论文：升降横移式智能立体车库设计建设项目可行性方案

1、 -4.2组态软件4.2.1组态软件的控制功能、仿真实现的意义对丁一个完整的监控系统，上位机尤为重要，因为上位机(人机界面)是操作人员 与控制系统之间交互的纽带，良好的人机界面可以让操作人员的操作更为容易，工作效率 更加提高。现在，一般监控系统的上位机均采用组态软件。组态软件( Configurable Software ) 是一种基丁计算机操作系统的软件平台，一般由大的专业软件公司开发，并经过正规的严 格测试，其可靠性高；通过更换不同的驱动程序和板卡，可以方便地与不同厂家生产的 PLC 组成一个控制系统，解决以往工业监控软件编写工作量大、可靠性低、通用性差等问题， 为整个工业控制系统的设计与

2、应用注入了新的活力。著名的组态软件有Intellution 公司的 Fix ； Wonderware 公司的InTouch , Rockwell公司的RSView32和北京业控公司的“组 态王”等16。本系统中所用的组态软件为北京业控公司开发的运用丁Microsoft Windows98/XP中文平台的全中文界面的组态软件组态王( King View ) 6.5。组态软件是一些数据采集与过程控制的专用软件，使用灵活的组态方式，用丁自动控 制系统的监控。组态软件能支持各种工控设备和常见的通信协议，并且通常提供分布式数 据管理和网络功能。在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写

3、HMI应用，开发时间长，效率低，可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系 统，选择余地小，往往不能满足需求，彳艮难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到 严重的限制。组态软件的出现后，利用其的功能，构建出一套适合自己的应用系统。随着 组态软件的快速发展，实时数据库、实时控制、通讯及联网、开放数据接口、对FO设备的 广泛支持已经成为它的主要内容，现代技术的发展，监控组态软件技术的应用将会不断被 赋予新的内容。4.2.2组态软件的设计步骤在进行组态软件设计时要先建立一个工程，然后在该工程里进行设计。建立组态软王 工程的一般过程是：设计图形界面（定义画面）、定义设备、构造数据库（定义变量）

4、、建 立动画连接、运行和调试，这五个步骤并不是完全独立的，事实上，这五个部分常常是交 错进行的。在用组态王画面开发系统编制工程时，要依据此过程考虑三个方面：图形：也就是通过抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备，从而进 行画面设计。数据：也就是创建一个具体的数据库，此数据库中的变量反映了工控对象的各种届性， 比如水位、温度等。连接：也就是画面上的图素以怎样的动画来模拟县城设备的运行，以及怎样让操作者 输入控制设备的指令。下面主要介绍一下设计的具体步骤：新建一个工程：利用向导新建工程，在工程管理器中单击“新建”按钮，弹出新建工程向导一，如图4.2所示，然后点击下一步，在弹出的新建工程

5、向导二中对工程的描述（如：智能立体车司工程名称创建工程诺单击下T步，取消创建话单击”取消网欢迎使用工程创建向导?司工程名称创建工程诺单击下T步，取消创建话单击”取消网欢迎使用工程创建向导?KingdemolRingdem戒工程自导之KingdtffioS本向导将帮助您方便、快捷的创建鼬的工程.181024.库监控系统），然后点击浏览设定保存的地址，如图 4.3所示图4.2新建工程向导一文件匠）视图世）工具er 帮助完成i大写,数字图4.3新建工程向导二创建组态画面进入新建的组态工程后，选择工程浏览器左侧大纲项的“文件 -画面”，在工程浏览器 右侧双击“新建”图标，弹出新建画面对话框，如图 4.

