基于PLC的立体车库控制系统设计毕业设计

毕业设计（论文）毕业设计（论文） 题目：基于 PLC 的立体车库控制系统设计 所属系部：电气与汽车工程学院 专业班级： 机电一体化 114 班 学生姓名： 李亚利 指导教师：王月 2013 年月日 中文摘要中文摘要 随着汽车的日益增多，尤其是在人口密集的大都市，解决停车难的问题显得 尤为迫切。全自动立体车库作为智能建筑的一部分以其高效、快速、安全等特点 成为解决都市停车难问题最有效的途径。立体车库控制系统是实现车库安全、高 效率运行的关键。设计了立体车库分布式控制系统，开发了车库控制软件，并就 其可靠性和控制策略、方法进行了研究，主要内容如下： 1在分析立体车库运 行特点的基础上，得出了立体车库的分级分布式控制的控制思路，设计了立体车 库分布式控制系统。 2结合车库系统的功能及运行特点，设计了各层的子控制 器， 设计了收费管理模式， 确定了主机与子机之间的通讯过程和通讯协议。 3 对 车库控制系统进行了逻辑分析， 提出了确定车库系统可靠性的系统模型及计算方 法并对整个系统进行了可靠性分析，确保了系统运行的可靠性。 4根据车库车 流的特点，对车库在不同控制策略下能耗及存取总时间进行了计算机数学仿真， 并根据仿真结果对控制策略进行了优化。 5设计实验仿真方案和控制策略仿真 软件，离线及在线逻辑调试，并对存车过程进行了实验室。本文设计了一种垂直 提升平移式立体车库的自动控制系统，详细介绍了系统结构、工作原理、软件实 现和四角平层控制方案，分析了系统的控制流程和 PLC 控制的梯形图。本系统采 用 PLC、计算机结合组态画面监控，按动按钮或控制组态画面即可完成汽车存取 过程，操作简单，存取方便。控制电路部分采用交流接触器传统方式，使运行安 全可靠。设计采用可分组合，模块式安装，方便灵活，具备维护使用方便，造价 低等特点。 关键词关键词：立体车库可编程控制器组态监控 目目 录录 中文摘要中文摘要.2 1 1 引言引言.4 2.2.概述概述.5 2 21 1 可编程控制器概述可编程控制器概述. 5 2 21 11 1 PLCPLC 的产生的产生. 5 2.1.22.1.2PLCPLC 的用途的用途. 6 2.2.22.2.2PLCPLC 的特点的特点. 7 2.2.32.2.3 PLCPLC 的分类的分类. 7 2.3.42.3.4 PLCPLC 的基本结构及原理的基本结构及原理.8 3 3PLCPLC 系统设计系统设计.10 3.13.1 可编程序控制系统设计的基本原则可编程序控制系统设计的基本原则.10 3.1.13.1.1 控制系统设计原则控制系统设计原则.10 3 3.1.2.1.2 控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤.10 3 3.1.3.1.3 程序设计的步骤程序设计的步骤.10 4 4三菱三菱 plcplc 简介简介.11 4.14.1 三菱三菱 FXFX2N 2N系列 系列 PLCPLC 的性能指标和分类的性能指标和分类.11 4.24.2 可编程序控制器的工作方式及编程语言可编程序控制器的工作方式及编程语言.13 5 5触摸屏介绍触摸屏介绍.15 5.15.1 触摸屏的功能触摸屏的功能.15 5.25.2 触摸屏的特点触摸屏的特点.15 5.35.3 系统设置系统设置.15 6.6.双层立体车库功能介绍双层立体车库功能介绍. 16 6.16.1 立体车库系统组成立体车库系统组成. 16 6.26.2PLCPLC 核心控制部分核心控制部分. 16 6.36.3立体车库控制要求立体车库控制要求. 16 7 7 . .立体车库系统设计立体车库系统设计. 17 7.17.1 PLCPLC 选择选择.17 7.27.2I/OI/O 口分配口分配.17 7.3.3 PLCPLC 外部接线端口图外部接线端口图.18 7.47.4 车位检测部分车位检测部分.19 7 75 5 手动控制部分手动控制部分. 19 7.67.6 软件设计软件设计.20 8.8. 小结小结.29 参考文献参考文献.30 1 1 引言引言 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结 果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近 3040 年的历史，无论在技 术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于 90 年代初开始研究开发机械立体 停车设备，距今已将近二十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为 1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其 平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。 