基于PLC控制立體停車庫的設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計

1、南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢 業(yè) 論 文 題 目： 基于PLC控制立體停車庫的設(shè)計 作 者： 黃鑫瑞 學(xué) 號：二級學(xué)院 ： 通信信號學(xué)院 系 ： 電子電氣系 專 業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 班 級： 電氣自動化1301班 指導(dǎo)者： 甘艷 工程師 評閱者： 2016年 6 月畢業(yè)設(shè)計（論文）中文摘要基于 PLC控制立體停車庫的設(shè)計摘要 如今，隨著科技的進(jìn)步，汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車已經(jīng)成為城市中必不可少的交通工具。在超市，商場，賓館，大型小區(qū)等人流密集的地方，停車位需求量供不應(yīng)求。立體停車庫較傳統(tǒng)自然停車庫相比，可以充分利用空間，這將在一定程度上緩解停車難的問題。 本著緩解這一問題的目

2、的，本文設(shè)計了一套以PLC為控制系統(tǒng)核心的立體停車庫。主要完成的任務(wù)有系統(tǒng)構(gòu)造，PLC的I/O分配，工作流程圖以及PLC程序的編寫。此次設(shè)計綜合考慮了多種停車情況,對于PLC實(shí)現(xiàn)停車系統(tǒng)自動控制進(jìn)行了進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。本次設(shè)計的過程將會對于我在今后在工作崗位上從事項目設(shè)計有很大的幫助，增加寶貴的經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞 立體停車庫，S7-200 PLC，控制系統(tǒng)，梯形圖第 1 頁 共 1 頁目 次1 緒論11.1 研究背景以及研究意義11.2 立體停車庫的發(fā)展概況11.3 課題研究內(nèi)容22 立體停車庫的概述22.1 立體停車庫的定義22.2 立體停車庫的種類和特點(diǎn)22.3 立體停車庫的工作原理33 立體停車庫

3、控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計33.1 立體停車庫控制系統(tǒng)方案33.2 立體停車庫的系統(tǒng)構(gòu)成43.3 立體停車庫的控制要求的特點(diǎn)43.4 7位立體停車庫外部結(jié)構(gòu)示意圖54 立體停車庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計54.1 PLC的選型54.2 傳感器的選型124.3 限位開關(guān)的選型124.4 驅(qū)動電機(jī)的選型135 立體停車庫系統(tǒng)的軟件設(shè)計135.1梯形圖135.2立體停車庫程序梯形圖設(shè)計136 程序仿真調(diào)試22結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25第 25 頁 共 25 頁1 緒論1.1 研究背景以及研究意義 隨著我國改革開放以來不斷發(fā)展、汽車產(chǎn)業(yè)的崛起，停車?yán)щy的問題出現(xiàn)在越來越多的城市。在我看來，造成這種問題主要是由于停車場

4、空間的利用不足和城市土地資源有限。近些年，越來越多的人認(rèn)為方便出行都擁有了自己的私家車，然而汽車并不是24小時都會被人們使用，其大部分時間都是要處在停放狀態(tài)。一些商場、醫(yī)院、小區(qū)等公共場所人流集中區(qū)域?qū)ν＼嚨男枨罅扛鼮閺V大。此外，由于地下停車庫需要留足充分的汽車行駛通道，那么平均一輛車都要占據(jù)停車庫約40平方米的面積，在有限的地下停車庫中停車數(shù)量就會受到限制。這兩點(diǎn)使得停車問題陷入被動。因此，人們?yōu)榻鉀Q這些問題，開始研發(fā)機(jī)械式立體停車庫。機(jī)械式立體停車庫具有占地面積少、空間利用率高、操作方便、靈動的優(yōu)點(diǎn)。  大力發(fā)展機(jī)械式立體停車庫不僅可以緩解社會停車?yán)щy的矛盾，其本身作為一種機(jī)電設(shè)

