基于PLC的立体车库程序的设计.doc
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1、摘要 随着国民经济的高速发展,我国轿车保有量直线上升,因此,停车问题也就逐渐成为大城市迫切需要解决的难题。为了解决停车难的问题,车库开始向高层发展,充分利用土地资源,提高城市土地的利用率,在有限的土地上停放更多的车辆,于是便发展出了立体车库。在科技发展迅速的今天,自动化控制技术越来越多的应用到了人们的生活生产中,而PLC控制技术已经成为了自动化控制的主要方式之一,本文以三菱PLC控制为例,结合3X3升降横移式立体车库来介绍PLC控制技术在立体车库控制方面的应用。立体车库的控制面板是利用MCGS组态软件制作而成的。关键字 立体车库、PLC控制系统、升降横移、MCGSAbstract With t
2、he rapid development of national economy, Chinese car increases sharply.therefore,Parking problem has gradually become the urgent problem of some big city. In order to solve the problem of parking ,the garage began to develop the high level,made full use of land resources and improve the land utiliz
3、ation rate.We should park more cars on the limited land.People invented stereo garage. With the rapid development of technology,automatic control technique was applied to peoples life and production.PLC control technology has become one of the main methods of automatic control.This paper based on th
4、e MITSUBISHI PLC control and combined with the typical 3X3 up-down and translation stereo garage to introduce PLC control technology in the application of stereo garage control. stereo garage control panel is based on MCGS software to make.Keyword stereo garage、PLC control system、up-down and transla
5、tion、MCGS 目录第一章 绪论11.1 课题研究的目的和意义11.2 论文的主要研究内容1第二章 PLC、GX Developer软件及MCGS软件简介32.1 PLC简介32.1.1 PLC的定义32.1.2 PLC的编程语言32.2 GX Developer编程软件简介42.2.1 GX Developer编程软件的特点42.3 MCGS组态软件简介52.3.1 MCGS嵌入式组态软件的特点5第三章 立体车库控制组态的设计63.1 工程的新建63.1.1 触摸屏型号选择63.1.2 设备组态63.1.3 窗口组态83.1.4 基本元件的建立83.1.5 基本元件数据的链接103.2
6、动画脚本程序的设计113.2.1 移动属性设置113.2.2 动画脚本程序设计12第四章 立体车库PLC控制程序的设计144.1 设计思路144.2 流程图154.3 分配表174.4 主程序设计184.5 功能程序设计224.5.1 快速切换程序设计224.5.2 载车板切换程序设计224.5.3 急停及报警程序设计234.5.4 延时程序设计23第五章 立体车库PLC程序和组态的模拟与调试255.1 PLC写入255.2 组态写入265.3 PLC与组态的整体模拟26总结30参考文献33致谢34附录3529第一章 绪论1.1 课题研究的目的和意义 随着国民经济的高速发展,我国轿车保有量直线
