基于施耐德PLC的立体车库设计概要.doc

C伺服驱动与实践设计说明书题目:基于PLC的立体车库伺服系统集成设计二级学院(直属学部:专业:电气工程及其自动化班级:学生姓名:学号:指导教师姓名:职称:2012年12月29日目录目录 (2摘要. .4 第一章系统功能分析概述 (51.1立体停车库方案论证 (71.2立体车库在国内外研究发展现状 (81.2.1国外有关现状 (81.2.2 国内有关现状 (81.3 升降横移立体车库的研究价值及其特点 (91.4 整体方案设计 (91.4.1 I/O地址分配和PLC的选择 (11第二章立体车库控制系统硬件设计 (122.1 电机的选型 (122.2 变频器的选型 (122.3 传感器的选型 (132.4 触摸屏的选择 (132.5系统控制电气设备选型 (142.5.1熔断器的选择 (142.5.2热继电器的选择 (142.5.3接触器的选择 (14第三章软件集成设计 (153.1 施耐德M218PLC 概述 (153.2 PLC性能指标 (153.3 M218控制器描述 (163.4 M218 PLC控制系统结构 (193.5 软件方案设计 (193.6 PLC程序设计 (213.6.1 PLC主程序流程图 (213.6.2 功能子程序流程图 (223.7 施耐德PLC工程设计 (243.7.1 PLC编程环境 (243.7.2 PLC编程步骤 (243.8 触摸屏程序设计 (27第四章调试与仿真模拟 (304.1运行简介 (304.2 触摸屏仿真及调试过程 (324.3调试过程中的故障排除 (34第五章总结 (37参考文献 (38附录 (39摘要随着汽车的急增致使城市停车难问题不断恶化,而作为解决城市静态交通的有效措施向空间、向高层发展的自动化立体停车设备,以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。目前市面上常见的立体停车库有:升降横移类、垂直循环类、多层循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和简易升降类等8种,其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点,在国内车库市场占有绝对优势的市场份额。升降横移式立体停车库作为一种新兴的停车设备,以其独特的特点应用在酒店、宾馆、机关单位以及居民小区等各种场所。在立体车库控制系统中除了主控制器PLC以外,还需要一些其他的主令电器才能构成一个完整的系统。立体停车库系统的基本原理:从结构上来说,通常立体停车库除顶层外的其他层都必须留出一个空位,用来向载车盘提供上升和下降的通道。当车辆位于底层时,无需移动其他托盘就可以直接取出车;若准备将车存于底层,同样不需要移动其他层的载车盘,直接将车驶入即可。但若车辆存于中间层或顶层,在存取车时,则需要判断预存取车位处所在的下方是否为空,不为空则要通过横移将车位以下的托盘调整为空,进行平移操作后,在进行下降至一层,进行存取车。整体操作时,遵循底层托盘只进行平移操作,顶层托盘只能进行升降操作,中间层既可平移又可升降操作的原则。升降横移式立体停车库根据其工作原理以及实际的运动规律,运用模块化的设计方法来编制停车库的控制程序,这样更有利于程序的调试,节约内部资源。升降横移式立体停车库具有非常广阔的发展空间和发展前景,其未来的发展方向就是要使停车库实现真正的智能化,以互联网为依托,实现网络化。操作人可通过灵活多样,比较友好的人机界面,控制灵活,系统的安全性和可靠性高。AbstractWith the rapid increase of cars resulting in urban parking problem of deteriorating, and as effective measures to solve the static traffic of the city - to the space, to the high-level development of automated parking equipment, its small footprint, the parking rate, flexible layoutefficiency and low consumption, cost-effective, safe and reliable, etc., more and more people of all ages. Common market stereo garage: lifting and transferring class, vertical circulation class, multi-cycle, the level of circulating, flat-screen