升降橫移式立體車庫PLC畢業(yè)設(shè)計

1、湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院Hunan Industry Polytechnic類別畢業(yè)設(shè)計題目升降橫移式立體車庫PLC控制系統(tǒng)設(shè)計系名稱電氣工程系專業(yè)及班級機(jī)電S12-8學(xué)生姓名許烜杰學(xué)號08指導(dǎo)教師張志田老師、李鄂湘老師摘 要本文選用了社會需求大，最常見的一種立體車庫升降橫移式立體停車庫。介紹和分析了升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和傳動系統(tǒng)。本文介紹了立體車庫的現(xiàn)狀，前景和各種型式立體停車庫的特點，介紹了升降橫移式立體停車庫的工作原理和優(yōu)點并對升降橫移式立體停車庫的各個組成部分作了介紹,其中對升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全面的力學(xué)分析，包括升降橫移式立體停車庫的鋼架結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、升降傳動系統(tǒng)中軸的強(qiáng)

2、度和鏈條的強(qiáng)度等。本文還對升降橫移式立體停車庫的升降傳動系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計和計算.運(yùn)用合理的方法實現(xiàn)了對車庫升降和平移傳動同時還對升降橫移式立體停車庫的整體框架和局部進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使整體框架的強(qiáng)度提高了，重量減輕。最后對車庫的控制部分作了簡單的分析和介紹，并制了電氣原理圖和PLC接線圖。另外還在升降橫移式立體停車庫中使用了一些必要的安全技術(shù)，更好的保證了駕駛員和車輛的安全，使得整個車庫安全平穩(wěn)的運(yùn)行。關(guān)鍵詞：機(jī)械式立體停車庫，升降橫移，結(jié)構(gòu)，傳動系統(tǒng)，優(yōu)化，安全目 錄第一章 前言11.1立體車庫概述11.1.1概述11.1.2立體車庫的分類11.2立體車的國內(nèi)外發(fā)展情況1第二章 升降橫移式

3、立體車庫控制方式32.1升降橫移式立體車庫的控制形式32.2 升降橫移式立體車庫的特點32.3 選擇設(shè)計的立體車庫3第三章 升降橫移式立體車庫53.1 升降橫移式立體車庫的主要組成部分53.2 升降橫移式立體車庫車位結(jié)構(gòu)53.3 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖5第四章 升降橫移式立體停車庫的硬件系統(tǒng)64.1控制系統(tǒng)控制核心單元的選擇64.2 傳感器的選擇64.3 行程開關(guān)74.4 驅(qū)動元件8第五章 升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)95.1軟件所要完成的控制任務(wù)95.1.1升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制任務(wù)95.1.2升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的基本要求95.2控制程序流程圖105.3

4、PLC的I/O口資源配置125.4 升降橫移類立體車庫的梯形圖14總結(jié)25致謝26第六章 參考文獻(xiàn)27附錄A I/O控制原理圖28附錄B 立體車庫運(yùn)行梯形圖及說明29第1章 前 言1.1.1概述機(jī)械式立體車庫就是以立體化的方式用機(jī)構(gòu)來存取、停放車輛的整個停車設(shè)施，即用機(jī)械設(shè)備將汽車存放到立體化的停車位或從停車位元取出的方式。機(jī)械式立體停庫是近幾十年順應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在市場需求的迫切影響下應(yīng)用而生的一種新型停車系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的自走式停車庫不同，用地緊張、車多地少的狀況下，將車輛多層存放，其最大優(yōu)點是能夠大量節(jié)省有限的地表面積，將停車位向空間和地下發(fā)展，采用光機(jī)電方式存取汽車，自動化程度較高，代表了

5、停車場的發(fā)展方向。1.1.2立體車庫的分類機(jī)械式立體車庫種類較多運(yùn)行原理和組成結(jié)構(gòu)各有特點，目前我國把機(jī)械式停車設(shè)備共分為八大類，即：升降橫移式（psh）、垂直循環(huán)式(pcs)、簡易升降式(pjs)、垂直升降式(pcs)、平面移動式(ppy)、巷道堆垛式(pxd)、多層循環(huán)式（pds）、汽車專用升降機(jī)式（pqs）。上述各類型的停車設(shè)備，采用不同的工作原理和技術(shù)，適用于不同的場地條件，各有特點和優(yōu)勢。1.2立體車庫的國內(nèi)外發(fā)展情況停車難已成為城市難題，因涉及民生而倍受關(guān)注，隨著各方向的關(guān)注加深，機(jī)械式立體停車設(shè)備在城市建設(shè)中的廣泛應(yīng)用在解決停車難問題上呈現(xiàn)出了較為明顯的趨勢。機(jī)械式停車設(shè)備的應(yīng)用