5、備，伴隨使用量的增加，還可以帶動我國第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長。根據(jù)市場調(diào)查，目前我國生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備的廠家還較少，因此發(fā)展機(jī)械式立體停車設(shè)備刻不容緩。1.2 立體停車庫的發(fā)展概況1.2.1 國外立體停車庫發(fā)展概況 20世紀(jì)20年代，立體停車庫最早出現(xiàn)在美國。50年代后，西歐、美國又研發(fā)了多種類型的立體停車庫。20世紀(jì)60年代，日本最早開始研發(fā)機(jī)械式立體停車設(shè)備。隨著不斷發(fā)展與投入增加，日本目前被投用于社會的機(jī)械式停車位已經(jīng)超過300萬個。70年代中期，韓國通過從日本引進(jìn)以及結(jié)合本國的科技研發(fā)成果，開始發(fā)展機(jī)械式立體停車設(shè)備，最終在90年代后被廣泛投入社會。目前，由于韓國政府對這種設(shè)備

6、的開發(fā)十分重視，其停車設(shè)備產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。美國、西歐地區(qū)雖然最早開始研發(fā)立體停車庫，但歐美國家相對亞洲地區(qū)國家，人口稀疏，人均面積較大，對立體停車設(shè)備需求較少，主要是使用巷道堆垛類立體停車設(shè)備。1.2.2 國內(nèi)立體停車庫發(fā)展概況 80年代后期，我國開始研發(fā)機(jī)械式立體停車設(shè)備，90年代已經(jīng)有部分發(fā)達(dá)地區(qū)投入使用。2000年以后，隨著我國科技的快速進(jìn)步，人口的增加，GDP的快速增長，家家戶戶都開始擁有私家車，此時我國借鑒日本、美歐地區(qū)先進(jìn)的生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備技術(shù)，并且結(jié)合自己的科技成果，開始大規(guī)模加大生產(chǎn)量，快速發(fā)展。 現(xiàn)在全國已有100多家企業(yè)在生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備，平均每年可以生產(chǎn)大約

7、10萬個車位。目前我國生產(chǎn)機(jī)械式立體停車設(shè)備的數(shù)量不斷增加，年平均增長率在30%以上。1.3 課題研究內(nèi)容 本文以某小區(qū)地下立體停車庫為例，設(shè)計了以PLC為控制器的7位立體停車庫控制系統(tǒng)。設(shè)計先結(jié)合立體停車庫的功能需求和控制要求確立總體設(shè)計方案，接著再從硬件設(shè)計和軟件設(shè)計入手，最后進(jìn)行程序調(diào)試。2 立體停車庫的概述2.1 立體停車庫的定義 立體停車庫，是用來最大量存取儲放車輛的機(jī)械或機(jī)械設(shè)備系統(tǒng)，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備。立體車庫分為機(jī)械構(gòu)件、液壓系統(tǒng)、電氣傳動、光電檢測和PLC控制系統(tǒng)。機(jī)械系統(tǒng)由立樁、載車板（托盤）、懸臂、升降架、橫移機(jī)械、防附保護(hù)裝置等構(gòu)成。電氣傳動由主拖動電機(jī)、平層外償電

8、動機(jī)、開門控電動機(jī)、升轉(zhuǎn)電動機(jī)、橫向移動電動機(jī)等構(gòu)成。2.2 立體停車庫的種類和特點(diǎn)立體停車庫參照J(rèn)BT8713機(jī)械式停車設(shè)備類別、型式與基本參數(shù)，機(jī)械式停車設(shè)備按其工作原理可分為以下類別： （1） 升降橫移類：通過讓載車板升降或橫移來實(shí)現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。（2） 垂直循環(huán)類：垂直循環(huán)類機(jī)械式停車設(shè)備。（3） 水平循環(huán)類：采用一個水平循環(huán)運(yùn)動的車位系統(tǒng)來存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。（4） 多層循環(huán)類：采用通過使載車板作上下循環(huán)運(yùn)動而實(shí)現(xiàn)車輛多層存放的機(jī)械式停車設(shè)備。（5） 平面移動類：在同一層上用搬運(yùn)或起重機(jī)平面移動車輛或泊車板平面橫移存取車輛，亦可搬運(yùn)機(jī)和升降機(jī)配合實(shí)現(xiàn)多層平面移動

