立體車庫論文

1、摘 要立體停車庫生產(chǎn)在中國(guó)是個(gè)新興行業(yè)，立體停車庫可緩解城市動(dòng)、靜態(tài)交通問題，改善居住環(huán)境，有效利用土地價(jià)值。本系統(tǒng)采用PLC、計(jì)算機(jī)結(jié)合組態(tài)畫面監(jiān)控，按動(dòng)按鈕或控制組態(tài)畫面即可完成汽車存取過程，操作簡(jiǎn)單，存取方便?？刂齐娐凡糠植捎媒涣鹘佑|器傳統(tǒng)方式，使運(yùn)行安全可靠。設(shè)計(jì)采用可分組合，模塊式安裝，方便靈活，具備維護(hù)使用方便，造價(jià)低等特點(diǎn)。 關(guān)鍵詞：立體車庫；可編程控制器；組態(tài)監(jiān)控 ABSTRACT Key words: 目 錄1 前言51.1 立體車庫概述51.2 立體車庫的特點(diǎn)62 可編程控制器（PLC）簡(jiǎn)介72.1 可編程序控制器的產(chǎn)生72.2 可編程控制器的特點(diǎn)82.3 可編程控制器的分

2、類82.3.1 按結(jié)構(gòu)分82.3.2 按I/O點(diǎn)數(shù)分82.4 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域92.5 可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì)103 可編程控制器（PLC）的硬件及工作原理113.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)113.2 PLC的工作原理133.3 PLC的編程語言143.3.1 梯形圖語言（LD）143.3.2 指令表語言（IL）153.3.3 功能模塊圖語言（FBD）153.3.4 順序功能流程圖語言（SFC）153.3.5 結(jié)構(gòu)化文本語言（ST）154 立體車庫硬件設(shè)計(jì)174.1 硬件器件簡(jiǎn)介174.1.1 松下FP1型PLC174.1.2 傳感器（BEN5M-MDT）174.1.3 行程開關(guān)（YKXX1-

3、111（T）174.1.4 轉(zhuǎn)換開關(guān)（YKXH28）184.1.5 按鈕（YKXY6）184.1.6 指示燈（AD16-16DS）184.1.7 升降電機(jī)184.1.8 橫移電機(jī)184.2 硬件設(shè)計(jì)184.2.1 升降橫移立體車庫簡(jiǎn)介184.2.2 車庫外觀圖設(shè)計(jì)194.2.3 PLC原理圖設(shè)計(jì)194.2.4 控制面板設(shè)計(jì)215 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)235.1 PLC型號(hào)的選擇235.1.1 I/O點(diǎn)數(shù)的確定235.1.2 選定PLC235.1.3 控制系統(tǒng)I/O地址分配235.2 PLC控制程序設(shè)計(jì)265.2.1 控制程序流程圖265.2.2 閘門控制程序295.2.3 指示燈控制程序29

4、5.2.4 數(shù)碼管顯示程序305.2.5 存取車程序316 結(jié)論33附錄A 立體車庫運(yùn)行梯形圖34附錄B I/O控制原理圖43參 考 文 獻(xiàn)44致 謝451 前言立體車庫是專門實(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)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械師立體車庫可充分利用上土地資源，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。目前常見的機(jī)械式立體停車庫有升降橫移式、垂直循環(huán)式、多層循環(huán)式、水平循環(huán)式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式、垂直升降類和簡(jiǎn)易升降式8種，其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)車庫

5、市場(chǎng)占有83的市場(chǎng)份額?？删幊炭刂破?PLC)集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體，可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便，因此在自動(dòng)停車系統(tǒng)中通常作為電控核心。對(duì)于規(guī)模較大的系統(tǒng)，還可使用工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。1.1 立體車庫概述立體停車庫的主要型式有：電梯式（升降機(jī)式）、垂直循環(huán)式、多層升降橫移式、多層平面循環(huán)式、多層液壓式、多層角循環(huán)式、多層中間循環(huán)式和二層水平循環(huán)式等, 它們的類型眾多，設(shè)計(jì)各有不同，庫容量變化比較大，可滿足不同用戶要求, 但都具有建筑面積小，停車層數(shù)多，地上和地下空間利用率高的優(yōu)點(diǎn)，停相同數(shù)量的車，在車輛流量大的繁華地段建一座立體停車庫