目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、 垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。 立体车库自动控制系统立体车库自动控制系统 现代大型建筑的主流是智能化大厦和小区， 因此自动化立体停车设备或车库的自 动控制系统将成为智能化大厦和小区的一个重要组成部分。操作简单、迅速，使 用方便，安全可靠，维护量小，为用户提供一个安全、简易的使用环境，这是自 动化立体停车设备的基本特点。停车设备的一切运行状况，车辆停放的时间，车 辆存放交费情况，车库库容量，车辆存放高、低峰情况，等信息均可通过网络传 送到智能化控制中心，通过智能化控制中心运算处理，与广播系统和各分部管理 办公室相连，达到提前发布相关控制、管理信息，从而全部实现智能化管理。通 过大厦和小区的智能化控制中心还可与社会相关职能部门联网， 将有关信息发布 出去或收集进来， 扩大车库的社会利用率和经济效益。 这将是自动化车库的方向。 立体车库自动化控制系统主要包含以下五个子系统：自动收费管理系统，自动存 取车系统，远程诊断系统，自动道闸， 监控安保系统。以上子系统均由中央控 制室统一控制，可为客户规划停车库管理形式，发布车库库存容量，控制车流方 案。 （一）自动收费管理系统自动收费采用非接触式 IC 卡。IC 卡分长期卡与储值卡 两种。对固定用户，发行长期卡，费用可在固定用户交纳管理费用时一并交纳； 对临时用户，发行储值卡，即：用户交纳的费用存在卡内，每次停车读卡自动从 卡中扣除费用。 （二） 自动存取车系统自动存取车系统一般由小型可编程控制器 PLC 控制，包 括卡号识别与移动载车盘两个过程。用户进入车库时，在门口刷卡进入，读卡机 自动把数据传送到 PLC 控制系统，PLC 系统通过判断卡号，自动把对应的载车盘 移动到人车交接的位置，开启车库门，缩短存取车的时间。存车时，司机按照指 示灯信号指引入库，只有当车辆停放在安全位置后，停车正常指示灯才会亮启。 存取车完成后，车库门自动关闭。移动载车盘时，系统严格按照各种检测信号的 状态进行移动，检测信号包括超长检测、到位检测、极限位置检测、人员误入检 测、急停信号检测等。若有载车盘运行不到位或车辆长度超出车库允许的长度， 所有载车盘将不进行动作，若检测到急停信号，将停止一切动作，直至急停信号 消失。以上信号均为硬件信号，除此之外，还可从控制软件中设置保护信号，比 如时间保护，以保证因硬件损坏而导致信号失灵时保证主体设备及车辆的安全。 （三）远程诊断系统现场控制器可以通过网卡、Hub 等网络设备与控制中心的局 域网相连接，可以通过 MODEN 实现远程管理，监测现场运行情况，当现场出现故 障时，在控制中心即可进行解决，方便管理人员、安保人员异地办公。 （四）自动道闸在车库出入口处各设非接触式读卡器、感应线圈及道闸，用户在 车库出入口处刷卡后，系统自动判别该卡是否有效，若有效，则道闸自动开启， 通过感应线圈后，自动栅栏自动关闭；若无效，则道闸不开启，同时声光报警。 2.2.概述概述 2 21 1 可编程控制器概述可编程控制器概述 可编程控制器的英文缩写使 PC，容易同个人计算机混淆，因此通常都称其 为 PLC。PLC 是在继电器控制基础上以微处理器为核心，将自动控制技术、计算 机技术和通信技术融为一体而发展起来的一种新型工业控制装置。特别是由于 PLC 采用了依据继电器控制原理而开发的梯形图形作为程序设计语言，使得不熟 悉计算机的机电设计人员和工人中的技师均能较快的掌握梯形图的编程方法， 极 大地促进了 PLC 在工业生产中的推广应用。 目前 PLC 基本替代了传统的继电器控 制系统，成为工业自动化领域中最重要、应用最多的控制装置，居工业生产自动 化三大支柱（可编程控制器、机器人、计算机辅助设计与制造）的首位。 2 21 11 1 PLCPLC 的产生的产生 在 PLC 出现之前，工业生产中广泛使用的电气自动控制系统是继电器控制系 统。虽然继电器控制系统具有价格低廉、维护技术要求低的优点，但该系统的缺 点也是很明显的：继电器控制系统设备体积大，触点寿命低，可靠性差；对于比 较复杂的控制系统来讲， 维护不便， 排除故障困难。 这种用硬件实现的控制程序， 智能化程度很低，当产品更新、生产工艺和流程变化时，必须改变相应的器件和 接线。这种变动的工作量大，工期长，因而使得生产成本提高。继电器控制系统 只适用于工作模式固定、控制要求简单的场合。现代社会制造工业竞争激烈，产 品更新换代频繁，迫切需要一种新的更先进的“柔性”的控制系统来取代传统的 继电器控制系统。 20 世纪 60 年代，随着电子技术的发展，出现了晶体管和中小规模集成电路。 