9、存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。（6） 巷道堆垛類：以巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)將進(jìn)到搬運(yùn)器的車輛水平且垂直移動到存車位，并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。（7） 垂直升降類：垂直升降類汽車停車設(shè)備亦可稱為塔式立體停車設(shè)備，通過提升機(jī)的升降和裝在提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移，實(shí)現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。（8） 簡易升降類：車位分成上、下二層或二層以上，借助升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車存入或取出的簡易機(jī)械式停車設(shè)備叫做簡易升降類機(jī)械式停車設(shè)備。簡易升降類機(jī)械式停車設(shè)備一般為準(zhǔn)無人方式，即人離開后移動汽車的方式。（9） 汽車升降機(jī)類：汽車專用升降機(jī)是專門用作不同平面的汽車搬運(yùn)的升降機(jī)，它只起搬運(yùn)作

10、用，無直接存取的作用。2.3 立體停車庫的工作原理以2層3列式停車裝備為例，根據(jù)規(guī)定，除了底層以外的全部車位均能升降，除了頂層以外的全部車位均能橫移。圖中1、2號車可以直接存取車，34號車通過其下方的1、2號車左右橫移來讓其下方空出車位，當(dāng)其下方?jīng)]右車位時自行下降完成存取車，完成存取車后復(fù)位；5號車在下面車位沒有車的情況下可以直接下降進(jìn)行存取車，當(dāng)其下方有車位時需要讓1、2號車位左右橫移空出車位后再自行下降完成存取車，完成存取車后復(fù)位。例如要取4號車，先將2號車位向右橫移，4號車位下降，然后取車，取完車后進(jìn)行復(fù)位。  圖2-1 工作原理分析圖3 立體停車庫控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計3.1

11、立體停車庫控制系統(tǒng)方案框架總成：分為鋼結(jié)構(gòu)固定部分和載車板，均采用鋼型材料。鋼結(jié)構(gòu)具有可靠性高、材料的強(qiáng)度高和鋼結(jié)構(gòu)自重小、料的塑性和韌性好、鋼結(jié)構(gòu)制造簡便且施工工期短和鋼材的耐銹蝕性差的優(yōu)點(diǎn)。載車板有兩種，一種是上載車板，一種是下載車板。根據(jù)規(guī)定，下載車板一定不可能懸掛鏈條。所以我們常常把下層載車板設(shè)計的要短于上層載車板，這樣做也經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，節(jié)省材料。驅(qū)動系統(tǒng)：由一個三相交流電機(jī)提供動力，通過鏈條鋼輪來使載車板移動。有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動系統(tǒng)裝配在每塊下層載車板的內(nèi)部。四只鋼輪裝配在每個下層載車板的底部，這使得載車板能夠在導(dǎo)軌上移動，鋼輪分為兩種，一種是主動輪，一種是從動輪，主動輪裝在長傳

