【基于S7-1200 PLC的立体车库模拟系统设计15000字（论文）】

基于S7-1200PLC的立体车库模拟系统设计摘要随着科学技术的发展和人们的生活水平的不断提高,汽车已经成为了人们出行不可或缺的交通工具，在为人们日常出行带来极大便利的同时使停车难问题成为急需解决的城市管理难题,日趋紧张的城市土地资源则使停车价格不断提高，为了缓解这一问题立体车库应运而生,作为一种自动化立体车库意在实现科学的车辆存储设计与停车自动管理过程,立体空间的停车方式有效提高了有限空间资源的利用率,最大限度的增加车辆停放的数量,成为解决传统停车场停车难题的有效措施之一。因此，本文以巷道堆垛式立体车库为研究对象，完成了基于FactoryIO的立体车库模拟控制系统设计。首先针对国内外立体车库研究及应用现状、发展趋势进行调研，研究分析了不同类型立体车库的特点和工作原理，分析了立体车库控制系统的功能需求及控制要求。在FactoryIO上对检测部分、控制部分和执行部分进行仿真设计以S7-1200PLC为主控制器，对检测部分传输过来的信号数据进行处理，通过以太网连接触摸屏和上位机，建立PROFINET通信将数据传输至触摸屏和上位机中显示，同时也接收来自触摸屏和上位机的控制指令，将指令发送至执行部分。结合仿真设计，完成了传感器信号检测、复位、IO监控、自动控制、手动控制等功能模块的程序设计。根据控制流程图，依次实现了各模块的程序编写。对触摸屏控制系统的组态设计，根据实际功能需求，主要设计了自动控制操作界面和手动控制操作界面，实现用户或操作者对立体车库的现场操作。对上位机监控系统的软件设计，结合PLC控制程序，设计了立体车库状态实时监控界面，实现对立体车库状态及运行情况的远程监控功能。最后对所设计的立体车库控制系统进行了仿真调试。经过多次修改完善，最终调试结果表明；系统运行稳定可靠，操控界面简单明了，监控系统能够实时监控车库状态，达到了预期的设计目标和效果。本文设计的立体车库控制系统为缓解停车难问题起到了积极的作用，具有一定的实用性和现实意义。关键词：立体车库；S7-1200PLC；FactoryIO；触摸屏；控制系统目录第一章绪论 第二章立体车库结构组成及工作原理2.1立体车库类型的确定立体车库主要由停车平台、横移机构、升降机构、控制系统组成，一般建在交通发达而用地紧张的繁华地段，形式多样。自动化立体车库可按空间水平和垂直两个方向分类，此外还可以按升降结构运行方式、操作方法、传动方式进行分类，根据工作原理分为九类，各类别的定义见GB/T26476。（一）升降横移类，类别代号SH。类别示意图见图2-1。图2-1升降横移类（二）简易升降类，类别代号为JS。类别示意图见图2-2。图2-2简易升降类（三）平面移动类，类别代号为PY。类别示意图见图2-3。图2-3平面移动类（四）巷道堆垛类，类别代号为XD。类别示意图见图2-4。图2-4巷道堆垛类（五）垂直升降类，类别代号为CS。类别示意图见图2-5。图2-5垂直升降类（六）垂直循环类，类别代号为CX。类别示意图见图2-6。图2-6垂直循环类（七）水平循环类，类别代号为SX。类别示意图见图2-7。图2-7水平循环类（八）多层循环类，类别代号为DX。类别示意图见图2-8。图2-8多层循环类（九）汽车专用升降机，类别代号为QS。类别示意图见图2-9。图2-9汽车专用升降机最后选择方案时考虑到停车场容量、停放车辆的规格、停车场的存取车时间、管理与维护费用、车位周转率及考虑设备成本、使用寿命、使用后收益率等因素，选择以具有运行平稳、操作方便、噪音低、能耗低、空间利用率高等优势的巷道堆垛式立体车库。2.2巷道堆垛式立体车库结构组成巷道堆垛式立体车库主要有触摸屏、堆垛机、升降机、搬运器、制动系统、防坠器、电气设备和停车位组成。触摸屏是立体车库系统中实现人机交互的窗口，用户能够直观的从触摸屏上看到立体车库的运行情况、车位的有无，还可以通过触摸屏按键对堆垛机进行操作，完成车辆存取过程。堆垛机是立体车库系统中的执行机构，如图2-10所示穿梭于巷道之间，联接回转平台与停车位。