利用它们的开关特性来替代继电器等构成的逻辑控制系统，体积将更小，改变器 件和接线的工作量也随之减少；更重要的特点是，由这些数字器件构成的开关是 无触点的， 因而可靠性就更高。 但是这种由中小规模集成电路控制的电气控制柜， 其控制规模较小，输入/输出点数只有几十点，编程也不够灵活。随着计算机技 术开始用于工业控制领域，人们尝试用小型计算机取代继电器控制系统。但是， 由于小型计算机价格高昂，对恶劣的工业环境难以适应，其输入输出信号与被控 电路不匹配，再加上控制编程的程序编制困难，不像现时的梯形图易于被操作人 员掌握，这一“瓶颈”阻碍了其进一步发展和推广应用。 2.1.22.1.2PLCPLC 的用途的用途 PLC 的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来 由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC 的成本下降,同时又由于PLC 的功能大大增强,使 PLC 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化 工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。PLC 的应用通常 可分为五种类型： （1）顺序控制 这是 PLC 应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控 制。PLC 可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机 械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控 制等。 （2）运动控制PLC 制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的 单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，PLC 把扫描目标位置的数据送给模版 块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时， （3）闭环过程控制PLC 能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和 流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模块的提供使 PLC 具有闭 环控制功能,即一个具有 PID 控制能力的 PLC 可用于过程控制。当过程控制中某 一个变量出现偏差时,PID 控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值 上。 （4）数据处理在机械加工中，出现了把支持顺序控制的 PLC 和计算机数 值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。著名的日本 FANUC 公司推出的 Systen10、 11、12 系列，已将 CNC 控制功能作为 PLC 的一部分。为了实现 PLC 和 CNC 设备 之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自 编程，由 PLC 送至 CNC 设备使用。美国 GE 公司的 CNC 设备新机种也同样使用了 具有数据处理的 PLC。预计今后几年 CNC 系统将变成以 PLC 为主体的控制和管理 系统。 （5）通信和联网为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、 柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展 PLC 之间， PLC 和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅 PLC 数据通信速率 要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。 2.2.22.2.2PLCPLC 的特点的特点 （1）抗干扰能力强，可靠性高 （2）控制系统结构简单、通用性强、应用灵活 （3）编程方便，易于使用 （4）PLC 控制系统设计、安装、调试方便 （6）结构紧凑体积小、重量轻，易于实现机电一体化。 由于以上特点，使得 PLC 获得极为广泛的应用。 2.2.32.2.3 PLCPLC 的分类的分类 1.1.按按 I/OI/O 点数容量分类点数容量分类 一般来说，PLC 处理的 I/O 点数比较多，反映控制关系比较复杂，用户要求 的程序存储器容量比较大，要求 PLC 的指令及其他功能比较多，指令执行的过程 比较快等。