6、比建一地面停車場(chǎng)節(jié)省將近50%70%的投資, 嚴(yán)格的車庫管理還保證了車庫安全運(yùn)行的可靠性和車輛的自身保護(hù)，為存車人提供了最大的方便，存車人只需把車開到指定位置，下面的事都可由立體停車庫來完成，多層升降橫移式立體停車庫是中小型車庫的一種典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，由于占地面積小且動(dòng)作靈活、易操作、造價(jià)低，因此是公司及單位在建造立體停車庫時(shí)的理想選擇。1.2 立體車庫的特點(diǎn)1模塊化設(shè)計(jì)，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)均可采用。可以在地面及地下停車場(chǎng)使用，也可設(shè)計(jì)成半地下形式，使用形式靈活，造價(jià)較低。 2充分利用空間，可成倍增加停車數(shù)量。3系列化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)合理，多種保護(hù)裝置，安全可靠。4布局靈活，組合方便，可

7、采用多種型式，形成大型停車場(chǎng)。 5適應(yīng)性強(qiáng)，地上、地下均可建造，可作2-6層，可多種單元組合，既有單列式，又有重列式。 6電動(dòng)鋼索(或鏈條)式升降驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)行平衡可靠。7操作方式采用類似電子儲(chǔ)物柜的存取方式，（即存車時(shí)按存車按鈕打印憑條，取車時(shí)把憑條的信息掃入系統(tǒng)取車）。8廣泛適用于辦公寫字樓、居民集中住宅區(qū)等處的地下室停放車輛， 可充分利用地下室的有效空間高度和柱間距寬度來布置停車位。 9多層升降橫移式停車設(shè)備，可以創(chuàng)造多層停車位，就同類型設(shè)備而言，空間利用率最高。 10直接于地面空地架設(shè)，布置較為簡(jiǎn)單，工期施工短。 11整體設(shè)計(jì)與樓面容為一體，美觀大方。 12安全系數(shù)大，系統(tǒng)具有以下安全

8、保護(hù)裝置：防墜落裝置、緊急停止按鈕、光電檢測(cè)開關(guān)、離車保護(hù)、斷電保護(hù)、超長(zhǎng)報(bào)警裝置等。2 可編程控制器（PLC）簡(jiǎn)介可編程序控制器( Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱PLC。是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種工業(yè)控制用的專用計(jì)算機(jī)4。其定義為：可編程序控制器是一種專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。它采用一類可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作的面向的用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系

9、統(tǒng)連成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。2.1 可編程序控制器的產(chǎn)生20世紀(jì)60年代末，隨著數(shù)字電路的發(fā)展和小型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，人們開始設(shè)想用小型計(jì)算機(jī)替代傳統(tǒng)的繼電接觸器來實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制。美國(guó)通用汽車公司（GM）為了適應(yīng)生產(chǎn)工藝的不斷更新和汽車產(chǎn)品不斷變化的需要，向傳統(tǒng)的汽車生產(chǎn)設(shè)備的控制方法挑戰(zhàn)，增強(qiáng)企業(yè)在汽車制造工業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力，于1968年公開提出汽車生產(chǎn)流水線控制系統(tǒng)的10項(xiàng)技術(shù)要求，并在社會(huì)上公開招標(biāo)。這10項(xiàng)技術(shù)的要求是：1編程簡(jiǎn)單方便，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序；2配件維護(hù)方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)；3可靠性高于繼電器控制柜；4體積小于繼電器控制柜；5可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)；6在成

10、本上可與繼電接觸器控制設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)；7輸入可以是交流115V；8輸出為交流115V，2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥；9在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需很小改動(dòng)；10用戶程序存儲(chǔ)器容量至少可擴(kuò)展到4KB。1969年，美國(guó)數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出能滿足上述10條要求的可編程控制器樣機(jī)，安裝在美國(guó)通用汽車公司的汽車裝配線上，并獲得成功應(yīng)用，由此誕生了世界上第一臺(tái)可編程控制器（programmable logic controller-PLC）。2.2 可編程控制器的特點(diǎn)可編程序控制器得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的原因是由于它具有繼電接觸器控制裝置和通用計(jì)算機(jī)以及其他控制系統(tǒng)所不具有的特點(diǎn)：1編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)。2功能強(qiáng)，

