立體車(chē)庫(kù)控制設(shè)計(jì)

1、福州職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目系 別年級(jí)專(zhuān)業(yè)學(xué) 號(hào)姓 名指導(dǎo)教師職 稱(chēng)2010年3 月 26 日目錄內(nèi)容摘要 2 關(guān)鍵詞 2一、可編程控制器的簡(jiǎn)介 2（一）可編程控制器的定義2（二）可編程控制器的應(yīng)用3（三）可編程控制器的特點(diǎn)3二、立體車(chē)庫(kù)的構(gòu)成及工作原理4三、雙層立體車(chē)庫(kù)控制要求5四、雙層立體車(chē)庫(kù)的硬件設(shè)計(jì)6（一）輸入/輸出（I/O）地址分配6（二）PLC的選型6（三）PLC外部接線圖6五、雙層立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)7（一）流程圖7（二）梯形圖程序8六、指令表16 結(jié)論 22 參考文獻(xiàn) 221立體車(chē)庫(kù)控制設(shè)計(jì)【內(nèi)容摘要】升降橫移式立體車(chē)庫(kù)由機(jī)電機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu)成，本文對(duì)其控制系統(tǒng)的工作原

2、理進(jìn)行了分析，控制系統(tǒng)主要由車(chē)位掃描、叫車(chē)、車(chē)位移動(dòng)等部分構(gòu)成。設(shè)計(jì)采用三菱FX2n系列PLC為主控單元，應(yīng)用三菱編程軟件，完成梯形圖的編寫(xiě)及仿真調(diào)試，并通過(guò)試驗(yàn)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程控制器可以很好的對(duì)立體車(chē)庫(kù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，具有穩(wěn)定、可靠、操作方便、性?xún)r(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)?！娟P(guān)鍵詞】立體車(chē)庫(kù) 控制系統(tǒng) 可編程控制器隨著汽車(chē)的急增致使城市停車(chē)難問(wèn)題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車(chē)設(shè)備,以其占地面積少、停車(chē)率高、布置靈活、高效低耗、性?xún)r(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到人們的青睞。目前市面上常見(jiàn)的機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)有：升降橫移類(lèi)、垂直循環(huán)類(lèi)、多層循環(huán)類(lèi)、水平循環(huán)

3、類(lèi)、平面移動(dòng)類(lèi)、巷道堆垛類(lèi)、垂直升降類(lèi)和簡(jiǎn)易升降類(lèi)等8種,其中升降橫移類(lèi)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(chē)庫(kù)市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)份額。升降橫移類(lèi)機(jī)械停車(chē)庫(kù)利用托盤(pán)移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車(chē)位升降存取車(chē)輛。其車(chē)位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設(shè)計(jì)為多層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車(chē)時(shí)間的限制,一般為24層(國(guó)家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)以典型的地上2X2升降橫移式為例,說(shuō)明停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行原理。本系統(tǒng)采用三菱FX2N-40MR-D作為主控設(shè)計(jì)一種橫移式立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。一、可編程控制器的簡(jiǎn)介（一）可編程控制器的定義早期的可編程控制器主要是用來(lái)代替繼電器控制系統(tǒng)的，

4、因此功能較為簡(jiǎn)單，只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制，稱(chēng)為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。 隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代后期位處理器被用作可編程控制器的中央處理單元（Central Processing Unit,簡(jiǎn)稱(chēng)CPU）， 2從而大大擴(kuò)展了可編程控制器的功能，除了進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還具有模擬量控制、高速計(jì)數(shù)、PID回路調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程I/O和網(wǎng)絡(luò)通信等許多功能。1980年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)正式將其命名為可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PC，其定義為：PC是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)指令，能夠完成邏輯、