堆垛机的选用严格按照行业标准铸铁件力学性能不低于规定的HT200，铸钢件不低于规定的ZG230-450，锻件力学性能不低于规定的45钢，螺栓、螺母的性能等级不低于8级，高强度螺栓等级不低于10.9S，高强度螺母等级不低于10H级，从品质上减少堆垛机出现安全漏洞的风险。图2-10堆垛机升降机是具有升降功能，将车辆升降至所需位置。采用电梯成熟的曳引驱动和起升链条和链轮相配合的方式，保护啮合装置失效时，或发生局部弯曲、支承结构变形时，发生安全事故。搬运器是运送汽车的装置，具有独立的动力驱动装置，用于停车位与堆垛机的搬运。如图2-11所示为梳齿式搬运器工作示意图。图2-11梳齿式搬运器工作示意图图2-12布局图制动系统和防坠器是防止堆垛机受不确定因素影响时，保护车主车辆安全的装置。电气设置是立体车库系统中的大脑，连接整个系统中的触摸屏、堆垛机、升降机、搬运器，通过编写程序，实现预设功能。如图2-12所示的布局图。2.3巷道堆垛式立体车库工作原理基于巷道式立体车库的使用要求，对控制系统进行软件编程，并将其分为两部分：主程序块和子程序块。其中主程序的作用为监控车库的整体运行情况，主要功能包括对车库运行模式的控制，自动模式下存取车辆，用户选择车库存取车辆位置，堆垛机自动运行完成车辆存取。当车库出现故障时，在人机交互界面显示故障信息，采集对应的传感器检测车位载车板情况，对车库进行运行情况监控。存车时，车主将车辆停入车库入口的停车平台，调整到合适位置后，需熄火、拉手刹、上锁并离开车库。车主在读卡器上刷卡，读卡器读取信息发送给PLC，PLC接受到读卡器和光电开关车辆就位信号反馈，确认车辆就位，车库库门打开。搬运器接受到信号从堆垛机上移动至入口停车平台，将车辆从停车平台上搬运至堆垛机。搬运器到位后，PLC将用户点击触摸屏预存车位的按钮开关信号反馈发送至堆垛机，堆垛机接受到信号带动车辆行至指定车位处，发送到位信号再由搬运器将车辆从堆垛机上移至指定车位，车辆到达车位后发送信号反馈，搬运器自动返回到堆垛机，至此整个存车过程图2-13所示。取车过程与存车过程动作一致，过程相反如图2-14所示。图2-13存车流程图2-14取车流程第三章立体车库仿真平台及控制系统设计3.1仿真平台车库的搭建3.1.1FactoryIO仿真软件简介FactoryIO作为一款出色的虚拟仿真软件，可以自由使用其如图3-1所示的各种元器件、传感器、驱动器等搭建自己理想中的工业现场，并联合PLC进行编程仿真。系统包含一个完整且具有典型工业设备场景的部件库，也可以启用任何一个预先构建的场景或者在一个空旷的场景中通过拖拽的方式选择部件库中所包括的传感器、传送带、按钮、开关等部件创建一个自己需要的工业系统，同时具有图3-2所示的数字量和模拟量不同I/O点配置、图3-3所示的IO驱动功能。

图3-1部件库FactoryIO的智能编辑工具以更简易、更逼真的方式来建造3D工业场景，利用超过8个工业部件，创造自己的个性化训练场景，定制专属的训练库。

图3-2数字量和模拟量I/OFactoryIO内部仿真工业系统的I/O点需要连接到不同的I/O驱动上，然后再经过CPU的处理，其输出的数据（执行器）由FactoryIO读取，输入的数据（传感器）则传送给控制器。图3-3I/O驱动FactoryIO软件自带许多的场景，用户可以选择自建场景，也可以运用现有的部件库自由修改自定义场景。一方面用户在具体场景中可以学习使用PLC软件编程，提高逻辑控制能力，一方面在场景中认识不同模块的功能及其特点。虽然FactoryIO中没有实际的工厂，但用户却可以在虚拟数字化工厂里，组建自己的场景，通过PLC编程联合仿真来完成场景模拟、功能调试。3.1.2立体车库的搭建打开软件FactoryIO在Home页面这里，会有说明手册的网址连接，点开即可查看其网页手册，将会发现软件自带的21个场景，其中有传送带场景、液位系统、组合场景、仓库场景、汇聚站与电梯场景、采摘放置与生产线场景、分拣场景等等。