2013毕业设计-PLC控制的立体车库设计组态仿真设计

.1/57 本科生毕业论文（设计）PLC 控制的立体车库设计 学 院 电气信息工程学院 专业 电气工程与其自动化 班 级 09 级电气本 2 班 学号 0 学 生 姓 名 联 系 方 式 指 导教师 2013 年 5 月.2/57 独 创 性 声 明 本人重声明：所呈交的毕业论文（设计）是本人在指导老师指导下取得的研究成果。除了文中特别加以注释和致的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文（设计）中作了明确的说明并表示了意。签名：_ _年_月_日 授权声明 本人完全了解学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定，即：有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文（设计）的复印件和磁盘，允许毕业设计被查阅和借阅。本人授权学院可以将毕业论文（设计）的全部或部分容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文（设计）。本人论文（设计）中有原创性数据需要的部分为：学生签名：年月日 指导教师签名：年月日 .3/57 PLC 控制的立体车库设计 摘要 立体车库是专门实现各种车辆的自动停车与科学寄存的车库设施。城市发展，汽车不断增加，停车难问题是现在一个很突出的问题。针对这种现象，本文提出采用西门子 S7-200 系列的 PLC 作为主控制器实现立体车库控制系统统的设计。立体车库能够很好的利用地面以上的空间，成为解决城市静态交通问题的有效的途径。该论文描述了 36 升降横移式立体车库的运行原理和结构特点，介绍了其控制系统的硬件组成、软件编程设计。在此基础上，利用 MCGS 组态软件进行动画仿真。关键词:立体车库；PLC；MCGS；升降横移式立体车库 TheStereo GarageDesign of PLC Control ABSTRACT Stereo garage is a specialized implementation of vehicle automatic parking and scientific check garage facilities.Urban development,the car keeps increasing,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 ground,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 this basis,using.4/57 MCGS configuration software to simulation animation.Key words:Stereo Garage;PLC;MCGS;Lifting and Moving Stereo Garage 目 录 前言1 1.绪论1 1.1 课题研究的背景与意义 1 1.2 立体车库概述 1 1.3 立体车库的类型与特点 2 1.4 升降横移式立体车库的构成 2 1.5 升降横移立体车库的车位结构 3 1.6 升降横移式立体车库系统 4 1.7 升降横移立体车库的控制系统的控制形式 5 2.36 升降横移式立体车库6 2.1 主要器件 6 2.2 车库的 PLC 控制流程 10 2.3 电气控制的 I/O 连接 11 2.4 PLC 的 I/O 口资源配置 13 2.5 控制程序 13 3.基于 MCGS 组态软件的仿真14 4.总结19 参考文献20 附录20 致52 .5/57 .1/57 PLC 控制的立体车库设计 前言 近几年来，中国经济快速发展，人们生活水平得到很大提高，汽车数量也在不断增加，截至到 2011 年 6 月份中国有汽车 9846 万辆，其中私家车 7206 万辆，占汽车保有量的 73.2%。2012 年中国市场汽车销售 2000 万辆，比 2011 年增长8%。到 2013 年初，国汽车总数已过亿万辆。汽车泊车位的增长却不能与之同步，汽车车位与汽车数量严重失调。由此带来了停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。随着人类社会的不断发展和科学的进步，人们的生活和生产趋于集中。土地资源变得更加宝贵，更加加剧了停车难。