6、已有30多年的歷史了。發(fā)展較早、較好的有日本、韓國、德國等。在亞洲，機(jī)械式停車設(shè)備采用較早、應(yīng)用較普遍的是日本、韓國和我國臺灣省。日本從20世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。80年代開始向韓國、中國和我國臺灣省出口產(chǎn)品和技術(shù)。隨著各國汽車保有量的增加，立體車庫逐年增多，品種也從單一垂直循環(huán)式發(fā)展為多種形式，至今已開發(fā)生產(chǎn)出八大類近百年品種。韓國機(jī)械式停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為起步階段，80年代為引進(jìn)階段，90年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個階段受到了政府的高度重視，各種機(jī)械式停車設(shè)備得到了普遍的開發(fā)和利用，年遞增速度達(dá)到30%；2000-2

7、010年為發(fā)展階段，自動化停車設(shè)備將隨供應(yīng)量不斷的擴(kuò)大而得到迅猛發(fā)展1。由于歐洲國家土地資源比較富余，停車問題表現(xiàn)不是很突出，停車設(shè)備應(yīng)用不是很多，立體車庫的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近50年的歷史，1960年以后，立體車庫逐年增多，品種也發(fā)展為多種形式。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車保有量不斷增加，迫使很多國家、地區(qū)開展機(jī)械式停車技術(shù)的研究。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)技術(shù)得到了蓬勃的發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難問題，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。受人口、土地面積等因素的影響，國外這些停車設(shè)備大部

8、分都是面向轎車設(shè)計的。我國城市停車設(shè)施建設(shè)還處在初級階段，停車位數(shù)量與合理的車位數(shù)量相差甚遠(yuǎn)，停車難是一個普遍的問題。目前我國的停車場仍以平面停車場、路上停車場、路外停車場等為主，立體停車庫和機(jī)械式停車庫的設(shè)計研發(fā)雖然已有很長一段時間，但目前的使用數(shù)量很少，尤其是公交車立體停車庫的設(shè)計研發(fā)還處于剛起步的階段。隨著城市交通問題的日益嚴(yán)重，以及土地問題的加劇，立體停車庫的發(fā)展將會有很大的空間。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)， 國家計委、國家經(jīng)貿(mào)委令第7號發(fā)布，自2000年9月1日起施行的當(dāng)前國家重點鼓勵的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄，已明確將城市立體停車場建筑為國家重點支持的產(chǎn)業(yè)，為我國立體停車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好條件，

9、也為我國解決城市停車問題提供了機(jī)會，因此立體停車庫具有非常廣闊的發(fā)展前景。第二章 升降橫移式立體車庫控制方式2.1升降橫移式立體車庫的控制形式車庫控制形式是根據(jù)車庫的具體情況選定，要綜合考慮到其規(guī)模、應(yīng)用場合等各方面因素而定，在車庫眾多的控制系統(tǒng)中有三種比較常見的控制形式:繼電器邏輯電路控制、可程序設(shè)計控制器控制、單片機(jī)控制。我所學(xué)習(xí)的是第二種控制形式。2.2 升降橫移式立體車庫的特點升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。 產(chǎn)品特點： (1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)

10、周期短。 (2) 價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 (3) 可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。 (4) 存取車迅速，等候時間短。 (5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。(6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。 2.3 選擇設(shè)計的立體車庫由于升降橫移式立體車庫由于適應(yīng)性強(qiáng)而倍受青睞，該類車庫每個車位均有在載板（即托盤），所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運(yùn)動到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車輛只做橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層移出車位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或者開出車庫，升降由一臺電機(jī)拖動，

11、通過鋼絲繩拖動搬運(yùn)器垂直升降，橫向移動的借助導(dǎo)軌，也是利用一臺電機(jī)便可實現(xiàn)車位移動，它的主要優(yōu)點在于同一層的車位移動獨立，可以自由動作并且時間短，縮短了存取車的時間。因此，本文選擇升降橫移式立體車庫進(jìn)行設(shè)計。圖2-1升降橫移式立體車庫第三章 升降橫移式立體車庫3.1 升降橫移式立體車庫的主要組成部分升降橫移式立體車庫主要由主框架部分、載車板部分、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)措施五大部分組成。本文主要研究其控制系統(tǒng)。3.2 升降橫移式立體車庫車位結(jié)構(gòu)升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)為N×M二維矩陣模式，可設(shè)計為多層、多列，車庫提供總?cè)萘寇囄辉獮椋篜=N×M-(N-1) 其中：N 為二維

