三種控制方案比較

繼電器控制方案在自動化立體停車庫應(yīng)用早期,繼電器控制方案是比較常見控制方案。它關(guān)鍵是利用多個主交流接觸器、中間接觸器以及過載熱繼電器等電器元件經(jīng)合理聯(lián)接組成含有簡單控制功效邏輯電路。繼電器-接觸器控制系統(tǒng)是由接觸器、繼電器、主令電器和保護電器根據(jù)一定控制邏輯接線組成控制系統(tǒng)。其工作原理就是采取硬接線邏輯,利用繼電器觸點串聯(lián)或并聯(lián),及延時繼電器滯后動作等組成控制邏輯,從而實現(xiàn)對電動機或其她機械設(shè)備起動、停止,反向、調(diào)速及多臺設(shè)備次序控制和自動保護功效。繼電器控制系統(tǒng)控制邏輯采取硬件接線,利用繼電器機械觸點串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯,其連線多且復(fù)雜、體積大、功耗大,系統(tǒng)組成后,想再改變或增加功效、較為困難。另外,繼電器觸點數(shù)量有限,所以繼電器控制系統(tǒng)靈活性和可擴展性受到很大限制。而且在繼電器控制電路中,當(dāng)電源接通時,電路中全部繼電器都處于受制約狀態(tài)即該吸合繼電器都同時吸合,不該吸合繼電器受某種條件限制而不能吸合。繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點動作實現(xiàn),工作頻率低,觸點開關(guān)動作通常在幾十毫秒數(shù)量級,且機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。因為繼電器控控制系統(tǒng)使用了大量機械觸點,連線多,觸點開閉時存在機械磨損、電弧燒傷等現(xiàn)象,觸點壽命短,所以可靠性和可維護性較差。繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。通常來說,時間繼電器存在定時正確度不高、定時范圍窄,且易受到環(huán)境濕度和溫度改變影響,時間調(diào)整困難等問題。所以,伴隨電子技術(shù)飛速發(fā)展,誕生了很多其它形式控制元器件,并已經(jīng)很快替換了這種早期控制形式。但對于小型低成本自動化立體停車庫,繼電器控制還在繼續(xù)被使用。在小型升降橫移式自動化立體停車庫中,因其控制元件比較少,專用性比較強,利用繼電器控制,其電路也對應(yīng)簡單,電路搭載用時少,成本也很低,適合于家庭用升降橫移式立體停車庫。繼電器控制也有很多不足之處。第一,難以實現(xiàn)智能模塊化控制;第二,不適合應(yīng)用于大規(guī)模、大容量立體停車庫;第三,元器件損壞率比較高,車庫運行可靠性不佳;最終,伴隨驅(qū)動部件不停增加,其邏輯電路搭載難度也大大增加了。所以對于大中型自動化立體停車庫,其控制形式就不適合利用繼電器控制形式。單片機控制方案單片微機就是我們通常所說單片機。單片機是一個集成在電路芯片,是采取超大規(guī)模集成電路技術(shù)把含有數(shù)據(jù)處理能力中央處理器CPU、存放器RAM、只讀存放器ROM、多個I/O口和中止系統(tǒng)、定時器/計時器等功效（可能還包含顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上組成一個小而完善計算機系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,實現(xiàn)模塊化;單片機可靠性高,可工作到106～107小時無故障;處理功效強,速度快;低電壓,低功耗,便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品;控制功效強;環(huán)境適應(yīng)能力強。單片機控制經(jīng)濟實惠,成本相對較低,但用單片機制作主控板受制版工藝、布局結(jié)構(gòu)、器件質(zhì)量等原因影響造成抗干擾能力差,故障率高,不易擴展,對環(huán)境依靠性強,開發(fā)周期長。一個采取單片機制作主控板不經(jīng)過很長時間實際驗證極難形成一個真正產(chǎn)品。單片機程序編寫復(fù)雜,編程周期較長且單片機內(nèi)存容量、速度、字長有限。所以,單片機單片機適適用于小型自動控制領(lǐng)域及無線控制領(lǐng)域較少包含管理。單片機控制在機電設(shè)備中是一個比較常見控制形式,因為它控制功效強、體積小、成本低、功耗小、成本低和使用方便,能夠直接裝到儀器設(shè)備上,所以在20世紀80年代以來得到飛速發(fā)展。理論上也可用于立體停車庫系統(tǒng),但實際上在立體停車庫控制系統(tǒng)中,單片微機控制卻沒有得到廣泛推廣應(yīng)用,其原因關(guān)鍵有以下幾點:1.單片微機控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長,系統(tǒng)調(diào)試耗時比較多;2.