6、4所示，可以在里面设置画面的大 小等，在画面名称中输入要设计画面的名称（如智能立体车库监控系统），然后点击确定 按钮进入内嵌的组态王画面开发系统，如图 4.5所示。进入组态王开发系统后，就可以为 每个工程建立数目不限的画面，在每个画面上生成互相关联的静态或动态图形对象。这些 画面都是由“组态王”提供的类型丰富的图形对象组成的。系统为用户提供了矩形（圆角 矩形）、直线、椭圆（圆）、扇形（圆弧）、点位图、多边形（多边线）、文本等基本图 形对象，及按钮、趋势曲线窗口、报警窗口、报表等复杂的图形对象。提供了对图形对象 在窗口内任意移动、缩放、改变形状、复制、删除、对齐等编辑操作，全面支持键盘、鼠标绘图

7、，并可提供对图形对象的颜色、线型、填充届性进行改变的操作工具。“组态王” 采用面向对象的编程技术，使用户可以方便地建立画面的图形界面。用户构图时可以像搭 积木那样利用系统提供的图形对象完成画面的生成。同时支持画面之间的图形对象拷贝，可重复使用以前的开发结果图4.4新建画面对话框画面通京件口 编辑曰 排列侦 工具口画面通京件口 编辑曰 排列侦 工具口TMgN瞄/gN瞄/! OXMS T圈户强花器 E - * #n-息尚哉提；=园图4.5组态王画面开发系统定义设备组态王把那些需要与之交换数据的设备或程序都作为外部设备。外部设备包括：下位机（PLC、仪表、模块、板卡、变频器等），它们一般通过申行口和

8、上位机交换数据；其他 Windows应用程序，它们之间一般通过DDE交换数据；外部设备还包括网络上的其他计 算机。只有在定义了外部设备之后，组态王才能通过I/O变量和它们交换数据。为方便定义外部设备，组态王设计了 “设备配置向导”引导用户一步步完成设备的连接。在本设计 中用西门子S7-200 PLC和组态王通信。PLC可以模拟PLC为组态王提供数据。在工程浏览器左侧大纲项选择“设备”，在工程浏览器右侧双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，如图4.6所示，在设备配置向导中选择“西门子S7-200 ”的“Profibus 项，单击“下一步”对每一项设置后点击“确定”。设备配置向导将辅助您完成设蓄

9、的安装2J高St查找曰立设备配置向导将辅助您完成设蓄的安装2J高St查找三菱松下 台达 西门子f+ S5 Series& SS系列itl ST-1200* ST-200 (MPI) g ST-200 (ST) +j ST-200 (?TCP) i+ ST-2Q0 系列您所选的设备生产厂家：未选定 设备名称:未选走 通信描述:未选定取消图4.6设备配置向导您所选的设备生产厂家：未选定 设备名称:未选走 通信描述:未选定取消构造数据库数据库是“组态王”软件的核心部分，工业现场的生产状况要以动画的形式反映在屏 幕上，操作者在计算机前发布的指令也要迅速送达生产现场，所有这一切都是以实时数据 库为中介环

10、节，所以说数据库是联系上位机和下位机的桥梁。在 TouchView 运行时，它 含有全部数据变量的当前值。变量在画面制作系统组态王画面开发系统中定义，定义时要 指定变量名和变量类型，某些类型的变量还需要一些附加信息。在工程浏览器左侧大纲项选择“数据库-数据词典”，在右侧双击“新建”图标，弹出 “变量届性”对话框，如图4.7所示，此对话框可以对数据变量完整定义、修改等操作， 以及数据库的管理工作。在对话框中将“变量名”、“变量类型”等都设置完后点击确定。瑶工陲岚遣黑碧第立奴车拳工程旧 配置 查看凹 mu帮助国悟务坐匿|够工程K图小图洋翘开差: m运行报警广-旧史抠指用户MAKEVIEW瑶工陲岚遣