5、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算等功能，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入、輸出接口控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。（二）可編程控制器的特點(diǎn)編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)HTSS PLC配備了梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),梯形圖語(yǔ)言的表達(dá)方式與繼電器電路原理圖中電路符號(hào)的表示法極為相似，且某些僅有開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能的PLC只有十幾條指令。工程技術(shù)人員能夠很快熟悉并掌握梯形圖語(yǔ)言的使用方法并用他來(lái)編制用戶(hù)程序,這就為使用者快速的編制出本單位所需要的控制程序提供了非常便捷的條件。PLC的硬件配套齊全,接線端子一目了然，便于用戶(hù)使用HTSS 由于PLC的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)大多是系列化和模塊化的，其硬件配置相當(dāng)靈活，可以組合成多種規(guī)模的，滿(mǎn)足用戶(hù)各種控制

6、要求的控制系統(tǒng)。（三）可編程控制器的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)?？蓺w納如下幾類(lèi)1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制。2、模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器能夠處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換，使可編程控制器用于模擬量控制。3、運(yùn)動(dòng)控制3PLC可用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如應(yīng)用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯

7、等場(chǎng)合。4、過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5、數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙業(yè)、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6、通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信包含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。二、立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及工作原理立體車(chē)庫(kù)有雙層五個(gè)車(chē)位，由底盤(pán)、倉(cāng)位、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制四

8、個(gè)部分組成。機(jī)械部分由滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、支流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)元件。控制部分采用三菱FX型可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等元件組成。立體車(chē)庫(kù)的工作原理如圖1所示，PLC是車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的核心，當(dāng)用戶(hù)對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，PLC會(huì)接受并分析指揮用戶(hù)的操作，判斷檢測(cè)元件的狀態(tài)，讀取執(zhí)行元件的信息，然后通過(guò)軟件作出合理的工控安排，反饋信息到執(zhí)行元件、操作平臺(tái)，拖動(dòng)車(chē)位移動(dòng)到相應(yīng)的水平位置，實(shí)現(xiàn)車(chē)位的位置移動(dòng)到相應(yīng)的水平位置，實(shí)現(xiàn)車(chē)位的移動(dòng)4圖1立體車(chē)庫(kù)工作原理圖三、雙層立體車(chē)庫(kù)控制要求1、1、2、3號(hào)車(chē)位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)，4、5車(chē)位只

9、可左右移動(dòng)不可上下移動(dòng)。2、4、5號(hào)車(chē)位可直接將車(chē)開(kāi)出。3、如要呼叫上層車(chē)位，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，先按下車(chē)位編號(hào)按鈕，再按下取車(chē)按鈕，可自動(dòng)運(yùn)行將車(chē)移至下排車(chē)位。圖2立體車(chē)庫(kù)配置圖5四、雙層立體車(chē)庫(kù)的硬件設(shè)計(jì)（一）輸入/輸出（I/O）地址分配（二）PLC的選型根據(jù)控制功能需要及輸入輸出點(diǎn)數(shù)選擇三菱FX系列PLC：FX2N-64MR。 （三）PLC外部接線圖圖3 立體車(chē)庫(kù)電氣控制原理圖6五、雙層立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（一）流程圖圖4雙層車(chē)庫(kù)控制流程圖7（二）梯形圖程序1、車(chē)位掃描（032）當(dāng)X10的常閉觸點(diǎn)閉合X11和X12常開(kāi)觸點(diǎn)閉合時(shí)表明1號(hào)位為空位號(hào)，2號(hào)和3號(hào)位不為空，已停放了車(chē)，則輸出M10

10、。其它車(chē)位同理。2、車(chē)位按鍵及叫車(chē)按鍵（3659）當(dāng)按下對(duì)應(yīng)的車(chē)位號(hào)按鍵時(shí)M1、M2、M3形成互鎖，再按叫車(chē)。如按下1按鈕，再按叫車(chē)按鈕SB0，1號(hào)車(chē)位就將下降到底層。83、車(chē)位移動(dòng)控制（63212）本段程序以叫1號(hào)車(chē)位為例說(shuō)明具體的控制過(guò)程。按1號(hào)車(chē)位鍵SB1，X1常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、M1接通并自鎖，按叫車(chē)鍵SB0，X0常開(kāi)觸點(diǎn)M100常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖。1) 4號(hào)車(chē)位沒(méi)車(chē)位（X13常閉觸點(diǎn)閉合X14，X15常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或M13閉合）M200接通并自鎖、Y1接通，1號(hào)車(chē)位下行。當(dāng)1號(hào)車(chē)位下行至4號(hào)位時(shí)，X13常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M200，Y1失電，1號(hào)車(chē)位停止，完成車(chē)位移動(dòng)控制過(guò)程。92) 4號(hào)位有車(chē)位

