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基于PLC开放式立体车库控制系统设计

更新时间:2016-07-05

0 引言

近年来,随着中国的汽车工业以及消费体系快速的成长,私家车慢慢演变为日常生活中较为多见的工具之一。国内汽车的发展速度过快,社会各领域未能实现同步的发展,停车行业即位于最初的发展环节。汽车规模的高速提升,引发了相对较多的交通压力。而较为显著的矛盾即汽车规模增长的同时,停车位未能实现同步发展,造成大城市面临车满为患的问题,停车空间存在明显的欠缺。停车位的不足,长期以来都是小区以及单位等极为困扰的问题。

对于第五种观点,不当得利说虽然解决了添附说导致的将原作品作者与演绎人的贡献价值进行量化的困难,但其回避了事前进行确权的问题,使得原作品权利人陷入了任由他人对其权利进行侵犯而束手无策,只能事后进行救济的境地。

PIM评估标准 (1)Beers标准 (2015版)[2]: 包括老年人PIM 39条,与疾病或症状相关的PIM 12条,老年人应慎用的PIM 5条,老年人应避免的非感染药物相互作用13条以及肾功能不全应避免或降低剂量的非感染药物20条。(2)STOPP准则(第2版,2014)[3],按系统分类分为13大类共81条PIM。(3)《中国老年人潜在不适当用药目录》[4]包括A级优先警示药物24种/类,B级常规警示药物48种/类。

立体车库因为占用范围相对较少,可高效地开发立体空间,使用了多层停放的方案,因此可以较为理想地处理停车难和土地不足的冲突等问题,对该技术进行大范围的推广,可以更好地处理城市所存在的停车难题,从而实现更为理想的现代化建设效果。当前,立体车库实现了较为理想的发展。伴随当代私家车的规模不断提升,立体车库需要有效解决各种人群的客观需求,这需要立体车库实现更为多样化的发展。立体车库在优化基础停车环境的过程中,同时还面临一些较为显著的问题,核心为高成本和能耗、架构和管理过度复杂、交互体验较差和使用耗时过久等。这些问题导致立体车库在较小的停车场中未能获得有效运用,因此需要设计成本低廉、较为稳定以及交互体验优秀的新式产品,来解决当代小规模停车场的客观需求。

前文揭示,东晋敦煌僧人于道邃追随师父于法兰泛海西行求法,师徒二人求法未成身先死,双双病死于岭南交趾。在他们去世大约60年之后,高昌僧人道普再次踏上了泛海西行求法的道路。《高僧传》载:

本文研究的立体停车库有着维护成本低廉、流程耗时较短、交互体验优秀等特征,可以满足当前低成本、小面积停车场的客观需求,能够缓解当前城市存在的停车难题,有着光明的市场前景。

正反对比也是突出中心论点,贴合论据的有效方法。学生可以将与论点相关的观点或人物进行正反对比论证,从而在对比映衬中强化自己的观点。正反对比可以是同一个人或事情不同时期的“纵比”,也可以是不同的人和事的“横比”,由于正反事例和观点有强烈的反差,可以形成明显的对照,优与劣、美与丑、对与错特点鲜明,作文的观点就不言自明了,起到突出中心、强化论据的作用。在素材的选择和运用上,不能强行对照,要有明确的对照点,并且以正面材料为主,反面材料为辅。

1 立体车库结构及工作原理

1.1 立体车库结构

本文规划中的车库属于对面双开的方案,划分为两排,其有着共同的中间通道。通道的两侧划分成为A、B区,1区作为1排,每区划分为三层六列共计有18个停车位,整体的车库设计了36个停车位。实际的架构视图如图1所示。

图1 立体车库框架结构

在该车库的设计内,建设了两个载车板单元高度的配套地坑,从而使得整体的车库架构划分为地上三层和地下两层。以列作为载车模块的划分标准,存取环节中同列的三个载车板进行同步的升降操作,通过位于架构顶部位置的驱动元件来负责驱动程序。默认位置属于地坑之处,从而使得上层载车板与地面保持平行的状态。该设计可以在未运行的情况下,避免对框架构成额外的负重压力,而且也可让停放于三层的车辆直接进入其中而无需运行,降低能源以及机械的损耗效应,减少存取程序耗费的时间。地面一层的载车板之前设置了对应的档杆,在完成验证程序后会开启档杆。具体布置如图2所示。

