PLC控制的立體車庫組態(tài)仿真

1、XUCHANG UNIVERSITY本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）PLC控制的立體車庫設(shè)計(jì)學(xué)院電氣信息工程學(xué)院專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化班級09級電氣本2班學(xué)號0學(xué)生姓名聯(lián)系方式指導(dǎo)教師2013年5月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下取得的 研究成果。除了文中特別加以注釋和致謝的地方外，論文（設(shè)計(jì)）中不包含其他 人已經(jīng)發(fā)表或撰寫的研究成果。與本研究成果相關(guān)的所有人所做出的任何貢獻(xiàn)均 已在論文（設(shè)計(jì)）中作了明確的說明并表示了謝意。簽名：年月日授權(quán)聲明本人完全了解許昌學(xué)院有關(guān)保留、使用本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)的規(guī)定，即:有權(quán)保 留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和

2、磁盤，允許畢業(yè)設(shè) 計(jì)被查閱和借閱。本人授權(quán)許昌學(xué)院可以將畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的全部或部分內(nèi)容 編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編論 文（設(shè)計(jì)）。本人論文（設(shè)計(jì)）中有原創(chuàng)性數(shù)據(jù)需要保密的部分為：學(xué)生簽名：年月日指導(dǎo)教師簽名：年月日PLC 控制的立體車庫設(shè)計(jì)摘要立體車庫是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停車及科學(xué)寄存的車庫設(shè)施。城市發(fā) 展，汽車不斷增加，停車難問題是現(xiàn)在一個(gè)很突出的問題。針對這種現(xiàn)象，本文 提出采用西門子S7-200系列的PLC作為主控制器實(shí)現(xiàn)立體車庫控制系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè) 計(jì)。立體車庫能夠很好的利用地面以上的空間， 成為解決城市靜態(tài)交通問題的有 效的途徑。該論文描述

3、了 30升降橫移式立體車庫的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹 了其控制系統(tǒng)的硬件組成、軟件編程設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，利用 MCGS 組態(tài)軟件 進(jìn)行動(dòng)畫仿真。關(guān)鍵詞：立體車庫；PLC; MCGS;升降橫移式立體車庫The Stereo Garage Design of PLC ControlABSTRACTStereo garage is a specialized implementation of vehicle automatic parking and scientific check garage facilities. Urban development, the car keeps incre

4、asing, the parking problem is a very prominent problem now. According to this phenomenon, in this paper, adopting Siemens S7-200 series PLC as the main controller to realize the three-dimensional garage control system design of the system. Stereo garage can very good use of the space above the groun

5、d, become the effective way to solve the problem of urban static traffic. The paper describes the 3*6 lifting and moving the operation principle and structure characteristics of three-dimensional garage, introduces the hardware composition and software programming of the control system design. On th

6、is basis, using MCGS configuration software to simulation animation.Key words: Stereo Garage; PLC; MCGS; Lifting and Moving Stereo Garage目錄前言 1.1. 緒論 1.1.1 課題研究的背景及意義 1.1.2 立體車庫概述 1.1.3 立體車庫的類型及特點(diǎn) 2.1.4 升降橫移式立體車庫的構(gòu)成 2.1.5 升降橫移立體車庫的車位結(jié)構(gòu) 3.1.6 升降橫移式立體車庫系統(tǒng) 4.1.7 升降橫移立體車庫的控制系統(tǒng)的控制形式 5.2. 3 6升降橫移式立體車庫6.2.

7、1 主要器件 6.2.2 車庫的 PLC 控制流程 1.0.2.3電氣控制的I/O連接 .1.12.4 PLC的I/O 口資源配置 132.5 控制程序 1.3.3. 基于 MCGS 組態(tài)軟件的仿真 1.44. 總結(jié) 1.9.參考文獻(xiàn) 2.1.附錄 2.2.致謝 5.4.PLC控制的立體車庫設(shè)計(jì)、尸、 亠前言近幾年來， 中國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展， 人們生活水平得到很大提高， 汽車數(shù)量也在 不斷增加，截至到 2011年 6 月份中國有汽車 9846萬輛，其中私家車 7206萬輛， 占汽車保有量的 73.2%。2012 年中國市場汽車銷售 2000 萬輛，比 2011年增長 8%。到 2013 年初，國內(nèi)

8、汽車總數(shù)已過億萬輛。汽車泊車位的增長卻不能與之同 步，汽車車位與汽車數(shù)量嚴(yán)重失調(diào)。由此帶來了停車難、違章停車、停車管理困 難等一系列問題。 隨著人類社會的不斷發(fā)展和科學(xué)的進(jìn)步， 人們的生活和生產(chǎn)趨 于集中。土地資源變得更加寶貴，更加加劇了停車難。為了解決矛盾，開始利用 空間來泊車，建立機(jī)械式立體車庫。在現(xiàn)在大都市發(fā)展的道路上， 道路擁擠、車多位少， 已經(jīng)變成城市的發(fā)展的 一大障礙。 隨著人們的生活水平不斷提高， 汽車進(jìn)入家庭的步伐加快， 解決停車 難的問題也更加迫切， 停車產(chǎn)業(yè)變得更加廣闊。 建立一個(gè)混合的停車場， 這是解 決城市停車難有效途徑，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。1. 緒論1.1 課