按 PLC 的输入输出点数可将 PLC 分为三类。 公司的 SLC500 系列等整式 PLC 等产品。 （2）中型机中型机 PLC 的输入、输出总点数在 256-2048 点之间，用户程 序存储器容量达到 2-8K 字。中型机 PLC 不仅具有开关量和模拟量的控制功能， 还具有更强的数字计算能力，他的通信功能和模拟量处理能力更强大。中型机的 指令比小型机更丰富，适用于更复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程控制场 合。 典型的中型机有 SIEMENS 公司的 S-300 系列、OMRON 公司的 C200H 系列、AB 公司的 SLC500 系列模块式 PLC 等产品。 （3）大型机大型机 PLC 的输入、输出总点数在 2048 点以上，用户程序存 储器容量达到 8-6K 字。大型 PLC 的性能已经与工业控制计算机相当，他具有计 算、控制和调节的功能，还具有很强的网络结构和通信联网能力。他的监视采用 CRT 显示，能够表示过程动态流程，纪录各种曲线，PID 调节参数选择图；他配 备多种智能板，构成一个多功能系统。这种系统还可以和其他型号的 PLC 互联， 和上位机相连，组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用 于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。 典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7-400 系列、OMRON 公司的 CVM1 和 CS1 系列、SB 公司的 SLC5/05 系列等产品。 上述划分没有严格的界限，随着 PLC 技术的飞速发展，某些小型 PLC 也具备 中型机和大型机的功能，这也是 PLC 的发展趋势。 2 2按结构形式分类按结构形式分类 按 PLC 物理结构形式的不同，可分为整体式（也称单元式）和组合式（也 称模块式）两类。 （1）整体式结构整体式结构的 PLC 是将中央处理单元（CPU） 、存储器、 输入单元、电源、通信端口、I/O 扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。内外 还有独立的 I/O 扩展单元等通过扩展电缆与主机上的扩展端口相连，以构成 PLC 不同配置与主机配合使用。整体式结构的 PLC 结构紧凑、体积小、成本低、安装 方便。小型机常用这种结构。 （2）组合式结构这种结构的 PLC 是将 CPU、输入单元、输出单元、电源 单元、智能 I/O 单元，通信单元等分别做成相应的电路板和扩展模块。组合式的 特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可以自由选择，各种功能模块可以 依需要灵活配置。大、中型 PLC 常用组合式结构。 2.3.42.3.4 PLCPLC 的基本结构及原理的基本结构及原理 1.1. PLCPLC 的系统结构的系统结构 目前 PLC 种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为 核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结 构与微机相似。主要包括中央处理单元 CPU、存储器 RAM 和 ROM、输入输出接 口电路、电源、I/O 扩展接口、外部设备接口等。其内部也是采用总线结构来 进行数据和指令的传输。 如图 2 所示，PLC 控制系统由输入量PLC输出量组成，外部的各种开关 信号、模拟信号、传感器检测的各种信号均作为 PLC 的输入量，它们经 PLC 外 部输入端子，作为 PLC 的输出量对外围设备进行各种控制。由此可见，PLC 的 基本结构有控制部分输入和输出组成。 2.2. PLCPLC 的选型原则的选型原则 当某一个控制任务决定由 PLC 来完成后，选择 PLC 就成为最重要的事情。 一方面要选择多大容量的 PLC ,另一方面是选择什么公司的 PLC 及外设。 对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的 I/O 点找出 来，包括开关量 I/O 和模拟量 I/O 以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅 型。控制系统输出点的类型非常关键，如果他们之中既有交流 220V 的接触器、 电磁阀，又有 24V 的指示灯，则最后选用的 PLC 的输出点数有可能大于实际电 数。因为 PLC 的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组输出只能有一 种电源的种类和等级。所以一旦它们是交流 220V 的负载负载使用。