mobile laneway type, vertical lifting type and simple movements such as lift traverse class of its simple structure, easy to operate, safe and reliable, and low cost advantages, has an absolute advantage in the domestic garage market market share. Lifting and transferring garage as a new parking equipment applications in hotels, guesthouses, organs and units, as well as residential areas and other places, its unique characteristics.In addition to the main controller PLC in the stereo garage control systems, also need some other main appliances in order to form a complete system.The basic principles of stereo garage system: structure, usually solid garage other outside of the top-level layer must set aside a space to channel to the rise and fall of loading disk. When the vehicle is located on the ground floor, without moving other pallets can directly remove the car; ready kept the car on the ground floor, also do not need to be moved to the other layer contains a flat, direct the car into the can. However, if the vehicle kept in the middle or top layer, accessing the car, you will need to determine the pre-access parking spaces located at the bottom is empty, is not empty will have by sliding the tray is adjusted for empty parking spaces below to pan after operation, during dropped to the floor, the access car. Overall operation, follow the underlying tray only pan operation, the top tray can only lift operation, the intermediate layer not only translation but also the principle of lift operation. Lifting and transferring parking equipment according to their works as well as the actual law of motion, the use of a modular design approach to the preparation of the control procedures of theparking garage, which is more conducive to the process of debugging, saving internal resources.Lifting and transferring garage has a very broad space for development, and development prospects, its future development direction is to make the garage truly intelligent, relying on the Internet as the network. The operation may be flexible, friendly interface, flexible control, high security and reliability of the system. Keywords: parking equipment, control systems, programmable logic controller第一章系统功能分析概述1.1立体停车库方案论证立体停车库设备的应用已有30多年的历史了发展较早、较好的有日本、韩国、台湾省、德国等众所周知,我国经济在经历了近30年的高速增长之后,大众对生活质量的要求日益提高,“衣食住行”中的“行”提高到一个新的高度。