11、性能價(jià)格比高。3硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。4運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。6維修工作量小，維修方便。7與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。8體積小、質(zhì)量輕、能耗低。2.3 可編程控制器的分類 按結(jié)構(gòu)分1整體式將中央處理器CPU、電源部件、輸入輸出單元集中制造在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價(jià)格低，小型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)。2模塊式將各部分模塊（CPU模塊、電源模塊、I/O模塊等）分開制造，使用時(shí)將這些模塊分別插入機(jī)架底座的插槽中，像積木一樣組合起來，系統(tǒng)配置靈活方便、易于擴(kuò)展，大中型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。3單板式松下電工的單板式PLC在編程上完全與整體式或模塊式的P

12、LC相同，只是結(jié)構(gòu)更加緊湊，體積更加小巧，價(jià)格也相對(duì)便宜，是松下公司功能完備而且獨(dú)特的產(chǎn)品。 按I/O點(diǎn)數(shù)分1超小型機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)在64點(diǎn)以下，程序容量在2561000B。2小型機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)在64256點(diǎn)之間，程序容量在13.6KB之間，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，適用于開關(guān)量控制的場(chǎng)合。3中型機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)在2562048點(diǎn)之間，程序容量在3.613KB之間，除具有小型機(jī)的功能外，還增加了數(shù)據(jù)處理功能，并可配置模擬輸入輸出模塊，適用于小規(guī)模控制系統(tǒng)。4大型機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，程序容量在13KB以上。大型PLC功能更加完善，具有數(shù)據(jù)處理、模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視、存儲(chǔ)、打印等功能，可

13、以進(jìn)行中斷控制、智能控制、遠(yuǎn)程控制等。還可以采用高級(jí)語言（如BASIC語言等）編寫用戶程序，也可以擴(kuò)展成冗余系統(tǒng)，從而進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的可靠性。2.4 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在很多的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：1. 邏輯控制功能。用PLC的與、或、非指令取代繼電器觸電串聯(lián)、并聯(lián)和其他邏輯連接，進(jìn)行開關(guān)控制。2. 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能。用PLC提供的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制。3. 順序控制功能。用步進(jìn)指令來實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制。4. 數(shù)據(jù)處

14、理功能。PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。5. 數(shù)/模、模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能。通過A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。6. 運(yùn)動(dòng)控制功能。通過高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸控制。7. 過程控制功能。通過PLC的PID控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等物理量進(jìn)行閉環(huán)控制。8擴(kuò)展功能。通過連接輸入輸出擴(kuò)展單元模塊來增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可以通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高PLC的控制能力。9遠(yuǎn)程控制功能。通過遠(yuǎn)程I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。10. 通信聯(lián)網(wǎng)功能。通過PLC之

15、間或與主控計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的系統(tǒng)控制。11. 監(jiān)控功能。PLC能夠監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警、顯示、故障診斷以及自動(dòng)終止運(yùn)行。2.5 可編程控制器的發(fā)展趨勢(shì) 1在系統(tǒng)構(gòu)成規(guī)模上向大、小兩個(gè)方向發(fā)展發(fā)展小型（超小型）化、專用化、模塊化、低成本PLC，以真正替代最小的繼電器系統(tǒng)；發(fā)展大容量、高速度、多功能、高性能價(jià)格比的PLC，以滿足現(xiàn)代化企業(yè)中那些大規(guī)模、復(fù)雜系統(tǒng)自動(dòng)化的需要。 2功能不斷增強(qiáng)，各種應(yīng)用模塊不斷推出大力加強(qiáng)過程控制和數(shù)據(jù)處理功能，提高組網(wǎng)和通信能力，開發(fā)多功能模塊，以使各種規(guī)模的自動(dòng)化系統(tǒng)功能更強(qiáng)、更可靠，組成和維護(hù)更加靈活方便，使PLC應(yīng)用范圍更加擴(kuò)大。

16、3產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時(shí)，日益向MAP（制造自動(dòng)化協(xié)議）靠攏，并使PLC基本部件，如輸入/輸出模塊、接線端子、通信協(xié)議、編程語言和工具等方面的技術(shù)規(guī)格規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化，使不同產(chǎn)品間能相互兼容、易于組網(wǎng)，以方便用戶真正利用PLC來實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)自動(dòng)化。3 可編程控制器（PLC）的硬件及工作原理3.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC主要由中央處理單元、輸入接口、輸出接口、通信接口等部分組成，其中CPU是PLC的核心，I/O部件是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器和上位機(jī)連接（見圖3.1）。對(duì)于整體式PLC，所有部件都裝在同一機(jī)