则直流 24V 的负载只能使用其他的输出端了。这样有可能造成输出点浪费，增加成本。所 以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流 220V 的指示灯等。一般 情况下继电器输出的 PLC 使用最多，但对于要求高速输出的情况，就要使用无 触点的晶体管输出的 PLC 了。 对第二个问题，则有以下几个方面要考虑： （1）功能方面所有 PLC 一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就 要知道所选用的 PLC 是否有能力控制任务。如对 PLC 与 PLC、PLC 与智能仪表及 上位机之间有灵活方便的通信要求；或对 PLC 的计算速度、用户程序容量等有特 殊要求；或对 PLC 的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的 PLC 品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。 （2）价格方面不同厂家的 PLC 产品价格相差很大，有些功能类似、质量 相当、I/O 点数相当的 PLC 的价格能相差 40%以上。在使用 PLC 较多的情况下， 这样的差价当然是必须考虑的因数。 PLC 主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。 3 3PLCPLC 系统设计系统设计 3.13.1 可编程序控制系统设计的基本原则可编程序控制系统设计的基本原则 3.1.13.1.1 控制系统设计原则控制系统设计原则 任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象 （生产设备或生产过程） 的 工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计 PLC 控制系统时，应 遵循以下基本原则： (1) 最大限度地满足被控对象的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研 究，收集资料，并于机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟 订电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。 (2) 在满足控制系统要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维 修方便。 （3）保证控制系统的安全、可靠。 （4） 考虑到生产的发展和工艺和改进， 在选择 PLC 容量时， 应适当留有裕量。 3 3.1.2.1.2 控制系统设计的一般步骤控制系统设计的一般步骤 （1）根据生产的工艺过程分析控制要求。 （2）根据控制要求确定所需的用户输入、输出设备，据此确定 PLC 的 I/O 点数。 （3）选择 PLC 系统。 （4）分配 PLC 饿 I/O 点，设计 I/O 连接图。 （5）进行 PLC 程序设计，同时可进行控制太的设计和现场施工。 3 3.1.3.1.3 程序设计的步骤程序设计的步骤 （1）对于较复杂的控制系统，需绘制系统控制流程土，用以清楚地表明动 作的顺序和条件。 （2）设计梯形图。这程序设计的关键一步，也是比较困难的一步。 （3）根据梯形图编制程序清单。 （4）用编程器将程序输入到 PLC 的用户存储器中，并检查输入的程序是否 正确。 （5）对程序进行调试和修改，直到满足要求为止。 （6）待控制台及现场施工完成后，就可以进行联机调试。若未满足要求， 再从新修改程序或检查接线，直到满足为止。 （7）编写技术文件。 （8）交付使用。 控制系统设计步骤流程图如图 4 所示。 图 4 PLC 控制系统设计步骤 4 4三菱三菱 plcplc 简介简介 4.14.1 三菱三菱 FXFX2N 2N 系列系列 PLCPLC 的性能指标和分类的性能指标和分类 1) PLC 的主要性能指标 输入输出点数（IO 点数） IO 点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可 以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。 存储容量 存储容量是指可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储器容量， 一般以 步为单位，二进制 16 位即一个字为一步。 扫描速度 一般以执行 1000 步指令所需时间来衡量，单位为 ms/k 步，也有以执行一步 指令所需时间来计算的，单位用s/步。 