随之而来的交通方面的情况也日加紧张,而这包含了动态与静态两个方面。如同城市中由平房改建成高楼大厦一样,停车也从平面转向立体化停放,立体停车在静态交通中已经占有越来越重要的地位。立体停车库与传统的地下车库相比,在许多方面都显示出优越性首先是节地优势,以往的地下车库由于要留出足够的行车通道,平均一辆车就要占据40平方米的面积,而如果采用双层立体停车库,可使地面的使用率提高80%90%,如果采用地上多层(21层立体式车库的话,50平方米的土地面积上便可存放40辆车,可以节省土地资源和减少土建开发成本。例如北京印度尼西亚驻华大使馆未建多层立体停车库前平面只能放五辆车,现建成三层立体升降横移类停车库后,能停放13辆车,基本能满足驻华大使馆要求。人们普遍认为停车设备行业发展前景良好,并已被誉为21世纪最热门的行业之一。本文主要以升降横移式立体停车库为研究对象,对其进行控制系统研究与设计。升降横移式立体车库利用托盘左右移位产生垂直通道,实现车位升降存取车辆。在系统中,PLC作为控制器直接控制车库运行,工控机作为上位机通过网络通信监视整个车库的运行状态,实现车库的安全运行和管理。停车库控制系统的硬件和软件相互依托,相互补充,才能有效地以最低的成本完成对车库系统的控制。升降横移式立体停车库具有非常广阔的发展空间和发展前景,其未来的发展方向就是要使停车库实现真正的智能化,以互联网为依托,实现网络化。操作人可通过灵活多样,比较友好的人机界面,控制灵活,系统的安全性和可靠性高。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。1.2立体车库在国内外研究发展现状1.2.1国外有关现状早在1920年,美国建成了世界上第一座机械式立体停车设备。50年代以后美国和西欧陆续建成多种型式的立体车库;60年代以来尤其是在市中心的商业区,建筑物高度密集,不可能腾出大量地皮建停车场。此时,占地面积小的立体式停车设备才真正得到发展普及。亚洲的停车设备技术起源于日本,日本从20世纪60年代开始从事机械停车设备的开发、生产、销售和服务,至今已有四十几年的历史。到了80年代和90年代初,由于计算机技术和电力电子技术的飞速发展,由全电脑自动控制,采用变频技术的新一代机械式立体停车设备首先在日本进入家庭。生产机械式立体车库的公司约100多家,比较大的公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等。从90年代起日本每年投入运行的机械停车泊位都在万以上。目前全日本己经投入使用机械式停车位超过300万个,其中以升降横移式停车设备为主。对于日本,优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等产品上。1.2.2 国内有关现状立体车库产业在上世纪九十年代迅速兴起,步入了引进、开发、制造和使用的快车道,国内立体停车库市场正以直线上升的态势在飞速发展。我国立体停车设备的产品经引进技术和自主研究开发,生产技术水平有了很大的提高,许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术。控制形式有按钮式、IC卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式等,有些设备还采用了总线控制技术目前国内立体停车设备是以升降横移类为主,约占总量的84%。此外还有垂直升降类和平面移动类。在技术方面,由最初的机械传动式逐步在发展液压传动式、机械液压传动式、电传动式。控制方式也由单纯的手动控制发展到电气控制、PLC控制和现场总线控制。虽然我国停车设备行业和技术得到了快速发展,但与停车设备的市场需求还相差甚远。停车设备需要进一步降低制造成本,提高技术含量以及设备使用的安全性和可靠性。由此看来随着各种高新技术的引入,立体车库正在向专业化、复杂化、智能化和高自动化方向发展,重点表现为以下几个方面:专业化复杂化智能化。高自动化1.3 升降横移立体车库的研究价值及其特点通过对我国国内现有停车场停车现状的分析和国内立体车库使用情况的调研,综合各种车库的原理和适用情况,同时考虑到研发成本及维修,我选择升降横移式立体车库作为我对立体车库研究的切入点。