下面立体车库的搭建，将用到如图3-4所示的传送带、如图3-5所示的换向器和如图3-6所示的仓库场景。图3-4传送带图3-5换向器图3-6仓库场景用传送带模拟用户将车辆驶入停车平台，通过传感器检测车辆是否到位，然后再用传感器模拟检测车辆重量、外观、长宽，并把数据传送给PLC，PLC通过运算比较判断车辆规格是否在搬运器的承重范围之内，符合搬运器搬运规格则开始工作将车辆搬运至堆垛机上，搬运器就位发送到位信号给PLC，堆垛机开始将车辆搬运到用户指定位置，堆垛机回原位等待。3.2PLC选型及工作原理可编程逻辑控制器是一种具有微处理器的数字运算控制器，内部采用可编程存储器用于存储程序、执行逻辑运算、时序控制、模拟控制、主从站通讯等功能。早期的可编程逻辑控制器具备单一的逻辑控制功能，应用于汽车制造领域，用于取代继电器、接触器控制模块。随着半导体技术的突破，由集成电路、超大规模集成、甚大规模集成电路组成的中央处理器的出现，推动了整个行业的发展。微处理器由一片或几片中央处理器组成，能够完成读取指令、执行指令，与8086总线联系，以及与外部存储器进行信息交换。将其引入了可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器真正具备了数据运算、数据传送及处理的计算机特征。随后可编程控制器进入实用化阶段，计算机系统运算与控制技术、信息存储技术和信息输入输出技术的引入，为可编程控制器插上了翅膀，拥有了更高运算速度，更快的信息处理速度、可控的输入输出模块、值得信赖的抗干扰能力，由此奠定了它在工业领域的地位。可编程逻辑控制器在工业上得到广泛的应用，生产商和产量的增加，可编程控制器进入了快速发展时期，应用场景和功能进一步得到扩展，继而取代了过程控制领域的DCS系统。在工业4.0的背景下，为了适应时代的需求，可编程控制器生产商为满足用户需求差异化，发展了大型机和超小型机，添加了各种特殊功能块，使可编程控制器的型号进一步完善。PLC生产厂家众多，各大品牌的型号和功能也略有差异。因此，PLC在选型时，应先确定控制方案，然后以工艺流程的特点和应用要求进行工程设计选型。（一）整体性：PLC及IO模块应是集成的、标准的、易于更换的、易于扩展其功能、易于与系统构成一个整体的。（二）便捷性：选择熟悉的PLC、编程语言和编程软件有利于缩短编程时间和提高效率。（三）性价比：根据控制要求，估算输入输出点数、存储容量、确定PLC控制功能和控制类型，选择具有较高性价比的PLC设计相应的系统。最后根据控制需求，从成本、性能、多功能性、扩展的方便性等方面考虑等多角度来看，选用如图3-7所示的SIMATICS7-1200PLC。

图3-7SIMATICS7-1200PLC表3-8所示为S7-1200的相关信息特征CPU1211CCPU1212CCPU1214C物理尺寸(mm)90*100*75110*100*75用户存储器1、工作存储器2、装载存储器3、保持性存储器1、25KB2、1MB3、2KB1、50KB2、2MB3、2KB本地板载IO1、数字量2、模拟量1、6点输入/4点输出2、2路输入1、8点输入/6点输出2、2路输入1、14点输入/10点输出2、2路输入过程映像大小1024字节输入和1024字节输出位存储器4096个字节8192字节信号模块扩展无28信号板仅输入仅输出输入输出组合数字量--2XDC输入/2XDC输出模拟量-1X模拟量输出-信号模块仅输入仅输出输入输出组合数字量8XDC输入8XDC输出8X继电器输出8XDC输入/16XDC输出16XDC输入/16XDC输出16XDC输入16XDC输出16X继电器输出模拟量4X模拟量输入2X模拟量输出4X模拟量输入当PLC使用时，工作过程分为三个阶段，第一阶段输入采样：PLC以周期扫描方式读入所有输入状态和数据，将他们存入相应的单元。第二阶段用户程序执行：PLC按从上往下的顺序扫描用户程序。每扫描一条梯形图，按从左往右，从上往下的顺序对常开触点、常闭触点、线圈构成的控制回路进行逻辑运算，根据PLC逻辑运算结果，刷新系统存储区的状态。