功能扩展能力 可编程序控制器除了主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各 种特殊应用的需要，如 AD 模块、DA 模块、位置控制模块等。 指令系统 指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和， 它是衡量可编程序控制器功 能强弱的主要指标。 2) PLC 的分类 通常，PLC 产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不同, 可 以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型 PLC 三种类型。 1.PLC 系统的组成 PLC 是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其硬件结构与微型 计算机控制系统相似。PLC 也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。 1) PLC 的硬件结构 一套 PLC 系统在硬件上由基本单元（包含中央处理单元、存储器、输入输 出接口、内部电源） 、IO 扩展单元及外部设备组成。图 2-1 为 PLC 的硬件结构 图。 图 2-1 PLC 的硬件结构图 图 2-2 为三菱 FX2N小型 PLC 产品主机示意图。 本课题中 FX2N48MR 为基本单 元，(24 入、16 出)，M 表示主机、R 表示该单元为继电器输出型。 4.24.2 可编程序控制器的工作方式及编程语言可编程序控制器的工作方式及编程语言 1.PLC 的工作方式 1) PLC 的扫描工作方式 图 2-3PLC 的扫描过程 输入电路 CPU EPROMRAM 输出电路 基本单元 内部电源 扩展I/O接口 各种外设接口 输出信号 现场输入 信号主机 编程器 打印机 PC 机 输入电路 输出电路 扩展单元 输出信号 扩展连 接电缆 至其他扩展单元 现场输入 信号 开始 内部处理 通信处理 RUN 方式？ 输入扫描 程序执行 输出处理 N Y 可编程序控制器在进入 RUN 状态之后，采用循环扫描方式工作。从第一条指 令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的顺序逐条执 行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而 复始地重要进行。可编程序控制器工作时的扫描过程如图 2-3 所示，包括五个阶 段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。PLC 完成一次扫描 过程所需的时间称为扫描周期。 扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有 关。 2) PLC 的程序执行过程 PLC 的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个主要 阶段，如图 2-4 所示。 图 2-4 PLC 的程序执行过程 3) PLC 的扫描周期 在 PLC 的实际工作过程中，每个扫描周期除了前面所讲的输入采样、程序执 行、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊断、与外设（如编程器、上位计算机） 通信等处理。即一个扫描周期还应包含自诊断及与外设通信等时间。 4) PLC 的 IO 响应时间 PLC 采用集中 IO 刷新方式，在程序执行阶段和输出刷新阶段，即使输入 信号发生变化，输入映像寄存器区的内容也不会改变，还会影响本次循环的扫描 结果。 输出信号的变化滞后于输入信号的变化，这产生了 PLC 的输入输出响应滞 后现象，最大滞后时间为 2-3 个扫描周期。 输入端子 输入映象寄存器 输出映像寄存器 输出锁存器 输出端子 输入 . 输出 程序执行阶段输入采样阶段输出刷新阶段 X001 Y001 Y001 M1 读 读 5 5触摸屏介绍触摸屏介绍 GOT图形操作终端设备，即以前用操作面板进行的开关操作，灯显示， 数据显示，信息显示全部用监控画面替代。 5.15.1 触摸屏的功能触摸屏的功能 监控 PLC 系统的运行过程： 1） 将制作的画面传输到 GOT 中； 2） GOT 与 PLC 连接进行监控：传输装置-变行-透明传输功能（电脑与 PLC 直接 连接，无需直线） 三菱 GOT 系列 GT10超小型机；GT11、GT12基本功能；GT15、GT16 定位高性能机 5.25.2 触摸屏的特点触摸屏的特点 1）色彩鲜明的画面 2）标配 USB 接口 3）支持各种连接形式 4）丰富的画面显示 5）透明传输系统 6）多国语言 7）一对多连接功能（可最多同时连接 4 个通道，最多可以监控 4 个 FA 设备，即 PLC、伺服放大器、变频器） 5.35.3 系统设置系统设置 1）通信设置 2）GOT 写入（写入数据，初次使用 GOT 时，先写入 boots 写入模式：选择写入 数据，TureType 数字字体：黑体） 3）GOT 的读取 6.6.