升降横移式立体车库由于造价成本较低、配置灵活、拆卸也比较方便,可以最大程度降低风险系数,取得成功,而且,目前我国多数小区采用的也是多层升降横移式立体停车设备,大规模的仓储式机械停车库还很少,因此选择升降横移式立体车库,易于进行以后市场推广,可行性很高。升降横移式立体车库还有其他特点。(1需求量大。现在大部分轿车晚上都停在住宅小区,己建和在建住宅小区的特点是配套车位严重不足,而私家车在以巧20%的速度增加,有的小区现在己是车满为患。(2该类型的立体车库更有效的利用了空间。整个运动过程直存直取,不需倒空,无需倒车场地,只要提供足够的车宽距离,它将利用有限的空间,满足停车的需求并且提取车辆更加方便、快捷。(3该立体车库所具有的特点,特别适合于住宅小区、高级宾馆、饭店、医院、车站等场所。设备可安置在绿化带上,同时又不破坏绿化;操作简便快捷,与房产开发相配套,能节省大量的土地与资金成本,也能为城市解决停车节约大量的土地资源。1.4 整体方案设计升降横移立体车库车位结构为N*M二维矩阵形式,可设计为多层、多列。由于受收链装置及进出车时间的限制,通常设计为2到4层(国家规定最高为4层,其中以2、3层者居多,实际上可以根据泊车的多少决定立体车库的规模。车库提供的总车位容量为:P=N*M-(N-1,其中N为二维矩阵的行,即车库的层数;M为二维矩阵的列,即车库的列数。从结构上来说,通常立体停车库除顶层外的其他层都必须留出一个空位,用来向载车盘提供上升和下降的通道。当车辆位于底层时,无需移动其他托盘就可以直接取出车;若准备将车存于底层,同样不需要移动其他层的载车盘,直接将车驶入即可。但若车辆存于中间层或顶层,在存取车时,则需要判断预存取车位处所在的下方是否为空,不为空则要通过横移将车位以下的托盘调整为空,进行平移操作后,在进行下降至一层,进行存取车。整体操作时,遵循底层托盘只进行平移操作,顶层托盘只能进行升降操作,中间层既可平移又可升降操作的原则。本次设计一个双层4车位的升降横移式立体车库,两层平面为:上平面U和下层平面M。上平面U只能进行升降动作,下层平面M只能进行平移动作。立体车库中总共有4个车位,其中一个为空位向载车盘提供上升和下降的通道,另外3个车位用于存放车辆。当下层平面M车位进出车时,不需要移动其他托盘就可直接进行进出车处理。当上平面U车位进出车时,首先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作到达下层平面M,进行进出车处理,进出车完毕后上升回到原位置。根据运动的规律存取车的过程主要包括3个步骤:1.为了让出空位,载车板需要横移;2.为了存取车,需要载车板的升降;3.载车板左右横移一个准确的停车位行程和升降到准确的位置。下图是一个两层平面立体车库的结构示意图:1号车位空位图1-1 立体停车库示意图1.4.1 I/O地址分配和PLC的选择施耐德PLC能满足中等性能要求的应用,其公司推出的世界上第一个通用自动化平台Quantum,是具有强大处理能力的大型控制系统,可以满足大部分离散和过程控制的经济和灵活的硬件控制平台。系统所用的PLC为施耐德品牌的输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块,是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据,以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据;同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象,以实现控制目的。本次立体停车场的设计中是选用施耐德M218系列的TM218LDAE40DRPHN,它的可用输入点数为24,可用输出点数为16。系统CPU 采用的是24输入/16输出的施耐德M218系列PLC中的TM218LDAE40DRPHN,用到其中的19个输入和5个的输出(考虑到10%的备用量则输入点数:7.1(*10+取%4=1810%+取整数19,输出点数:4.41(*17=整数5第二章立体车库控制系统硬件设计2.1 电机的选型常见的变速电机有变频减速电机和伺服电机,可以根据激光测距仪或者接近开关等将车台位移位置,通过中央处理器来调整,达到加速-恒速-减速的目的。有导向的多层升降横移类车库也可以选择变速减速电机。此次设计,我们选用伺服电机。伺服电机品牌有很多例如:三菱、安川、富士。为了保证高精度,我们选择施耐德的伺服电机。根据立体车库的控制要求,假设一辆车的重量为2T,载车板的重量一般为1T。因此电机拖动的总重量为3T。一般规定存取车时间不超过120S,所以设定升降速度0.3m/s,横移速度0.2m/s。