12、矩陣的行，即車庫的層數(shù) M 為二維矩陣的列，即車庫的列數(shù)3.3 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時間的限制，一般為2-4層（因為國家規(guī)定最高為4層），以2、3層居多，可根據(jù)泊車的多少決定停車庫的規(guī)模。假如設(shè)計一個雙層5車位的升降橫移式立體車庫，兩層平面為：上平面U和下層平面M。上平面U只能進(jìn)行升降動作，下層平面M只能進(jìn)行平移動作。立體車庫中總共有6個車位，其中一個為空位向載車盤提供上升和下降的通道，另外5個車位用于存放車輛。當(dāng)下層平面M車位進(jìn)出車時，不需要移動其他托盤就可直接進(jìn)行進(jìn)出車處理。當(dāng)上平面U車位進(jìn)出車時，首先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進(jìn)行相應(yīng)的

13、平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降動作到達(dá)下層平面M，進(jìn)行進(jìn)出車處理，進(jìn)出車完畢后上升回到原位置。根據(jù)運(yùn)動的規(guī)律存取車的過程主要包括:1.為了讓出空位，載車板需要橫移;2.為了存取車，需要載車板的升降;3.載車板左右橫移一個準(zhǔn)確的停車位行程和升降到準(zhǔn)確的位置。下圖是一個兩層平面立體車庫的結(jié)構(gòu)示意圖1號車2號車3號車4號車空位5號車空位圖 2-1 立體停車庫示意圖第四章 升降橫移式立體停車庫的硬件系統(tǒng)控制系統(tǒng)硬件確定主要包括系統(tǒng)控制形式及控制核心單元的選擇、輸入?yún)⒘康臋z測和傳感器的選擇、輸出驅(qū)動方式和驅(qū)動組件的選擇、人機(jī)聯(lián)系方式的選擇，最后生成硬件接線圖。介紹下主要元器件的選擇。4.1控制系統(tǒng)控

14、制核心單元的選擇 升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制核心單元確定與控制任務(wù)有關(guān)，在本次立體停車場的設(shè)計中是選用S7200系列中的CPU226 DC/DC/DC，它的可用輸入點數(shù)為24，可用輸出點數(shù)為16。系統(tǒng)CPU采用的是24輸入16輸出的西門子S7-200系列PLC中的226DCDCDC。PLC采用典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，其實質(zhì)就是一種工業(yè)控制計算機(jī)。PLC主要由中央處理單元、存儲器、輸入/輸出接口、編程器、電源以及其他電路組成。如圖4-1所示。圖4-1 PLC基本結(jié)構(gòu)4.2 傳感器的選擇 光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測

15、是否存在物體。物體不僅限于金屬，所有能夠反射光線的物體均可被檢測到。立體停車庫中，光電開關(guān)主要用來檢測車庫有無車的檢測裝置以及檢測車庫是否?？康轿弧＝庹{(diào)器時鐘邏輯負(fù)載整流穩(wěn)壓接電源放大器接收器接電源調(diào)制器整流穩(wěn)壓加調(diào)制信號的發(fā)射管發(fā)射器圖4-2 光電開關(guān)4.3 行程開關(guān) 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，當(dāng)其與生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動部件產(chǎn)生碰撞，行程開關(guān)便發(fā)出控制信號，將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以實現(xiàn)對機(jī)械運(yùn)動的電氣控制。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，但行程開關(guān)邏輯要嚴(yán)格互鎖。圖4-3 行程開關(guān)4.4 驅(qū)動元件 在此驅(qū)動元件是完成車庫托盤的橫移和升降的專用減速電

16、機(jī),查閱相關(guān)資料得知升降速度 >lOmmin；橫移速度 >13mmin；最大提升重量 2800kg；升降機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 455kW；橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 037055kW 。則本文橫移選用Y8012-2三相異步電動機(jī)，升降選用Y132S2-2三相異步電動機(jī)。第五章 升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)5.1軟件所要完成的控制任務(wù) 升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)必須確保車庫的各運(yùn)動機(jī)構(gòu)能夠在規(guī)定的時間內(nèi)準(zhǔn)確無誤完成所要求的動作，確保對車庫現(xiàn)場的工作狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，并把監(jiān)控信息回饋至系統(tǒng)的控制核心，由它對系統(tǒng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)作進(jìn)行修正，保證車庫整個系統(tǒng)在穩(wěn)定正常的狀態(tài)下進(jìn)行工作。所以，在確定車庫控制系統(tǒng)