11、、5號(hào)位沒(méi)車(chē)位（X14常閉觸點(diǎn)閉合X15，X13常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或M14常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）M201常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖，Y7接通，4號(hào)車(chē)位右移。當(dāng)4號(hào)車(chē)位右行至5號(hào)位時(shí)，X14常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M201、Y7失電，4號(hào)車(chē)位停止。M201的下降沿觸發(fā)M301使M200接通并自鎖，Y1接通，1號(hào)車(chē)位下降。當(dāng)1號(hào)車(chē)位下降至4號(hào)位時(shí)，X13常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M200、Y1失電，1號(hào)車(chē)位停止。3) 4號(hào)位有車(chē)位、5號(hào)位有車(chē)位、6號(hào)位沒(méi)車(chē)位（X15常閉觸點(diǎn)閉合X14、X13常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或M15常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）：M202常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖，Y11接通，5號(hào)車(chē)位右移。當(dāng)5號(hào)車(chē)位右移至6號(hào)位時(shí)，X15常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M202、Y11

12、失電，5號(hào)車(chē)位停止。M202的下降沿觸發(fā)M302使M201接通并自鎖，Y7接通，4號(hào)車(chē)位右移。當(dāng)4號(hào)車(chē)位右移至5號(hào)位時(shí)，X14常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M201、Y7失電，4號(hào)車(chē)位停止。M201的下降沿觸發(fā)M301使M200接通并自鎖，Y1接通，1號(hào)車(chē)位下降。當(dāng)1號(hào)車(chē)位下降至4號(hào)位時(shí)，X13常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M200、Y1失電，1號(hào)車(chē)位停止。4) 4號(hào)位5號(hào)位6號(hào)位均有車(chē)位且2號(hào)位沒(méi)車(chē)位（X11常閉觸點(diǎn)閉合X12、X10常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或M11常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）：M203常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖，Y2接通，5號(hào)車(chē)位上升。當(dāng)5號(hào)車(chē)位上升至2號(hào)位時(shí),X11常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M203、Y2失電，5號(hào)車(chē)位停止。M203的下降沿觸發(fā)M3

13、03使M201接通并自鎖，Y7接通，4號(hào)車(chē)位右移。當(dāng)4號(hào)車(chē)位右移至5號(hào)位時(shí)，X14常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M201、Y7失電，4號(hào)車(chē)位停止。M201的下降沿觸發(fā)M301使M200接通并自鎖，Y1接通，1號(hào)車(chē)位下降。當(dāng)1號(hào)車(chē)位下降至4號(hào)位時(shí)，X13常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M200、Y1失電，1號(hào)車(chē)位停止。5) 4號(hào)位5號(hào)位6號(hào)位均有車(chē)位且3號(hào)位沒(méi)車(chē)位（X12常閉觸點(diǎn)閉合X10、X11常開(kāi)觸點(diǎn)閉合或M12常開(kāi)觸點(diǎn)閉合）：M204常開(kāi)觸點(diǎn)閉合并自鎖，Y4接通，6號(hào)車(chē)位上升。當(dāng)5號(hào)車(chē)位上升至3號(hào)位時(shí)，X12常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M204,Y4失電，6號(hào)車(chē)位停止。M204的下降沿觸發(fā)M304使M202接通并自鎖，Y11接通， 5號(hào)

14、車(chē)位右移。當(dāng)5號(hào)車(chē)位右移至6號(hào)位時(shí)，X15常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M202、Y11失電，5號(hào)車(chē)位停止。M202的下降沿觸發(fā)M302使M201接通并自鎖，Y7接通，4號(hào)車(chē)位右移。當(dāng)4號(hào)車(chē)位右移至5號(hào)位時(shí)，X14常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M201、Y7 10失電，4號(hào)車(chē)位停止。M201的下降沿觸發(fā)M301使M200接通并自鎖，Y1接通，1號(hào)車(chē)位下降。當(dāng)1號(hào)車(chē)位下降至4號(hào)位時(shí)，X13常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，M200、Y1失電，1號(hào)車(chē)位停止。同理可分析“叫2號(hào)車(chē)位” “叫3號(hào)車(chē)位”時(shí)的控制過(guò)程。111213144、輸出（216251）15八 指令表0 LDI X10 1 AND X11 2 AND X12 3 OUT M10 4 L

