用组态软件实现立体车库设计论文

用组态软件实现立体车库的控制摘要立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施，随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题已经成为大中城市的一个普遍现象。机械立体车库课充分利用土地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，主要介绍了利用MCGS组态软件,根据设计内容与要求介绍了自动立体车库系统的结构、功能、和设计思路方法，制作出自动立体车库存车的动态画面演示。详细介绍了这种自动立体车库系统的结构功能、控制的工作原理及系统的软件设计方法。监控人员可以将车库内的实际运行情况反馈到监控画面,使得能够及时准确地了解到车库的运行情况。关键词：MGCS组态软件；立体车库；自动控制ABSTRCT:stereogarageisdesignedtoachieveavarietyofvehiclesparkingandscientificstoragewarehousingfacilities,withthecitycarownershipgrowing,theparkingproblemhasbecomeacommonphenomenoninlargeandmedium-sizedcities.Classofstereomechanicalgaragefulluseoflandresources,playspacesuperiority,tomaximizetheparkinghasbecomeanimportantwaytosolvethestaticurbantrafficproblems.Thesubjectofamoretypicalliftingandtransferringtypeparkingstudy,whichmainlydescribesMCGSconfigurationsoftware,stereoscopicsystemofthegaragestructure,function,anddesignideasformethodstodesignthecontentandrequirements,createthestereoscopiccarstockcar'sdynamicthepicturepresentation.Describedindetailthestructureandfunctionofthestereoscopicgaragesystem,controltheworkingprincipleandsystemsoftwaredesignmethods.Monitoringpersonneltotheactualoperationofthefeedbackinthegaragetothemonitorthepicture,makesitpossibletopromptlyandaccuratelyunderstandtheoperationofthegarage.Keywords:MGCSconfigurationsoftware;stereoscopicgarage目录前言 11．设计内容与分析 21.1设计内容 21.2设计要求 21） 22） 23） 24） 35） 36） 37） 32设计思路 33.组态动画设计 43.1画面设计 43．2所有系统变量设置 43.3循环策略程序设计 53.3.1各车位载车板程序设计 53.3.2三车道来去车控制 83.3．3封面时间和日期显示 83.3．4车库存车状态控制 83.3.5存取车按钮设置 93.3.6三车道来车按钮设置 93.3.7其他设置 104.操作说明 105.结论 125．1总结 125.2展望 125.3心得体会 13谢辞 14参考文献 15前言随着经济的发展，拥有汽车的国人越来越多，由于中国加入世贸关税进一降低，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。机械式立体车库具有占地面积小、操作简单、灵活，安全可靠等诸多独特的优点，对于在寸土寸金的大都市建造平面车库具有明显的优点。智能立体车库就应运而生成为城市交通的一个研究热点，国家已把其列入了“九五”重点科技攻关项目之一。机械式立体车库发源于上世纪20年代的美国，是在繁华拥挤的都市里为解决停车难而采取的一种措施。50年代以后，伴随着私人小汽车的大量涌现，在西欧、东南亚、韩国和日本都得到了广泛的应用。形成了一个包括制造、安装、使用和维修的行业体系。其中，发展较早、较好的日本公司有新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等欧洲有意大利SOTefin、Interpark、德国Palis等。这些国家和公司从上世纪六十年代初就开发并使用可最大限度地利用空间的机械式停车设备，经过几十年的不断发展，机械停车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断地更新换代，日趋完美。我国立体车库的发展，始于上世纪八十年代，河北承德的华一机械车库集团有限责任公司于1989年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库，填补了国内机械式停车车库的空白。