17、時，首先應(yīng)該明確系統(tǒng)的控制任務(wù)。5.1.1升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制任務(wù)根據(jù)運(yùn)動的規(guī)律，不難發(fā)現(xiàn)，存取車過程中，涉及最多的就三個方面：一、為了讓出空位，托盤需要橫移； 二、為了存取車，需要托盤的升降； 三、托盤左右橫移一個準(zhǔn)確的停車位行程和升降到準(zhǔn)確的位置。 由此看出，控制任務(wù)主要就是要完成對橫移、升降以及定位的控制。在升降橫移式立體停車庫中，每一個有效車位都有一組獨立的橫移和升降系統(tǒng)，分別由一個橫移專用小型減速電機(jī)和一個升降專用減速大電機(jī)組成。橫移定位靠安裝在橫移導(dǎo)軌規(guī)定位置的行程開關(guān)來完成，升降定位則靠安裝在地面和車位架規(guī)定位置的行程開關(guān)來完成?？刂茩M移電機(jī)和升降電機(jī)可以看作是控制

18、系統(tǒng)的輸出(開關(guān)量輸出)，行程開關(guān)可以看作是控制系統(tǒng)的信號輸入（開關(guān)量輸入）。5.1.2升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的基本要求車庫現(xiàn)場一般環(huán)境比較惡劣(一般為室外)，如高溫、粉塵、高濕度、振動、強(qiáng)電設(shè)備啟動的磁場干擾等，所涉及的控制系統(tǒng)除了要滿足控制任務(wù)，還需要滿足如下的基本要求： 1.可靠性高 車庫控制系統(tǒng)在車庫現(xiàn)場應(yīng)能長期、可靠、穩(wěn)定地工作。一方面，必須具有很強(qiáng)的抗車庫現(xiàn)場干擾能力;系統(tǒng)設(shè)計時，就應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境，考慮合適的抗千擾措施。另一方面，控制系統(tǒng)必須能長期穩(wěn)定的運(yùn)行。2.操作性能好 車庫控制系統(tǒng)的操作性能好，表現(xiàn)在它的使用性能和可維護(hù)性能兩個方面，這是在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計時就要考慮和

19、注意的壞節(jié)。使用性能方面，硬件設(shè)計時要盡量降低操作人員的專業(yè)知識要求，如控制接口不要太復(fù)雜，操作順序簡單、操作出錯不會引起人身設(shè)備故障等，使操作人員感到容易學(xué)習(xí)，使用方便。軟件開發(fā)時，按照軟件工程的要求，盡量使用高級語言開發(fā)用戶程序，使程序具有較好的開放性并易于再開發(fā)。在可維護(hù)性能方面，硬件設(shè)計時，控制柜應(yīng)有較大的維修操作空間，硬件采用模塊式組合結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)故障時，容易采用更換方式進(jìn)行維修，從而縮短維修時間。軟件設(shè)計時，應(yīng)配有查錯、故障診斷程序，使故障出現(xiàn)時，易于查找故障部位。 3.通用性好 4.較高的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 設(shè)計車庫的控制系統(tǒng)時，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是始終要考慮的指標(biāo)，即要有較高的價格性能比。這要根據(jù)實

20、際的控制要求，在車庫控制系統(tǒng)核心單元選型、檢測傳感器與驅(qū)動組件的選擇、軟件開發(fā)與運(yùn)行、系統(tǒng)組裝與調(diào)試等費(fèi)用方面綜合進(jìn)行考慮。5.2控制程序流程圖本文設(shè)計的升降橫移式立體停車庫系統(tǒng)其存取車控制只針對上層(2層)車位,而對于下層（1位）車位存取車直接開進(jìn)開出即可。軟件在設(shè)計不同層進(jìn)出車程序時運(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執(zhí)行,待各流程動作全部結(jié)束后,根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件,匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第二層托盤進(jìn)出車,可以使一層平移(左移或右移),這樣控制系統(tǒng)能自動處理設(shè)備動作順序之間聯(lián)鎖和雙重輸出,而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便,可節(jié)約大量時間,提高工作效率。流

21、程圖說明:(1) PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，初始脈沖SM0.1對狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位。(2)復(fù)位后對系統(tǒng)進(jìn)行安全檢測，如果系統(tǒng)沒有出現(xiàn)故障，則選取上層將要存取車的載車板號位。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障則對系統(tǒng)進(jìn)行故障處理，直到系統(tǒng)安全。(3)選取車位號后判斷該車位對應(yīng)的下層是否有托盤，如果有托盤則對托盤進(jìn)行左右平移直到建立了下降通道為止。(4) 建立下降通道后，把所選載車板上的防墜落掛鉤彈開，彈開后載車板開始下降(5)下降到底層后進(jìn)行存取車(6)存取車完畢后，托盤上升直到頂層程序流程見下圖:5.3 PLC的I/O口資源配置輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接