第三阶段输出刷新：扫描用户程序，完成后PLC进入输出刷新阶段。CPU按照IO存储区对应的状态和数据，刷新所有输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这是，才是PLC真正的输出。在编程软件TIAPortal中OB1块是用户程序中的主程序，系统通过调用OB1块，调用用户所写的如下表3-9所示功能块中的程序，CPU循环扫描执行操作系统程序，完成用户设计的功能和控制要求。表3-9所示代码块块简要描述组织块(OB)操作系统与用户程序的接口，决定用户程序的结构功能块(FB)用户编写的包含经常使用的功能的子程序，有专用的背景数据块功能(FC)用户编写的包含经常使用的功能的子程序，没有专用的背景背景数据块(DB)用于保存FB的输入变量、输出变量和静态变量，其数据在编译时自动生成全局数据块(DB)存储用户数据的数据区域，供所有的代码块共享3.3控制系统设计3.3.1PLC程序编写及功能实现打开西门子PLC的编程软件TIAPortal，建立新的项目并打开，点击添加新设备，选择控制器一栏添加SIMATICS7-1200CPU1214DC/DC/DCPLC,通过设备程序对需要使用到的功能块和变量块进行依次添加、命名并进行保存。然后单击打开对应的块编写相应的功能程序。系统程序总览见图3-10所示。图3-10程序总览3.3.2主程序当PLC使用时首先要对PLC存储器进行复位操作，对系统中的中间寄存器、计数器、计时器和数据存储区进行清零操作，降低意外故障发生的概率。OB1主程序功能块作为整个逻辑程序的主体，用于调用每个功能块FB。在系统程序完成初始化后，系统程序将一直循环执行OB1，当有外界控制指令输入时就跳转执行控制指令对应的控制功能程序。当OB1调用FB时，FB块会按照程序依次执行完自身所有的程序逻辑，任务完成后自动返回到OB1。程序中FB块具体有：警报解除功能块(FB1)和安全警报功能块(FB2)，功能FC在功能块FB中调用，功能FC具体有：手动功能块(FC1)，自动存车(FC2)，复位（FC3)，自动取车(FC4)等。OB1主程序如图3-11所示。图3-11OB1主程序完成复位操作后，对所有寄存器、计数器和计时器进行置位操作。OB1将不断循环调用复位功能块(FC3)和安全警报功能块(FB1)，对立体车库的实时状态和可能发生的故障情况进行监控。系统控制程序设定自动控制为车库默认操作方式，自动控制和控制调试功能切换通过中间变量M10.0控制，如果要切换到控制调试操作模式，那么必须先完成账户验证并登陆HMI的操作界面或者PC上位机的监控系统，才可以实现变量M10.0的设定操作，并完成切换到控制调试操作模式;当使用者进行注销或者退出登录操作时，M10.0被重置，从而使得控制系统返回首页操作模式。3.3.3自动模式复位程序完成之后，系统将进入到自动控制的模式下，在自动控制操作方式下，用户在HMI的操作界面中输入操作指令，控制程序根据输入的指令执行对应的程序段完成自动存取车以及选择目标车位等操作。图3-12所示为自动存车功能块FC2部分程序。图3-12自动存车程序图3-13所示为自动取车功能块FC4部分程序。图3-13自动取车程序当车主选择在HMI的触摸屏操作界面中的功能进行操作，如果是存车，那么选择要停的车位号，然后点击触摸屏按钮即可出现车位的行列，记录选定的存车停车位信息。已经停车的车位在触摸屏上显示绿色，未停车车位显示为灰色，如果选定绿色车位则停车位无效。如果选定的灰色停车位，那么OB1块将自动调用选定车位后的对应功能模块自动存车（FC2）,FC2块将根据设计好的程序逻辑调用堆垛机到达目标停车位，到达目标停车位载车板进行一系列操作将车辆停入库中，存车过程结束。取车过程逻辑相同动作相反。3.3.4手动模式在手动模式下，主要是通过OB1块调用手动功能块来完成的。手动操作主要是车主或维护人员在HMI或PC上位机上选择控制命令，直接对车库中的执行机构进行控制。图3-14所示为手动控制部分程序。