9、題研究的背景及意義 隨著社會的發(fā)展，汽車數(shù)量不斷增加，在中國汽車市場上以每年 5%-7%的速度增加。 而停車位的增加速度在 2%-3%。車輛的增加， 必然造成道路的擁擠， 特別是在酒店，商場附近，由于車多，車位少，很多車主為停車而發(fā)愁，有些車 主干脆就把車停在路上， 更加加劇了道路的擁擠。 普通的露天停車場和地下停車 場雖然停車方便，可以快速的存取，但占地面積廣，且停車數(shù)量有限，特別是現(xiàn) 在，土地價(jià)格暴漲。投資商就不得不考慮土地占有的成本。為了緩解車多位少的矛盾， 一些大城市現(xiàn)在已經(jīng)開始對建設(shè)立體車庫給予一 定的補(bǔ)貼，比如許昌，南昌，杭州等地。杭州市近幾年來一直致力于解決停車難 問題，鼓勵(lì)了社

10、會人士投資建設(shè)立體車庫。1.2 立體車庫概述所謂立體車庫就是利用機(jī)械設(shè)備將汽車存放到立體空間中。 立體車庫是近幾 十年來蓬勃發(fā)展起來的一種新型停車系統(tǒng)。 與傳統(tǒng)停車場不同， 在用地緊張， 車 多位少的狀況下， 它順應(yīng)市場的發(fā)展。 最大效率的利用有效的土地資源， 將土地 資源最大化利用。 將停車位建在空間或者地下， 利用機(jī)械存取車，自動(dòng)化程度高， 是停車場的發(fā)展方向。1.3 立體車庫的類型及特點(diǎn)在國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)總局頒布的 特種設(shè)備目錄 中，將立體車庫分為九大 類，具體是：升降橫移類、簡易升降類、 垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、 平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類和汽車專用升降機(jī) 1 。本

11、次設(shè)計(jì)采用升降橫移式立體車庫， 所謂升降橫移式立體車庫就是通過托盤 升、降、橫移來存取車。地面一層只需要橫移，不需要升降。上層的車位需要通 過下層車位的橫移讓出空道， 然后在升、 降存取。 升降橫移式立體車庫的適應(yīng)性 比較強(qiáng)，車庫可設(shè)在地下，可設(shè)在地上，也可一半地上一半地下 2 。根據(jù)不同條 件來組合布置，配置特別靈活。1.4 升降橫移式立體車庫的構(gòu)成 立體車庫主要是由框架部分、傳動(dòng)部分、載車板部分、控制部分、安全防護(hù) 措施五大部分組成 3 。(1) 框架部分 立體車庫的框架主要是由鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成，鋼結(jié)構(gòu)包括橫梁、縱梁、托盤等?？?架結(jié)構(gòu)是立體車庫的支撐部分。 其中主框架是由垂直方向和水平方向的梁

12、通過剛 性節(jié)點(diǎn)連接而成。鋼結(jié)構(gòu)框架主要是由角鋼、槽鋼、鋼板焊接而成的，具有很強(qiáng) 的強(qiáng)度和剛度。(2) 傳動(dòng)部分 傳動(dòng)部分是升降橫移式立體車庫的一個(gè)重要組成部分。它控制載車板的運(yùn) 行。在整個(gè)車庫中傳動(dòng)有橫移傳動(dòng)和升降傳動(dòng)部分。 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)車庫 的橫向移動(dòng)。橫向傳動(dòng)一般是由電機(jī)、減速器、驅(qū)動(dòng)輪和從動(dòng)輪導(dǎo)軌組成。除了 頂層不需要橫移外其它層都需要橫移。 升降傳動(dòng)主要負(fù)責(zé)托盤的上下移動(dòng)。 主要 是由電機(jī)、減速機(jī)、鏈條等構(gòu)成。由鏈條來拉著托盤上下移動(dòng)，除了最底層的的 不需要垂直移動(dòng)其他的都需要上下移動(dòng)。(3) 載車板部分載車板主要是是用來存放車的裝置。 對于載車板的材料和制造要求較高， 因 為

13、載車板需要承載車體的重量， 如果材料不好， 車板很容易變形。 載車板底部一 般是波浪板做成的，具有防滑和導(dǎo)流作用。(4) 控制系統(tǒng)升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)主要是由主回路和控制回路構(gòu)成。 主回路主 要控制載車板的升降和橫移， 其主要是控制橫移小電機(jī)和升降大電機(jī)的運(yùn)行。 控 制回路是控制車庫的運(yùn)行情況， 存取車位的選擇以及該怎么運(yùn)行的控制， 還有一 些安全控制，控制系統(tǒng)主要是圍繞控制核心進(jìn)行的，控制核心可以是繼電器組， 也可以是PLC,由現(xiàn)場采集的信息輸入控制核心。再由控制核心進(jìn)行邏輯分析， 運(yùn)算，得出運(yùn)行方式，再控制主回路運(yùn)行。(5) 安全防護(hù)為了保證車庫的安全運(yùn)行， 系統(tǒng)采取安全掛鉤和傳動(dòng)