11、黑碧第立奴车拳工程旧 配置 查看凹 mu帮助国悟务坐匿|够工程K图小图洋翘开差: m运行报警广-旧史抠指用户MAKEVIEW狭愤殁一景旦4;摒显-Is国园E3:+命令语言；f *0非能表 EJ淳欲暨密生*量 伉1瞄词其 *抿契 回华绿CO Ml)膝COM2 皤DDE 园呢卡翳OPC所务器 担网诰站京 白父票妹配苴V溢置开度至妹 区没置运行散 &很者配置 回历史g记邑 览网塔配直 C用户配告 净打印阳置B (J SQLU&问恰理器，Mas受里疆I IDiSgiSS基志国性H蹭定义|记录和责全区|图4.7定义变量对话框表4.3组态王动态连接方式属性变化线属性变化、填充属性变化、文本色变化位置与大小

12、变化填充、缩放、旋转、水平移动、垂直移动值输出模拟值输出、离散值输出、字符串输出值输入模拟值输入、离散值输入、字符串输入特殊闪烁、隐含滑动杆输入水平、垂直命令语言按卜时、弹起时、按住时建立动画连接定义动画连接是指在画面的图形对象与数据库的数据变量之间建立一种关系，或者由 软件使用者通过图形对象改变数据变量的值，组态王提供了 21种动画连接方式，如表4.3。运行和调试组态王工程已经初步建立起来，进入到运行和调试阶段。在组态王开发系统中选择“文 件切换到View ”菜单命令，进入组态王运行系统。在运行系统中选择“画面 打开”命 令，从“打开画面”窗口选择“ Test”画面。显示出组态王运行系统画面

13、，即可看到矩形 框和文本在动态变化。4.2.3监控系统上位机功能的实现主界面如图4.8所小，主界面中操作界面、自动控制界面、手动控制界面、实时报警界面、 实时曲线界面、退出界面六项界面组成，登入主界面后点击某个菜单可以连接到相应的界 面。智能立体车序监控系统设/者；电气I:程学院白动化OS I 0Z设/者；电气I:程学院白动化OS I 0Z班程借图4.8主界面手动控制界面如图4.9所示，更真实的再现现场的情况，该界面也可显示车位占用情况，可以根据 上升、下降、右移、左移按钮，控制“水平移动”和“垂直移动”的一系列变量，从而实 现载车托盘的运动，支持手动存取车操作手动控制界面1号车位手动控制界面

14、 I I 暇等 泻车位* 主.3号车位 职弓号车位5号车位Jj 2J6号车位HJT号车位W |返回图4.9手动控制界面自动控制界面图4.9手动控制界面该界面可以实现自动存取车的功能，该界面受操作界面的控制，主要是利用画面命令语言18，对控制车位水平移动和垂直移动的变量进行控制，以实现自动存取的功能，如图4.10所示，自动操作界面如图4.11所示。图4.10图4.10画面命令语言自动控制界面图4.11自动控制界面图4.11自动控制界面操作界面如图4.12所示，通过操作界面可以进行自动手动选择，通过按钮导航，可进入自动 控制界面或手动控制界面。可以控制自动存取不同车位的车，同时也能完成自动控制界面

15、和手动控制界面的载车托盘复位。操作界而自司手动痊制开关复位一号年呼口耳二号车口乎叫三号年口手叫四号车口手叫五号车手叫自司手动痊制开关复位一号年呼口耳二号车口乎叫三号年口手叫四号车口手叫五号车手叫图4.12操作界面实时报警窗口实时报警窗口如图4.13所示，用来显示系统所有故障的状态，有故障时，会有相应的文字描述。该界面可用来监控整个运行系统运行是否正常。实时报警窗口司因I咒以渤品画T事件曰期孚件时间报客曰期报警时间查里名报警类型报警值/旧借, 1nr展警的歆目r 0新报害3现的位古:前面器动图4.13实时报警窗口4.2.4组态系统的通信设计1.组态王的通讯机制组态王COM组件外部设备动画显示线程