17、殼內(nèi)；對(duì)于模塊式PLC，各功能部件獨(dú)立封裝，稱為模塊或模板，各模塊通過總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣稀２煌瑥S商生產(chǎn)的不同系列產(chǎn)品在每個(gè)機(jī)架上可插放的模塊數(shù)是不同的，一般為310塊?？蓴U(kuò)展的機(jī)架數(shù)也不同，一般為28個(gè)機(jī)架?；緳C(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的距離不宜太長(zhǎng)，一般不超過10M。 圖3.1 PLC硬件結(jié)構(gòu)3.2 PLC的工作原理14PLC在執(zhí)行程序是存在I/O滯后現(xiàn)象，造成I/O響應(yīng)滯后的原因：1）掃描方式2）電路慣性-輸入濾波時(shí)間常數(shù)和輸出繼電器觸點(diǎn)的機(jī)械滯后3）與程序設(shè)計(jì)安排有關(guān)3.3 PLC的編程語言3.3.1 梯形圖語言（LD）3.3.2 指令表語言（IL）3.3.3 功能模塊圖語言（FBD

18、）功能模塊圖語言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語言。采用功能模塊圖的形式來表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。3.3.4 順序功能流程圖語言（SFC）順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)合。3.3.5 結(jié)構(gòu)化文本語言（ST）4 立

19、體車庫硬件設(shè)計(jì)4.1 硬件器件簡(jiǎn)介 松下FP1型PLCFP1是一種功能強(qiáng)大的小型機(jī)，在設(shè)計(jì)過程中采用先進(jìn)的方法及組件，使其具有通常大型PLC中才具備的功能。雖然是小型機(jī)，但其功能較完善，性能價(jià)格比高，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的單機(jī)控制，特別適合在輕工業(yè)中、小型企業(yè)中使用。FP1主機(jī)控制單元內(nèi)有高速計(jì)數(shù)器，可輸入頻率高達(dá)10kHz的脈沖，并可同時(shí)輸入兩路脈沖。另外還可輸出頻率可調(diào)的脈沖信號(hào)，具有8個(gè)中斷源的中斷優(yōu)先權(quán)管理。通過主機(jī)上配有的RS-422或RS-232接口，可實(shí)現(xiàn)PLC與PC之間的通信，將PC上的梯形圖程序直接傳送到可編程控制器中去。 FP系列可編程控制器無論采用的是手持編程器還是編程工具軟件

20、，其編程及監(jiān)控功能都很強(qiáng)，從而為用戶提供了方便的軟件開發(fā)環(huán)境。FP1系列的硬件配置較全，主機(jī)可通過外接I/O擴(kuò)展單元（擴(kuò)展單元位一些擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)的模塊，由E8E40系列組成）擴(kuò)展I/O點(diǎn)。FP1的智能單元主要有A/D、D/A模塊。當(dāng)需要對(duì)模擬量進(jìn)行測(cè)量和控制時(shí)，可以連接智能單元。FP1的指令功能也較強(qiáng)，有近200條指令，除能進(jìn)行基本邏輯運(yùn)算外，還可以進(jìn)行加、減、乘、除四則運(yùn)算；數(shù)據(jù)處理功能也比一般小型機(jī)強(qiáng)，除處理8位、16位數(shù)據(jù)外，還可以處理32位數(shù)據(jù)，并能進(jìn)行多種碼制變換。除一般PLC常用的指令外，還有中斷和子程序調(diào)用、凸輪控制、高速計(jì)數(shù)、字符打印以及步進(jìn)指令等特殊功能指令。由于指令非常豐

21、富，功能較強(qiáng)，故給用戶提供了極大方便。此外，F(xiàn)P1的監(jiān)控和邏輯功能也很強(qiáng)，有幾十條監(jiān)控命令、多種監(jiān)控方式。 傳感器（BEN5M-MDT）它是一種測(cè)距的光電傳感器，具有測(cè)距遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)到5米），采用反射鏡反射的檢測(cè)方式，DC1224V供電，NPN/PNP同時(shí)輸出，遮光ON/入光ON選擇。 行程開關(guān)（YKXX1-111（T）又稱限位開關(guān),可以安裝在相對(duì)靜止的物體(如固定架、門框等，簡(jiǎn)稱靜物)上或者運(yùn)動(dòng)的物體（如行車、門等，簡(jiǎn)稱動(dòng)物）上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作。適用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電壓380V、直