14、系統(tǒng)互鎖保護(hù)設(shè)計(jì)。 系 統(tǒng)中必須有光電傳感器，反饋元件，上下限位開關(guān)，橫移限位開關(guān)等組成。存取 車時(shí)，根據(jù)輸入的控制信息，綜合各限位開關(guān)、行程開關(guān)、光電開關(guān)、反饋元件 等反饋給PLC的信息，由PLC控制繼電器，再由繼電器控制接觸器的閉斷，進(jìn) 而控制電機(jī)的啟停及運(yùn)行方式， 從而控制載車板的升降和橫移， 系統(tǒng)要求各開關(guān) 嚴(yán)格互鎖，保證存取車的安全可靠。I. 5 升降橫移立體車庫的車位結(jié)構(gòu)用N表示車庫的層數(shù)，M表示車庫的列數(shù)，則車庫容量 P=N< M-(N-1)。由 于立體車庫受到收鏈裝置及存取車時(shí)間的限制， 一般為 2-6層，以 2,3 層者居多， 可根據(jù)泊車的多少?zèng)Q定停車位的規(guī)模。設(shè)計(jì)一座

15、 16 車位的三層車庫。有公式可 知：n=3, P=16則M=6，即設(shè)計(jì)為3<6立體車庫就可以滿足要求。本設(shè)計(jì)就是 以 3<6 地面上布置的升降橫移式立體車庫為例介紹其運(yùn)行原理。 升降橫移式立體 車庫的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行規(guī)律。 如圖 1-1 是3<6的升降橫移式立體車庫基本框架， 共 有 18 個(gè)空位， 16個(gè)托盤，最多存停 16輛車，車庫的運(yùn)行條件為：一層的 1、2、 3、4、5號車位上的車可以直接存取。二層的 6、7、8、9、10 號車位上的車需 要先通過 1、2、3、4、5 號車位橫移讓出空位后才可以通過升降存取。三層的II、12、13、14、15、16號車位上的車需要通過

16、1、2、3、4、5號車位和 6、7、 8、9、10號車位的橫移讓出空車位后才可以通過升降存取。111213141516!67891012345圖1-1 3為升降橫移式立體車庫框架圖1.6升降橫移式立體車庫系統(tǒng)廣義上，車庫系統(tǒng)主要由控制核心元件、驅(qū)動(dòng)單元、接口和人機(jī)界面?？刂?核心單元式整個(gè)控制系統(tǒng)的“大腦”。它可以是可編程控制器 PLC( Programmable Logic Controller)或者單片機(jī)控制，也可以是有繼電器控制組成的邏輯電路。PLC 是現(xiàn)在車庫的首選。圖1-2是車庫控制原理圖。圖1-2車庫控制原理人控制系統(tǒng)檢測系統(tǒng)人通過界面，輸入想要存取的車位號到控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)是以

17、PLC為核心單元，通過PLC邏輯判定、運(yùn)算后，控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電機(jī))來實(shí)現(xiàn)車庫的運(yùn) 行，車庫現(xiàn)場運(yùn)行的同時(shí)，檢測系統(tǒng)檢測車庫的運(yùn)行情況，并反饋給控制系統(tǒng)。接口是立體車庫控制系統(tǒng)中非常重要的一部分。 接口是驅(qū)動(dòng)單元與控制單元 以及執(zhí)行元件與驅(qū)動(dòng)單元之間的橋梁。升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)使用的接口 電路是開關(guān)量接口電路，它主要包括一些行程開關(guān)，開關(guān)按鈕，光電開關(guān)等開關(guān)信號的輸入接口和控制輸出接口驅(qū)動(dòng)電路車庫控制系統(tǒng)的最后一個(gè)重要部分， 驅(qū)動(dòng)電路種類很多。 但在停車 庫系統(tǒng)中， 驅(qū)動(dòng)單元比較單一， 只需要驅(qū)動(dòng)一個(gè)專用的減速機(jī)。 智能化車庫庫系 統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是靠驅(qū)動(dòng)元件來控制運(yùn)動(dòng)的。界面是操作人員與停車庫控

18、制核心元件交流的平臺。 操作人員可以通過控制 界面來向車庫控制系統(tǒng)發(fā)送自己的意圖。 界面也可向操作人員反饋車庫的運(yùn)行情 況。簡單的一些界面只有一個(gè)操作盒控制， 但一些復(fù)雜的界面卻由微機(jī)控制的專 用的應(yīng)用軟件控制的人機(jī)界面。 升降橫移式立體車庫的控制界面要根據(jù)具體情況 來確定。1.7 升降橫移立體車庫的控制系統(tǒng)的控制形式車庫的控制系統(tǒng)控制核心元件的選取要綜合考慮其規(guī)模、 應(yīng)用現(xiàn)場的條件等 各方面的因素， 比較常見的車庫控制單元主要有三種： 單片機(jī)控制、 可編程控制 器控制、繼電器邏輯電路控制。1. 單片機(jī)控制單片機(jī)是將 CPU, ROM, RAM ，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和 I/O 接口集成在一個(gè)很小的

