用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)立體車庫設(shè)計(jì)論文

用組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)立體車庫的控制摘要立體車庫是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉儲(chǔ)設(shè)施，隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題已經(jīng)成為大中城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械立體車庫課充分利用土地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立體車庫為研究對(duì)象，主要介紹了利用MCGS組態(tài)軟件,根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求介紹了自動(dòng)立體車庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、和設(shè)計(jì)思路方法，制作出自動(dòng)立體車庫存車的動(dòng)態(tài)畫面演示。詳細(xì)介紹了這種自動(dòng)立體車庫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能、控制的工作原理及系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方法。監(jiān)控人員可以將車庫內(nèi)的實(shí)際運(yùn)行情況反饋到監(jiān)控畫面,使得能夠及時(shí)準(zhǔn)確地了解到車庫的運(yùn)行情況。關(guān)鍵詞：MGCS組態(tài)軟件；立體車庫；自動(dòng)控制ABSTRCT:stereogarageisdesignedtoachieveavarietyofvehiclesparkingandscientificstoragewarehousingfacilities,withthecitycarownershipgrowing,theparkingproblemhasbecomeacommonphenomenoninlargeandmedium-sizedcities.Classofstereomechanicalgaragefulluseoflandresources,playspacesuperiority,tomaximizetheparkinghasbecomeanimportantwaytosolvethestaticurbantrafficproblems.Thesubjectofamoretypicalliftingandtransferringtypeparkingstudy,whichmainlydescribesMCGSconfigurationsoftware,stereoscopicsystemofthegaragestructure,function,anddesignideasformethodstodesignthecontentandrequirements,createthestereoscopiccarstockcar'sdynamicthepicturepresentation.Describedindetailthestructureandfunctionofthestereoscopicgaragesystem,controltheworkingprincipleandsystemsoftwaredesignmethods.Monitoringpersonneltotheactualoperationofthefeedbackinthegaragetothemonitorthepicture,makesitpossibletopromptlyandaccuratelyunderstandtheoperationofthegarage.Keywords:MGCSconfigurationsoftware;stereoscopicgarage目錄前言 11．設(shè)計(jì)內(nèi)容與分析 21.1設(shè)計(jì)內(nèi)容 21.2設(shè)計(jì)要求 21） 22） 23） 24） 35） 36） 37） 32設(shè)計(jì)思路 33.組態(tài)動(dòng)畫設(shè)計(jì) 43.1畫面設(shè)計(jì) 43．2所有系統(tǒng)變量設(shè)置 43.3循環(huán)策略程序設(shè)計(jì) 53.3.1各車位載車板程序設(shè)計(jì) 53.3.2三車道來去車控制 83.3．