为了解决矛盾，开始利用空间来泊车，建立机械式立体车库。在现在大都市发展的道路上，道路拥挤、车多位少，已经变成城市的发展的一大障碍。随着人们的生活水平不断提高，汽车进入家庭的步伐加快，解决停车难的问题也更加迫切，停车产业变得更加广阔。建立一个混合的停车场，这是解决城市停车难有效途径，也是停车产业发展的必由之路。1.绪论 1.1 课题研究的背景与意义 随着社会的发展，汽车数量不断增加，在中国汽车市场上以每年 5%-7%的速度增加。而停车位的增加速度在 2%-3%。车辆的增加，必然造成道路的拥挤，特别是在酒店，商场附近，由于车多，车位少，很多车主为停车而发愁，有些车主干脆就把车停在路上，更加加剧了道路的拥挤。普通的露天停车场和地下停车场虽然停车方便，可以快速的存取，但占地面积广，且停车数量有限，特别是现在，土地价格暴涨。投资商就不得不考虑土地占有的成本。为了缓解车多位少的矛盾，一些大城市现在已经开始对建设立体车库给予一定的补贴，比如，等地。市近几年来一直致力于解决停车难问题，鼓励了社会人士投资建设立体车库。1.2 立体车库概述 所谓立体车库就是利用机械设备将汽车存放到立体空间中。立体车库是近几.2/57 十年来蓬勃发展起来的一种新型停车系统。与传统停车场不同，在用地紧，车多位少的状况下，它顺应市场的发展。最大效率的利用有效的土地资源，将土地资源最大化利用。将停车位建在空间或者地下，利用机械存取车，自动化程度高，是停车场的发展方向。1.3 立体车库的类型与特点 在国家质量监督检验总局颁布的特种设备目录中，将立体车库分为九大类，具体是：升降横移类、简易升降类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和汽车专用升降机1。本次设计采用升降横移式立体车库，所谓升降横移式立体车库就是通过托盘升、降、横移来存取车。地面一层只需要横移，不需要升降。上层的车位需要通过下层车位的横移让出空道，然后在升、降存取。升降横移式立体车库的适应性比较强，车库可设在地下，可设在地上，也可一半地上一半地下2。根据不同条件来组合布置，配置特别灵活。1.4 升降横移式立体车库的构成 立体车库主要是由框架部分、传动部分、载车板部分、控制部分、安全防护措施五大部分组成3。(1)框架部分 立体车库的框架主要是由钢结构构成，钢结构包括横梁、纵梁、托盘等。框架结构是立体车库的支撑部分。其中主框架是由垂直方向和水平方向的梁通过刚性节点连接而成。钢结构框架主要是由角钢、槽钢、钢板焊接而成的，具有很强的强度和刚度。(2)传动部分 传动部分是升降横移式立体车库的一个重要组成部分。它控制载车板的运行。在整个车库中传动有横移传动和升降传动部分。横移传动系统主要负责车库的横向移动。横向传动一般是由电机、减速器、驱动轮和从动轮导轨组成。除了顶层不需要横移外其它层都需要横移。升降传动主要负责托盘的上下移动。主要是由电机、减速机、链条等构成。由链条来拉着托盘上下移动，除了最底层的的不需要垂直移动其他的都需要上下移动。(3)载车板部分.3/57 载车板主要是是用来存放车的装置。对于载车板的材料和制造要求较高，因为载车板需要承载车体的重量，如果材料不好，车板很容易变形。载车板底部一般是波浪板做成的，具有防滑和导流作用。(4)控制系统 升降横移式立体车库的控制系统主要是由主回路和控制回路构成。主回路主要控制载车板的升降和横移，其主要是控制横移小电机和升降大电机的运行。控制回路是控制车库的运行情况，存取车位的选择以与该怎么运行的控制，还有一些安全控制，控制系统主要是围绕控制核心进行的，控制核心可以是继电器组，也可以是 PLC,由现场采集的信息输入控制核心。再由控制核心进行逻辑分析，运算，得出运行方式，再控制主回路运行。(5)安全防护 为了保证车库的安全运行，系统采取安全挂钩和传动系统互锁保护设计。系统中必须有光电传感器，反馈元件，上下限位开关，横移限位开关等组成。存取车时，根据输入的控制信息，综合各限位开关、行程开关、光电开关、反馈元件等反馈给 PLC 的信息，由 PLC 控制继电器，再由继电器控制接触器的闭断，进而控制电机的启停与运行方式，从而控制载车板的升降和横移，系统要求各开关严格互锁，保证存取车的安全可靠。1.5 升降横移立体车库的车位结构 用 N 表示车库的层数，M 表示车库的列数，则车库容量 P=NM-(N-1)。由于立体车库受到收链装置与存取车时间的限制，一般为2-6 层，以 2,3 层者居多，可根据泊车的多少决定停车位的规模。