12、動軸兩側(cè)。具體參照圖3-1。圖3-1 鏈傳動簡單示意圖 控制系統(tǒng)：由可編程控制器和相關(guān)功能開關(guān)構(gòu)成。 檢測系統(tǒng)：由稱重傳感器和光電傳感器構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對車身長度是否超長和車體重量是否超載的檢測。 安全系統(tǒng)：設(shè)置急停開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)異常時，能立即停止。當(dāng)檢測系統(tǒng)檢測到車身超長或車子超重時能停止工作，防止發(fā)生意外。設(shè)置防墜裝置，防止車子墜落發(fā)生意外。PLC驅(qū)動系統(tǒng)控制系統(tǒng)立體停車庫檢測系統(tǒng)圖3-2 系統(tǒng)框圖3.2 立體停車庫的系統(tǒng)構(gòu)成PLC立體停車庫系統(tǒng)驅(qū)動系統(tǒng)檢測系統(tǒng)控制系統(tǒng)安全系統(tǒng)電機(jī)故障報警裝置傳感器開關(guān)PLC圖3-3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3.3 立體停車庫的控制要求的特點(diǎn)手動、自動操作功能：設(shè)置手動和自

13、動兩種方式來實(shí)現(xiàn)對立體停車庫的控制。手動操作實(shí)現(xiàn)停車庫位的上下左右移動。自動操作實(shí)現(xiàn)選擇一個車位后，這個車位自動下降。復(fù)位功能：當(dāng)車輛停車到位后，按下復(fù)位鍵，停車庫車位回到原來位置。急停功能：當(dāng)停車庫運(yùn)行過程中發(fā)生緊急事故時，按下急停鍵可立即停止電機(jī)運(yùn)行。超載監(jiān)測功能：利用傳感器對車體重量進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)車體重量超載時，停車庫停止運(yùn)行，并報警。 車身長度監(jiān)測功能：利用傳感器對車身長度進(jìn)行監(jiān)測，當(dāng)車身長度超過停車庫規(guī)定車身長度，停止車庫運(yùn)行，并報警。電動機(jī)過載保護(hù)功能：當(dāng)電動機(jī)過載時，停車庫停止運(yùn)轉(zhuǎn)。過載消除后門自動恢復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3.4 7位立體停車庫外部結(jié)構(gòu)示意圖圖3-4 7位立體停車庫外部結(jié)構(gòu)示意圖

14、圖3-5 7位立體車庫設(shè)備外部結(jié)構(gòu)示意圖4 立體停車庫系統(tǒng)的硬件設(shè)計4.1 PLC的選型用戶選擇PLC，主要是依據(jù)控制系統(tǒng)對PLC的技術(shù)指標(biāo)的要求來進(jìn)行的，其性能指標(biāo)主要有：I/O點(diǎn)數(shù)、存儲容量、掃描速度、指令系統(tǒng)、擴(kuò)展能力等。4.1.1 PLC的概述1987年2月，國際電工委員會（IEC）對可編程程序控制器的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計。它采用一類可編程序的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程、執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。在工業(yè)自動化控制中，最常用的三種控制方

15、式有PLC控制、單片機(jī)控制和繼電器器控制，這三種控制方式相比較起來各有優(yōu)缺點(diǎn)。通過三種方式對比，我們認(rèn)為立體停車庫用PLC控制更加具有優(yōu)勢。倘若使用使用繼電器控制，繼電器控制系統(tǒng)的延時控制是依靠時間繼電器的滯后來實(shí)現(xiàn)，繼電器控制精度低，不方便調(diào)整時間，并且十分容易受到外部環(huán)境的溫度和濕度的影響。因?yàn)槔^電器的觸點(diǎn)有限，它的靈活性和擴(kuò)展性都會被制約；倘若使用單片機(jī)來控制，單片機(jī)不能夠同外部I/O信號相連，由于其為集成電路。此外，用單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動化控制需要耗費(fèi)大量的時間來完成其集成電路、硬件電路圖的繪制以及軟件的編制。因此，我們總結(jié)PLC控制系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：（1） 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，能夠