22、流220V，發(fā)熱電流為5A的控制電路中。 轉(zhuǎn)換開關(guān)（YKXH28）具有體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、功能齊全、操作靈活可靠、外形美觀等優(yōu)點(diǎn)，該開關(guān)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，材料選用于傳統(tǒng)開關(guān)有著較大差別，具有很高的技術(shù)含量，可與國(guó)外最先進(jìn)的藍(lán)系列開關(guān)相媲美，對(duì)于提高成套設(shè)備的可靠性及產(chǎn)品檔次有著重要的意義。主要用于交流50Hz，額定電壓至380V及以下， 直流額定電壓至220V及以下的電路中作接通、分段和轉(zhuǎn)換電路之用，也可直接控制小容量電動(dòng)機(jī)和作主令控制之用。 按鈕（YKXY6）主要用于交流50Hz-60Hz工作電壓至380V和直流工作電壓至220V的控制電路中，作控制、信號(hào)、聯(lián)鎖之用。 指示燈（AD16-16DS）

23、AD16系列指示燈均采用LED發(fā)光芯片為光源，燈罩采用高強(qiáng)度聚碳酸脂制成具有良好的抗沖擊性，壽命可達(dá)到5萬10萬小時(shí)，能耗低、體積小、重量輕。 升降電機(jī)載車板升降所需功率較大，故選用交流大電機(jī)。載車板的升降由電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制。 橫移電機(jī) 載車板的橫移所需功率較小，使用小型交流電機(jī)，通過橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制載車板的橫移運(yùn)動(dòng)。4.2 硬件設(shè)計(jì) 升降橫移立體車庫簡(jiǎn)介升降橫移立體停車庫車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式，可設(shè)計(jì)為多層、多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制，一般為24層(國(guó)家規(guī)定最高為4層)，以2、3層者居多，可根據(jù)泊車的多少?zèng)Q定停車庫的規(guī)模。車庫可設(shè)在地上，也可設(shè)在地下，或一半設(shè)在地下一半設(shè)在地

24、上。其鋼結(jié)構(gòu)框架按一定規(guī)格的分格單元進(jìn)行組合，可縱向延伸、分段集中控制，也可橫向并列，分排單獨(dú)控制。車庫組合布置的不同形式可適應(yīng)不同場(chǎng)地條件的需要，配置非常靈活。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層都必須預(yù)留一個(gè)空車位，供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時(shí)，無需移動(dòng)其他托盤就可直接進(jìn)出車；中間層、頂層進(jìn)出車時(shí)，先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動(dòng)作，進(jìn)出車后再上升回到原位置。升降橫移停車庫利用載車板移位產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛，全部邏輯過程均由PLC進(jìn)行控制。地面以上布

25、置的升降橫移立體車庫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層必須預(yù)留一個(gè)空車位，供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時(shí)，無需移動(dòng)其他托盤就可直接進(jìn)出車；中間層、頂層進(jìn)出車時(shí)，先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動(dòng)作，進(jìn)出車后再上升回到原位置。其運(yùn)動(dòng)總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位。 車庫外觀圖設(shè)計(jì)本次設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)雙層8車位升降橫移式立體車庫，根據(jù)車庫的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)車庫的車位如圖所示：圖4.1 車庫外觀圖其中0號(hào)車位僅做一層車位橫移用，不用來存放車輛。車庫運(yùn)行規(guī)則：14號(hào)車位只能左右移動(dòng)，不能上

26、下移動(dòng)；58號(hào)車位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)。下排車位上的汽車可以直接開出；上排車位的汽車需要先降到下排車位才能開出，若下排車位有車，需要先讓出車位給上排車位。4.2.3 PLC原理圖設(shè)計(jì)PLC是車庫控制系統(tǒng)的核心，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其輸入大致有：電源按鈕、傳感器、行程開關(guān)、光電開關(guān)、操作面板按鈕；輸出大致有：指示燈、數(shù)碼管、閘門、升降電機(jī)、橫移電機(jī)。根據(jù)輸入、輸出要求，PLC的控制原理圖如圖所示：圖4.2 PLC控制原理圖該系統(tǒng)中PLC主要完成對(duì)載車板、車輛位置及運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和存取車的操作。用各種光電開關(guān)、行程開關(guān)檢測(cè)位置狀態(tài)，用接觸器、繼電器控制拖動(dòng)電機(jī)的起停。對(duì)車位的操作即控制橫移小電機(jī)和