软件核心为三点基础构成:其一,上位机监控;其二,PLC应用;其三,触摸屏交互。在分析中,重点探讨PLC和交互两方面的系统。整体车库控制依靠PLC应用来实现,PLC作为整体系统的重点构成,使用的软件为STEP 7,设计流程涵盖了硬件组态、主程序以及串口通信等多个基础构成。触摸屏用于监控车库的运转程序以及车位的空闲状态,由人机组态、触摸屏和PLC通信等基础构成。

1.2 立体车库工作原理

图3为立体车库控制系统的基础框图。其中包括计算机、摄像头、打印机以及传感器等多个元件。参照各个设备功能所存在的差异,在各个架构中,整体的网络界定为三层,分别为监控层、控制层以及执行层。三个层级依靠通信协议来实现基础的通信进程。

图2 单列车库结构

图3 立体车库控制系统结构

2 立体车库控制系统硬件设计

硬件方面核心由PLC、触摸屏、分布式I/O以及变频调速等基础构成。具体架构如图4所示。

图5为主站组态的设置过程,图6为立体车库控制系统硬件组态完成的界面。

图4 PLC现场控制系统框架图

系统的基础目的为达成车库的有效运转,以此来实现车辆的便捷存取。参照车库运转程序和控制功能等方面的基础要求,得出如图7所示的流程图。

3 立体车库控制系统软件设计

式(1)回归结果的残差e,即为企业的非预期投资,该值大于零表示投资过度,小于零表示投资不足。本文以正残差e衡量企业的过度投资,以负残差e的绝对值衡量投资不足,用IE表示投资效率。IE越小,表示投资效率越好;IE越大,表示投资效率越差(投资过度或投资不足)。

3.1 PLC程序设计

硬件组态要求构建项目、规划机架、确定CPU型号以及配套的传输模块。PROFIBUS- DP构建环节中,要求构建基础的主站以及从站,设定各站的地址、波特率等关键参数。硬件组态的核心目的为划分设备的基础资源。

S7- 300使用PROFIBUS- DP总线来进行控制,先使用STEP7来开展网络构建以及组态配置等操作,随后针对PLC开展编程设计。

在系统内要求组态的设备包括PLC主站、ET200M与MM440从站。触摸屏组态采用WinCC flexible2008来开展,具体的参数设定与STEP 7基本一致,连接至ROFIBUS-DP总线就可以顺利运转,总线内能够不进行组态,但可在STEP 7内构建配套的HMI站,采用S7- PLCSIM 来开展仿真调试操作。

在规划的立体车库控制体系内,采用S7- 300系列PLC来充当主控,CPU为315- 2DP,交互设备为MP270B触摸屏,其和PLC有着良好的兼容效果,变频器MM440,其有着性能优势并获得了普遍的运用。因为立体车库内继电器、接触器以及指示灯等相关的输出点有普遍的存在,传感器以及限位开关等有着相对偏多的输入点,同时到PLC机架的距离相对偏远,导致接线存在明显的不便,使用分布式I/O模块ET200M来进行相对较远位置的连接操作。在车库的运转环节中,采用PLC串口来控制相关的刷卡、语音以及换向机构。串口选择PLC的扩展模块CP341。车库之外存在相对较少的输入输出量,此类传输接入至PLC机架的I/O扩展SM321、SM322。

第四,科学安排课后作业,达到事半功倍的效果。大量的作业非但不能帮助学生有效地巩固课堂知识,反而会增加学生的课业负担,与我们的义务教育阶段肩负的使命有悖,这种作业方式是不可取的。我们应该针对识字内容特点设计一些有趣的作业。比如我们学习“花、草、树木”时,可以让孩子回家画一幅漂亮的画画上漂亮的花、绿油油的草、青翠的树木,并且在画的下面标注出学过的汉字。这样既锻炼了孩子的动手能力,又结合实际帮助孩子记忆了生字,一举两得,何乐不为呢?

图5 系统主站及总线组态

图6 立体车库控制系统的硬件组态图

3.2 PLC控制流程

为便捷、稳定地对设备进行控制,同时确保现场布线有着更高的科学性以及便捷性,规划中的系统使用了PROFIBUS- DP系统。以PLC CPU315- DP来构建主站,采用MP270B、MM440以及ET200M来构建从站。所构建的整个PROFIBUS- DP现场总线网络,包括一个主站,一个MP270B,两个ET200M,四台MM440,同时各个站点在整体的总线内有着唯一的站地址来充当基础标识,以此来划分多个类别的设备。参照实际功能存在的差异,以网络层次的角度来分析,可界定为监控、控制及执行三个层级。