电机效率为0.8升降速电机根据公式:mgv3000=综合考虑选择一个功率*10P93.0*为10kw的电机。选择施耐德的变频电机,其变频器为ATV71。其铭牌参数如下:功率11kw、电流22.1A、转速5220rpm、频率2-120HZ,电压为380V、电机级数为2级。横移电机根据公式:kw*3000=10=选择和上面一样的电机可mgv*P62.0以满足要求。根据要求此次设计选择施耐德的变频电机,其变频器为ATV71。其铭牌参数如下:功率11kw、电流22.1A、转速5220rpm、频率2-120HZ,电压为380V、电机级数为2级2.2 变频器的选型变频器(VFD是应用变频技术与微电子技术,通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流(交流变直流、滤波、逆变(直流变交流、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率,根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压,进而达到节能、调速的目的,另外,变频器还有很多的保护功能,如过流、过压、过载保护等等。选用电源为200-240V,功率在0.37-75kw的A TV71型施耐德变频器。其调速范围宽,调速精度高。2.3 传感器的选型S1-S3光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。选择红外光电传感器,来检测汽车是否到达指定的位置,到达后给PLC信号并停止运动。汽车托盘位置是否到位: 采用长距离对射式光电开关在底层进行扫描检查, 在车板后端装有定位装置,故只需要对前端进行检测,当车辆放不到位时光电开关光源被阻挡系统不能启动,动系统报警。只有车辆停放到位后,系统才能继续正常工作。车架上位置检测:在车架的每个车位上都有一条对角线,安装的光电开关, 用来检测车位上是否有车辆。方便在存储车辆前对库位进行进一步的检测,预防事故的发生。2.4 触摸屏的选择为了操作上的方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时,必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。我们此次设计选用的是施耐德的触摸屏HMI STU 655。触摸屏与PLC连接实现智能控制。2.5系统控制电气设备选型2.5.1熔断器的选择熔断器的选择主要包括熔断器的类型、额定电压、熔断器的额定电流及熔体的额定电流的确定。熔断器的主要类型由电控系统整设计确定,熔断器的额定电流应大于或等于实际电路的工作电压;熔断器的额定电流应大于或等于所装熔体的额定电流。保护一台异步电动机时,考虑电动机冲击电流的影响,熔体的额定电流应按下式计算:IfN(1.52.5IN (其中IN是熔体的额定电流, 横移伺服电机熔断器:IFN2*22.1=44.2A 所以熔断器选用RT14-63的型号升降伺服电机的熔断器:IFN2*22.1=44.2A所以熔断器选用RT14-63的型号2.5.2热继电器的选择选择热继电器的原则为:根据电动机的额定电流确定热继电器的型号及热元件的额定电流等级。热继电器热元件的额定电流原则上按被控电机的额定电流选取,即热元件的额定电流应接近或略大于电动机的额定电流。横移伺服电机热继电器选用JR16-60/3型号升降伺服电机热继电器选用JR16-60/3型号2.5.3接触器的选择接触器类型的选择根据所控制的负载的性质,选择直流接触器或交流接触器。接触器的额定电压应大于或等于所控制线路的额定电压。额定电流应大于或等于所控制线路的额定电流。对于电动机负载有下列经验公式IC=PN/(K*UN其中IC为接触器主触头的电流,PN为电动机额定功率。UN为额定电压。K为经验系数,一般取11.4。所以横移接触器的额定电流=11*1000/(11.4*380=(20.6828.95A 接触器应选择CJ10-40型号。升降接触器也选择CJ10-40型号。第三章软件集成设计3.1 施耐德M218PLC 概述PLC主要有以下特点:1.可靠性高PLC用软件代替继电器控制系统中大量的中间继电器和时间继电器,接线可以减少到继电器控制系统的十分之一以下,大大减少了触点接触不良的可能性。2.抗干扰能力强I/O设计具有完善的通道保护和多种形式的滤波电路,以抑止高频干扰,削弱各模块之间的干扰影响。在系统的输入/输出回路中,采用光电隔离等措施可有效防止回路间的信号干扰。3.编程简单、系统设计修改调试方便PLC采用软件方法取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的设计、安装、接线大大简化。4.