22、部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。在本次立體停車場的設(shè)計中是選用S7200系列中的CPU226 DC/DC/DC，它的可用輸入點數(shù)為24，可用輸出點數(shù)為16。系統(tǒng)CPU采用的是24輸入16輸出的西門子S7-200系列PLC中的226DCDCDC。根據(jù)設(shè)計要求,其輸入點共30個：車位選擇開關(guān)6個,車位限位開關(guān)6個，光電檢測2個，下層載車板平移行程開關(guān)3個，鏈條檢測輸入3個，緊急停止按鈕和復(fù)位按鈕各1個，防墜落安全裝置的電磁鐵輸入3個，電動機(jī)熱繼電器輸入5個。輸出點

23、共10個：電動機(jī)接觸器輸出5個，電磁鐵輸出3個，蜂鳴器和警燈。 根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計的要求及選定的PLC型號,確定系統(tǒng)I/O地址分配如下表所示： 表4-1 I/O地址分配表輸 入 點 輸 出 點符號地址注釋符號地址注釋TL1I0.0選擇1號車位KM4_LeftQ0.04號電動機(jī)接觸器（正轉(zhuǎn)）TL2I0.1選擇2號車位KM4_RightQ0.14號電動機(jī)接觸器（反轉(zhuǎn)）TL3I0.2選擇3號車位KM5_LeftQ0.25號電動機(jī)接觸器（正轉(zhuǎn)）TTL1I0.31號車位上升限位開關(guān)KM5_RightQ0.35號電動機(jī)接觸器（反轉(zhuǎn)）TTL2I0.42號車位上升限位開關(guān)KM1_UpQ0.41號電動機(jī)接觸器（正

24、轉(zhuǎn)）TTL3I0.53號車位上升限位開關(guān)KM1_DownQ0.51號電動機(jī)接觸器（反轉(zhuǎn)）BL1I0.6選擇4號車位KM2_UpQ0.62號電動機(jī)接觸器（正轉(zhuǎn)）BL2I0.7選擇5號車位KM2_DownQ0.72號電動機(jī)接觸器（反轉(zhuǎn)）BL3I1.0選擇6號車位KM3_UpQ1.03號電動機(jī)接觸器（正轉(zhuǎn)）BBL1I1.11號車位下降限位開關(guān)KM3_DownQ1.13號電動機(jī)接觸器（反轉(zhuǎn)）BBL2I1.22號車位下降限位開關(guān)EMO1Q2.01號電磁鐵BBL3I1.33號車位下降限位開關(guān)EMO2Q2.12號電磁鐵PHE1I1.4光電檢測1（安全線）EMO3Q2.23號電磁鐵PHE2I1.5光電檢測2（

25、車輛超長）ALARMQ2.3報警器 輸 入 點 輸 出 點符號地址注釋符號地址注釋LLI2.04號車位限位開關(guān)LIGHTQ2.4報警燈CLI2.15號車位限位開關(guān)RLI2.26號車位限位開關(guān)CHAIN1I4.1鏈條松弛1（升降）CHAIN2I4.2鏈條松弛2（升降）CHAIN3I4.3鏈條松弛3（升降）ESI4.6緊急停止RESETI4.7復(fù)位EMI1I5.01號電磁鐵防墜落掛鉤EMI2I5.12號電磁鐵防墜落掛鉤EMI3I5.23號電磁鐵防墜落掛鉤FR1I5.31號電動機(jī)熱繼電器FR2I5.42號電動機(jī)熱繼電器FR3I5.53號電動機(jī)熱繼電器FR4I5.64號電動機(jī)熱繼電器FR5I5.75號

26、電動機(jī)熱繼電器注：載車板編號上層為1、2、3號，下層為4、5號 續(xù)表4-15.4 升降橫移類立體車庫的梯形圖PLC作為控制器，需要相應(yīng)的程序來實現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行，在PLC所有編寫的程序中，梯形圖是用的最廣泛的一種，在此次設(shè)計中程序也是用梯形圖來編的，對程序的分析如下。PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，初始脈沖SM0.1對狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位，并將狀態(tài)S0.0置1。 此段程序用到特殊狀態(tài)寄存器SM0.1。SM系統(tǒng)狀態(tài)位賦值如下：SM是特殊標(biāo)志寄存器，特殊內(nèi)存字節(jié)SM0.0 - SM0.7提供八個位，在每次掃描周期結(jié)尾處由S7-200 CPU更新。程序可以讀取這些位的狀態(tài)，然后根據(jù)位值作出決定。符號名 S