15、D X10 5 ANI X11 6 AND X12 7 OUT M11 8 LD X10 9 AND X11 10 ANI X12 11 OUT M11 12 LDI X13 13 AND X14 14 AND X15 15 OUT M13 16 LD X13 17 ANI X14 18 AND X15 19 OUT M14 20 LD X13 21 AND X14 22 ANI X15 23 OUT M15 24 LDI X13 25 ANI X14 26 ANI X15 27 OUT M1628 LD X13 29 ANI X14 30 ANI X15 31 OUT M17 32 LD X

16、13 33 AND X14 34 AND X15 35 OUT M18 36 LD X1 37 OR M1 38 ANI M2 39 ANI M3 40 OUT M1 41 LD X2 42 OR M2 43 ANI M1 44 ANI M3 45 OUT M2 46 LD X3 47 OR M3 48 ANI M1 49 ANI M2 50 OUT M3 51 LD M1 52 AND X0 53 OR M100 54 OUT M100 55 LD M21656 AND X0 57 OR M101 58 OUT M101 59 LD M3 60 AND X0 61 OR M102 89 OU

17、T M202 90 LD M202 91 PLF M302 94 LD M11 95 OR M203 96 AND M100 62 OUT M102 63 LD M13 64 OR M200 65 OR M301 66 AND M100 67 ANI X13 68 OUT M200 69 LD M200 70 PLF M300 73 LD M14 74 OR M201 75 OR M303 76 OR M302 77 AND M100 78 ANI X14 79 OUT M201 80 LD M201 81 PLF M301 84 LD M15 85 OR M202 86 OR M304 87

18、 AND M100 88 ANI X1597 ANI X11 98 OUT M203 99 LD M203 100 PLF M303 103 LD M12 104 OR M204 105 AND M100 106 ANI X12 107 OUT M204 108 LD M204 109 PLF M304 112 LD M14 113 OR M205 114 OR M306 115 OR M307 116 AND M101 117 ANI X14 118 OUT M205 119 LD M205 120 PLF M305 123 LD M13 124 OR M206 125 OR M308191

19、26 AND M101 127 ANI X13 128 OUT M206 129 LD M206 130 PLF M306 133 LD M15 164 ANI X15 165 OUT M210 166 LD M210 167 PLF M310 170 LD M14 171 OR M211 134 OR M207 135 OR M309 136 AND M101 137 ANI X15 138 OUT M207 139 LD M207 140 PLF M307 143 LD M10 145 AND M101 146 ANI X10 147 OUT M208 148 LD M208 149 PL

20、F M308 152 LD M12 153 AND M101 154 ANI X12 155 OUT M209 156 LD M209 157 PLF M309 160 LD M15 161 OR M210 162 OR M311 163 AND M102172 AND M102 173 ANI X14 174 OUT M211 175 LD M211 176 PLF M310 179 LD M14 180 OR M211 181 AND M102 182 ANI X14 183 OUT M211 184 LD M211 185 PLF M311 188 LD M13 189 OR M212

21、190 OR M314 191 AND M102 192 ANI X13 193 OUT M212 194 LD M212 195 PLF M312 198 LD M11 199 OR M213 200 AND M10220201 ANI X11 202 OUT M213 203 LD M213 204 PLF M313 207 LD M10 208 OR M214 228 ANI X14 229 OUT Y3 230 LD M204 231 OR M209 232 ANI X12 233 OUT Y4 209 AND M102 210 ANI X10 211 OUT M214 212 LD M214 213 PLF M314 216 LD M200 217 ANI X13 218 OUT Y1 219 LD M208 220 OR M214 221 ANI