图7 车库系统运行流程

3.3 PLC和变频器之间的通信

在系统的设计中,PLC与变频器之间使用PROFIBUS- DP总线的方案来进行连接。PLC作为系统中的主站,同时以变频器来充当配套的从站。在硬件组态的环节中,CPU与变频器之间所采取的通信报文格式为PPO 1,PPO 1涵盖4PKW以及2PZD两方面的基础构成,而PKW的4个控制字用于设置变频器的基础数据,PZD可调整变频器具体的输出频率参数。LVFVI440不仅可以实现主站之间的周期性通信,同时也可以实现与主站之间进行的非周期性交流,S7- 300能够采用配套的功能块SFC 14/SFC 15来读取以及修改LVLVI440内的各项数据。

关于变频器参数的具体设置如下表所示。

调整 1号基本单元的升降电机变频器基础数据的程序设计,参见图8以及图9的基础标识,在程序之中调用读取以及修改参数的块SFC14与SFC15,功能块内的LADDR作为W#16#100,事实上属于PKW的对应起始地址,DB 11.DBB 0起步的8个字节作为所读取获得的数据,DB11.DBB 24起步的 8个字节作为要求调整的数值。

图8 读变频器的状态

图9 修改变频器参数

SFC14(DPRD DAT )系统功能用来达成主站读取DP从站中存储的各项数据,SFC 15( DPWR DAT)则用来达成主站对于DP从站所进行的写入操作。依靠系统功能SFC14以及SFC15来实现PLC与变频器两方面元件间的数据交换,可实现较为理想的操作效果。

表 变频器参数设置

变频器参数号 设置值 说明P0100 0 功率/kW,频率/Hz P0300 1 异步电动机P0304 380 额定电压/V P0305 49.5 额定电流/A P0307 22 额定功率/kW P0309 86 额定效率(%)P0310 50 额定频率/Hz P0311 964 额定转速/(r/min)P0700 6 命令源选择P0703 17 选择固定频率/Hz P0704 17 选择固定频率/Hz P1000 2 频率设定值的信号源P1001 0.9 固定频率设定值/Hz P1002 1.8 固定频率设定值/Hz P1080 0 最低频率/Hz P1082 1.8 最高频率/Hz P1120 2 斜坡上升时间/s P1121 2 斜坡下降时间/s P1300 20 无速度反馈矢量控制

3.4 PLC串口程序设计

在所设计的系统中,车主需要刷卡来完成身份信息的确认程序,PLC要求传递控制电子换向机构以及播放语音的对应指令至单片机方面,而此类通信环节的实现要求采用配套的串行通信接口,也就是PtP接口。S7- 300PLC 的CPU315- 2DP并未在CPU中进行PtP接口的集成,因此要求通过模块的方式来实现S7- 300系列PLC的扩展,可满足PtP接口需求的基础模块包括CP340与CP341。

CP340与CP341通信处理器在基础的功能以及架构等方面较为接近,模块存在三类配套的订货规格,以此来解决RS- 232、TTY、RS422/485三类接口标准的需求;但单一的模块未能同时安装超过两个的通信接口。最终在系统中选择CP341模块来解决规划中的串口通信任务,而配套的通信协议则确定为ASCII码的通信模式。

CP341模块在硬件组态环节中,已连接至对应的机架设备。在系统中选择CP341模块,随后进一步选择其中的“参数…”,从而调整CP341模块的数值,如图10所示。

图10 CP341属性设置

在Protocol选项内选定ASCII协议,如图11所示。

图11 通信协议的选择

双击Protocol中对应的信封图标,调整其中的ASCII通信数值,相关数值的确定需要确保和通讯对象实现良好的配合。设计中的数据为:9600bps波特率;8位数据;1位停止;不进行奇偶校验;延迟4ms。其余的各项数值均为默认的参数,最终信息如图 12所示。

执行机构应采用弹簧薄膜执行机构或免维护气缸活塞执行机构,若选用气动薄膜时体积过大则应选气缸式执行机构。在失去仪表气源或仪表信号时,弹簧安全自动复位,控制阀必须回到工艺安全位置。气源设计压力为0.6 MPa,但要求当执行机构使用在0.4 MPa气源压力下、阀门承受最高压差或关闭时单向压差等于最大工作压力的120%时,阀门仍然能够保持动作自如、灵活可靠。所有阀门的执行机构要计算推力,以确保在最大压降下阀门能可靠开启和关闭。同时控制阀最好配备一个可调整的机械限位装置,当输出控制信号为零时,可调整阀芯离开阀座至少 5%,防止因背压过高,阀门无法打开的现象。

㊸Trouillot,Michel- Rolph,“The anthropology of the state in the age of globalization”,Current Anthropology,2001.