设计一座 16 车位的三层车库。有公式可知：N=3，P=16 则 M=6，即设计为 36 立体车库就可以满足要求。本设计就是以36 地面上布置的升降横移式立体车库为例介绍其运行原理。升降横移式立体车库的结构与其运行规律。如图 1-1 是 36 的升降横移式立体车库基本框架，共有 18 个空位，16 个托盘，最多存停 16 辆车，车库的运行条件为：一层的 1、2、3、4、5 号车位上的车可以直接存取。二层的6、7、8、9、10 号车位上的车需要先通过 1、2、3、4、5 号车位横移让出空位后才可以通过升降存取。三层的11、12、13、14、15、16 号车位上的车需要通过 1、2、3、4、5 号车位和 6、7、8、9、10 号车位的横移让出空车位后才可以通过升降存取。.4/57 12345109876111213141516 图 1-1 36 升降横移式立体车库框架图 1.6 升降横移式立体车库系统 广义上，车库系统主要由控制核心元件、驱动单元、接口和人机界面。控制核心单元式整个控制系统的“大脑”。它可以是可编程控制器 PLC（Programmable Logic Controller）或者单片机控制，也可以是有继电器控制组成的逻辑电路。PLC 是现在车库的首选。图 1-2 是车库控制原理图。控制系统车库现场检测系统人执行机构界面 图 1-2 车库控制原理 人通过界面，输入想要存取的车位号到控制系统，控制系统是以 PLC 为核心单元，通过 PLC 逻辑判定、运算后，控制执行机构（电机）来实现车库的运行，车库现场运行的同时，检测系统检测车库的运行情况，并反馈给控制系统。接口是立体车库控制系统中非常重要的一部分。接口是驱动单元与控制单元以与执行元件与驱动单元之间的桥梁。升降横移式立体车库控制系统使用的接口电路是开关量接口电路，它主要包括一些行程开关，开关按钮，光电开关等开关.5/57 信号的输入接口和控制输出接口。驱动电路车库控制系统的最后一个重要部分，驱动电路种类很多。但在停车库系统中，驱动单元比较单一，只需要驱动一个专用的减速机。智能化车库库系统的运动是靠驱动元件来控制运动的。界面是操作人员与停车库控制核心元件交流的平台。操作人员可以通过控制界面来向车库控制系统发送自己的意图。界面也可向操作人员反馈车库的运行情况。简单的一些界面只有一个操作盒控制，但一些复杂的界面却由微机控制的专用的应用软件控制的人机界面。升降横移式立体车库的控制界面要根据具体情况来确定。1.7 升降横移立体车库的控制系统的控制形式 车库的控制系统控制核心元件的选取要综合考虑其规模、应用现场的条件等各方面的因素，比较常见的车库控制单元主要有三种：单片机控制、可编程控制器控制、继电器逻辑电路控制。1.单片机控制 单片机是将 CPU,ROM,RAM，定时器/计数器和 I/O 接口集成在一个很小的硅片上来实现控制功能。由于它的控制功能强大、功耗低、成本低、体积小，在仪器中使用比较方便，在 20 世纪 80 年代以来得到快速的发展。理论上也可以用在立体车库的控制上，来控制车库的运行。但实际在立体车库的控制系统中并没有得到广泛的应用，很多原因决定了它不适合用在车库的控制上。主要原因是其抗干扰能力比较弱，而车库的运行现场复杂。系统调试耗费时间太长，其驱动环节比较复杂。单片机如果在车库的控制系统中的应用，会很大程度的节约车库的造价。这可以作为一个今后单片机系统开发研究的方向。2.继电器控制 在机械式立体车库的初期，继电器在控制系统中比较常用。随着电子技术的发展，诞生了许多其他形式的控制元件来代替继电器控制车库，但在小型的立体车库中继电器依然继续被使用。继电器控制有很多缺陷：第一，难以实现智能控制：第二，不适合应用在大容量大规模的立体车库；第三，其元件毁坏率较高，可靠性低；继电器控制在一些家用的车库中比较常见。3.可编程控制器（Programmable Logic Controller）控制.6/57 国外现有的的大部分升降横移立体车的控制系统的控制核心大都采用 PLC控制，特别是大规模，智能化程度高的升降横移式立体车库。可编程控制器在立体车库控制中具有很多优点：(1)可靠性高，抗干扰能力强 高可靠性是立体车库控制的首要因素。PLC 利用软件编程的方法来代替传统的继电器，故障率明显降低。例如三菱公司生产的F 系列 PLC 平均无故障时间可以高达 30 万小时4。硬件上采用屏蔽，多级滤波、隔离等技术，使PLC 有很强的抗干扰能力。