27、M 地址 用戶程序讀取SMB0狀態(tài)數(shù)據(jù)Always_On SM0.0 該位總是打開。First_Scan_On SM0.1 首次掃描周期時該位打開，一種用途是調(diào)用初始化子程序。Retentive_Lost SM0.2 如果保留性數(shù)據(jù)丟失，該位為一次掃描周期打開。該位可用作錯誤內(nèi)存位或激活特殊啟動順序的機(jī)制。RUN_Power_Up SM0.3 從電源開啟條件進(jìn)入RUN（運(yùn)行）模式時，該位為一次掃描周期打開。該位可用于在啟動操作之前提供機(jī)器預(yù)熱時間。Clock_60s SM0.4 該位提供時鐘脈沖，該脈沖在1分鐘的周期時間內(nèi)OFF（關(guān)閉）30秒，ON（打開）30秒。該位提供便于使用的延遲或1分鐘

28、時鐘脈沖。Clock_1s SM0.5 該位提供時鐘脈沖，該脈沖在1秒鐘的周期時間內(nèi)OFF（關(guān)閉）0.5秒，ON（打開）0.5秒。該位提供便于使用的延遲或1秒鐘時鐘脈沖。Clock_Scan SM0.6 該位是掃描周期時鐘，為一次掃描打開，然后為下一次掃描關(guān)閉。該位可用作掃描計數(shù)器輸入。Mode_Switch SM0.7 該位表示“模式”開關(guān)的當(dāng)前位置（關(guān)閉 =“終止”位置，打開 =“運(yùn)行”位置）。開關(guān)位于RUN（運(yùn)行）位置時，您可以使用該位啟用自由口模式，可使用轉(zhuǎn)換至“終止”位置的方法重新啟用帶PC編程設(shè)備的正常通訊。若此時有存取車的需要，將1號載車板下降到地面為例，此時可按下TD200面板

29、上的F1按鈕，程序跳轉(zhuǎn)到S0.1狀態(tài)，S0.0復(fù)位。本次設(shè)計程序中用的最多的指令為順序控制繼電器指令。西門子S7-200系列PLC提供了順序流程的相關(guān)指令，即順序控制繼電器指令LSCR、SCRT、SCRE。LSCR n是標(biāo)記一個順序控制器段(SCR)的開始，n為順序控制器S的地址，當(dāng)n為1時，該順序控制段開始工作。SCRE是標(biāo)記該順序控制段的結(jié)束。每一控制段必須以它為結(jié)束。SCRT n是執(zhí)行SCR段的轉(zhuǎn)移，當(dāng)n=1時，一方面使下一個SCR段的使能位S置位，以便下一個SCR段開始工作，同時對本SCR段復(fù)位，使得本SCR段停止工作。所以控制SCRT的轉(zhuǎn)換條件就可以實現(xiàn)相關(guān)的轉(zhuǎn)移。使用SCR時有以下

30、限制:不能在不同的程序中使用相同的S位，如PLC控制的流程有兩部分，則這兩部分之間不能用相同的S位，否則兩部分的流程會混串。不能在SCR指令中使用JMP和LBL指令，使用JMP和LBL指令，即不允許用跳入或跳出的方法跳入或跳出SCR段，其實對于用順序流程控制指令都能實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，完全可不用JMP。不能在SCR段中使用FOR、NEXT、END語句。程序根據(jù)下層3個限位開關(guān)的信號判定下層兩個車位的移動方向。下層3個限位開關(guān)有以下三種情況。(1) 下層4號、5號載車板分別停在1號、2號載車板下(2) 下層4號、5號載車板分別位于1號、3號載車板下方(3) 下層4號、5號載車板分別位于2號、3號載車板下方

31、，1號載車板下方位置為空上段程序為情況1,即下層4號、5號載車板分別停在1號、2號載車板下: 如果下層4號、5號載車板分別停在1號、2號載車板下，則跳轉(zhuǎn)到S2.3狀態(tài)，S0.1復(fù)位，Q0.3得電即5號載車板右移接觸器得電，5號車位開始右移，直至碰到右限位開關(guān)，I2.2接通，5號載車板那右移停止。狀態(tài)跳轉(zhuǎn)回到S0.1，S2.3復(fù)位，再此判斷當(dāng)前下層載車板的位置。上段程序為情況2,即4號、5號載車板分別位于1號、3號載車板下方，此時程序跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)S2.1，同時S0.1復(fù)位。S2.1置位后，Q0.1得電即4號載車板右移接觸器得電，4號載車板開始右移，直至碰到中間限位開關(guān)，I2.1接通，4號載車板右移

