基于PLC的立体车库程序的设计文档格式.docx

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课题研究目与意义

随着国民经济高速发展，我国轿车保有量直线上升。

据中国汽车工业协会公布数据表明，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年第八位上升至第五位。

2005年轿车保有量已达到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影响，以及国内需求进一步拉动与“费改税”等政策驱动，我国汽车工业仍将具有很大发展空间并将继续保持快速平稳发展。

按前述数据预测，2010年将达到2000万辆。

城市中停车位需求按1：

1.2（100%基本停车位与20%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难题。

城市与已建小区有限地面面积己无法提供足够停车车位，向空间发展成为当前解决问题一条重要途径。

在现在这个社会，随着经济不断发展，科技不断进步，人们生活水平越来越高，慢慢，人们开始选择汽车作为出行工具，因此私家车日益增多。

随着私家车不断增加，渐渐地，人们发现，城市里停车位越来越少了，经常会出现开着车没地方停尴尬局面。

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车而不占用更多土地便成为了一个问题，于是，立体车库便成为了一种可能选择。

立体车库拥有占同样土地面积，却能容纳更多汽车特点，它可以在大厦林立小区中摆放，也可以大面积组合使用，还能与地下停车场，车库等组合使用，能有效解决停车难问题。

在当今社会，自动化控制技术使用地方越来越多，而PLC技术已经成为了自动化控制主要方式之一。

将PLC控制技术应用到立体车库上，可以大大方便人们停车过程。

本文中立体车库控制面板是利用MCGS组态软件制作触摸屏控制面板，利用触摸屏控制话可以使立体车库操作变得更加简单易懂，一目了然。

1.2论文主要研究内容

立体车库出现，很好解决了大城市停车难问题。

但是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，能实现很复杂动作，这使得PLC在立体车库控制系统中应用十分广泛。

在程序设计之前，我首先是利用MCGS组态软件设计立体车库控制面板及动画。

我可以根据我所制作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，完成车辆存取操作，各车位车辆存取按照相应策略来调动载车板，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、GXDeveloper软件及MCGS软件简介

2.1PLC简介

2.1.1PLC定义

可编程控制器，简称PLC,是指以计算机技术为基础新型工业控制装置。

在1987年国际电工委员会颁布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数字运算操作电子装置。

它采用可以编制程序存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数与算术运算等操作指令，并能通过数字式或模拟式输入与输出，控制各种类型机械或生产过程。

PLC及其有关外围设备都应该按易于及工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能原则而设计。

”

2.1.2PLC编程语言

不同商家PLC有不同编程语言，但就某个商家而言，PLC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图形语言，用来编程顺序控制程序（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步，每步中包括控制输出动作，从一步到另一步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程序员使用，可以实现某些梯形图不能实现功能。

3、梯形图（LAD）

这是使用最多PLC编程语言。

因及继电器电路很相似，具有直观易懂特点，很容易被熟悉继电器控制电气人员所掌握，特别适合于数字量逻辑控制。

梯形图由触点、线圈与用方框表示指令构成。

触点代表逻辑输入条件，线圈　代表逻辑运算结果，常用来控制指示灯，开关与内部标志位等。

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，不适合于编写大型控制程序。

正因为梯形图具有直观易懂特点，所以本文中PLC程序就是运用梯形图来编写。

2.2GXDeveloper编程软件简介

GXDeveloper是三菱PLC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，可进行程序线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。

2.2.1GXDeveloper编程软件特点

1、软件共通化

GXDeveloper能够制作Q系列，QnA系列，A系列（包括运动控制（SCPU））,FX系列数据,能够转换成GPPQ,GPPA格式文档。

此外，选择FX系列情况下，还能变换成FXGP（DOS）,FXGP（WIN）格式文档。

2、利用Windows优越性，使操作性飞跃上升能够将Excel,Word等作成说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。

3、程序标准化

（1）标号编程用标号编程制作可编程控制器程序话，就不需要认识软元件号码而能够根据标示制作成标准程序。

用标号编程做成程序能够依据汇编从而作为实际程序来使用。

（2）功能块（以下称作FB）FB是以提高顺序程序开发效率为目而开发一种功能。

把开发顺序程序时反复使用顺序程序回路块零件化，使得顺序程序开发变得容易。

此外，零件化后，能够防止将其运用到别顺序程序时顺序输入错误。

（3）宏只要在任意回路模式上加上名字（宏定义名）登录（宏登录）到文档，然后输入简单命令就能够读出登录过回路模式，变更软元件就能够灵活利用了。

4、能够简单设定与其他站点链接由于连接对象指定被图形化而构筑成复杂系统情况下也能够简单设定。

5、能够用各种方法与可编程控制器CPU连接

（1）经由串行通讯口

（2）经由USB

（3）经由MELSECNET/10（H）计算机插板

（4）经由MELSECNET（Ⅱ）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/特殊寄存器内容情况下提供非常大便利。

（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，所以数据制作时间能够大幅度缩短。

2.3MCGS组态软件简介

MCGS嵌入版组态软件是基于RTOS实时多任务操作系统专门应用于嵌入式操作系统组态软件，通过简单模块化组态就可构造用户自己应用系统，使用户从繁琐编程中解脱出来，让用户在使用嵌入式系统时得心应手。

2.3.1MCGS嵌入式组态软件特点

MCGS嵌入式系统体系结构MCGS嵌入式体系结构分为组态环境与运行环境两部分，组态环境相当于一套完整工具软件，可以在PC机上运行，用简单模块化设计帮助用户构造自己应用系统，组态好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与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。

其中人机界面组态及通用版类似，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功能，主要用于组态实现各种控制流程与控制逻辑。

系统提供了丰富功能模块与控制逻辑，来帮助用户快速实现各种控制功能，是构成用户应用系统实时控制核心。

在控制流程中可以利用MCGS提供100多种功能模块组成各种应用系统，嵌入式系统中MCGS实时数据库可以用作人机界面与控制流程数据交换枢纽，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可靠性、实时性、确定性、安全性。

第三章立体车库控制组态设计

本文中立体车库控制面板及演示画面设计是运用MCGSE组态软件制作。

MCGSE组态软件具有全中文、面向窗口可视化操作界面，实时性强，有良好并行处理性能与丰富多彩多媒体画面。

该组态软件开放式结构拥有广泛数据获取与强大数据处理功能。

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