮到本文的實際情況， 根據控制系統配置要求， 故選擇 OMRON 公司 CPM1A40CDRA 型 PLC，帶擴展單元擴至 100點（輸入 60 點，輸出 40 點） ，其工作電壓為： AC110V— 240V,直流供電。 汽車的自動識別系統的選用 自動存取車系統是立體車庫控制的核心，由 BCD 控制，而其中汽車的自動識別更是重中之重。汽車的自動識別主要是通過非接觸式 IC 卡來實現的。 非接觸式 IC 卡，即射頻卡或感應卡，它成功地將射頻識別技術結合起來，解決了無源和免接觸這一難題，是電子器件領域的一大突破。 非接觸卡內含有唯一的獨立的卡號，使用時，技術人員需在讀卡器有 效讀區內（一般 510CM）將卡片輕輕一晃，便將卡內信息輸入讀讀卡器內，實現考勤、收費管理。 非接觸式 IC 卡的工作原理如下：卡片的電氣部分由一個元件和 AISC 組成，沒有其他的外部器件，卡片中的天線是只有線圈，很適合封狀到 ISO 卡片中 [30]。 ASIC 由一個高速（ 106KB 波特率）的接口，一個控制單元和一個 810 位 EEPROM 組成。以 MIAREI 為例，讀卡器向 IC發一組固定頻率的電磁波，卡內有一個 IC 串聯諧振電路，其頻率與讀寫器的頻率相同，這樣便產生電磁共振，從而使電容內有了電荷，在電容的另一端接有一個單向通 的電子泵，將電容內的電荷送到另一個中國農業大學學士學位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統的元件的選用 23 電容內儲存，當儲存積累的電荷達到 2V 時，此電源可作電源為其他電路提供工作電壓，將卡內數據發射出去或接收讀寫器的數據。 本系統選用的射頻卡芯片是由復旦微電子股份有限公司設計的 FM11RF08 芯片 ， 采用 m CMOS EEPROM 工藝 ， 容量為 1K 8Bit s EEPROM 是具有邏輯處理功能的多用途非接觸射頻卡芯片 ，內含加密控制和通訊邏輯電路 ， 具有極高的保密性能 。 系統結構框圖如圖 所示 . 圖 系統結構框圖 因此，汽車的自動識別原理如下： 在車庫入口（也是出口）處設一個非接觸式 IC 卡讀卡器，用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數據傳送到 BCD， BCD 系統自動判斷該卡是否有效，若有效，則庫門打開 ，系統把轎廂移到人車交接位置，至此，完成汽車的自動識別。 中國農業大學學士學位論文 第四章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統的軟件設計 24 第四章 基于 PLC的 立體 自動 車庫 控制系統 的 軟件 設計 現代大型建筑的主流是智能化小區，因此自動化立體停車設備或車庫的自動控制系統將成為智能化大廈和小區的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環境，這是自動化立體停車設備的基本特點。停車設備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況等信息均可通過網絡傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運算處理，與各分部 管理辦公室相連，達到提前發布相關控制、管理信息，從而全部實現智能化管理。通過小區的智能化控制中心還可與社會相關職能部門聯網，將有關信息發布出去或收集進來，擴大車庫的社會利用率和經濟效益。這是未來車庫的發展方向。 立體車庫控制系統組成與工作原理 本設計的立體停車庫是五層 20車位， 每 層 4庫位。 其 控制結構主要 由一臺交流雙速電動 （ 22kw）作為主拖動電動機， 4臺 ， 1臺開 門 電動機， 1臺縱向移動電動機， 2臺橫向移動電動機組成。 控制系統的組成 立體 車庫控制系統主要由自動收費管理系統、自動存取車系統及監控安保系統等三個子系統組成。以上子系統均由中央控制室統一控制，可為客戶規劃車庫