双层立体车库功能介绍双层立体车库功能介绍 6.16.1 立体车库系统组成立体车库系统组成 系统主要由：PLC、组态监控部分、电气传动部分、检测部分、手动控制部分、 支架模型 系统图见(2.1-1)： 图 2.1-1 6.26.2PLCPLC 核心控制部分核心控制部分 系统核心部分采用三菱 FX2N-48MR 为控制元件，它是 FX 系列中功能最强、 速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达 0.08us，远远超过 了很多大型可编程控制器。它功能强大实用，价格便宜，工作稳定可靠，24 点 输入，16 点输出，采用继电器输出形式，可驱动交直流负载，负载电流在 2A 左 右。220V AC 供电。并且输入端内部自带 24V 直流电源，还可为负载提供直流电 源。 6.36.3立体车库控制要求立体车库控制要求 本系统通过检测车位运行状态和其它参数，控制电机轮流工作，合理调度电 机运行。系统通过计算机以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时 地 反映系统工作状态以及车位位置等 参数， 并通过 PLC 通讯模块与监测监控主 机实现数据交换，该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点。如 图 2.3-1 图 3.1-1 号车位、2 号车位、3 号车位只能上下移动，不能左右移动； 4 号车位、5 号车位只能左右移动，不能上下移动； 下排车位上的汽车可以直接开出； 上排车位的汽车，要想开出需要先按下相应车位标号呼叫按键，再按下叫车 按键，然后下排车位先左右移动，让出位置，上排车位降至下层，再进出车辆。 7 7 . .立体车库系统设计立体车库系统设计 7.17.1 PLCPLC 选择选择 本系统采用三菱公司的型号为 FX2N-48MR 的 PLC,是一种具有结构紧凑、抗 干扰能力强、使用方便、同类产品价格便宜等优点。随着电子科技发展及产业应 用之需要，PLC 的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等。 7.27.2I/OI/O 口分配口分配 针对本课题要求，我们规定了 PLC 输入点分配。其中，X0 到 X2 为呼叫开关；X3 到 X6 为功能开关；X10 至 X20 为限位开关。 1 号车位上限开关X103 号车位下限开关X20 2 号车位上限开关X111 号车位呼叫开关X0 3 号车位上限开关X122 号车位呼叫开关X1 4 号车位上限开关X133 号车位呼叫开关X2 5 号车位上限开关X14复位开关X3 6 号车位上限开关X15叫车开关X4 1 号车位下限开关X16停止开关X6 2 号车位下限开关X17 关于输出点的定义，它们两两成对，构成控制交流接触器吸合条件。 1 号车平台上升Y01 号车平台下降Y1 2 号车平台上升Y22 号车平台下降Y3 3 号车平台上升Y43 号车平台下降Y5 4 号车平台左移Y64 号车平台右移Y7 5 号车平台左移Y105 号车平台右移Y11 7.3.3 PLCPLC 外部接线端口图外部接线端口图 系统外部接线如图：: 图 4.3-1 根据 I/O 分配,及电路原理图： 7.47.4 车位检测部分车位检测部分 FX2N-48MR 可编程控制器采用直流输入形式，车库所有车位到位及限位检测 采用了光电对管，检测电路电源使用 PLC 内部提供的 24V 直流电源，其最大驱动 电流可达 400mA.光电对管的导通电流在 30mA 左右，内阻为 600，为满足光电 对管的性能指标，我们将可编程控制器的内置 24V 直流电源上串联了一个 200 /1W 的大功率电阻。立体车库共有 6 个上下到位检测光电对管和 3 个左右到位检 测光电对管，总驱动电流为 9*30mA=270mA，小于可编程控制器 24V 直流电源的 最大输出电流，满足设计要求。 光电对管，也叫光电开关，其实内部结构就是一个发光二极管和一个光敏三 极管， 分为反射式和直射的， 都是通过集聚光线来控制光敏三极管的导通与截止。 无论如何，原理都是光电的转化 光电开关一般都具有良好的回差特性， 因而即使被检测物在小范围内晃动也 不会影响驱动器的输出状态，从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统 还可以显示受光状态和稳定工作区，以随时监视光电开关的工作。 7 75 5 手动控制部分手动控制部分 程序所用状态元件、定时器及数据存储器均