單片微機抗干擾能力比較弱,所以對現(xiàn)場工作環(huán)境要求很苛刻;3.單片微機本身就是弱電驅(qū)動,不過對于停車庫系統(tǒng)來說,實施部件是電機,屬強電系統(tǒng),這就需要由弱電驅(qū)動強電,伴隨驅(qū)動步驟增加,系統(tǒng)可靠性就下降了;4.單片微機控制系統(tǒng),其控制程序基礎(chǔ)上是匯編語言,匯編語言即使功效比較強大,不過程序編制工作量比較大。所以,單片微機在升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中應(yīng)用現(xiàn)在還不成熟,也是以后停車庫系統(tǒng)研究開發(fā)一個方向。PLC控制方案PLC又名可編程序控制器是近幾十年發(fā)展起來一個新型、非常有用工業(yè)控制裝置,因為它把計算機編程靈活、功效齊全、應(yīng)用面廣等優(yōu)點與繼電器-接觸器控制系統(tǒng)控制簡單、使用方便、價格廉價等優(yōu)點結(jié)合起來,而其本身又含有體積小、重量輕、功耗低、可靠性好等特點,所以在工礦企業(yè)多種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程自動控制系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用,已成為現(xiàn)代工業(yè)自動化關(guān)鍵控制裝置之一。

PLC采取存放器邏輯,其控制邏輯以程序方法存放在內(nèi)存中,要改變控制邏輯只需改變程序即可,故稱“軟接線”。其接線少,體積小,所以靈活性和擴展性都很好。PLC由大、中規(guī)模集成電路組成,所以功耗較小。PLC控制邏輯中,各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描中。PLC采取微電子技術(shù),大量開關(guān)動作由無觸點半導(dǎo)體電路來完成,體積小、壽命長、可靠性高。PLC配有自檢和監(jiān)督功效,能檢驗出本身故障并隨時顯示給操作人員,還能動態(tài)地監(jiān)視控制程序?qū)嵤┣闆r,為現(xiàn)場調(diào)試和維護提供了方便。PLC由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制,屬無觸點控制,速度極快,一條用戶指令實施時間通常在微秒數(shù)量級,且不會出現(xiàn)抖動。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時器,時基脈沖由晶體振蕩產(chǎn)生,精度相當(dāng)高,且定時時間不受環(huán)境影響,定時范圍通常從0.001S到若干天或更長;用戶可依據(jù)需要在程序中設(shè)置定時值,然后用軟件來控制訂時時間。不過PLC價格比較貴,通常都是幾百元以上,所以并不適適用于那些價格廉價廠品使用。而可編程控制器與繼電器、單片微機相比還有著比較獨特優(yōu)點:1.靈活、通用在繼電器控制系統(tǒng)中,使用控制器件是大量繼電器,整個系統(tǒng)是依據(jù)設(shè)計好電器控制圖,由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成,其過程費時費力。假如因為工藝上稍許改變,需要改變電器控制系統(tǒng)話,那么原先整個電器控制系統(tǒng)將被全部拆除,而重新進行布線、焊接、固定等工作,花費了大量人力、物力和時間。而可編程控制器是經(jīng)過存放在存放器中程序?qū)崿F(xiàn)控制功效,假如控制功效需要改變話,只需要修改程序以及改動極少許接線即可。而且,同一臺可編程控制器還能夠用于不一樣控制對象,只要改變軟件就能夠?qū)崿F(xiàn)不一樣控制要求,所以含有很大靈活性、通用性。另外PLC產(chǎn)品還含有多樣化、系列化特點,其結(jié)構(gòu)形式多個多樣,同一系列又有低級、高級之分,所以能夠適應(yīng)于多種不一樣規(guī)模、不一樣要求工業(yè)控制。PLC還有多個功效模塊,能夠依據(jù)需要靈活組合成多種不一樣功效控制裝置,實現(xiàn)多種特殊控制要求。2.可靠性高、抗干擾能力強對于立體停車庫而言,可靠性是一個非常關(guān)鍵指標,怎樣能在多種惡劣工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下,平穩(wěn)可靠工作,將故障率降至最低,是研制每一個控制器件必需考慮問題。PLC研制者在這首先采取了很多有利方法,使PLC含有很高可靠性和抗干擾能力,所以被稱為“專為適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境而設(shè)計計算機”。首先,PLC采取微電子技術(shù),大量開關(guān)動作是由無觸點半導(dǎo)體電路來完成,所以不會出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中接線老化、脫焊、觸點電弧等現(xiàn)象,提升了可靠性。