27、升降大電機(jī)，使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。而且上層升降動(dòng)作和以下各層的橫移動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層泊位在升降時(shí)，下面各層泊位不能移動(dòng)，反之亦然。并且上層泊位每次只能有一個(gè)泊位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。為了保證存取車可靠安全，系統(tǒng)要精確定位。行程開關(guān)的設(shè)置保證了載車板能平移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到準(zhǔn)確位置，但行程開關(guān)邏輯要嚴(yán)格互鎖。例如1、2號(hào)車位水平限位開關(guān)在靜態(tài)情況下只能有一個(gè)是斷開的，如果2個(gè)以上開關(guān)閉合即表示載車板不到位。安裝在進(jìn)口處的光電開關(guān)可以檢測(cè)車輛的到來，如果車位已滿，閘門將拒絕打開；安裝在出口的光電開關(guān)可以檢測(cè)車輛的到來，并自動(dòng)打開閘門，讓車輛出去。安裝在各個(gè)車位的光電開關(guān)，

28、可以檢測(cè)車位上車輛的有無。 控制面板設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)控制面板的設(shè)計(jì)如圖所示：圖4.3 控制面板圖控制面板上的數(shù)碼管，可以準(zhǔn)確顯示車庫車輛的存放情況，顯示出車輛將要存放的車位號(hào)，若車庫已經(jīng)存滿車輛，數(shù)碼管將不顯示任何數(shù)字。紅、綠、黃、粉四個(gè)指示等能顯示出車庫的運(yùn)行情況：紅燈閃爍代表進(jìn)車模式，綠燈閃爍代表取車模式，黃燈代表手動(dòng)控制模式，粉紅色燈閃爍代表系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)，紅色燈在系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)時(shí)能代表車位已經(jīng)滿，綠色燈則代表車位還有剩余。手/自動(dòng)切換開關(guān)可以切換車庫的運(yùn)行狀態(tài)?？刂泼姘迳细靼粹o功能如下表所示：表4.1 控制面板按鈕功能表按鍵號(hào)功能選擇定義1自動(dòng)選擇1號(hào)車位手動(dòng)無意義2自

29、動(dòng)選擇2號(hào)車位手動(dòng)載車板向下移動(dòng)3自動(dòng)選擇3號(hào)車位手動(dòng)無意義4自動(dòng)選擇4號(hào)倉位手動(dòng)載車板向左移動(dòng)5自動(dòng)選擇5號(hào)車位手動(dòng)載車板向上移動(dòng)6自動(dòng)選擇6號(hào)倉位手動(dòng)載車板向左移動(dòng)7自動(dòng)選擇7號(hào)車位手動(dòng)無意義8自動(dòng)選擇8號(hào)倉位手動(dòng)無意義5 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)5.1 PLC型號(hào)的選擇 I/O點(diǎn)數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其輸入大致有：傳感器、行程開關(guān)、光電開關(guān)、操作面板按鈕；輸出有：指示燈、數(shù)碼管、閘門、升降電機(jī)、橫移電機(jī)。經(jīng)過計(jì)算，輸入點(diǎn)大致需要30個(gè)左右，輸出點(diǎn)需要30個(gè)左右。 選定PLCFP1系列PLC的I/O地址分配表如下所示：表5.1 FP1系列PLC的I/O地址分配表型 號(hào)輸入端編號(hào)輸出端編號(hào)C1

30、4X0X7Y0Y4，Y7C16X0X7Y0Y7C24X0XFY0Y7C40X0XF，X10X17Y0YFC56X0XF，X10X1FY0YF，Y10Y17C72X0XF，X10X1FX20X27Y0YF，Y10Y17根據(jù)控制系統(tǒng)的需求，選定PLC型號(hào)為FP1C72。 控制系統(tǒng)I/O地址分配根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求及選定的PLC型號(hào)，確定系統(tǒng)的I/O地址分配如下表所示：表5.2 輸入I/O地址分配信號(hào)名稱I/O地址自動(dòng)/手動(dòng)切換X0存車X1取車X2選擇1號(hào)車位X3續(xù)表5.2 輸入I/O地址分配選擇2號(hào)車位（自動(dòng)）X4載車板下移（手動(dòng)）選擇3號(hào)車位X5選擇4號(hào)車位（自動(dòng)）X6載車板左移（手動(dòng)）選擇5