16、驱动设备1VA模块数据采集线程/L_驱动设备2VAPLC历史记录线程nz驱动设备3VA智能仪表其它线程驱动设备4VA其它工控设备计算机图4.14组态王与外部设备通讯示意图组态王把每一台与之通讯的设备看作是外部设备，为实现和外部设备的通讯，组态王内置有大量的设备驱动作为外部设备的通讯接口。在开发过程中，只需根据工程浏览器提 供的“设备配置向导”，一步步完成连接过程，即可实现组态王和相应外部设备驱动的连 接。在运行期间，组态王可以通过驱动接口和外部设备交换数据，包括采集数据和发送数 据或指令。组态王的驱动程序采用 ActiveX技术，每一驱动都是一个COM对象，这种方式 使驱动和组态王构成一个完整

17、的系统， 从而保证运行系统的高效率，如图4.14所示。因此, 组态王可以与一些常用I/O设备直接进行通讯，如可编程控制器（PLC）、智能模块、板卡、 智能仪表等。组态王与I/O设备之间的数据交换采用五种方式：申行通讯方式、DDE方式、板卡方式、网络节点方式、人机接口卡方式。2.组态王与S7-200的PROFIBUS通信方式PROFIBUS通信方式使用西门子PLC上的DP接口，使用该方式通讯时，需要在本机 上安装S7-200的编程软件STEP7-Micro/WIN32 ,并通过STEP7-Micro/WIN32 编程软 件为PLC进行参数选择、设定参数和测试参数，将 DP接口配置为PROF I

18、BUS-DP协议。在本设计中，我们对立体车库中的载车托盘进行实时监控， 考虑到硬件接线的简易性， 我们在通讯接口的安装中，选择了安装通信硬件 CP5511 ,并为硬件设置通信届性，采用 了 PROF I BUS-DP通信协议，以便完成工程的运行与监控。5总结与展望目前，立体车库正向大型化、复杂化、智能化、人性化的方向发展，系统的管理更开 放、更灵活，整个系统朝着可实现控制与管理一体化的方向发展，系统操作方便，功能强 大。智能立体停车系统设计的总体目标是高效、低耗、安全、可靠、自动化、智能化。对在未来一定范围内的停车场可以相互联系在一起，建立总的车位查询情况，便丁整 个停车场的维护管理，在性能上

19、更稳定可靠；价格上合理，避免一方面车辆乱停，另一方 面停车场内车位空闲；在人性化方面，能够让车主更便捷的找到车位。未来的停车业应是 集停车、洗车、维修、资讯等服务功能为一体的多功能综合行业。在车库的智能模块扩展 接口上加入洗车控制模块，我们就可以实现对洗车设备的智能控制。随着科技的发展、资 金投入量的增加、我国相关法律的完善立体车库的智能化技术会不断成熟，性能也会越加 完善，智能化立体车库其经济指标、与环境的融合、环保指数以及实用性与便民性都会成 为智能立体车库的典型特征而日趋完善。参考文献智能管理系统在停车场的应用.hc360慧聪网安防市场研究所.2003蒋圣平.颜景龙.裴焕斗等.PLC在立

20、体车库系统中的应用J.测试技术学报.2000(2) : 7679王新生.张华强.基于PLC的立体车库控制系统设计.工业控制计算机.2005年18卷第3期马红麟.基于PLC控制的升降横移式立体车库的研究与设计.智能建筑与城市信息.2007年第9期总第130期：8587于庆广.可编程控制器原理及系统设计.北京：清华大学出版社，2004陈宏.可编程控制器(PLC)的选型J.化工进展.2003 , 22(12) : 13541356.谢明.程怀舟.多层升降横移立体停车库计算机监控系统研究.机械与电子.2004年第9期程怀舟.基于PLC的多层升降横移立体停车库控制系统设计.电子设计应用.2005.4钟肇新等.可编程控制器原理及应用.华南理工大学出版社.第4版.2008.2刘翠岭，黄建兵，集散控制系统.中国林业出版社 2006.9.李发海，王岩，电机与拖动基础第三版.清华大学出版社,2005.8殷洪义，吴建华，PLC原理与实践M.北京：清华大学出版社，2008.10西门子中国公司，S7-200系列PLC系统手册.2003.5柴瑞娟，陈海霞.西