3封面時(shí)間和日期顯示 83.3．4車庫存車狀態(tài)控制 83.3.5存取車按鈕設(shè)置 93.3.6三車道來車按鈕設(shè)置 93.3.7其他設(shè)置 104.操作說明 105.結(jié)論 125．1總結(jié) 125.2展望 125.3心得體會(huì) 13謝辭 14參考文獻(xiàn) 15前言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，擁有汽車的國人越來越多，由于中國加入世貿(mào)關(guān)稅進(jìn)一降低，2008年北京奧運(yùn)及2010年上海世界博覽會(huì)等重大事件的影響，以及國內(nèi)需求的進(jìn)一步拉動(dòng)和“費(fèi)改稅”等政策的驅(qū)動(dòng)，我國的汽車工業(yè)仍將具有很大的發(fā)展空間并將繼續(xù)保持快速平穩(wěn)發(fā)展。按前述數(shù)據(jù)預(yù)測，2010年將達(dá)到2000萬輛。城市中停車位需求按1：1.2（100%的基本停車位和20%的公共停車位計(jì)算，將增加停車位480萬個(gè)，平均每年需求96萬個(gè)。因此，停車問題也就逐漸成為大城市迫切需要解決的難題。城市和已建小區(qū)有限的地面面積己無法提供足夠的停車車位，向空間發(fā)展成為當(dāng)前解決問題的一條重要途徑。機(jī)械式立體車庫具有占地面積小、操作簡單、靈活，安全可靠等諸多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于在寸土寸金的大都市建造平面車庫具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。智能立體車庫就應(yīng)運(yùn)而生成為城市交通的一個(gè)研究熱點(diǎn)，國家已把其列入了“九五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目之一。機(jī)械式立體車庫發(fā)源于上世紀(jì)20年代的美國，是在繁華擁擠的都市里為解決停車難而采取的一種措施。50年代以后，伴隨著私人小汽車的大量涌現(xiàn)，在西歐、東南亞、韓國和日本都得到了廣泛的應(yīng)用。形成了一個(gè)包括制造、安裝、使用和維修的行業(yè)體系。其中，發(fā)展較早、較好的日本公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等歐洲有意大利SOTefin、Interpark、德國Palis等。這些國家和公司從上世紀(jì)六十年代初就開發(fā)并使用可最大限度地利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備，經(jīng)過幾十年的不斷發(fā)展，機(jī)械停車庫從造型、結(jié)構(gòu)、控制、驅(qū)動(dòng)、監(jiān)測、材料、保險(xiǎn)等方面不斷地更新?lián)Q代，日趨完美。我國立體車庫的發(fā)展，始于上世紀(jì)八十年代，河北承德的華一機(jī)械車庫集團(tuán)有限責(zé)任公司于1989年建造起國內(nèi)第一臺(tái)垂直循環(huán)類機(jī)械式停車車庫，填補(bǔ)了國內(nèi)機(jī)械式停車車庫的空白。雖然從二十世紀(jì)八十年代就開始研制和使用機(jī)械式立體車庫，但由于市場需求原因，十多年來緩慢發(fā)展。近年來，中國經(jīng)濟(jì)騰飛，城市化進(jìn)程加快，汽車工業(yè)和汽車需求市場得到快速發(fā)展，汽車保有量的不斷增加。然而，城市停車設(shè)施的增長卻長期落后于車輛的增長。立體車庫產(chǎn)業(yè)在上世紀(jì)九十年代迅速興起，步入了引進(jìn)、開發(fā)、制造和使用的快車道，國內(nèi)立體停車庫市場正以直線上升的態(tài)勢(shì)在飛速發(fā)展。隨著工業(yè)自動(dòng)化水平的迅速提高，人們對(duì)工業(yè)自動(dòng)化的要求越來越高，種類繁多的控制設(shè)備和過程監(jiān)控裝置在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，適當(dāng)傳統(tǒng)的工業(yè)控制軟件已不能滿足用戶的各種要求，MCGS工控組態(tài)軟件的出現(xiàn)為解決一些實(shí)際工程問題提供了一種嶄新的方法。MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem)是一套基于Windows平臺(tái)的，用于快速構(gòu)造和生成上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，可運(yùn)行于Windows98/Me/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)。MCGS為用戶提供了解決實(shí)際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺(tái)，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)處理、報(bào)警和安全機(jī)制、流程控制、動(dòng)畫顯示、趨勢(shì)曲線和報(bào)表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。MCGS具有操作介面簡便、可視性好、可維護(hù)性強(qiáng)、高穩(wěn)定性、高可靠性、系統(tǒng)的可擴(kuò)充性等突出特點(diǎn)，己成功應(yīng)用于石油、化工、鋼鐵、電力、水處理、環(huán)境監(jiān)測、機(jī)械制造、交通運(yùn)輸、能源、農(nóng)業(yè)、輕工自動(dòng)化等領(lǐng)域，經(jīng)過各種現(xiàn)場的長期實(shí)際運(yùn)行，系統(tǒng)穩(wěn)定性好、可靠性高，為用戶創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。近幾年來隨著組態(tài)軟件的廣泛應(yīng)用,結(jié)合車庫監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際要求和組態(tài)軟件的特點(diǎn)開始將組態(tài)軟件應(yīng)用到車庫的控制系統(tǒng)。通過組態(tài)畫面實(shí)時(shí)的對(duì)車庫系統(tǒng)進(jìn)行有效的監(jiān)控,并可通過計(jì)算機(jī)直接控制車庫的運(yùn)行,充分提高系統(tǒng)的工作效率和監(jiān)控力度,保障車庫的可靠性。且由于組態(tài)軟件編程語言的簡潔明了，使我們能清楚的了解到其運(yùn)作的基本原理。與以往車庫控制中采用的單片機(jī)等軟件相比,MCGS操作更簡便,其動(dòng)畫顯示使人機(jī)界面更加人性化,因此基于組態(tài)軟件的車庫控制系統(tǒng)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1．設(shè)計(jì)內(nèi)容與分析1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容確定垂直升降式立體停車設(shè)備的總體布局利用組態(tài)軟件搭建動(dòng)畫組態(tài)立體車庫畫面模型，然后進(jìn)行存取車方式等各個(gè)組成部分的總體設(shè)計(jì)、編寫相應(yīng)的控制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)立體車庫的控制，完成設(shè)計(jì)要求。然后對(duì)所設(shè)計(jì)的車庫進(jìn)行動(dòng)畫演示，不斷調(diào)試直到達(dá)到預(yù)期的效果。然后歸納、總結(jié)并完善報(bào)告。1.2設(shè)計(jì)要求1）此設(shè)計(jì)為三層三列式立體車庫，共八個(gè)車位，中間層為地面層，有兩個(gè)車位，空出一個(gè)車位，專為底層和頂層存取車借用。底層為地下層，有三個(gè)車位，頂層也有三個(gè)車位。2）頂層和底層車位的載車板只能垂直移動(dòng)，地面層車位的載車板只能水平移動(dòng)。3）相應(yīng)列的來車只能存于此列的空車位，若誤按了其他列的存車按鈕時(shí)，無效，即載車板不動(dòng)作。4）當(dāng)存車于地面層的車位時(shí)，車輛直接駛?cè)搿?）當(dāng)來車要存于底層或頂層，地面層的相應(yīng)列載車板先平移到中間留的空車位，為其他兩層車位載車板的到來空出車位，底層或頂層開始垂直運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到地面層，載車，然后載車板載著車垂直運(yùn)動(dòng)，回到原來車位，當(dāng)車停好為后，地面層移過去的載車板水平運(yùn)動(dòng)回原來位置，車位指示燈亮，表示該車位已有存車。此時(shí)，再來車時(shí)，若按到已存車按鈕，無效。6）取時(shí)，按相應(yīng)的取車按鈕，取車進(jìn)行，和存車過程相同，取車結(jié)束后，車位指示燈熄滅，表示此車為為空。