另外,PLC還在硬件和軟件兩方面采取了以下關(guān)鍵方法來提升其可靠性。①硬件方法對于電源變壓器、CPU和編程器等關(guān)鍵部件,均采取嚴格方法進行屏蔽,以防外界干擾;對供電系統(tǒng)及輸入線路采取多個形式濾波,如LC或n型濾波網(wǎng)絡(luò),以消除或抑制高頻干擾,也減弱了多種模塊之間相互影響;對CPU這個關(guān)鍵部件所需+5V電源,采取多級濾波,并用集成電壓調(diào)整器進行調(diào)整,以適應(yīng)交流電網(wǎng)波動和過電壓、欠電壓影響;在CPU與I/O電路之間,采取光電隔離方法,有效隔離了內(nèi)部電路與I/O間電聯(lián)絡(luò),降低故障和誤動作;采取模塊式結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)有利于在故障情況下短時修復(fù)。因為一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障就能快速更換,使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。②軟件方法監(jiān)控程序定時監(jiān)測外界環(huán)境,如掉電、鉗電壓、后備電池電壓過低及強干擾信號等:當(dāng)檢測到故障時,立刻把現(xiàn)實狀況態(tài)存入存放器,并對存放器進行封閉,嚴禁對存放器任何操作,以防存放信息被沖掉。這么,一旦檢測到外界環(huán)境正常后,便可恢復(fù)到故障發(fā)生前狀態(tài),繼續(xù)原來程序工作;設(shè)置監(jiān)視定時器WDT,假如程序每次循環(huán)實施時間超出了WDT要求時間,表明程序進入死循壞,立刻報警;加強對程序檢驗和校驗,一旦程序有錯,立刻報警,并停止實施;對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)進行電池后備,停電時利用后備電池供電,確保信息不丟失。因為采取了以上方法,使PLC可靠性、抗干擾能力大大提升,這是PLC控制優(yōu)于單片計算機控制一大特點。3.編程簡單、使用方便用單片計算機實現(xiàn)控制,使用是匯編語言,難于掌握,要求使用者含有一定水平計算機硬件和軟件知識。而PLC采取面向控制過程、面向問題“自然語言”編程,輕易掌握。比如現(xiàn)在大多數(shù)PLC采取梯形圖語言編程方法,既繼承了繼電器控制線路清楚直觀感,又考慮到大多數(shù)電器技術(shù)人員讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機水平,很輕易被電器技術(shù)人員所接收。PLC易于編程,程序改變時也輕易修改,靈活方便。它與現(xiàn)在微機控制常見匯編語言相比,即使在PLC內(nèi)部增加了解釋程序,增加了程序?qū)嵤r間,但對大多數(shù)停車庫控制設(shè)備來說,PLC控制速度是足夠。用單片計算機控制,只有在輸入輸出接口上做大量工作,才能與控制現(xiàn)場連接起來,調(diào)試也比較麻煩。而PLC輸入輸出接口已經(jīng)做好,可直接與控制現(xiàn)場用戶設(shè)備直接連接。輸入接口能夠與多種開關(guān)和傳感器連接,輸出接口含有較強驅(qū)動能力,能夠直接與繼電器、接觸器和電磁閥等連接,使用很方便。4.接線簡單PLC接線只需將輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)等)與PLC輸入端子連接,將輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥等)與PLC輸出端子連接。接線工具僅為螺絲刀,接線工作極其簡單、工作量極少。5.功效強現(xiàn)代PLC不僅含有條件控制、計時、計數(shù)和步進等控制功效,而且還能完成A/D,D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。所以,它既可對開關(guān)量進行控制,又可對模擬量進行控制;既可控制一臺單機、一個車庫,又可控制一個車庫群。既可現(xiàn)場控制,又可遠距離控制。既可控制簡單系統(tǒng),又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。6.體積小、重量輕和易于實現(xiàn)機電一體化因為PLC采取了半導(dǎo)體集成電路。所以含有體積小、重量輕、功耗低特點。且因為PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計專用計算機,其結(jié)構(gòu)緊湊、堅固耐用、體積小巧,并因為含有很強可靠性和抗干擾能力,使之易于裝入機械設(shè)備內(nèi)部,所以成為實現(xiàn)機電一體化十分理想控制設(shè)備。一樣,可編程控制器控制也有其不足地方,在性價比上要高于繼電器控制和單片微機控制;其開發(fā)潛