模块化结构、通用性强,维护简单、维修方便PLC产品系列化、标准化、模块化,用户可根据实际需求灵活选择,无需用户自己再进行设计和制作硬件装置。3.2 PLC性能指标1.工作速度工作速度是指CPU执行指令的速度以及对急需处理的输入信号的响应速度。2.输入/输出点数输入/输出点数表示PLC组成控制系统时的最大规模,代表PLC的控制能力。3.内存容量PLC内部所使用的存储器,按其用途一般可以分为系统程序存储器、用户程序存储器、内部数据存储器。4.指令系统PLC有多少条指令,各条指令又具有什么功能,是了解与使用PLC的重要方面。5.支持软件PLC的控制软件根据生产厂家、型号的不同有所区别,但总体上来说,可以分为系统程序和应用程序2大部分。(1系统程序系统程序是指控制PLC系统自身运行的控制程序,它是不向用户开放的。(2应用程序应用程序是指PLC用户根据各种控制要求和控制条件而编写的用户控制程序。6.可靠性指标PLC的可靠性是通过平均故障间隔时间(MTBF衡量。提高MTBF以及其MTBF数值的措施也成为了PLC性能的重要指标。7.经济指标经济指标最简单的就是看价格。一般讲,同样技术性能的PLC,价格低其经济指标就好。此外,还要看供货情况、技术服务、配套资料等。3.3 M218控制器描述Modicon M218 Logic Controller 是一体型可扩展控制器,可在一体型设备中提供一体化解决方案。提供7 种型号,具有24 至40 个I/O。提供的范围旨在提供优化配置。根据型号,控制器中内嵌了以下功能: 模拟量I/O;用于高速计数器的快速输入;脉冲串输出;串行链路;以太网连接混合使用内嵌设备可以满足许多应用的大部分需要:每个控制器都有2 个RS485 串行链路,用于连接modbus 设备。控制器包括一个实时时钟(RTC 系统。控制器具有100 至240 V ac 之间的电源。在每个控制器上集成了1 个运行/ 停止切换,用于切换其状态。I/O 连接到可插拔螺钉端子块。M218控制器拥有众多优点,支持全部的IEC61131-3的编程语言,本体集成了HSC,PTO,PWM等功能以及嵌入了丰富的功能块或函数库.结合众多优势于一身的M218控制器,A TV系列变频器,Lexium系列伺服驱动器, Magelis系列HMI终端,是包装机械的最佳集成方案选择。M218控制器提供了符合IEC61131-3的编程语言:IL (指令表 SFC(顺控图 LD (梯形图CFC(连续功能图 FBD(功能块 ST (结构文本 图3-1 M218构成描述Modicon M218可编程控制器包括:1 状态指示灯,包括:-控制器状态指示灯-,通讯口状态指示灯;2 I/O状态指示灯;3 DIN导轨安装锁定夹;4 连接100 240V AC电源的可拆卸螺钉端子;5 软带状电缆扩展模块接口;6 RTC(实时时钟电池插槽;7 mini USB-B编程口;8 连接输入的可拆卸螺钉端子;9 连接输出的可拆卸螺钉端子;10 透明端子保护罩;11 以太网RJ45接口;12 两个RS-485串行接口,包括一个RJ45接口(SL1和一个可拆卸接线端子(SL2;13 运行/停止开关前面板系统LED指示灯:PW R 亮(绿色 供电正常灭无电源供电BA亮(红色 无备份电池TT 闪烁(红色 备份电池需要更换,但仍能保持数据灭备份电池工作正常RU N 亮(绿色 控制器运行闪烁(绿色 控制器停止慢闪(绿色 控制器在断点停止灭控制器内无程序运行ER R 亮(红色,并且RUN灯闪烁由于应用程序监控时间或系统过载导致意外状态快闪(红色 内部错误,可能是固件,需要重新上电.3次闪烁,并且RUN灯灭控制器中无应用程序慢闪(红色,并且RUN灯亮当前应用程序未被保存闪烁(红色,并且RUN灯灭控制器损坏或丢失固件前面板I/O LED指示灯:LED 指示状态描述I0I13Q0Q9亮(绿色 状态为1灭状态为03.4 M218 PLC控制系统结构图3-2 M218 PLC的硬件环境3.5 软件方案设计升降横移式立体车库立体车库的控制系统有两层管理层和测控层。如图所示:立体车库液晶监控显示(红色:有车绿色:无车等待指示灯施耐德PLC控制器数字输入(DI数字输出(DO传感器传感器升降电机横移电机升降车位图3-3升降横移式立体车库软件功能框图管理层:负责日常的监控、计时收费、打印单据等管理工作,同时与测控层实现通讯管理。它以触摸屏为核心,配备有打印机、通讯模块等外部设备。测控层:则负责车库存取车控制、位置检测、安全检测等底层操作,因而需要高度的工作可靠性和快速响应性。3.6 PLC程序设计3.6.1 PLC主程序流程图开始系统初始化参数设置初始化显示N传感器检测Y发出控制指示子程序调用N传感器检测Y结束图3-4 PLC主程序流程图3.6.2 功能子程序流程图(1、立体车库存车子程序流程图:车辆入库检查车辆长宽是否超标电梯上升到达平层?