7）有車庫的存車狀態(tài)顯示，當(dāng)車庫存車已滿時(shí)，有相應(yīng)的指示，并停止存車。2設(shè)計(jì)思路按照設(shè)計(jì)要求，自動(dòng)控制方式是立體停車庫的正常工作方式，按存取車按鈕，系統(tǒng)調(diào)用相應(yīng)的車位移動(dòng)程序，自動(dòng)完成存取車操作。存取車控制的主要問題是解決車位移動(dòng)問題，當(dāng)選擇某車位進(jìn)行存取車操作時(shí)，需要移開它下面的所有車位，建立下行通道。建立下行通道須遵循高效原則，包括兩個(gè)方面：建立下行通道的時(shí)間最少，即車位移動(dòng)的距離最短；建立下行通道所需移動(dòng)的車位數(shù)最少。當(dāng)選擇地面層車位存取車時(shí)，由于地面層車位車輛可以直接出入，因此不用考慮空位的位置，可以直接進(jìn)行存取車操作。當(dāng)選擇存取車位為底層或頂層車位時(shí)，根據(jù)高效原則，比較所選車位與地面層的空位進(jìn)行位置比較。若該車位在地面層空位在左側(cè)，則地面層的相關(guān)車位右移，若該車位在地面層空位右側(cè)，則地面層的相關(guān)車位左移，最終使所選車位的下面形成通道，便于該車位升降，完成存取車操作。為了保證存取車控制的可靠和高效，建立了存取車復(fù)位規(guī)則。車位橫移復(fù)位規(guī)則：橫移車位進(jìn)行列復(fù)位。在下行通道的建立過程中地面層車位需要橫移操作，為了保證存取車的效率，規(guī)定存取車完畢，橫移車位需要復(fù)位。為了保證存取車控制的可靠性，規(guī)定存取車完畢后，在系統(tǒng)沒有強(qiáng)行停止的情況下，下降車位完成存取車操作后及時(shí)上升，恢復(fù)到該車位所在的層位。為了得到更好的控制效果，附加按鈕控制，進(jìn)一步提高車庫存車的可靠性和合理性。3.組態(tài)動(dòng)畫設(shè)計(jì)3.1畫面設(shè)計(jì)打開MCGS軟件，單擊“用戶窗口”，新建窗口，根據(jù)已經(jīng)規(guī)劃好的畫面在新建窗口中生成封面和立體車庫畫面，然后保存。立體車庫的封面設(shè)計(jì)如下圖：立體車庫門控制系統(tǒng)動(dòng)畫演示畫面如下圖。畫面中設(shè)計(jì)了立體車庫、汽車存車按鈕、取車按鈕，除此之外還設(shè)計(jì)了來車按鈕，控制車的到來。立體車庫的控制組態(tài)設(shè)計(jì)的畫面如下：3．2所有系統(tǒng)變量設(shè)置3.3循環(huán)策略程序設(shè)計(jì)立體車庫演示畫面的主要程序有：3.3.1各車位載車板程序設(shè)計(jì)車位1存取車控制：ifyi=1thenift<25thent=t+1wu1=wu1-4wu2=wu2+3.5elseift<48thent=t+1yi2=yi2+5elseift<55thent=t+1che1=1lai11=0lai1=0elseift<78thent=t+1yi2=yi2-5elseift<103thent=t+1wu1=wu1+4wu2=wu2-3.5elset=0yi=0deng1=1endifendifendifendifendifelseifyi=2thenift<25thent=t+1wu1=wu1-4wu2=wu2+3.5elseift<48thent=t+1yi2=yi2+5elseift<55thent=t+1che1=0dao11=1elseift<78thent=t+1yi2=yi2-5elseift<103thent=t+1wu1=wu1+4wu2=wu2-3.5elset=0yi=0deng1=0endifendifendifendifendifendifendif車位2存取車控制：ifer=1thenift<26thener2=er2+4t=t+1elseift<36thent=t+1che2=1lai21=0lai2=0elseift<62thener2=er2-4t=t+1elset=0deng2=1er=0endifendifendifelseifer=2thenift<26thener2=er2+4t=t+1elseift<36thent=t+1che2=0dao21=1elseift<62thener2=er2-4t=t+1elset=0deng2=0er=0endifendifendifendifendif車位3存取車控制：ifsan=1thenift<25thent=t+1si1=si1+3.8si2=si2-3.7elseift<48thent=t+1san2=san2+4.8elseift<55thent=t+1che3=1lai31=0lai3