19、 硅片上來實(shí)現(xiàn)控制功能。由于它的控制功能強(qiáng)大、功耗低、成本低、體積小，在 儀器中使用比較方便， 在20世紀(jì) 80年代以來得到快速的發(fā)展。 理論上也可以用 在立體車庫的控制上， 來控制車庫的運(yùn)行。 但實(shí)際在立體車庫的控制系統(tǒng)中并沒 有得到廣泛的應(yīng)用， 很多原因決定了它不適合用在車庫的控制上。 主要原因是其 抗干擾能力比較弱， 而車庫的運(yùn)行現(xiàn)場復(fù)雜。 系統(tǒng)調(diào)試耗費(fèi)時(shí)間太長， 其驅(qū)動(dòng)環(huán) 節(jié)比較復(fù)雜。 單片機(jī)如果在車庫的控制系統(tǒng)中的應(yīng)用， 會很大程度的節(jié)約車庫的 造價(jià)。這可以作為一個(gè)今后單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)研究的方向。2. 繼電器控制在機(jī)械式立體車庫的初期， 繼電器在控制系統(tǒng)中比較常用。 隨著電子技術(shù)的 發(fā)

20、展，誕生了許多其他形式的控制元件來代替繼電器控制車庫， 但在小型的立體 車庫中繼電器依然繼續(xù)被使用。 繼電器控制有很多缺陷： 第一，難以實(shí)現(xiàn)智能控 制：第二，不適合應(yīng)用在大容量大規(guī)模的立體車庫；第三，其元件毀壞率較高， 可靠性低；繼電器控制在一些家用的車庫中比較常見。3. 可編程控制器(Programmable Logic Controller)控制國內(nèi)外現(xiàn)有的的大部分升降橫移立體車的控制系統(tǒng)的控制核心大都采用PLC控制，特別是大規(guī)模，智能化程度高的升降橫移式立體車庫?？删幊炭刂破?在立體車庫控制中具有很多優(yōu)點(diǎn)：(1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是立體車庫控制的首要因素。PLC利用軟件編程

21、的方法來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器，故障率明顯降低。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列PLC平均無故障時(shí)間 可以高達(dá)30萬小時(shí)。硬件上采用屏蔽，多級濾波、隔離等技術(shù)，使 PLC有很 強(qiáng)的抗干擾能力。(2) 功能完善，適用性強(qiáng)PLC 現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成各種系列的產(chǎn)品，可以應(yīng)用到各種規(guī)模的工業(yè)控制現(xiàn) 場。不僅具有有很強(qiáng)的邏輯能力， 還有很強(qiáng)的運(yùn)算能力， 可應(yīng)用到各種數(shù)字控制 領(lǐng)域。同時(shí)，PLC也具有很強(qiáng)的通訊能力。在車庫系統(tǒng)的運(yùn)行中，PLC可以很好的采集車庫現(xiàn)場的的信息，并通過分析運(yùn)算，做出相應(yīng)的輸出。(3) 易學(xué)易用，很容易上手PLC 中內(nèi)置很多種編程方式， 其中梯形圖與傳統(tǒng)的繼電器相似， 對編程人員 來說，很容易上

22、手 6。(4) 建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造應(yīng)用 PLC 只需要利用幾個(gè)按鈕，便可以控制一個(gè)復(fù)雜的控制過程，既節(jié)省 硬件設(shè)備，也精簡線路的復(fù)雜程度，便于維護(hù)與檢修 7。(5) 體積小，重量輕，能耗低PLC 外型小巧，便于安裝，同時(shí)， PLC 重量比較輕，其中超小型 PLC 的質(zhì) 量只有150g。功耗小，節(jié)省能源。2. 3 6<升降橫移式立體車庫2.1 主要器件3 >6升降橫移式立體車庫有11個(gè)提升大電機(jī)，10個(gè)橫移小電機(jī)，有控制單 元的輸出點(diǎn)控制正反轉(zhuǎn)。故需要 42 個(gè)點(diǎn)。托盤行程開關(guān)的位置檢測信號可作為 控制系統(tǒng)的輸入， 橫移定位開關(guān) 20個(gè)，升降定位有 22個(gè)，即需要 42

23、 個(gè)輸入點(diǎn)。 另外控制系統(tǒng)還要對車庫進(jìn)行檢測，和安全控制等。所以控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)至少 有 100 個(gè)以上，需要這么多的 I/O 點(diǎn)，單片機(jī)和繼電器都難以實(shí)習(xí)，但使用 PLC 就很容易是實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)30升降橫移車庫總共需要97個(gè)數(shù)量輸入，63個(gè)數(shù)字 量輸出。1. PLC本設(shè)計(jì)采用西門子S7-200系列的的 CPU226控制，圖 2-1是西門子CPUCPU226的外觀圖。有24輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。另外選用五個(gè)擴(kuò)展模塊， 其中2個(gè)數(shù)字量輸入模塊EM221，其類型為16點(diǎn)24VDC輸入；3個(gè)數(shù)字量輸 入/輸出模塊EM223,其類型為16點(diǎn)24VDC輸入/16點(diǎn)24VDC輸出。圖2-1西門子CP

24、U226 PLCPLC CUPU226 參數(shù)：晶體管輸出輸入電壓：20.4-28.8V DC；輸出電流：0.5A ；功耗：11W；數(shù)據(jù)存儲器：24KB ；I/O特性：24輸入/16輸出；模塊擴(kuò)展：最多擴(kuò)展7個(gè)；定時(shí)器總數(shù)：256個(gè)；接口 ：兩個(gè)RS-485接口；2. 紅外探測器紅外探測器是將入射的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號輸出的器件。檢測人體運(yùn) 動(dòng)、非法入侵并報(bào)警8，如圖2-2.在停車現(xiàn)場使用，當(dāng)正在進(jìn)行存取車時(shí)，如果 有人接近到一定距離時(shí)，就會觸動(dòng)報(bào)警，距離再近些就會自動(dòng)停止存取車，來增 加車庫現(xiàn)場的安全。圖2-2紅外探測器3. 行程開關(guān)行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，它是利用運(yùn)動(dòng)物體的碰撞來實(shí)現(xiàn)控制，