虽然从二十世纪八十年代就开始研制和使用机械式立体车库，但由于市场需求原因，十多年来缓慢发展。近年来，中国经济腾飞，城市化进程加快，汽车工业和汽车需求市场得到快速发展，汽车保有量的不断增加。然而，城市停车设施的增长却长期落后于车辆的增长。立体车库产业在上世纪九十年代迅速兴起，步入了引进、开发、制造和使用的快车道，国内立体停车库市场正以直线上升的态势在飞速发展。随着工业自动化水平的迅速提高，人们对工业自动化的要求越来越高，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，适当传统的工业控制软件已不能满足用户的各种要求，MCGS工控组态软件的出现为解决一些实际工程问题提供了一种崭新的方法。MCGS(MonitorandControlGeneratedSystem)是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Windows98/Me/NT/2000/XP等操作系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。MCGS具有操作介面简便、可视性好、可维护性强、高稳定性、高可靠性、系统的可扩充性等突出特点，己成功应用于石油、化工、钢铁、电力、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源、农业、轻工自动化等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定性好、可靠性高，为用户创造了良好的经济效益。近几年来随着组态软件的广泛应用,结合车库监控系统的实际要求和组态软件的特点开始将组态软件应用到车库的控制系统。通过组态画面实时的对车库系统进行有效的监控,并可通过计算机直接控制车库的运行,充分提高系统的工作效率和监控力度,保障车库的可靠性。且由于组态软件编程语言的简洁明了，使我们能清楚的了解到其运作的基本原理。与以往车库控制中采用的单片机等软件相比,MCGS操作更简便,其动画显示使人机界面更加人性化,因此基于组态软件的车库控制系统的研究具有重要的现实意义。1．设计内容与分析1.1设计内容确定垂直升降式立体停车设备的总体布局利用组态软件搭建动画组态立体车库画面模型，然后进行存取车方式等各个组成部分的总体设计、编写相应的控制程序实现对立体车库的控制，完成设计要求。然后对所设计的车库进行动画演示，不断调试直到达到预期的效果。然后归纳、总结并完善报告。1.2设计要求1）此设计为三层三列式立体车库，共八个车位，中间层为地面层，有两个车位，空出一个车位，专为底层和顶层存取车借用。底层为地下层，有三个车位，顶层也有三个车位。2）顶层和底层车位的载车板只能垂直移动，地面层车位的载车板只能水平移动。3）相应列的来车只能存于此列的空车位，若误按了其他列的存车按钮时，无效，即载车板不动作。4）当存车于地面层的车位时，车辆直接驶入。5）当来车要存于底层或顶层，地面层的相应列载车板先平移到中间留的空车位，为其他两层车位载车板的到来空出车位，底层或顶层开始垂直运动，运动到地面层，载车，然后载车板载着车垂直运动，回到原来车位，当车停好为后，地面层移过去的载车板水平运动回原来位置，车位指示灯亮，表示该车位已有存车。此时，再来车时，若按到已存车按钮，无效。6）取时，按相应的取车按钮，取车进行，和存车过程相同，取车结束后，车位指示灯熄灭，表示此车为为空。7）有车库的存车状态显示，当车库存车已满时，有相应的指示，并停止存车。2设计思路按照设计要求，自动控制方式是立体停车库的正常工作方式，按存取车按钮，系统调用相应的车位移动程序，自动完成存取车操作。存取车控制的主要问题是解决车位移动问题，当选择某车位进行存取车操作时，需要移开它下面的所有车位，建立下行通道。建立下行通道须遵循高效原则，包括两个方面：建立下行通道的时间最少，即车位移动的距离最短；建立下行通道所需移动的车位数最少。当选择地面层车位存取车时，由于地面层车位车辆可以直接出入，因此不用考虑空位的位置，可以直接进行存取车操作。当选择存取车位为底层或顶层车位时，根据高效原则，比较所选车位与地面层的空位进行位置比较。若该车位在地面层空位在左侧，则地面层的相关车位右移，若该车位在地面层空位右侧，则地面层的相关车位左移，最终使所选车位的下面形成通道，便于该车位升降，完成存取车操作。为了保证存取车控制的可靠和高效，建立了存取车复位规则。车位横移复位规则：横移车位进行列复位。在下行通道的建立过程中地面层车位需要横移操作，为了保证存取车的效率，规定存取车完毕，横移车位需要复位。为了保证存取车控制的可靠性，规定存取车完毕后，在系统没有强行停止的情况下，下降车位完成存取车操作后及时上升，恢复到该车位所在的层位。为了得到更好的控制效果，附加按钮控制，进一步提高车库存车的可靠性和合理性。3.组态动画设计3.1画面设计打开MCGS软件，单击“用户窗口”，新建窗口，根据已经规划好的画面在新建窗口中生成封面和立体车库画面，然后保存。立体车库的封面设计如下图：立体车库门控制系统动画演示画面如下图。画面中设计了立体车库、汽车存车按钮、取车按钮，除此之外还设计了来车按钮，控制车的到来。立体车库的控制组态设计的画面如下：3．