(2)功能完善，适用性强 PLC 现在已经发展成各种系列的产品，可以应用到各种规模的工业控制现场。不仅具有有很强的逻辑能力，还有很强的运算能力，可应用到各种数字控制领域5。同时，PLC 也具有很强的通讯能力。在车库系统的运行中，PLC 可以很好的采集车库现场的的信息，并通过分析运算，做出相应的输出。(3)易学易用，很容易上手 PLC 中置很多种编程方式，其中梯形图与传统的继电器相似，对编程人员来说，很容易上手6。(4)建造工作量小，维护方便，容易改造 应用 PLC 只需要利用几个按钮，便可以控制一个复杂的控制过程，既节省硬件设备，也精简线路的复杂程度，便于维护与检修7。(5)体积小，重量轻，能耗低 PLC 外型小巧，便于安装，同时，PLC 重量比较轻，其中超小型 PLC 的质量只有 150g。功耗小，节省能源。2.36 升降横移式立体车库 2.1 主要器件 36 升降横移式立体车库有 11 个提升大电机，10 个横移小电机，有控制单元的输出点控制正反转。故需要 42 个点。托盘行程开关的位置检测信号可作为控制系统的输入，横移定位开关 20 个，升降定位有 22 个，即需要 42 个输入点。另外控制系统还要对车库进行检测，和安全控制等。所以控制系统的 I/O 点至少有 100 个以上，需要这么多的 I/O 点，单片机和继电器都难以实习，但使用 PLC.7/57 就很容易是实现。本设计 36 升降横移车库总共需要 97 个数量输入，63 个数字量输出。1.PLC 本设计采用西门子 S7-200 系列的的CPU226 控制，图2-1是西门子CPUCPU226的外观图。有 24 输入点和 16 个输出点。另外选用五个扩展模块，其中 2 个数字量输入模块 EM221，其类型为 16 点 24VDC 输入；3 个数字量输入/输出模块 EM223，其类型为 16 点 24VDC 输入/16 点 24VDC 输出。图 2-1 西门子 CPU226 PLC PLC CUPU226 参数：晶体管输出 输入电压：20.4-28.8V DC；输出电流：0.5A；功耗：11W；数据存储器：24KB；I/O 特性：24 输入/16 输出；模块扩展：最多扩展 7 个；定时器总数：256 个；接口：两个 RS-485 接口；2.红外探测器 红外探测器是将入射的红外辐射信号转变成电信号输出的器件。检测人体运.8/57 动、非法入侵并报警8，如图 2-2.在停车现场使用，当正在进行存取车时，如果有人接近到一定距离时，就会触动报警,距离再近些就会自动停止存取车，来增加车库现场的安全。图 2-2 红外探测器 3.行程开关 行程开关又称限位开关，它是利用运动物体的碰撞来实现控制，当运动物体碰到它，就会产生一个信号，并将信号传输到需要采集的部件上，实现需要控制的功能9。本设计采用 LX19-001，如图 2-3。图 2-3 行程开关 LX19-001.9/57 4.光电开关 光电开关的工作原理是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，然后经过同步回路选通电路，来检测物体有无的10。车库设计中主要是检测车库中是否有车和车是否停到位。本设计采用欧姆龙系列的 E3S-2E4，如图 2-4。图 2-4 光电开关 E3S-2E4 5.接触器 接触器是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，达到控制负载的电器元件。接触器由电磁系统，触头系统和灭弧装置组成11，如图 2-5 是西门子 3TF 系列的一种接触器。立体车库采用接触器来控制电机的转动，从而带动托盘的移动。图 2-5 西门子 3TF 系列接触器.10/57 6.驱动元件 驱动元件是来完成车库的升降和横移的专用减速电机。一辆汽车的重量一般为 1T-2T，升降电机的功率在 4-7.5kw 即可，升降速度10m/min；横移电机的功率 0.37-0.55kw。车库托盘的左右上下移动主要是控制横移电机和升降电机的正反转。可以通过 PLC 两输出点来驱动两个接触器分别控制电机的正反转。实现电机正反转的驱动示意图如图 2-6。PLCKM1KM2COMQ0.0Q0.1MFRFUKM1KM2 图 2-6 电机正反转控制 2.2 车库的 PLC 控制流程 该系统存取车只针对二、三层，一层的车可以直接存取。图 2-7 为自动存车流程图，编程时采用子程序调用，把手动存取、自动存取、报警、左移、右移、上升、下降等分别编写为子程序，然后通过调用子程序。