25、 當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體 碰到它，就會產(chǎn)生一個(gè)信號，并將信號傳輸?shù)叫枰杉牟考希?實(shí)現(xiàn)需要控制 的功能9。本設(shè)計(jì)采用LX19-001，如圖2-3。圖2-3行程開關(guān)LX19-0014. 光電開關(guān)光電開關(guān)的工作原理是利用被檢測物體對光束的遮擋或反射，然后經(jīng)過同步回路選通電路，來檢測物體有無的何。車庫設(shè)計(jì)中主要是檢測車庫中是否有車和 車是否停到位。本設(shè)計(jì)采用歐姆龍系列的E3S-2E4,如圖2-4。圖2-4光電開關(guān)E3S-2E45. 接觸器接觸器是指工業(yè)電中利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，達(dá)到控制負(fù) 載的電器元件。接觸器由電磁系統(tǒng)，觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置組成11，如圖2-5是西門子3TF系列的一種接觸器。立

26、體車庫采用接觸器來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶 動(dòng)托盤的移動(dòng)。圖2-5西門子3TF系列接觸器6. 驅(qū)動(dòng)元件驅(qū)動(dòng)元件是來完成車庫的升降和橫移的專用減速電機(jī)。一輛汽車的重量一般 為 仃-2T,升降電機(jī)的功率在4-7.5kw即可，升降速度10m/min ;橫移電機(jī)的功 率0.37-0.55kw。車庫托盤的左右上下移動(dòng)主要是控制橫移電機(jī)和升降電機(jī)的正 反轉(zhuǎn)?？梢酝ㄟ^PLC兩輸出點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)兩個(gè)接觸器分別控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。實(shí)現(xiàn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)示意圖如圖KM2圖2-6電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制2-6。2.2車庫的PLC控制流程該系統(tǒng)存取車只針對二、三層，一層的車可以直接存取。圖2-7為自動(dòng)存車流程圖，編程時(shí)采用子程序調(diào)用，把手

27、動(dòng)存取、自動(dòng)存取、報(bào)警、左移、右移、 上升、下降等分別編寫為子程序，然后通過調(diào)用子程序。簡化了程序，數(shù)據(jù)均具 有掉電保護(hù)，當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)，按下急停按鈕，系統(tǒng)會自動(dòng)保存斷電信息。當(dāng) 發(fā)生故障時(shí)也可以轉(zhuǎn)入手動(dòng)方式來進(jìn)行故障處理。50圖2-7自動(dòng)存車流程圖2.3電氣控制的I/O連接如圖2-8是電氣連接的I/O連接圖,為了簡化,中間連續(xù)I/O連接，擴(kuò)展模塊電源及接地已省略。24V啟動(dòng)按鈕停止按鈕手動(dòng)自動(dòng)上移下移左移右移存車取車復(fù)位車未停到位故障信號 安全檢測 輪廓超限 報(bào)警復(fù)位 1號托盤按鈕 2號托盤按鈕10號托盤按鈕11號托盤按鈕12號托盤按鈕6號托盤有車15號托盤有車16號托盤有車 1號車位有托

28、盤12號車位有托盤 1號托盤左限位開關(guān) 2號托盤左限位開關(guān) 3號托盤左限位開關(guān)4號托盤左限位開關(guān)10號托盤左限位開關(guān)1號托盤右限位開關(guān)8號托盤右限位開關(guān)9號托盤右限位開關(guān)10號托盤右限位開關(guān)6號托盤上限位開關(guān)10號托盤上限位開關(guān)6號托盤下限位開關(guān)7號托盤下限位開關(guān)8號托盤下限位開關(guān)9號托盤下限位開關(guān)16號托盤下限位開關(guān)SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB8SB9SB10SB11SB12SB13SB14 =|I1.5SB15 丄SB16SB17 二 120SB18 丄10.010.110.210.3J,_ I0.4 丄 I0.510.610.7I1.011.111.211.311.41

29、1.611.7I2.1SB26SB27AI3.1 COMSB32.SB33.SB42 .SB43 .SB44SB55 -SQ1SQ2SQ3SQ4SQ10SQ11SQ18SQ19SQ20-SQ21SQ31SQ32SQ33SQ34SQ35SQ42SB56_I3.2I3.7I4.0Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0Q1.1Q1.2Q1.3Q1.4S7-200CPQ1.6Q1.7Q2.0Q2.1Q2.2Q2.4Q2.5I5.1EM223Q3.5Q3.6Q3.7COM15.215.3Q4.0HL1HL2HL3HL4HL5HL6HA1HA2HA3HL7'Km1