32、停止。狀態(tài)跳回到S0.1，S2.1復(fù)位。 上段程序為情況3,即4號、5號載車板分別位于2號、3號載車板下方。此時1號載車板下方位置為空，程序跳轉(zhuǎn)到S1.0，S0.1復(fù)位。狀態(tài)S1.0置位后，Q2.0被置位即1號電磁鐵得電吸合，1號載車板防墜掛鉤脫開，T37常開觸點接通1號載車板開始下降，T38開始計時，5s后T38常閉觸點接通，Q2.0被復(fù)位，電磁鐵釋放。1號載車板下降到位，碰到下限位開關(guān)，I0.6接通，下降停止，M0.1M0.6復(fù)位，并跳轉(zhuǎn)到時S0.0狀態(tài)。此時1號載車板下降到位，可以進(jìn)行存取車操作。 此部分程序中主要用到的定時器是PLC中最常用的元器件之一。S7-200PLC為用戶提供了3

33、種類型的定時器：接通延時定時器（TON）、有記憶接通延時定時器(TONR)和斷開延時定時器(TOF)。單位時間的時間增量稱為定時器的分辨率。S7-200PLC定時器有3個分辨率等級：1ms、10ms、100ms。定時器定時時間T的計算公式為T=PT*S。其中T為實際定時時間，PT為設(shè)定值，S為分辨率。1ms定時器由系統(tǒng)每隔1ms刷新一次，與掃描周期及程序處理無關(guān)。它采用的是中斷刷新方式。10ms定時器由系統(tǒng)在每個掃描周期開始時自動刷新，由于是每個掃描周期只刷新一次，故在一個掃描周期內(nèi)定時器位和定時器的當(dāng)前值保持不變。100ms定時器在定時器指令執(zhí)行時被刷新，因此，在100ms定時器被激活后，如

34、果不是每個掃描周期都執(zhí)行定時器指令或在一個掃描周期內(nèi)多次執(zhí)行定時器指令，都會造成計時失準(zhǔn)。100ms定時器僅用在定時器指令在每個掃描周期執(zhí)行一次的程序中。 存取車完畢后，按下TD200面板上F5（Shift+F1）按鈕，M0.4接通，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到S0.6，檢測載車板上所停車輛是否超長。 若超長報警中間繼電器M3.0被置位，警燈及蜂鳴器進(jìn)行聲光報警，再排除此報警源后，按下操作面板的RESET按鈕，將M3.0復(fù)位，并跳轉(zhuǎn)到S0.0狀態(tài)。 若車輛沒有超長，則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)S1.1，Q0.4得電，1號車位開始上升，直至碰到上限位開關(guān)I0.0，上升停止，M0.1M0.6復(fù)位，程序跳轉(zhuǎn)到S0.0狀態(tài)。 總結(jié)隨著

35、中國經(jīng)濟(jì)的騰飛，城市化進(jìn)程加快，汽車越來越快的走進(jìn)工薪階層家庭，而土地越來越緊缺的情況下，為解決城市停車難的問題，立體車庫是必然出路。我國立體車庫發(fā)展雖經(jīng)歷了十來年的發(fā)展，但仍處于初級的停車功能，是最原始的使用階段，它的設(shè)計水平、經(jīng)濟(jì)價值還有待于完善和開發(fā)。為此對立體車庫設(shè)計方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實意義和潛在的市場經(jīng)濟(jì)效益。本文在參閱了國內(nèi)外有關(guān)立體停車庫的大量資料的前提下，對升降橫移式立體車庫設(shè)計機(jī)構(gòu)裝置和控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致研究，得出了以下重要的結(jié)論： 1.通過大量的調(diào)研工作，對自動化立體車庫的發(fā)展特點和發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)，通過對市場需求的分析和對比國內(nèi)外立體車庫的發(fā)展?fàn)顩r，分析了智能立體車庫廣

36、闊的市場前景和趨勢。 2.在分析目前立體車庫常用的傳動系統(tǒng)基礎(chǔ)上，確定了本車庫的機(jī)電設(shè)備。分析各種載車板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟(jì)的方案。 3.針對智能立體車庫的功能要求，提出了控制系統(tǒng)的詳細(xì)方案。為達(dá)到車庫中的檢測要求，確定了經(jīng)濟(jì)而適用的傳感器。在車庫自動控制系統(tǒng)中，選用了西門子公司的S7-200型PLC可編程控制器，并對PLC功能和特點進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出了接線圖和控制程序。致謝 畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近了尾聲，這也意味著我的大學(xué)生活就要結(jié)束了。大學(xué)生活一晃而過回首走過的歲月心中倍感充實，當(dāng)我寫完這篇畢業(yè)論文的時候有一種如釋重負(fù)的感覺.首先，我要特別感謝我的指導(dǎo)老師張志田老師。做設(shè)計