7、上升。据中国汽车工业协会公布的数据表明,1997年全国汽车保有量1100万辆,其中轿车万400辆,当年轿车生产量48.2万辆,微型车生产量38.2万辆,1998年轿车生产量50万辆,1999年55万辆,2000年57万辆。2002年中国汽车产量达到了325万辆,比上年增长38%,全球排位由2001年的第八位上升至第五位。2005年的轿车保有量已达到1108万辆。由于中国加入世贸关税进一步降低,2008年北京奥运及2010年上海世界博览会等重大事件的影响,以及国内需求的进一步拉动和“费改税”等政策的驱动,我国的汽车工业仍将具有很大的发展空间并将继续保持快速平稳发展。按前述数据预测,2010年将达
8、到2000万辆。城市中停车位需求按1:1.2(100%的基本停车位和20%的公共停车位计算,将增加停车位480万个,平均每年需求96万个。因此,停车问题也就逐渐成为大城市迫切需要解决的难题。城市和已建小区有限的地面面积己无法提供足够的停车车位,向空间发展成为当前解决问题的一条重要途径。在现在这个社会,随着经济的不断发展,科技的不断进步,人们的生活水平越来越高,慢慢的,人们开始选择汽车作为出行工具,因此私家车日益增多。随着私家车的不断增加,渐渐地,人们发现,城市里的停车位越来越少了,经常会出现开着车没地方停的尴尬局面。由于现在城市发展很快,土地越来越紧缺,于是,如何让停车场能停更多的车而不占用更
9、多的土地便成为了一个问题,于是,立体车库便成为了一种可能的选择。立体车库拥有占同样的土地面积,却能容纳更多汽车的特点,它可以在大厦林立的小区中摆放,也可以大面积的组合使用,还能和地下停车场,车库等组合使用,能有效的解决停车难的问题。在当今社会,自动化控制技术使用的地方越来越多,而PLC技术已经成为了自动化控制的主要方式之一。将PLC控制技术应用到立体车库上,可以大大的方便人们停车的过程。本文中立体车库控制面板是利用MCGS组态软件制作的触摸屏控制面板,利用触摸屏控制的话可以使立体车库的操作变得更加简单易懂,一目了然。1.2 论文的主要研究内容立体车库的出现,很好的解决了大城市停车难的问题。但是
10、利用什么来控制立体车库呢?答案就是PLC。PLC可靠性高,抗干扰能力强,能实现很复杂的动作,这使得PLC在立体车库控制系统中的应用十分广泛。在程序设计之前,我首先是利用MCGS组态软件设计立体车库的控制面板及动画。 我可以根据我所制作的控制面板来设计程序。整个车库由一台PLC对其进行管理,由PLC来控制载车板升降横移电机正反转,完成车辆的存取操作,各车位车辆的存取按照相应的策略来调动载车板,以存取车辆。本文所用PLC型号为三菱FX2N-48MR。本文设计的程序要求完成立体车库自动运行功能如:自动/手动切换、载车板升降横移、延时自动运行、快速切换、载车板切换、急停等。第二章 PLC、GX Dev
11、eloper软件及MCGS软件简介2.1 PLC简介2.1.1 PLC的定义可编程控制器,简称PLC,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义: “PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”2.1.2 PLC的编程语言不同的商家的PLC有不同的
12、编程语言,但就某个商家而言,PLC的编程语言也就那么几种。1、 顺序功能图(SFC) 这是位于其它编程语言之上的图形语言,用来编程顺序控制的程序(如:机械手控制程序)。编写时,工艺过程被划分为若干个顺序出现的步,每步中包括控制输出的动作,从一步到另一步的转换由转换条件来控制,特别适合于生产制造过程。2、语句表(STL)是一种类似于微机汇编语言的一种文本编程语言,由多条语句组成一个程序段。语言表适合于经验丰富的程序员使用,可以实现某些梯形图不能实现的功能。3、梯形图(LAD)这是使用最多的PLC编程语言。因与继电器电路很相似,具有直观易懂的特点,很容易被熟悉继电器控制的电气人员所掌握,特别适合于
13、数字量逻辑控制。梯形图由触点、线圈和用方框表示的指令构成。触点代表逻辑输入条件,线圈代表逻辑运算结果,常用来控制的指示灯,开关和内部的标志位等。指令框用来表示定时器、计数器或数学运算等附加指令。在程序中,最左边是主信号流,信号流总是从左向右流动的,不适合于编写大型控制程序。正因为梯形图具有直观易懂的特点,所以本文中的PLC程序就是运用梯形图来编写的。2.2 GX Developer编程软件简介GX Developer是三菱PLC的编程软件。适用于三菱Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表、顺序功能图程序设计,网络参数设定,可进行程序的线上更改、监