简化了程序，数据均具有掉电保护，当发生意外情况时，按下急停按钮，系统会自动保存断电信息。当发生故障时也可以转入手动方式来进行故障处理。.11/57 按下自动按钮？开始初始化系统安全监测发生故障吗？紧急停车手动操作Y上层存取车信息确定下层那边有空位托盘左边托盘右边下通道建立否？N弹开防坠挂钩托盘到底否？托盘下移发出存车信号车停好否？托盘复位信号托盘上升托盘到达最高点？伸出防坠挂钩上层存取车完成结束报警NYNYNYNYNY图 2-7 自动存车流程图 2.3 电气控制的 I/O 连接 如图 2-8 是电气连接的 I/O 连接图,为了简化，中间连续 I/O 连接，扩展模块电源与接地已省略。.12/57 Q0.1Q1.2Q1.1Q1.4Q1.5Q1.6Q1.7Q0.0Q1.3Q1.0Q0.6Q0.7Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2LHL1HA1HL2HL3HL4HL5HL6HA2HA3HL7KM1KM2KM3KM4I0.0KM524VKM6I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4I1.5I1.6I1.7I2.0I2.1SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB10SB7SB8SB9SB11SB12SB13SB14SB15SB16SB17SB18SB26I3.1启动按钮停止按钮手动自动上移下移左移右移存车取车复位故障信号车未停到位安全检测轮廓超限报警复位1 号托盘按钮2 号托盘按钮10 号托盘按钮S7-200CPU226SB27SB32SB33SB4211 号托盘按钮12 号托盘按钮6 号托盘有车15 号托盘有车I3.2I3.7I4.0I5.1KM7KM8KM22KM21KM20KM11KM10KM9EM223COMQ2.0Q2.1Q2.2Q2.4Q2.5Q3.5Q3.6Q3.7运行指示灯手动指示灯自动指示灯存车指示灯取车指示灯可存取指示灯车未到位报警故障报警安全报警外廓超限灯1 号托盘左移2 号托盘左移3 号托盘左移4 号托盘左移5 号托盘左移6 号托盘左移7 号托盘左移8 号托盘左移9 号托盘左移10 号托盘左移1 号托盘右移10 号托盘右移6 号托盘上移7 号托盘上移I5.2I5.3I6.6I6.7I7.0I7.1SB43SB44SB55SQ1SQ2SQ316 号托盘有车1 号车位有托盘12 号车位有托盘2 号托盘左限位开关3 号托盘左限位开关COMKM23KM31KM32KM388 号托盘上移16 号托盘上移6 号托盘下移12 号托盘下移EM223EM223I7.2I8.0I8.1I9.0SQ4SQ10SQ11SQ18COMKM39KM40KM41KM42YV1YV1113 号托盘下移14 号托盘下移15 号托盘下移16 号托盘下移6 号防坠挂钩16 号防坠挂钩Q4.0Q5.0Q5.1Q5.7Q6.0Q6.1Q6.2Q6.3Q6.4Q7.61 号托盘左限位开关4 号托盘左限位开关10 号托盘左限位开关1 号托盘右限位开关8 号托盘右限位开关EM221SQ19SQ20SQ21SQ31SQ32SQ33SQ34COM9 号托盘右限位开关10 号托盘右限位开关6 号托盘上限位开关10 号托盘上限位开关6 号托盘下限位开关7 号托盘下限位开关8 号托盘下限位开关SQ35SQ42COM9 号托盘下限位开关16 号托盘下限位开关I9.1I9.2I9.3I10.5I10.6I10.7I10.8I11.1I12.0COMEM22124VI12.1SB56 图 2-8 电气控制的 I/O 连接图.13/57 2.4PLC 的 I/O 口资源配置 表 2-1 和表 2-2 分别是车库的输入点、输出点的对应分配。