30、KM2 1KM3U226KM4KM5KM6PH1 rKM8KM91KM101 FKM11 1i_lKM20KM21KM22KM77號托盤左移8號托盤左移9號托盤左移10號托盤左移 1號托盤右移10號托盤右移6號托盤上移7號托盤上移KM2316.616.7I7.0I7.1COMQ5.0Q5.1KM31KM32I7.218.0I8.1EM225.7Q6.0Q6.1Q6.2Q6.3Q6.4I9.0EM223COMQ7.619.119.219.3EM221110.5110.6110.7110.8COMI11.1112.0EM221I12.1COMKM38KM39KM40 t l KM41 _, KM4

31、2 YV1_r，YV1X>4圖2-8電氣控制的I/O連接圖運(yùn)行指示燈 手動(dòng)指示燈 自動(dòng)指示燈 存車指示燈 取車指示燈 可存取指示燈 車未到位報(bào)警 故障報(bào)警 安全報(bào)警 外廓超限燈 1號托盤左移 2號托盤左移 3號托盤左移 4號托盤左移 5號托盤左移 6號托盤左移8號托盤上移16號托盤上移6號托盤下移12號托盤下移13號托盤下移14號托盤下移15號托盤下移16號托盤下移6號防墜掛鉤16號防墜掛鉤2.4 PLC的I/O 口資源配置表2-1和表2-2分別是車庫的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)的對應(yīng)分配表2-1輸入點(diǎn)分配控制開關(guān)I/O 口控制開關(guān)I/O 口啟動(dòng)I0.0故障輸入I1.4停止I0.1安全停車I1.5手

32、動(dòng)I0.2輪廓檢測I1.6自動(dòng)I0.3報(bào)警復(fù)位I1.7上移I0.41-16按鈕I2.0-I3.7下移I0.56-10托盤是否有車I4.0-I5.2左移I0.6101-206車位是否有托盤I5.3-I6.6右移I0.71-10號托盤左限位開關(guān)I6.7-I8.0存車I1.01-10號托盤右限位開關(guān)I8.1-I9.2取車I1.16-16號托盤上限位開I9.3-I10.5復(fù)位I1.26-16號托盤下限位開關(guān)I10.6-I12.0車未到位I1.3安全檢測I12.1表2-2輸出點(diǎn)分配輸出控制I/O 口輸出控制I/O 口運(yùn)行指示燈Q0.0安全報(bào)警Q1.0手動(dòng)指示燈Q0.1輪廓超限燈Q1.1自動(dòng)指示燈Q0.2

33、1-10號托盤左移Q1.2-Q2.3存車指示燈Q0.31-10號托盤右移Q2.4-Q3.5取車指示燈Q0.46-16號托盤上移Q3.6-Q5.0可存取指示燈Q0.56-16號托盤下移Q5.1-Q6.3車位到位Q0.66-16號掛鉤Q6.4-Q7.6故障報(bào)警Q0.72.5控制程序程序見附錄3.基于MCGS組態(tài)軟件的仿真MCGS是一套32位的工控組態(tài)軟件，它可以在 Microsoft Window 95/98/Me/NT/2000/XP等操作系統(tǒng)中穩(wěn)定運(yùn)行。MCGS系統(tǒng)包括運(yùn)行環(huán)境和組態(tài) 環(huán)境兩個(gè)部分12。利用MCGS,可以很方便的采集和監(jiān)控現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，對采集的的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，同時(shí)也可以對前端數(shù)據(jù)

34、進(jìn)行處理和控制。在計(jì)算機(jī)上可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫仿真仿真，用戶可以根據(jù)需要直接修改各種仿真參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)自己的模擬測試，從而可以大大降低開發(fā)費(fèi)用和難度，達(dá)到在一個(gè)較短開發(fā)周期內(nèi)以較少的代 價(jià)完成一個(gè)最優(yōu)方案。仿真如下：1.新建項(xiàng)目新建一個(gè)項(xiàng)目，重命名為立體車庫，如圖3-1圖3-1新建項(xiàng)目2.繪制組態(tài)仿真畫面繪制一個(gè)仿真畫面，如圖3-2圖3-2組態(tài)仿真畫面3.數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)據(jù)類型如圖3-3圖3-3數(shù)據(jù)類型4.動(dòng)畫連接圖3-4和圖3-5分別是左移和取車按鈕的連接設(shè)置圖3-4左移連接圖3-5取車按鈕連接5.編寫腳本程序IF 取車=1 AND 復(fù)位=0 THENIF 按鈕 12=1 THEN存取車號=2ENDIF

35、IF光電開關(guān)4=1 THEN空位仁4ENDIFIF光電開關(guān)12=1 THEN空位2=6ENDIFIF 自動(dòng)=1 THENIF存取車號 <>空位2 THENIF存取車號空位2 THEN空位2右車左移=1IF空位2右車左限開關(guān)=1 THEN空車2右車左移=0ENDIF空位 2=空位 2+1ELSE 空位 2 左車右移 =1IF 空位 2左車右限開關(guān) =1 THEN 空車 2 左車右移 =0ENDIF空位 2=空位 2-1ENDIFENDIFIF 存取車號 空位 1 THENIF 存取車號 空位 1 THEN 空位 1 右車左移 =1IF 空位 1右車左限開關(guān) =1 THEN 空車 1