14、控及调试,具有异地读写PLC程序功能。2.2.1 GX Developer编程软件的特点1、软件的共通化GX Developer能够制作Q系列,QnA系列,A系列(包括运动控制(SCPU),FX系列的数据,能够转换成GPPQ,GPPA格式的文档。此外,选择FX系列的情况下,还能变换成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文档。 2、利用Windows的优越性,使操作性飞跃上升能够将Excel,Word等作成的说明数据进行复制,粘贴,并有效利用。 3、程序的标准化 (1)标号编程 用标号编程制作可编程控制器程序的话,就不需要认识软元件的号码而能够根据标示制作成标准程序。用标号编程做成的程序
15、能够依据汇编从而作为实际的程序来使用。(2)功能块(以下称作FB) FB是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能。把开发顺序程序时反复使用的顺序程序回路块零件化,使得顺序程序的开发变得容易。此外,零件化后,能够防止将其运用到别的顺序程序时的顺序输入错误。(3)宏 只要在任意的回路模式上加上名字(宏定义名)登录(宏登录)到文档,然后输入简单的命令就能够读出登录过的回路模式,变更软元件就能够灵活利用了。4、能够简单设定和其他站点的链接 由于连接对象的指定被图形化而构筑成复杂的系统的情况下也能够简单的设定。5、能够用各种方法和可编程控制器CPU连接 (1) 经由串行通讯口 (2) 经由USB
16、 (3) 经由MELSECNET/10(H)计算机插板 (4) 经由MELSECNET()计算机插板 (5) 经由CC-Link计算机插板 (6) 经由Ethernet计算机插板 (7) 经由CPU计算机插板 (8) 经由AF计算机插板 6、丰富的调试功能 (1) 由于运用了梯形图逻辑测试功能,能够更加简单的进行调试作业。(2) 在帮助中有CPU错误,特殊继电器/特殊寄存器的说明,所以对于在线中发生错误,或者是程序制作中想知道特殊继电器/特殊寄存器的内容的情况下提供非常大的便利。(3) 数据制作中发生错误况时,会显示是什么原因或是显示消息,所以数据制作的时间能够大幅度缩短。 2.3 MCGS组
17、态软件简介MCGS嵌入版组态软件是基于RTOS实时多任务操作系统的专门应用于嵌入式操作系统的组态软件,通过简单的模块化组态就可构造用户自己的应用系统,使用户从繁琐的编程中解脱出来,让用户在使用嵌入式系统时得心应手。2.3.1 MCGS嵌入式组态软件的特点MCGS嵌入式系统体系结构 MCGS嵌入式体系结构分为组态环境和运行环境两部分,组态环境相当于一套完整的工具软件,可以在PC机上运行,用简单的模块化设计帮助用户构造自己的应用系统,组态好的应用系统通过串口线或以太网下载到嵌入式系统中实时运行。 MCGS嵌入版组态软件分为人机界面组态和控制流程组态两部分,用户可以根据实际情况裁减所需内容。 其中人
18、机界面组态与通用版类似,可以组态出动画窗口、曲线、报表,并可以设置用户权限,安全级别等等。控制流程组态是嵌入式组态系统特有的功能,主要用于组态实现各种控制流程和控制逻辑。系统提供了丰富的功能模块和控制逻辑,来帮助用户快速的实现各种控制功能,是构成用户应用系统实时控制的核心。在控制流程中可以利用MCGS提供的100多种功能模块组成各种应用系统,嵌入式系统中的MCGS实时数据库可以用作人机界面和控制流程数据交换的枢纽,控制流程可以通过实时数据库在人机界面上显示控制过程,并实现数据后处理。组态好的应用系统下载到内嵌了实时多任务嵌入式操作系统中实时运行,从而实现了控制系统的可靠性、实时性、确定性、安全
19、性。第三章 立体车库控制组态的设计 本文中立体车库控制面板及演示画面的设计是运用MCGSE组态软件制作的。MCGSE组态软件具有全中文、面向窗口的可视化操作界面,实时性强,有良好的并行处理性能和丰富多彩的多媒体画面。该组态软件的开放式结构拥有广泛的数据获取和强大的数据处理功能。3.1 工程的新建3.1.1 触摸屏型号选择MCGS组态软件有“MCGS组态环境”和“MCGS运行环境”两部分组成,双击桌面上的“MCGS组态环境”图标,单击文件菜单中“新建工程”选项,弹出如图3-1所示对话框,TPC选择为“TPC7062K”,单击确认。图3-1 新建工程设置3.1.2 设备组态在工作台中激活设备窗口,
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