表 2-1 输入点分配 控制开关 I/O 口 控制开关 I/O 口 启动 I0.0 故障输入 I1.4 停止 I0.1 安全停车 I1.5 手动 I0.2 轮廓检测 I1.6 自动 I0.3 报警复位 I1.7 上移 I0.4 1-16 按钮 I2.0-I3.7 下移 I0.5 6-10 托盘是否有车 I4.0-I5.2 左移 I0.6 101-206 车位是否有托盘 I5.3-I6.6 右移 I0.7 1-10 号托盘左限位开关 I6.7-I8.0 存车 I1.0 1-10 号托盘右限位开关 I8.1-I9.2 取车 I1.1 6-16 号托盘上限位开 I9.3-I10.5 复位 I1.2 6-16 号托盘下限位开关 I10.6-I12.0 车未到位 I1.3 安全检测 I12.1 表 2-2 输出点分配 输出控制 I/O 口 输出控制 I/O 口 运行指示灯 Q0.0 安全报警 Q1.0 手动指示灯 Q0.1 轮廓超限灯 Q1.1 自动指示灯 Q0.2 1-10 号托盘左移 Q1.2-Q2.3 存车指示灯 Q0.3 1-10 号托盘右移 Q2.4-Q3.5 取车指示灯 Q0.4 6-16 号托盘上移 Q3.6-Q5.0 可存取指示灯 Q0.5 6-16 号托盘下移 Q5.1-Q6.3 车位到位 Q0.6 6-16 号挂钩 Q6.4-Q7.6 故障报警 Q0.7 2.5 控制程序 程序见附录。.14/57 3.基于 MCGS 组态软件的仿真 MCGS 是一套 32 位的工控组态软件，它可以在 Microsoft Window 95/98/Me/NT/2000/XP 等操作系统中稳定运行。MCGS 系统包括运行环境和组态环境两个部分12。利用 MCGS，可以很方便的采集和监控现场的数据，对采集的的数据进行比较，同时也可以对前端数据进行处理和控制。在计算机上可以实现动画仿真仿真，用户可以根据需要直接修改各种仿真参数，来实现自己的模拟测试，从而可以大大降低开发费用和难度，达到在一个较短开发周期以较少的代价完成一个最优方案。仿真如下：1.新建项目 新建一个项目，重命名为立体车库，如图 3-1。图 3-1 新建项目 2.绘制组态仿真画面 绘制一个仿真画面，如图 3-2。.15/57 图 3-2 组态仿真画面 3.数据库的建立 数据类型如图 3-3。图 3-3 数据类型.16/57 4.动画连接 图 3-4 和图 3-5 分别是左移和取车按钮的连接设置。图 3-4 左移连接 图 3-5 取车按钮连接 5.编写脚本程序 IF 取车=1 AND 复位=0 THEN IF 按钮 12=1 THEN 存取车号=2 ENDIF IF 光电开关 4=1 THEN 空位 1=4 ENDIF IF 光电开关 12=1 THEN 空位 2=6 ENDIF IF 自动=1 THEN IF 存取车号空位 2 THEN IF 存取车号空位 2 THEN 空位 2 右车左移=1 IF 空位 2 右车左限开关=1 THEN 空车 2 右车左移=0 ENDIF.17/57 空位 2=空位 2+1 ELSE 空位 2 左车右移=1 IF 空位 2 左车右限开关=1 THEN 空车 2 左车右移=0 ENDIF 空位 2=空位 2-1 ENDIF ENDIF IF 存取车号空位 1 THEN IF 存取车号空位 1 THEN 空位 1 右车左移=1 IF 空位 1 右车左限开关=1 THEN 空车 1 右车左移=0 ENDIF 空位 1=空位 1+1 ELSE 空位 1 左车右移=1 IF 空位 1 左车右限开关=1 THEN 空车 1 左车右移=0 ENDIF 空位 1=空位 1-1 ENDIF ENDIF IF 存取车号=空位 1 AND 存取车号=空位 2 THEN 存取车下降=1 IF 存取车下限开关=1 THEN 存取车下降=0 ENDIF.18/57 ENDIF ENDIF ENDIF IF 复位=1 THEN 存取车上升=1 IF 存取车上限开关=1 THEN 存取车上升=0 ENDIF ENDIF 6.组态仿真结果 以 12 号托盘上的车为例，现在要将其取出。则需要先将第二层的 7、8、9、10 号车位右移和第一层的 2、3 车位右移。建立垂直通道后，12 号车位下降到地面。待车取出后，12 号托盘复位到第三层，完成取出。图 3-6 到图 3-10 为 12号车的取车过程。图 3-6 取车状态 1.19/57 图 3-7 取车状态 2 图 3-8 取车状态 3 图 3-9 取车状态 4 图 3-10 取车状态 5 4.总结 通过查阅资料，了解立体车库的运行原理，运用所学的知识，设计一个 36的升降横移式立体停车库。本设计采用 S7-200 系列的 PLC 编程，来实现存车和取车的控制。并通过 MCGS 对控制系统实现虚拟仿真，比较直观的了解车库的控制功能与原理。在设计的过程中遇到了许多许多的问题最后通过在网上查阅资料，和同学和老师讨论得到解决。由于自己知识面的不够，还不能够设计出一个全自动化的立体停车系统。全自动化智能停车系统是未来停车系统的一个发展方向，在此领域我还要不断的学习。