36、右車左移 =0ENDIF空位 1=空位 1+1ELSE 空位 1 左車右移 =1IF 空位 1左車右限開關(guān) =1 THEN 空車 1 左車右移 =0ENDIF空位 1=空位 1-1ENDIFENDIFIF 存取車號 =空位 1 AND 存取車號 =空位 2 THEN 存取車下降 =1IF 存取車下限開關(guān) =1 THEN 存取車下降 =0ENDIFENDIFENDIFENDIFIF 復(fù)位=1 THEN存取車上升=1IF存取車上限開關(guān)=1 THEN存取車上升=0ENDIFENDIF6.組態(tài)仿真結(jié)果以12號托盤上的車為例，現(xiàn)在要將其取出。則需要先將第二層的 7、8、9、 10號車位右移和第一層的2、

37、3車位右移。建立垂直通道后，12號車位下降到地 面。待車取出后，12號托盤復(fù)位到第三層，完成取出。圖 3-6到圖3-10為12號 車的取車過程。圖3-6取車狀態(tài)1升隆橫瓷立體車庫13令升降犠省式立體車庫圖3-7取車狀態(tài)2圖3-9取車狀態(tài)4圖3-8取車狀態(tài)3圖3-10取車狀態(tài)54.總結(jié)通過查閱資料，了解立體車庫的運(yùn)行原理，運(yùn)用所學(xué)的知識，設(shè)計(jì)一個(gè)3X6的升降橫移式立體停車庫。本設(shè)計(jì)采用 S7-200系列的PLC編程，來實(shí)現(xiàn)存車和 取車的控制。并通過 MCGS對控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)虛擬仿真，比較直觀的了解車庫的 控制功能及原理。在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多許多的問題最后通過在網(wǎng)上查閱資 料，和同學(xué)和老師討論得

38、到解決。由于自己知識面的不夠，還不能夠設(shè)計(jì)出一個(gè) 全自動(dòng)化的立體停車系統(tǒng)。全自動(dòng)化智能停車系統(tǒng)是未來停車系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展方 向，在此領(lǐng)域我還要不斷的學(xué)習(xí)。中國的立體車庫現(xiàn)在還處于一個(gè)初級階段，大部分都需要操作人員的參與。 隨著技術(shù)的發(fā)展，對智能模塊和檢測系統(tǒng)的不斷更新，控制系統(tǒng)將向全自動(dòng)智能 化方向發(fā)展。隨著汽車數(shù)量的增加，泊車位的問題不斷加劇，將進(jìn)一步促進(jìn)車庫技術(shù)的革新。由于知識寬度和深度的限制， 我對立體車庫的設(shè)計(jì)中還存在著諸多問題， 我 深刻的認(rèn)識到， 我的能力還需要很大的提高。 在今后的道路上， 我一定會再接再 厲，不斷努力攀登。參考文獻(xiàn)1 中國重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會 ,停車設(shè)備管理委員會編

39、. 機(jī)械式立體車庫 M. 北京 :海洋出版 社,2001:34-35.2 徐格寧. 立 體車庫系 統(tǒng)機(jī)械 結(jié)構(gòu)調(diào) 度設(shè)計(jì)方法與實(shí) 現(xiàn) M. 北京 :機(jī)械 工業(yè)出 版 社,2012:56-58.3 付翠玉 ,關(guān)景泰 . 立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) M. 北京 :機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 ,2005:67-68.4 鄭鳳翼 ,蘭秀林 . 西門子 S7-200 系列 PLC 應(yīng)用 100 例 M. 北京 :電子工業(yè)出版 社,2012:98-99.5 廖常初. PLC 應(yīng)用技術(shù)問答 M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社 ,2006:123-125.6 王得勝 ,韓紅彪 . 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 北京 :電子工業(yè)出版社 ,2

40、011:127-129.7 張萬忠 ,劉明芹 . 電器與 PLC 控制技術(shù) M. 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,2008:94-96.8 張培仁 . 傳感器原理、檢測及應(yīng)用 M. 北京 :清華大學(xué)出版社 ,2012:134-135.9 單振清 ,宋雪臣，田青松編 . 傳感器與檢測技術(shù)應(yīng)用 M. 北京 : 北京理工大學(xué)出版 社,2013:212-213.10 楊幫文 . 新型接近開關(guān)和光電開關(guān)使用手冊 . 北京 :電子工業(yè)出版社 ,2009:95-96.11 徐建俊編 . 電機(jī)與電氣控制 M. 北京 :北京交通大學(xué)出版社 ,2004:87-89.12 李紅萍 . 工控組態(tài)技術(shù)及應(yīng)用 :MCGSM.