16、穩(wěn)定運(yùn)行（2） I/O接口豐富，功能完善、擴(kuò)展便利、維護(hù)便利（3） 編程方便、易學(xué)易用（4） 易于實(shí)現(xiàn)“機(jī)電一體化”（5） 體積小、重量輕、功耗低，容易安裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部（6） 性價比高4.1.2 PLC的結(jié)構(gòu)組成及其作用PLC的硬件是由中央處理器、電源、存儲器、I/O電路、擴(kuò)展電路、外接電路等構(gòu)成。（1） 中央處理器（CPU）CPU是PLC的控制核心，它的功能是檢查硬件狀態(tài)、診斷軟件語法、執(zhí)行程序、處理終端等。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。（2） 存儲器（Memory）存儲器包括系統(tǒng)程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器以及用戶程序存儲器這三大部分，分別用作存放系統(tǒng)程序、工作程序以及用戶程序。P

17、LC的常用存儲器類型有只讀存儲器ROM、隨機(jī)存儲器RAM、可擦除的只讀存儲器EPROM、點(diǎn)可擦除的只讀存儲器EEPROM等。RAM一般作為數(shù)據(jù)存儲器。ROM主要用于存放系統(tǒng)程序，斷電后其內(nèi)容保持不變。EEPROM通常用于存放用戶程序。（3） 輸入輸出接口電路(I/O單元）輸入接口電路是接收外部各種控制信號，然后將這些信號轉(zhuǎn)化成CPU可識別信號存入輸入繼電器。外部信號分為開關(guān)量信號（限位開關(guān)、操作按鈕、傳感器)和模擬量信號(電位器、熱電偶）。輸入接口對抗干擾要求能力很高，為了提高PLC的抗干擾能力以及實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換，現(xiàn)場輸入接口電路一般由濾波電路及耦合隔離電路組成。輸出接口電路是將PLC處理后的輸

18、出信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的控制信號并存放到輸出繼電器中。輸出接口主要有兩種形式，一種是小型繼電器輸出形式，一種是大功率晶體管或場效應(yīng)管輸出形式。（4） 擴(kuò)展接口電路 用作擴(kuò)展I/0接口數(shù)量，不能單獨(dú)使用。（5） 外部設(shè)備接口電路用作將編程器、盒式磁帶機(jī)、觸摸屏、打印機(jī)、變頻器等連接起來然后通過外設(shè)接口構(gòu)成可編程控制器操控的組成網(wǎng)絡(luò)。（6）電源可編程控制器使用220V交流電源或24V直流電源，其內(nèi)部一般配有一個專用開關(guān)穩(wěn)壓電源，可將提供的外部電源轉(zhuǎn)化成內(nèi)部所需工作電源（5V)。圖4-1 PLC結(jié)構(gòu)示意圖4.1.3 西門子S7-200系列可編程控制器自PLC出現(xiàn)后，其在日后得到廣泛的使用，現(xiàn)在已

19、經(jīng)在很多項目都取代了繼電器控制。目前廣為使用的PLC產(chǎn)品有德國西門子S7系列、日本三菱FX系列、日本歐姆龍C系列、日本松下FPI系列及美國GE公司GE系列等。通過對比，本次PLC控制7位立體停車庫的采用西門子S7-200系列。S7-200是一款經(jīng)濟(jì)型PLC，其結(jié)構(gòu)簡單緊湊，易于擴(kuò)展，價格雖然低廉，但是功能強(qiáng)大，可靠性高，運(yùn)行速度快。此外，它擁有多種功能模塊和人機(jī)界面供選擇，以及具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，更加方便了使用PLC來完成控制系統(tǒng)的設(shè)計。下列圖4-2、表4-1將介紹S7-200PLC主機(jī)外觀和技術(shù)參數(shù)。圖4-2 S7-200系列PLC主機(jī)外觀表4-1 S7-200系列PLC技