中国的立体车库现在还处于一个初级阶段，大部分都需要操作人员的参与。随着技术的发展，对智能模块和检测系统的不断更新，控制系统将向全自动智能化方向发展。随着汽车数量的增加，泊车位的问题不断加剧，将进一步促进车库.20/57 技术的革新。由于知识宽度和深度的限制，我对立体车库的设计中还存在着诸多问题，我深刻的认识到，我的能力还需要很大的提高。在今后的道路上，我一定会再接再厉，不断努力攀登。参考文献 1 中国重型机械工业协会,停车设备管理委员会编.机械式立体车库M.:海洋,2001:34-35.2 徐格宁.立体车库系统机械结构调度设计方法与实现M.:机械工业,2012:56-58.3 付翠玉,关景泰.立体车库发展的现状与挑战M.:机械设计与制造,2005:67-68.4 凤翼,兰秀林.西门子 S7-200 系列 PLC 应用 100 例M.:电子工业,2012:98-99.5 廖常初.PLC 应用技术问答M.:机械工业,2006:123-125.6 王得胜,红彪.电气控制系统设计.:电子工业,2011:127-129.7 万忠,明芹.电器与 PLC 控制技术M.:化学工业,2008:94-96.8 培仁.传感器原理、检测与应用M.:清华大学,2012:134-135.9 单振清,宋雪臣，田青松编.传感器与检测技术应用M.:理工大学,2013:212-213.10 帮文.新型接近开关和光电开关使用手册.:电子工业,2009:95-96.11 徐建俊编.电机与电气控制M.:交通大学,2004:87-89.12 红萍.工控组态技术与应用:MCGSM.:电子科技大学,2013:24-25.附录 车库主程序:OB1 Network 1 /初始化 LD SM0.1 R Q0.0,63 Network 2 /启动 LD I0.0 S M18.0,1 Network 3 /停止 LD I0.1.21/57 O I1.7 R M18.0,1 Network 4 /运行指示灯 LD M18.0=Q0.0 Network 5 /存车指示灯 LD I1.0 A M18.0 AN I1.1 S Q0.3,1 Network 6 /取车指示灯 LD I1.1 A M18.0 AN I1.0 S Q0.4,1 Network 7 /手动指示灯 LD I0.2 O Q0.1 A M18.0 AN I0.3=Q0.1 Network 8 /手动运行 LD Q0.1 CALL SBR0 Network 9 /自动运行指示灯 LD I0.3 O Q0.2 LD Q0.3 O Q0.4 ALD A M18.0 AN I0.2=Q0.2 Network 10/自动运行 LD Q0.2 CALL SBR1 Network 11/故障报警 LD I1.4 S Q0.7,1 Network 12 /报警复位 LD I1.7 R Q0.7,1 Network 13 /存取完成 LD T48.22/57 O T49 O T50 O T51 O T52 O T53 O T54 O T55 O T57 O T58 O T59 R Q0.3,2 手动控制子程序 manual Network 1 /手动左移 LD I0.6 AN I0.4 AN I0.5 AN I0.7 AN I1.5 CALL SBR8 Network 2 /手动右移 LD I0.7 AN I0.4 AN I0.5 AN I0.6 AN I1.5 CALL SBR9 Network 3 /手动下降 LD I0.5 AN I0.4 AN I0.6 AN I0.7 AN I1.5 CALL SBR10 Network 4 /手动上升 LD I0.4 AN I0.5 AN I0.6 AN I0.7 AN I1.5 CALL SBR11 自动控制子程序 auto Network 1 /自动运行.23/57 LD SM0.0 CALL SBR13 Network 2 /VW0 存放二层存取托盘号 LDN I6.2 ON I6.3 ON I6.4 ON I6.5 ON I6.6 A M16.0 MOVW 1,VW0/空位在 7-12 号 Network 3 LDN I6.1 A M16.0 MOVW 2,VW0/空位在 6 号 Network 4 LDN I6.3 ON I6.4 ON I6.5 ON I6.6 A M16.1 MOVW 2,VW0 Network 5 LDN I6.1 ON I6.2 A M16.1 MOVW 3,VW0 