图3-14手动控制程序3.3.5通讯及故障报警PROFIBUS现场总线是目前通用的标准现场总线之一，它是一种不依赖生产厂家的开放性网络连接总线，PROFIBUS现场总线以其简洁、高速、可靠、稳定、安全的优点在SIEMENS等公司生产的自动化设备上得到了非常广泛的应用。PROFIBUS属于IEC61158标准推荐的类型3，符合欧洲标准的要求。PROFIBUS现场总线包含的内容较广泛，其适用范围广，可构成多种工业控制网络。既可以用于工厂自动化网络系统中的车间级控制器网，进行PLC与PLC,PLC与管理计算机、PLC与编程监控设备之间的主站一主站间的链接；也可以用于生产线内部的现场总线网，进行PLC与远程I/O,PLC与各种驱动装置、PLC与其他PROFIBUS设备之间的主站一从站间的链接；还可以实现与自动化集散控制系统中的压力、温度、流量等过程控制设备的链接[11]。PROFIBUS通信协议根据不同的适用场合，可以分为PROFIBUS-DP,PROFIBUS-PA,PROFIBUS-FMS三部分内容[12]。在控制系统中，根据规模和控制要求的不同可以使用全部或者其中的一种[8]。PROFIBUS-DP为分布式外设现场总线标准，是PLC与远程I/O,PLC与各种驱动装置、PLC与其他PROFIBUS设备之间的主站一从站间的链接标准，主要用于PLC与外部控制设备之间高速数据通信，以组成内部的现场总线网，在PROFIBUS中使用最为广泛。PROFIBUS-DP的通信控制与监控功能与DP的软件版本有关，随着PROFIBUS-DP应用范围的不断扩大在不断扩充，PROFIBUS-DP目前有三个版本，通常简称为DPVO,DPV1、DPV2[13]。打开FactoryIO,选择对应场景，点击驱动，选择SiemensS7-1200/1500,如下图3-15所示，并将主机地址改为和PLC如图3-16所示的相同地址便可完成PLC与FactoryIO驱动软件的通讯，实现PLC与内部驱动之间高速数据通信，组成内部的现场总线网。如图3-17所示为通讯成功。图3-15FactoryIO地址图3-16PLC地址图3-17通讯成功故障报警功能主要是通过系统监控各个传感器反馈的实时信号和立体车库正常的运行状态信号是否一致来确定系统是否存在故障。如果检测到的某个传感器反馈信号和立体车库的实际状态逻辑不相符或者不符合程序逻辑状态，那么系统就认定此时车库中存在故障，从而发出故障报警提示[7]。如图3-18所示运行停止程序，检查车库出现的故障，判断是程序逻辑错误还是硬件传感器错误，找到并解决问题，运行如图3-19的复位程序，恢复车库的运行。图3-18停止程序图3-19复位程序第四章立体车库触摸屏设计及调试4.1触摸屏的选择触摸屏的种类有许多，可以分为红外线式、表面声波式、电阻式和电容式等。红外线式触摸屏虽然价格低廉，但容易受光的干扰，在曲面的情况下容易失真，并且其外框也易碎；表面声波式触摸屏虽然画面清晰并且不容易被损坏，但是当遇到表面有尘土或水滴的情况时触摸屏会变得迟钝，甚至停止工作；电阻式触摸屏虽然定位准确，但价格颇高，并且易损坏；电容式触摸屏具有编程简单、操作方便、价格低廉等优点，同时可以满足现场的控制需求，所以本文选择了电容式触摸屏，用它来实现简单的操作和监控[10]。电路原理图如图4-1所示。图4-1触摸屏电路原理图在立体车库的控制过程中，需要触摸屏实现人与设备之间的信息交换。触摸屏可以很好地满足控制显示的要求，能够用图标、按钮的方式形象的展现立体车库的运行过程，较为清楚的显示变量参数值的变化。可以节省建造的软硬件资源，人工交互系统可以代替开关、指示灯等硬件设备的功能。立体车库控制系统中，选用SIMATICS7-1200系列具有良好的兼容性的CPU1214CPLC，选用西门子触摸屏KPT700作为人机交互系统的人机界面。触摸屏主要功能是车库位置、数量的显示和指定存取车位的输入。系统运行时，车主通过触摸屏选择存取车位、显示车库运行过程中IO监控传感器是否正常和必要的操作提示[8]。4.2HMI与PLC建立连接(1)设置KTP700触摸屏的地址，如。