图12 通信协议的参数设定

在系统中的主循环OB1编程画面内,在指令库内使用FB8 P SND RK,针对其划分配套的背景数据块DB 8,使得参数LADDR调整为硬件组态内CP341的起始参数256。建立对应的发送数据块DB9,具体信息如图13所示。

图13 发送数据块DB9

调用CP341中对应的FB 8 P SND RK进行数据的发送,如图14所示。

图14 调用FB8 P_SND_RK

在主循环OB1配背景数据块DB7,发送数据块DB 10,在编程画面之中,在指令库内调取配套的FB7 P RCV RK,将参数LADDR调整为CP341的起始数值256。建立对应的发送数据块DB10,如图15所示。

图15 接收数据块DB10

调取CP341中对应的FB7 P_RC V _RK来实现数据的传递,具体信息如图16所示。

3.5 触摸屏组态程序设计

触摸屏最初运用到工业方面,作为和PLC开展人机交互的配套终端。替代了传统控制台的各项功能,同时该方案可提供较为多样化的人机交互能力,例如图形显示等。触摸屏在现场中所提供的基础功能,主要包括现实以及状态的监视、相关数字信息的录入、控制以及实时报警等。

图16 调用FB7 P_RC V _RK

3.5.1 触摸屏和PLC的连接建立

在本系统的设计过程中,人机交互最终选定的器材为 MP270B,而与之配套的组态软件则确定为WinCCflexible2008,触摸屏依靠系统的DP接口来连入至PROFIBUS-DP总线实现与PLC之间的通信,系统中的网络地址是10。触摸屏与PLC的组态规划见图 17,在系统中为触摸屏所预留的通信接口确定为IF1B,波特率参数则确定为1.5Mbps,对应的配置文件确定为DP,触摸屏以及PLC的基础地址参数确定为10与5。

图17 触摸屏与PLC连接

3.5.2 触摸屏画面的组态

触摸屏创建画面,画面作为 WinCCflexible2008的核心元素,基础功能为操作以及监视运转中的系统,例如展示变量的具体状态以及状态值等信息。画面涵盖的基础对象包括:输出域、文本域、显示域以及图形域等多个方面的基础构成。在一个项目内或许涵盖数量较多的画面,实际的数量和触摸屏存在一定的联系。对普通用户而言,普通的触摸屏即可实现符合要求的可组态画面数,因此画面的数量也能够进行随意的增添。在立体车库系统内有着数量较多的画面,待机画面如图18所示,车主参照自身的需求选择触摸屏就可以登入到存取车系统中;车位的占用信息如图19所示,参照车库内置的传感器所传输的停放信息,从而在屏幕中展示当前的车位占用信息,车位中存在车的标识则代表着该载车板中存放了对应的车辆;具体的位置提示信息如图20所示,车主计划将自身的车辆停放至车板的过程中,屏幕中的载车板会进行闪烁的活动,从而实现提醒载车板位置的理想效果。

图18 车库待机

图19 车库车位占用状态

图20 车库位置提示

4 结束语

伴随当前城市化的不断发展,汽车在当代生活中的普及度不断提升,而实际存在的停车位不足的矛盾也愈加凸显。基于较小规模的停车场发展需求的考虑,本文针对住宅小区、事业单位等设计的垂直升降式立体车库可以有效解决上述问题,在未来市场具有一定应用价值。

社会监督指的是国家机关以外的社会组织和公民对各种法律活动的合法性进行的不具有直接法律效力的监督。社会监督的优势即体现在其较高的灵活性与广泛性,依笔者的观点,社会监督往往起着为法律监督“打头阵”的作用。另外,社会监督还能反映一个国家民主、法制发展程度。

参考文献

[1] 刘晓峰. 简述汽车工厂立体车库自控系统的设计要点[J]. 自动化技术与应用, 2010(2): 62-66.

[2] 马宁. S7-300 PLC和 MM440变频器的原理与应用[M]. 北京: 机械工业出版社, 2006.

[3] 顾建凯. 基于 PLC的低成本机械式立体停车库控制系统研究[D]. 兰州: 兰州交通大学, 2013.

[4] 赵顺东, 洪秋媛. 触摸屏与 PLC在工业控制中的设计与应用[J]. 国外建材科技, 2012(3): 45-47.

陈艳玲
《电气技术与经济》 2018年第02期
《电气技术与经济》2018年第02期文献

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