20、術(shù)參數(shù)特性CPU221CPU222CPU224CPU224XPCPU226本機(jī)I/O數(shù)字量6入/4出8入/6出14入/10出14入/10出24入/16出最大擴(kuò)展模塊數(shù)量02777數(shù)據(jù)存儲區(qū)/字節(jié)2048204881921024010240掉電保持時間/小時5050100100100模擬點(diǎn)位器11222實(shí)時時鐘配鐘時卡配鐘時卡內(nèi)置內(nèi)置內(nèi)置通信口1*RS-4851*RS-4851*RS-4852*RS-4852*RS-485浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算有有有有有外形尺寸90*80*6290*80*62120.5*80*62140.5*80*62190.5*80*624.1.4 本次項目PLC的定型通過分析立體停車庫

21、控制項目的要求，PLC控制輸入點(diǎn)有42個，輸出點(diǎn)有27個，輸入點(diǎn)要有15%-20%的預(yù)留，則應(yīng)該考慮選擇西門子S7-200系列CPU226外加兩個擴(kuò)展模塊，分別是EM223(18 I/18 O）和EM221（8 I)。4.1.5 PLC的I/O分配表表4-2 PLC的I/O分配表自動工作方式按鈕I0.01號車位左移Q0.0手動工作方式按鈕I0.11號車位右移Q0.1總停開關(guān)I0.21號車位上移Q0.2車位左行按鈕I0.31號車位下移Q0.3車位右行按鈕I0.42號車位左移Q0.4車位上升按鈕I0.52號車位右移Q0.5車位下降按鈕I0.62號車位上移Q0.61號車位選擇按鈕I0.72號車位下移

22、Q0.72號車位選擇按鈕I1.03號車位左移Q1.03號車位選擇按鈕I1.13號車位右移Q1.14號車位選擇按鈕I1.23號車位上移Q1.25號車位選擇按鈕I1.33號車位下移Q1.36號車位選擇按鈕I1.44號車位左移Q1.47號車位選擇按鈕I1.54號車位右移Q1.51號車位左限位開關(guān)I1.64號車位上移Q1.61號車位右限位開關(guān)I1.74號車位下移Q1.71號車位上限位開關(guān)I2.05號車位左移Q2.01號車位下限位開關(guān)I2.15號車位右移Q2.12號車位左限位開關(guān)I2.25號車位上移Q2.22號車位右限位開關(guān)I2.35號車位下移Q2.32號車位上限位開關(guān)I2.46號車位左移Q2.42號車

23、位下限位開關(guān)I2.56號車位右移Q2.53號車位左限位開關(guān)I2.67號車位左移Q2.63號車位右限位開關(guān)I2.77號車位右移Q2.73號車位上限位開關(guān)I3.0重量超載報警Q3.03號車位下限位開關(guān)I3.1車身長度超限報警Q3.14號車位左限位開關(guān)I3.2設(shè)備故障報警Q3.24號車位右限位開關(guān)I3.34號車位上限位開關(guān)I3.44號車位下限位開關(guān)I3.55號車位左限位開關(guān)I3.65號車位右限位開關(guān)I3.75號車位上限位開關(guān)I4.05號車位下限位開關(guān)I4.16號車位左限位開關(guān)I4.26號車位右限位開關(guān)I4.37號車位左限位開關(guān)I4.47號車位右限位開關(guān)I4.5復(fù)位開關(guān)I4.6超載檢查裝置I4.7車身

24、長度檢測裝置I5.0設(shè)備故障檢測裝置I5.14.1.6 PLC的外部接線圖圖4-3 PLC的外部接線簡圖4.2 傳感器的選型4.2.1 傳感器的概述傳感器是一種能感受被測的量（包括物理量、化學(xué)量、生物量），并將被測量按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換為易于處理和傳輸?shù)钠渌浚ㄍǔ殡妼W(xué)量，如電壓、電流）的裝置和器件。傳感器的選用原則為：靈敏度、線性范圍、穩(wěn)定性、快速性、精確度和測量方式。4.2.2 稱重傳感器的選擇為了保證立體停車庫的安全，一定不能讓重量超載汽車停在立體停車庫內(nèi)。因此，需要在汽車進(jìn)入停車庫前沉重檢測，這個時候就用到了稱重傳感器。通過查閱相關(guān)手冊，我們選擇TJH-12荷重傳感器。這種傳感器是利用氬弧