=0elseift<78thent=t+1san2=san2-4.8elseift<103thent=t+1si1=si1-3.8si2=si2+3.7elset=0san=0deng3=1endifendifendifendifendifelseifsan=2thenift<25thent=t+1si1=si1+3.8si2=si2-3.7elseift<48thent=t+1san2=san2+4.8elseift<55thent=t+1che3=0dao31=1elseift<78thent=t+1san2=san2-4.8elseift<103thent=t+1si1=si1-3.8si2=si2+3.7elset=0san=0deng3=0endifendifendifendifendifendifendif車位4存取車控制：ifsi=1thenche4=1deng4=1si=0lai31=0lai3=0elseifsi=2thenche4=0deng4=0si=0dao31=1endifendif車位5存取車控制：ifwu=1thenche5=1deng5=1wu=0lai11=0lai1=0elseifwu=2thenche5=0deng5=0wu=0dao11=1endifendif車位6存取車控制：ifliu=1thenift<25thent=t+1wu1=wu1-4wu2=wu2+3.5elseift<48thent=t+1liu2=liu2-5elseift<55thent=t+1che6=1lai11=0lai1=0elseift<78thent=t+1liu2=liu2+5elseift<103thent=t+1wu1=wu1+4wu2=wu2-3.5elset=0liu=0deng6=1endifendifendifendifendifelseifliu=2thenift<25thent=t+1wu1=wu1-4wu2=wu2+3.5elseift<48thent=t+1liu2=liu2-5elseift<55thent=t+1che6=0dao11=1elseift<78thent=t+1liu2=liu2+5elseift<103thent=t+1wu1=wu1+4wu2=wu2-3.5elset=0liu=0deng6=0endifendifendifendifendifendifendif車位7存取車控制：ifqi=1thenift<26thenqi2=qi2-4t=t+1elseift<36thent=t+1che7=1lai21=0lai2=0elseift<62thenqi2=qi2+4t=t+1elset=0deng7=1qi=0endifendifendifelseifqi=2thenift<26thenqi2=qi2-4t=t+1elseift<36thent=t+1che7=0dao21=1elseift<62thenqi2=qi2+4t=t+1elset=0deng7=0qi=0endifendifendifendifendif車位8存取車控制：ifba=1thenift<25thent=t+1si1=si1+3.8si2=si2-3.7elseift<48thent=t+1ba2=ba2-4.8elseift<55thent=t+1che8=1lai31=0lai3=0elseift<78thent=t+1ba2=ba2+4.8elseift<103thent=t+1si1=si1-3.8si2=si2+3.7elset=0ba=0deng8=1endifendifendifendifendifelseifba=2thenift<25thent=t+1si1=si1+3.8si2=si2-3.7elseift<48thent=t+1ba2=ba2-4.8elseift<55thent=t+1che8=0dao31=1elseift<78thent=t+1ba2=ba2+4.8elseift<103thent=t+1si1=si1-3.8si2=si2+3.7elset=0ba=0deng8=0endifendifendifendifendifendifendif3.3.2三車道來去車控制車道1控制：ifdao1=1theniftt1<37thentt1=tt1+1lai11=1lai1=lai1-20elsett1=0dao1=0endifendififdao11=1theniftt1<37thentt1=tt1+1qu1=qu1+20elsett1=0qu1=0dao11=0endifendif車道2控制：ifdao2=1theniftt2<41thentt2=tt2+1lai21=1lai2=lai2-20elsett2=0dao2=0endifendififdao21=1theniftt2<41thentt2=tt2+1qu2=qu2+20elsett2=0qu2=0dao21=0endifendif車道3控制：ifdao3=1theniftt3<46thentt3=tt3+1lai31=1lai3=lai3-20elsett3=0dao3=0endifendififdao31=1theniftt3<46thentt3=tt3+1qu3=qu3+20elsett3=0qu3=0dao31=0endifendif3.3．