2所有系统变量设置3.3循环策略程序设计立体车库演示画面的主要程序有：3.3.1各车位载车板程序设计车位1存取车控制：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车位2存取车控制：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车位3存取车控制：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车位4存取车控制：ifsi=1thenche4=1deng4=1si=0lai31=0lai3=0elseifsi=2thenche4=0deng4=0si=0dao31=1endifendif车位5存取车控制：ifwu=1thenche5=1deng5=1wu=0lai11=0lai1=0elseifwu=2thenche5=0deng5=0wu=0dao11=1endifendif车位6存取车控制：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车位7存取车控制：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车位8存取车控制：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=0endifendifendifendifendifendifendif3.3.2三车道来去车控制车道1控制：ifdao1=1theniftt1<37thentt1=tt1+1lai11=1lai1=lai1-20elsett1=0dao1=0endifendififdao11=1theniftt1<37thentt1=tt1+1qu1=qu1+20elsett1=0qu1=0dao11=0endifendif车道2控制：ifdao2=1theniftt2<41thentt2=tt2+1lai21=1lai2=lai2-20elsett2=0dao2=0endifendififdao21=1theniftt2<41thentt2=tt2+1qu2=qu2+20elsett2=0qu2=0dao21=0endifendif车道3控制：ifdao3=1theniftt3<46thentt3=tt3+1lai31=1lai3=lai3-20elsett3=0dao3=0endifendififdao31=1theniftt3<46thentt3=tt3+1qu3=qu3+20elsett3=0qu3=0dao31=0endifendif3.3．3封面时间和日期显示日期=$Date时间=$Time3.3．4车库存车状态控制ifdeng1+deng2+deng3+deng4+deng5+deng6+deng7+deng8=8thenman=1elseman=0endif3.3.5存取车按钮设置车道1存车按钮1设置：车道2存车按钮2设置：车道3存车按钮3设置：取车按钮4的设置：取车按钮的设置中同列即同车道的存车按钮设置程序相同，取车的所有按钮设置都相同，在此都选择其一做说明，其他的不再详述。3.3.6三车道来车按钮设置一车道控制和三车道控制相同，设置如下：二车道来车控制：3.3.7其他设置在“运行策略”中，双击“循环策略”进入，双击图标进入“策略属性设置”，如下图，只需要把“循环时间”设为：100ms，按确定即可。4.操作说明打开立体车库动画演示画面，按“F5”进入运行环境，开始为封面运行界面，在封面任一处单击，进入立体车库的运行界面，此时车库为空，车库存车状态为存车未满可存车。显示下图所示：然后点击任一车道的来车按钮，相应车道的车开始行驶，行驶到车库前时，车停止运行。例如按第一列的来车按钮，第一列有车开始运行，运行到感应区的车库前停止运行。只能按第一列1、5、6任意一个存车按钮，存车开始。如点1按钮，五号载车板先向左移，然后一号载车板下移到原来五号板的位置，来的车不可见，载车板1上的车可见，表示载车板载上车，然后一号载车板回到原来的位置，五号板也回到原来位置。随后一号的车位指示灯将点亮，1号车位存车过程如下图所示。图1图2图3图4当第二列来车时，由于预留空车位设在地面层的中间车位，所以存车于上下两层时，载车板直接做垂直运动，进行存车；当第三列来车时，存于第三列的三、四、八号车位，存车过程同第一列的来车。当某一列存车满时不再存车，设计程序时使来车按钮受控，此车道不再驶入车。当车库所有空车位都存满车时，显示状态变为车库已满，禁止停车。所有车道都不再驶入车，此状态如下图所示。取车时，根据车位指示灯，按相应的取车按钮，取车程序启动，如取三号车位的车，地面层的四号板先右移，然后三号载车板载着车下来，到达地面层时，三号载车板的车驶走。接着三号载车板板回到原来的位置，四号板随后复位，最后车位指示灯灭，取车结束。此时车库存车状态变为，车库未满，可存车。3号车位取车过程如下图所示：图5图6图7图8所有车的取车过程和存车过程的原理相同。5.结论5．1总结立体停车库是解决目前出现的城市停车难问题的一个有效方法，对其进行研究是十分必要的。论文在参考查阅大量的相关专业文献的基础上，对升降横移式立体车库进行了认真和深入的研究，主要完成了升降横移式式立体车库存取车辆的优化工作。利用组态软件设计自动车库的动态组态画面，依据实际运作的情况及画面的布置，设定好各种变量的类型、初值。根据预想的运作效