25、焊接工藝制造出來的，具有較高的防水、防塵能力。便于安裝，靈敏度高，能夠自動調(diào)心。適用于大噸位料斗秤等衡器。下圖4-4為TJH-12荷重傳感器。圖4-4 TJH-12荷重傳感器4.2.2 光電傳感器的選擇為了保證立體停車庫的安全，一定不能讓車身超長的汽車停在立體停車庫內(nèi)。因此，需要在汽車進(jìn)入停車庫前進(jìn)行長度檢測，這個時候就用到了光電傳感器。通過查閱相關(guān)手冊，我們選擇PZ2-61型光電傳感器。下表4-3為PZ-61型光電傳感器技術(shù)參數(shù)。表4-3 PZ-61型光電傳感器技術(shù)參數(shù)檢測距離/mm2500可檢測的物體透光與不透光材質(zhì)反應(yīng)時間/ms最大1.5光源可見光紅色LED靈敏度調(diào)整一圈旋鈕式調(diào)整器（2

26、40°）電源1224V，DC±10%防護(hù)等級IP67保護(hù)電路逆電流保護(hù)環(huán)境溫度/-20+50，無凍結(jié)外殼玻璃纖維強(qiáng)化樹脂4.3 限位開關(guān)的選型 通過查閱相關(guān)資料，選擇ZXM-703型，這種限位開關(guān)體型小巧,經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，結(jié)構(gòu)堅固、機(jī)械強(qiáng)度高，采用鋁合金外殼，具有極高的耐磨損、耐沖擊性。其具有特殊銀合金鍍觸點(diǎn),采用強(qiáng)制分?jǐn)嘟Y(jié)構(gòu),在觸點(diǎn)融化粘連時,可以強(qiáng)制斷開電路,防止故障和事故發(fā)生,確保安全、穩(wěn)定可靠。特殊材料可動端子,具有很高的機(jī)械性和高導(dǎo)電性能。4.4 驅(qū)動電機(jī)的選型通過觀察某小區(qū)立體停車庫電機(jī)參數(shù)以及查閱相關(guān)資料，得知停車設(shè)備升降速度約4min左右，橫移速度約8min左右，

27、升降電機(jī)功率2.2kW，橫移電機(jī)功率 0.7kW，最大提升重量2200kg。故車庫橫移時通過Y80M1-2三相異步電動機(jī)來運(yùn)行，升降通過Y90L-2三相異步電動機(jī)來運(yùn)行。表4-4 電動機(jī)性能技術(shù)參數(shù)型號額定功率/kW額定電流/A轉(zhuǎn)速/（r/min）效率/效率因數(shù)/cos堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩振動速度/（mm/s）重量/kg額定轉(zhuǎn)矩額定電流額定轉(zhuǎn)矩Y80M1-20.751.8283075.00.842.2倍6.5倍2.3倍1.817Y90L-22.24.8284080.50.862.2倍7.0倍2.3倍1.8255 立體停車庫系統(tǒng)的軟件設(shè)計5.1梯形圖S7-200系列PLC有兩種類型的基本指令

28、集，分別是SIMATIC和IEC1131-3。本次設(shè)計采用的是SIMATIC指令集，它是西門子公司PLC專用的指令集，能夠提供梯形圖（LAD）、語句表（STL）、功能塊圖（FBD）等多種編程語言。本次設(shè)計采用梯形圖進(jìn)行編程，它具有直觀、清晰、簡單易學(xué)的特點(diǎn)。梯形圖左邊的線叫作左母線，母線之間是觸點(diǎn)的邏輯連接和線圈的輸出。梯形圖由觸點(diǎn)、線圈和指令盒三種基本形式構(gòu)成。5.2立體停車庫程序梯形圖設(shè)計5.2.1 自動旋轉(zhuǎn)門控制程序流程圖圖5-1 控制流程圖5.2.2 立體停車庫PLC控制程序 （1）手動、自動方式選擇程序圖5-2 手動、自動方式選擇程序如上圖所示，當(dāng)按下I0.0按鈕，立體停車庫進(jìn)行手動