3封面時(shí)間和日期顯示日期=$Date時(shí)間=$Time3.3．4車庫存車狀態(tài)控制ifdeng1+deng2+deng3+deng4+deng5+deng6+deng7+deng8=8thenman=1elseman=0endif3.3.5存取車按鈕設(shè)置車道1存車按鈕1設(shè)置：車道2存車按鈕2設(shè)置：車道3存車按鈕3設(shè)置：取車按鈕4的設(shè)置：取車按鈕的設(shè)置中同列即同車道的存車按鈕設(shè)置程序相同，取車的所有按鈕設(shè)置都相同，在此都選擇其一做說明，其他的不再詳述。3.3.6三車道來車按鈕設(shè)置一車道控制和三車道控制相同，設(shè)置如下：二車道來車控制：3.3.7其他設(shè)置在“運(yùn)行策略”中，雙擊“循環(huán)策略”進(jìn)入，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入“策略屬性設(shè)置”，如下圖，只需要把“循環(huán)時(shí)間”設(shè)為：100ms，按確定即可。4.操作說明打開立體車庫動(dòng)畫演示畫面，按“F5”進(jìn)入運(yùn)行環(huán)境，開始為封面運(yùn)行界面，在封面任一處單擊，進(jìn)入立體車庫的運(yùn)行界面，此時(shí)車庫為空，車庫存車狀態(tài)為存車未滿可存車。顯示下圖所示：然后點(diǎn)擊任一車道的來車按鈕，相應(yīng)車道的車開始行駛，行駛到車庫前時(shí)，車停止運(yùn)行。例如按第一列的來車按鈕，第一列有車開始運(yùn)行，運(yùn)行到感應(yīng)區(qū)的車庫前停止運(yùn)行。只能按第一列1、5、6任意一個(gè)存車按鈕，存車開始。如點(diǎn)1按鈕，五號(hào)載車板先向左移，然后一號(hào)載車板下移到原來五號(hào)板的位置，來的車不可見，載車板1上的車可見，表示載車板載上車，然后一號(hào)載車板回到原來的位置，五號(hào)板也回到原來位置。隨后一號(hào)的車位指示燈將點(diǎn)亮，1號(hào)車位存車過程如下圖所示。圖1圖2圖3圖4當(dāng)?shù)诙衼碥嚂r(shí)，由于預(yù)留空車位設(shè)在地面層的中間車位，所以存車于上下兩層時(shí)，載車板直接做垂直運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行存車；當(dāng)?shù)谌衼碥嚂r(shí)，存于第三列的三、四、八號(hào)車位，存車過程同第一列的來車。當(dāng)某一列存車滿時(shí)不再存車，設(shè)計(jì)程序時(shí)使來車按鈕受控，此車道不再駛?cè)胲?。?dāng)車庫所有空車位都存滿車時(shí)，顯示狀態(tài)變?yōu)檐噹煲褲M，禁止停車。所有車道都不再駛?cè)胲嚕藸顟B(tài)如下圖所示。取車時(shí)，根據(jù)車位指示燈，按相應(yīng)的取車按鈕，取車程序啟動(dòng)，如取三號(hào)車位的車，地面層的四號(hào)板先右移，然后三號(hào)載車板載著車下來，到達(dá)地面層時(shí)，三號(hào)載車板的車駛走。接著三號(hào)載車板板回到原來的位置，四號(hào)板隨后復(fù)位，最后車位指示燈滅，取車結(jié)束。此時(shí)車庫存車狀態(tài)變?yōu)椋噹煳礉M，可存車。3號(hào)車位取車過程如下圖所示：圖5圖6圖7圖8所有車的取車過程和存車過程的原理相同。5.結(jié)論5．1總結(jié)立體停車庫是解決目前出現(xiàn)的城市停車難問題的一個(gè)有效方法，對(duì)其進(jìn)行研究是十分必要的。論文在參考查閱大量的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)升降橫移式立體車庫進(jìn)行了認(rèn)真和深入的研究，主要完成了升降橫移式式立體車庫存取車輛的優(yōu)化工作。利用組態(tài)軟件設(shè)計(jì)自動(dòng)車庫的動(dòng)態(tài)組態(tài)畫面，依據(jù)實(shí)際運(yùn)作的情況及畫面的布置，設(shè)定好各種變量的類型、初值。根據(jù)預(yù)想的運(yùn)作效