上电时不停地轻触界面，直到显示出触摸屏的属性界面，进入参数设置界面，修改IP地址为，修改完后点击“设置”，然后点OK，返回，重新启动。(2)打开TIAPortal软件，在添加设备窗口中加入S7-1200设备，点击S7-1200在设备属性值中设置本地IP为，将PC的IP设为9，下载硬件选择IP为，便可以实现如图4-2所示为HMI和PLC的通讯。图4-2HMI和PLC的通讯4.3触摸屏画面的组态打开TIAPortal软件，点击HMIKTP700创建画面，画面是人工交互系统的主要元素，它们用于操作和监视系统的运行，比如显示IO变量的状态、状态值等。画面包含的对象有:输出域、文本域、用来显示动态状态的显示域、按钮、输入输出域、时间和日期域、图形域等[14]。变量在触摸屏和PLC之间的通信中具有纽带作用。触摸屏与PLC连接时遵循一定的规定，需要在触摸屏组态时定义相应的变量与PLC的相关输入、输出相对应。触摸屏程序中的变量分为外部变量和内部变量。触摸屏外部变量是触摸屏和PLC之间进行数据交换的纽带，是在PLC中定义的存储位置映像，其值随PLC程序的执行而改变。可以在触摸屏和PLC中访问外部变量。由于外部变量是在PLC中定义的存储位置映像，因此所采用的数据变量类型取决于与触摸屏连接的PLC。触摸屏内部变量不具有与PLC的连接的属性，内部变量存储在触摸屏的内存中。因此只有组态的触摸屏能够对内部变量进行读写访问[8]。如图4-3所示为HMI部分变量表图4-3HMI变量表人机交互画面是为操作者提供方便快捷的操作方式以及提供安全运行的相关提示。HMI界面设置操作简洁明了，只需要建立对应的动画，利用软件自带的控件和元素直接拖拽到界面当中，放置在合适的显示位置，之后对使用到的对象元素进行参数设置，将变量与按钮联结起来等等。在分析了控制系统完整功能逻辑的基础上，HMI组态人机交互界面设计有以下功能:如图4-4所示首页界面为用户进入界面可查看IO监控、车位显示、控制及调试画面的运行。如图4-5所示控制调试界面，操作人员可设置相关参数和进行手动调试。如图4-6所示车位显示界面灰色表示无车，绿色表示有车，用户可以清楚看到车位的有无和想要存储的位置。如图4-7所示IO监控界面可以监控每个传感器的信号有无、是否到位和指示灯是否运行。图4-4首页界面图4-5手动控制界面图4-6自动控制界面图4-7IO监控界面图4-4所示为首页界面是用户进入界面，图4-5所示调试控制界面是操作人员进行手动调试和故障处理，图4-6所示车位显示界面是用户进行指定位置的存取车，图4-7所示IO监控画面显示PLC触摸屏上电之后，各个传感器的位置状态。4.4立体车库系统调试在设计完成程序设计和画面组态后，为了提高车库运行中的安全性、程序的可靠性、系统的稳定性、程序设计的合理性，进行立体车库系统的调试是不可缺少的步骤。对立体车库系统的调试是对系统设计逻辑、设计思路、研究方法、实现过程和结论的验证。在调试过程中发现问题，解决问题，不断地改进系统的控制逻辑，进一步完善功能，提高车库的可靠性和稳定性。本系统主要由PLC部分、触摸屏部分和FactoryIO仿真软件组成，系统的调试主要从FactoryIO仿真软件、触摸屏和PLC通讯、PLC各个程序块功能的实现、PLC和触摸屏人机交互功能的实现，三大部分实现车库的正常运行。车主只需在触摸屏上进行操作就可以实现车辆的指定存取过程。系统调试从上面这三大部分开始，首先进行PLC部分、触摸屏部分和FactoryIO仿真软件的相互通信，以PROFIBUS现场总线组成工业以太网制定好通信协议，预留好备用的接口，通过接口来将PLC和触摸屏连接起来，通过局域网IP地址将PLC与FactoryIO仿真软件通讯。根据功能需求设计符合逻辑的程序，在调试过程中通过PLC仿真器进行程序调试，然后在下载到FactoryIO中进行实际功能的调试，完成手动功能块、自动功能块，复位功能块，停止功能块的调试即可进行整个系统的调试，如图4-8所示自动功能调试时出现的逻辑错误。