行走小车动作行走小车到位?微横移机构动作存入车辆并开始计时微横移机构收回存车过程结束NYY报警Y N图3-5 立体车库存车子程序流程图(2立体车库取车子程序流程图:车辆出库判定车辆位置并计费还小车电梯上有小车否?电梯运行到指定层到达平层位置?行走小车动作行走小车到位?微横移机构动作取出载车板微横移机构收回行走小车上电梯电梯下降到出口车辆驶出:却车结束Y NYNN图3-6 立体车库取车子程序流程图3.7 施耐德PLC工程设计3.7.1 PLC编程环境SoMachine 是一款高效且开放的OEM 软件解决方案,可帮助您在单一环境中开发、配置和试运行整个机器(包括逻辑、电机控制、HMI 和相关网络自动化功能。SoMachine 还可让您对Schn eider Electric“ 灵活机器控制(FMC” 平台中的所有部件进行编程并试运行,帮助您优化针对每个机器要求的控制解决方案。SoMachine 的所有相关信息都包含在全局SoMachine 软件帮助系统中。HMI控制器:Magelis XBT GC HMI控制器; XBT GT/GK CANopen HMI 控制器; 逻辑控制器:Modicon M218利用SoMachineV3.0设计升降横移式立体车库的控制程序,实现对电机放、退卷,传感器和其他开关量的控制,同时接受传感器的反馈信号实现闭环控制。3.7.2 PLC编程步骤具体的步骤如下:打开SoMachineV3.0软件; 创建新机器,“使用空白项目启动”,建立新的工程;在“配置”里选择PLC,变频器,这里我们选择M218 PLC,和A TV303变频器,并用CANopen总线将M218与ATV303连接好,用RS485将M238与连接好。 在“程序”里编辑PLC程序新建一个梯形图LD,编辑好梯形图下载到PLC即可。 在线菜单-在线/退出登陆在线菜单-下载程序 配置V ejio Designer I/O管理器 配置I/O管理器PLC设备地址,将触摸屏中变量用PLC外部变量替代3.8 触摸屏程序设计利用Vijeo-Disigner6.0设计升降横移式立体车库的触摸屏,实现人机交换功能,触摸屏包括了封面、说明界面、监控界面共3个画面。可以简单轻松的实现监控升降横移式立体车库,将停入时间、停入车位都清晰明确的显示出来。具体设计过程如下:第一步:创建新工程和工程名设置 第二步:新工程选型等设置 第三步:进入触摸屏画面一 第四步:创建画面一主界面第六步:创建画面二使用说明界面 第七步:创建画面三监控界面,车位选择红绿变色指示灯,上面标有时间参数。 第八步:系统变量设置(内部参数用于模拟,外部变量用来连接PLC 第四章调试与仿真模拟4.1运行简介M218控制变频器起停以及各电磁阀,气动阀的动作。变频器负责驱动电机旋转。M218需同时和人机界面以及变频器ATV303通讯。为了满足PLC的调试、通信与下载,M218内置了标准串行口用于RS232/RS485串行连接或/和带5V电源的RS485串行连接。M218内置串行口支持以下四种协议:(如图4-1SoMachine Network,用于SoMachine透明网络传输,例如,XBTGTModbus,用于标准Modbus设备间通讯ASCII,用于与第三方设备的ASCII传输,例如打印机,ModemIOScanning 图4-1 施耐德整体解决方案4.1.1设备树配置选项卡的许多功能也可从程序选项卡访问。在程序选项卡中,设备树描述硬件配置(例如,下面的设备树是添加控制器时的缺省设备树 4.2 触摸屏仿真及调试过程利用Vijeo-designer自带的模拟工具进行触摸屏的仿真。具体步骤如下:(1、在Navigator(导航器窗口中单击Project(工程标签。(2、右击Target 1(目标屏1。(3、选择Start Device Simulation(开始设备仿真。工程主画面出现。进入工程换面后,分别点击每一个画面切换按钮,观察切换画面有无错误。仿真演示界面如图下所示: 系统监控: 4.3调试过程中的故障排除1.无法传输应用程序可能的原因:PC不能与控制器通讯;您的应用程序是否有效;CoDeSys 网关是否正在运行?确定原因:网线端口问题2计算机上的SoMachine 和Modicon M218 Logic Controller 之间无法通讯可能的原因:未正确使用电缆;PC未检测到PLC;通讯设置不正确;控制器未正确运行。解决方法: 3.应用程序未执行 1）可能的原因： 任务中未声明 POU。 解决方法： 因为 POU 由任务进行管理，所以必须将 POU 添加到一个任务中： 1. 双击设备窗口中的一个任务， 2. 在任务窗口中单击添加 POU， 3. 在输入助手窗口中选择要执行的 POU，并单击确定。 2）可能的原因： l 应用程序未进入“ 运行” 状态。 l 在“ 运行/ 停止” 模式下配置了某个输入。