29、方式工作，M0.0通電。當(dāng)按下I0.1按鈕，立體停車庫進(jìn)行自動方式工作，M0.1通電。I0.2為急停按鈕，I4.7，I5.0，I5.1分別為超載檢查裝置、車身長度檢測裝置、設(shè)備故障檢測裝置，一旦裝置檢測到意外，將使得電機(jī)立即停止運(yùn)行。（2）自動方式選擇車位圖5-3 自動方式選擇車位如上圖所示，當(dāng)自動工作方式接通時，M0.0通電，按下I0.7，I1.0，I1.1，I1.2，I1.3，I1.4，I1.5將分別選擇17號車位。各按鈕選擇車位間設(shè)置互鎖。（3）手動方式選擇車位圖5-4 手動方式選擇車位如上圖所示，當(dāng)手動工作方式接通時，M0.1通電，按下I0.7，I1.0，I1.1，I1.2，I1.3，

30、I1.4，I1.5將分別選擇17號車位。各按鈕選擇車位間設(shè)置互鎖。（4）手動方式車位位移如下圖所示，I0.3，I0.4，I0.5，I0.6分別為手動方式車位左、右、上、下按鈕。以讓4號車位在手動方式下左移為例，首先打開手動模式，然后按下I1.2按鈕接通M1.4選擇4號車位，若4號車位左限位開關(guān)I3.2斷開，代表4號車位有左移的空間，隨后Q1.4接通，4號車位左移。其中1、2、3號車位只能升降，不能橫移。6、7號車位只能橫移、不能升降。圖5-5 手動方式車位位移（5）復(fù)位圖5-6 復(fù)位（1）圖5-7 復(fù)位（2）（6）車位自動下降a：4號車位自動下降圖5-8 4號車位自動下降b：5號車位自動下降圖

31、5-9 5號車位自動下降c：1號車位自動下降圖5-10 1號車位自動下降d：2號車位自動下降圖5-11 2號車位自動下降e：3號車位自動下降圖5-12 3號車位自動下降（7） 檢測緊急情況報警圖5-13 檢測緊急情況報警6 程序仿真調(diào)試當(dāng)設(shè)計出一個PLC程序，就必須要對其聯(lián)機(jī)編程和調(diào)試。對于本次設(shè)計的聯(lián)機(jī)編程和調(diào)試，本人通過S7-200仿真器V2.0進(jìn)行調(diào)試。 仿真軟件不能直接用S7-200編程時用的（.mwp）后綴源文件進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試，一定得利用step 7軟件中的導(dǎo)出功能，將文件變成（.awl）后綴的ASC文件。只有這樣，才能將文件下載仿真運(yùn)行。下圖6-1為仿真軟件操作圖。圖6-1 仿真軟件操作圖 導(dǎo)出awl文件后，啟動仿真軟件，選擇CPU以及擴(kuò)展模塊，然后裝載程序，進(jìn)行程序仿真調(diào)試。下圖6-2為仿真軟件調(diào)試圖。圖6-2 仿真軟件調(diào)試圖結(jié) 論本次畢業(yè)設(shè)計主要通過社會上日益嚴(yán)峻的車位稀缺問題聯(lián)想而來，然后結(jié)合在校學(xué)習(xí)的PLC的知識，設(shè)計一個7位立體停車庫，這對于解決生活中的問題有著實(shí)際意義。在本次設(shè)計過程中，首先確立了立體停車庫的總體設(shè)計方案。通過查閱相關(guān)資料，我們了解了立體停車庫的外部結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)構(gòu)成。對立體停車