图4-8故障在编程过程中，使用仿真器调试可以减少频繁下载程序，快速修改程序，有效减少设备损耗，提高完善程序的速率。PLC和触摸屏人机交互功能的实现，变量在触摸屏和PLC之间的通信中起连接作用，PLC变量是触摸屏和PLC之间进行数据交换的桥梁。本车库中设计了首页画面、IO监控画面、车库显示画面、控制调试画面，通过PLC与HMI画面中的按钮、指示灯、动画的链接即可完成画面的组态。整体调试时，操作者通过人机交互界面指定车辆存储的位置，在车辆显示画面输入要存车位的车位号，点击存车，车库开始运行，当车辆存入是在车位显示界面指定存车的位置变绿，表示车辆已存入，堆垛机回原位等待。取车过程用户输入存车的车位号，点击取车，车库运行，当车辆取出时，按钮颜色变灰表示无车状态，如图4-9所示库位有无显示，堆垛机回原位等待。图4-9库位有无显示第五章总结与展望5.1总结随着人们生活节奏的不断加快，人们对时间和效率的追求，汽车也成了人们必不可少的交通工具。本文开头对国内外立体车库的发展状况和前景进行了系统的分析，从立体车库的九大类型中选择了巷道式立体车库作为研究对象，模拟了六层九列的巷道立体车库的运行原理，期望达到减少用户排队等待时间，解决一部分停车难的问题。结合生活中遇到的停车难问题利用西门子PLCS7-1200控制器编写了自动存取车辆的逻辑程序并组态了配套的HMI操作系统，结合FactoryIO仿真软件模拟立体车库运行设计了人机交互IO监控系统。设计完成后对系统进行了逐一调试和整体调试，在调试过程中碰到的各种问题进行了修正以及再仿真调试，确保设计的系统在正常运行情况下可以合理的完成设计的控制逻辑，在特殊情况下也可以保证系统的安全可靠，达到设计目标，能够实现预期的控制功能。5.2展望城市的快速发展、人口密集度的增加和汽车行业蓬勃发展，城市中心、商场等人口集聚地的停车位的需求急剧增加，地上的停车位早已无法满足人们停车的需求。立体车库现有的类型多种多样，运用了许多自动控制的理论，通过一系列软硬件设计，实现了预期的控制功能。但由于自己能力有限，有些问题仍然存在一定的不足和待改进优化的方面。以下列出几点是可以改进和优化的方向:（1）应该备用一套应急安全系统，应对系统运行中的突然断电和可能发生的意外。例如本文采用模拟仿真的设计方式，未考虑到不利因素的影响，系统设计中未设计设备突然断电的特殊情况，未增加备用电源等，可以在后续的硬件设计中添加，完善系统的整体可靠性。(2)面对工业设备智能化、无人化的要求，需要不断将新技术应用在这个领域，不断创新提高人们停车的效率。例如在控制系统中增加预约系统，在线预定，减少车主寻找车位的时间。（3）随着5G网络的普及和无人驾驶技术的成熟，可能通过APP输入地址车辆就自动从车库中出来，等待车主上车出发，真正实现智能化。参考文献[1]杨红波.基于PLC的全自动立体停车车库系统设计[D].郑州大学,2017.[2]姚静.基于PLC的立体车库控制系统设计和实现[D].长安大学,2018.[3]张刚刚.基于PLC的立体车库控制系统研究[D].长安大学,2019..[4]李晓丹.基于S7-200smart的立体车库控制系统的设计[J].科学技术创新,2020(28):103-104.[5]高静.基于PLC智能控制立体车库控制系统软件设计研究[J].农家参谋,2020(24):248+265.[6]张志成.堆垛式立体车库存取策略和控制系统研究[D].安徽工程大学,2019.[7]王宇恺.基于SIMATICS7-1200的智能立体车库控制系统研究与设计[D].湖北工业大学,2018.[8]令荣.基于PLC和触摸屏的开放式立体车库控制系统设计[D].兰州交通大学,2014.[9]王天奇，立体车库及其市场前景[J].机电一体化，1996(4):40-42.[10]宋晨光，叶海建.基于数学形态学的车牌字符分割算法「J}.光电子技术与信息，2015,18(6)：58-62[11]郑向荣.PROFIBUS-DP现场总线的时间特性分析[D].兰州大学，2009.[12]吴庆立.电力机车整备作业安全监控控制系统的研究