41、西安 :西安電子科技大學(xué)出版社 ,2013:24-25.附錄車庫主程序 :OB1Network 1 /初始化LD SM0.1R Q0.0, 63Network 2 / 啟動(dòng)LD I0.0SM18.0, 1Network 3/停止LDI0.1OI1.7RM18.0,1Network 4/運(yùn)行指示燈LDM18.0=Q0.0Network 5/ 存車指示燈LDI1.0AM18.0ANI1.1SQ0.3, 1Network 6/取車指示燈LDI1.1AM18.0ANI1.0SQ0.4, 1Network 7/手動(dòng)指示燈LDI0.2OQ0.1AM18.0ANI0.3=Q0.1Network 8/手動(dòng)運(yùn)行

42、LDQ0.1CALLSBR0Network 9/自動(dòng)運(yùn)行指示燈LDI0.3OQ0.2LDQ0.3OQ0.4ALDAM18.0I0.2Q0.2 Network 10 LD Q0.2 CALL SBR1 Network 11 LD I1.4 S Q0.7, Network 12 LD I1.7 R Q0.7, Network 13 LD O O O O O O O O O O RANT48T49T50T51T52T53T54T55T57T58T59Q0.3, 2/自動(dòng)運(yùn)行/故障報(bào)警/報(bào)警復(fù)位/存取完成手動(dòng)控制子程序manualNetwork 1/手動(dòng)左移LDI0.6ANI0.4ANI0.5ANI0

43、.7ANI1.5CALLSBR8Network 2/手動(dòng)右移LDI0.7ANI0.4ANI0.5ANI0.6ANI1.5CALLSBR9Network 3/手動(dòng)下降LD I0.5ANI0.4ANI0.6I0.7I1.5SBR10ANIANICALL/手動(dòng)上升Network 4LD I0.4AN I0.5AN I0.6AN I0.7AN I1.5CALL SBR11自動(dòng)控制子程序 autoNetwork 1/自動(dòng)運(yùn)行LD SM0.0CALL SBR13Network 2 /VW0 存放二層存取托盤號LDN I6.2ON I6.3ON I6.4ON I6.5ON I6.6A M16.0MOVW 1

44、, VW0 /空位在 7-12 號 Network 3LDN I6.1A M16.0MOVW 2, VW0 /空位在 6 號Network 4LDN I6.3ON I6.4ON I6.5ON I6.6A M16.1MOVW 2, VW0Network 5LDN I6.1ON I6.2A M16.1MOVW 3, VW0Network 6LDN I6.4ON I6.5ON I6.6A M16.2MOVW 3, VW0Network 7LDN I6.1ON I6.2ON I6.3ON I6.4A M16.3MOVW 5, VW0Network 8LDN I6.6A M16.4MOVW 5, VW0

45、Network 9LDN I6.1ON I6.2ON I6.3ON I6.4ON I6.5A M16.4MOVW 6, VW0Network 10 /VW1 存放三層存取車位號LD M16.5MOVW 1, VW1Network 11LD M16.6MOVW 2, VW1Network 12LD M16.7MOVW 3, VW1Network 13LD M17.0MOVW 4, VW1Network 14LD M17.1MOVW 5, VW1Network 15LD M17.2MOVW 6, VW1Network 16 /VW2 存放一層無托盤號LDN I5.3MOVW 1, VW2Netwo

46、rk 17LDN I5.4MOVW 2, VW2Network 18LDN I5.5MOVW 3, VW2Network 19LDN I5.6MOVW 4, VW2Network 20LDN I5.7MOVW 5, VW2Network 21LDN I6.0MOVW 6, VW2Network 22 /VW3 存放二層無托盤號LDN I6.1MOVW 1, VW3Network 23LDN I6.2MOVW 2, VW3Network 24LDN I6.3MOVW 3, VW3Network 25LDN I6.4MOVW 4, VW3Network 26LDN I6.5MOVW 5, VW3N

47、etwork 27LDN I6.6MOVW 6, VW3Network 28/第二層取車LDM16.0OM16.1OM16.2OM16.3OM16.4/第三層存取JMP0Network 29LDM16.5OM16.6OM16.7OM17.0OM17.1OM17.2JMP 1Network 30LBL 0Network 31LDW<> VW0, VW2FORVW100, 1, 5Network 32LDW< VW0, VW2CALL SBR0Network 33LDW> VW0, VW2CALL SBR1Network 34NEXTNetwork 35LBL 1Netwo

48、rk 36LDW<> VW1, VW3FORVW200, 1, 5Network 37LDW< VW1, VW3CALL SBR2Network 38LDW> VW1, VW3CALL SBR3Network 39NEXTNetwork 40LDW<> VW1, VW2FORVW300, 1, 5Network 41LDW< VW1, VW2CALL SBR0Network 42LDW> VW1, VW2/第二層存取/ 二層取托盤號 一層無托盤號 /執(zhí)行一層托盤右移程序/ 二層去托盤號 一層無托盤號 /一層托盤左移子程序/三層取托盤號 二層無托盤

49、號/二層托盤右移程序/ 三層去托盤號 二層無托盤號 /二層托盤左移子程序/ 三層取托盤號 一層無托盤號 /一層托盤右移程序/ 三層去托盤號 一層無托盤號 /一層托盤左移子程序CALL SBR1 Network 43 NEXT Network 44 LBL 2 Network 45/二層托盤下降子程序LDW= VW1, VW2CALL SBR4Network 46/三層下降主程序LDW= VW1, VW2AW= VW1, VW3CALL SBR5Network 47/安全報(bào)警/可存取指示燈T37T38T39T40T41T42T43T44T45T46T47Q0.5LD I12.1 = Q1.0 Network 48 LD O O O O O O O O O ONetwork 49LDI1.3=Q0.6Network 50/車位到位報(bào)警/輪廓超限報(bào)警LD I1.6/二層上升子程序LDM16.0OM16.1OM16.2OM16.3OM16.4AI1.2ANI1.3ANI1.5ANI1.6CALLSBR6RQ0.5, 1Networ