37、的過程是艱辛的但是在我的努力之下還是完成了。在這個過程中張志田老師給了我很大的的幫助，沒有他的盡心指導(dǎo)和嚴(yán)格的要求我也不會順利完成這次設(shè)計。 其次，還要感謝這三年來教我知識的每位老師們！畢業(yè)論文能夠順利完成，你們也都有很大的功勞。 最后，要向這三年大學(xué)生活期間所有幫助過我的同學(xué)們以及各位朋友們說一聲謝謝。 這次的畢業(yè)設(shè)計,對于培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想;訓(xùn)練綜合運(yùn)用PLC控制和有關(guān)課程的理論,結(jié)合生產(chǎn)實際反系和解決工程實際問題的能力;鞏固、加深和擴(kuò)展有關(guān)機(jī)自動控制方面的知識等方面有重要的作用。寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學(xué)習(xí)的過程，畢業(yè)論文的完成同樣也意味著新生活的開始。希望大家在將來的生活中

38、繼續(xù)追逐最初的夢想永不放棄。6 參考文獻(xiàn)1 國家機(jī)械工業(yè)局，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備.2007.2 盧金鼎，山靜民. 機(jī)電一體化技術(shù) M.中國輕工業(yè)出版社，2009.3 張啟君.立體車庫的主要型式及技術(shù)特點.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2008.4 任伯森.機(jī)械式立體停車庫.海洋出版社，2010.5 王芳卿.立體停車庫及其控制.電器傳動，2008.6 中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備.北京:國家機(jī)械工業(yè)局發(fā)布，2007；7 朱善君，翁樟，鄧麗曼等.可編程序控制器的系統(tǒng)原理·應(yīng)用·維護(hù).北京:清華大學(xué)出版社，2010.8 郝艷芳，趙武，畢建中.自動化立

39、體停車設(shè)備的安全技術(shù).山西太原華北工學(xué)，2009.9 徐世許等.可編程序控制器原理·應(yīng)用·網(wǎng)絡(luò).合肥:中國科技大學(xué)出版社，2008.10 王兆義.可編程控制器教程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009附錄A I/O控制原理圖附錄B 立體車庫運(yùn)行梯形圖及說明 以1號載車板為例，簡要說明主要程序的運(yùn)行過程，2號、3號載車板與上述過程相仿。PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，初始脈沖SM0.1對狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位，并將狀態(tài)S0.0置1。若此時有存取車的需要，要將1號載車板下降到地面，此時可按下TD200面板上的F1按鈕，程序跳轉(zhuǎn)到S0.1狀態(tài)，S0.0復(fù)位，程序根據(jù)下層3個限位開關(guān)的信號判

40、定下層兩個車位的移動方向。（1） 如果下層4號、5號載車板分別停在1號、2號載車板下，則跳轉(zhuǎn)到S2.3狀態(tài)，S0.1復(fù)位，Q0.3得電即5號載車板右移接觸器得電，5號車位開始右移，直至碰到右限位開關(guān)，I2.2接通，5號載車板那右移停止。狀態(tài)跳轉(zhuǎn)回到S0.1，S2.3復(fù)位，再此判斷當(dāng)前下層載車板的位置。（2） 4號、5號載車板分別位于1號、3號載車板下方，此時程序跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)S2.1，同時S0.1復(fù)位。S2.1置位后，Q0.1得電即4號載車板右移接觸器得電，4號載車板開始右移，直至碰到中間限位開關(guān)，I2.1接通，4號載車板右移停止。狀態(tài)跳回到S0.1，S2.1復(fù)位。（3） 4號、5號載車板分別位于

41、2號、3號載車板下方，1號載車板下方位置為空，程序跳轉(zhuǎn)到S1.0，S0.1復(fù)位。狀態(tài)S1.0置位后，Q2.0被置位即1號電磁鐵得電吸合，1號載車板防墜掛鉤脫開，T37常開觸點接通1號載車板開始下降，T38開始計時，5s后T38常閉觸點接通，Q2.0被復(fù)位，電磁鐵釋放。1號載車板下降到位，碰到下限位開關(guān)，I0.6接通，下降停止，M0.1M0.6復(fù)位，并跳轉(zhuǎn)到時S0.0狀態(tài)。此時1號載車板下降到位，可以進(jìn)行存取車操作。存取車完畢后，按下TD200面板上F5（Shift+F1）按鈕，M0.4接通，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到S0.6，檢測載車板上所停車輛是否超長1) 若超長報警中間繼電器M3.0被置位，警燈及蜂鳴器進(jìn)行聲光報警，再排除此報警源后，按下操作面板的RESET按鈕，將M3.0復(fù)位，并跳轉(zhuǎn)到S