31、號(hào)車位（自動(dòng)）X7載車板上移（手動(dòng)）選擇6號(hào)車位 （自動(dòng)）X8載車板右移（手動(dòng)）選擇7號(hào)車位X9選擇8號(hào)車位XA0號(hào)車位限位開關(guān)XB1號(hào)車位限位開關(guān)XC2號(hào)車位限位開關(guān)XD3號(hào)車位限位開關(guān)XE4號(hào)車位限位開關(guān)XF5號(hào)車位上限開關(guān)X105號(hào)車位下限開關(guān)X116號(hào)車位上限開關(guān)X126號(hào)車位下限開關(guān)X137號(hào)車位上限開關(guān)X147號(hào)車位下限開關(guān)X158號(hào)車位上限開關(guān)X168號(hào)車位下限開關(guān)X171號(hào)車位光電傳感器X182號(hào)車位光電傳感器X193號(hào)車位光電傳感器X1A續(xù)表5.2 輸入I/O地址分配4號(hào)車位光電傳感器X1B5號(hào)車位光電傳感器X1C6號(hào)車位光電傳感器X1D7號(hào)車位光電傳感器X1E8號(hào)車位光電傳

32、感器X1F進(jìn)口處光電傳感器X20出口處光電傳感器X21表5.3 輸出I/O地址分配信號(hào)名稱I/O地址數(shù)碼管Y0Y6紅色指示燈Y7綠色指示燈Y8黃色指示燈Y9粉色指示燈YA進(jìn)口閘門開YB進(jìn)口閘門關(guān)YC出口閘門開YD出口閘門關(guān)YE5車位升降電機(jī)正轉(zhuǎn)（上升）YF5車位升降電機(jī)反正（下降）Y106車位升降電機(jī)正轉(zhuǎn)（上升）Y116車位升降電機(jī)反正（下降）Y127車位升降電機(jī)正轉(zhuǎn)（上升）Y137車位升降電機(jī)反正（下降）Y148車位升降電機(jī)正轉(zhuǎn)（上升）Y158車位升降電機(jī)反正（下降）Y16續(xù)表5.3 輸出I/O地址分配1車位橫移電機(jī)正轉(zhuǎn)（左移）Y171車位橫移電機(jī)反正（右移）Y182車位橫移電機(jī)正轉(zhuǎn)（左移）

33、Y192車位橫移電機(jī)反正（右移）Y1A3車位橫移電機(jī)正轉(zhuǎn)（左移）Y1B3車位橫移電機(jī)反正（右移）Y1C4車位橫移電機(jī)正轉(zhuǎn)（左移）Y1D4車位橫移電機(jī)反正（右移）Y1E收費(fèi)Y1FI/O控制原理圖見附錄B。5.2 PLC控制程序設(shè)計(jì) 控制程序流程圖該系統(tǒng)存取車控制只針對(duì)上層(2層)車位，而對(duì)于下層車位，存取車直接開進(jìn)開出即可?？刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫。程序流程見下圖。在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時(shí)運(yùn)用了“并行分支與匯合”的技巧，所謂并行分支指的是各分支流程可同時(shí)執(zhí)行，待各流程動(dòng)作全部結(jié)束后，根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動(dòng)作。即選擇第2層進(jìn)出車，可以使一層同時(shí)平移(左移或右移)，這樣，控制系統(tǒng)能自動(dòng)處理設(shè)

34、備動(dòng)作順序之間的聯(lián)鎖或雙重輸出，而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便，可節(jié)約大量時(shí)間，提高工作效率。存取車流程圖：NNY下降通道建立否？載車板右移載車板左移RL確定下層哪邊有空車位下車位有車？上層存取車信息初始化開始上層存取車完成發(fā)出存取車信息載車板下降YN載車板到達(dá)最高點(diǎn)？載車板上升載車板到達(dá)底層否？YN車輛挺好否？Y結(jié)束 閘門控制程序設(shè)計(jì)要求：當(dāng)汽車到達(dá)閘門前時(shí)，若車庫內(nèi)有空車位，系統(tǒng)自動(dòng)打開閘門讓車輛進(jìn)入動(dòng)作平臺(tái)；如果停車位已滿，系統(tǒng)將拒絕打開停車場(chǎng)閘門。在車庫進(jìn)出口處各裝有一個(gè)傳感器X23、X24。當(dāng)有車進(jìn)入車庫時(shí)，X23檢測(cè)到實(shí)現(xiàn)加1運(yùn)算；當(dāng)有車出去時(shí)，X24檢測(cè)到實(shí)現(xiàn)減1運(yùn)算。這

35、樣，當(dāng)車庫內(nèi)車輛未達(dá)到8輛時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在檢測(cè)到車輛時(shí)自動(dòng)打開進(jìn)口閘門；當(dāng)車庫內(nèi)車輛達(dá)到8輛時(shí)，系統(tǒng)將拒絕打開進(jìn)口閘門。程序如圖5.1所示：圖5.1 進(jìn)口閘門控制程序 指示燈控制程序設(shè)計(jì)要求：紅色燈在系統(tǒng)處于等待狀態(tài)時(shí)能代表車位已經(jīng)滿，綠色燈則代表車位還有剩余。利用閘門控制程序檢測(cè)到的車位情況即可實(shí)現(xiàn)該顯示。程序入圖5.2所示：圖5.2 紅綠燈控制程序設(shè)計(jì)要求：停車場(chǎng)的指示燈能夠自動(dòng)分辨系統(tǒng)當(dāng)前處于的控制狀態(tài)（紅燈閃爍代表進(jìn)車模式，綠燈閃爍代表取車模式，黃燈代表手動(dòng)控制模式，粉紅色燈閃爍代表系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)）。程序如圖5.3所示：圖5.3 指示燈控制程序 數(shù)碼管顯示程序設(shè)計(jì)要求：停車場(chǎng)的七段數(shù)

36、碼管，能準(zhǔn)確顯示閘門前的車輛將要被停放到的空位的號(hào)碼。若車位已滿，七段數(shù)碼管將不再顯示數(shù)字。利用進(jìn)出口閘門處檢測(cè)的車位情況，即可很輕松地實(shí)現(xiàn)。程序如圖5.4所示：圖5.4 數(shù)碼管顯示控制程序 存取車程序因?yàn)?層存取車時(shí)可以直接開進(jìn)、開出，所以存取車程序的設(shè)計(jì)只針對(duì)2層車位。存取2層車位車時(shí)，需要保證其正下方車位無車，如果正下方車位有車，需要首先將該車位的車移開，然后才能完成存取車。當(dāng)車位的車輛存放情況如圖5.5所示時(shí)，取7號(hào)車位車的動(dòng)作為：3號(hào)車位車左移，7號(hào)車位車下降，開出7號(hào)車位的車，3號(hào)車位車復(fù)位。其程序如圖5.6所示：圖5.5 車庫存車情況1完整的車庫梯形圖程序見附錄A。結(jié)束語經(jīng)過近三

37、個(gè)月的研究工作，通過查閱大量相關(guān)資料，我了解了立體車庫的產(chǎn)生和發(fā)展歷程，并且熟悉了立體車庫的運(yùn)行過程，加深了對(duì)控制系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。同時(shí)，在程序設(shè)計(jì)的過程中，加深了對(duì)可編程序控制器（PLC）的了解，并能夠?qū)⑵溥\(yùn)用到立體車庫控制系統(tǒng)中。在所學(xué)知識(shí)的基礎(chǔ)上，根據(jù)自己對(duì)立體車庫的認(rèn)識(shí)，我參與設(shè)計(jì)出了雙層8車位立體車庫，并且為其編寫了PLC程序，實(shí)現(xiàn)了車庫的自動(dòng)化控制。同時(shí)，并用AutoCad 繪制出了PLC的I/O控制原理圖電路，進(jìn)一步熟悉了CAD軟件的應(yīng)用。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我了解了PLC控制的立體車庫的工作原理，熟悉了PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，鍛煉了我的工程設(shè)計(jì)實(shí)踐能力，為今后的工作奠定了一定的基礎(chǔ)。同時(shí)，也是對(duì)我大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)和鞏固，是對(duì)大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一次總結(jié)，使我認(rèn)識(shí)到了自己的不足。這次畢設(shè)使我對(duì)所學(xué)知識(shí)有了一個(gè)更加系統(tǒng)化的認(rèn)識(shí)，對(duì)今后的工作將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。由于編寫水平有限，難免有不足之處，敬請(qǐng)諒解！附錄A 立體車庫運(yùn)行梯形圖附錄B I/O控制原理圖參 考 文 獻(xiàn)1 高麗麗. 立體倉庫PLC控制系統(tǒng)