Network 6 LDN I6.4 ON I6.5 ON I6.6 A M16.2 MOVW 3,VW0 Network 7 LDN I6.1 ON I6.2 ON I6.3 ON I6.4 A M16.3 MOVW 5,VW0 Network 8 LDN I6.6 A M16.4 MOVW 5,VW0 Network 9 .24/57 LDN I6.1 ON I6.2 ON I6.3 ON I6.4 ON I6.5 A M16.4 MOVW 6,VW0 Network 10 /VW1 存放三层存取车位号 LD M16.5 MOVW 1,VW1 Network 11 LD M16.6 MOVW 2,VW1 Network 12 LD M16.7 MOVW 3,VW1 Network 13 LD M17.0 MOVW 4,VW1 Network 14 LD M17.1 MOVW 5,VW1 Network 15 LD M17.2 MOVW 6,VW1 Network 16 /VW2 存放一层无托盘号 LDN I5.3 MOVW 1,VW2 Network 17 LDN I5.4 MOVW 2,VW2 Network 18 LDN I5.5 MOVW 3,VW2 Network 19 LDN I5.6 MOVW 4,VW2 Network 20 LDN I5.7 MOVW 5,VW2 Network 21 LDN I6.0 MOVW 6,VW2 Network 22 /VW3 存放二层无托盘号.25/57 LDN I6.1 MOVW 1,VW3 Network 23 LDN I6.2 MOVW 2,VW3 Network 24 LDN I6.3 MOVW 3,VW3 Network 25 LDN I6.4 MOVW 4,VW3 Network 26 LDN I6.5 MOVW 5,VW3 Network 27 LDN I6.6 MOVW 6,VW3 Network 28 /第二层取车 LD M16.0 O M16.1 O M16.2 O M16.3 O M16.4 JMP 0 Network 29 /第三层存取 LD M16.5 O M16.6 O M16.7 O M17.0 O M17.1 O M17.2 JMP 1 Network 30 /第二层存取 LBL 0 Network 31 LDW VW0,VW2 FOR VW100,1,5 Network 32 LDW VW0,VW2/二层取托盘号 VW0,VW2/二层去托盘号一层无托盘号 CALL SBR1/一层托盘左移子程序.26/57 Network 34 NEXT Network 35 LBL 1 Network 36 LDW VW1,VW3 FOR VW200,1,5 Network 37 LDW VW1,VW3/三层取托盘号 VW1,VW3/三层去托盘号二层无托盘号 CALL SBR3/二层托盘左移子程序 Network 39 NEXT Network 40 LDW VW1,VW2 FOR VW300,1,5 Network 41 LDW VW1,VW2/三层取托盘号 VW1,VW2/三层去托盘号一层无托盘号 CALL SBR1/一层托盘左移子程序 Network 43 NEXT Network 44 LBL 2 Network 45/二层托盘下降子程序 LDW=VW1,VW2 CALL SBR4 Network 46 /三层下降主程序 LDW=VW1,VW2 AW=VW1,VW3 CALL SBR5 Network 47 /安全报警 LD I12.1=Q1.0 Network 48 /可存取指示灯 LD T37 O T38 O T39 O T40 O T41.27/57 O T42 O T43 O T44 O T45 O T46 O T47=Q0.5 Network 49 /车位到位报警 LD I1.3=Q0.6 Network 50 /轮廓超限报警 LD I1.6=Q1.1 Network 51 /二层上升子程序 LD M16.0 O M16.1 O M16.2 O M16.3 O M16.4 A I1.2 AN I1.3 AN I1.5 AN I1.6 CALL SBR6 R Q0.5,1 Network 52 /三层上升子程序 LD M16.5 O M16.6 O M16.7 O M17.0 O M17.1 O M17.2 A I1.2 AN I1.3 AN I1.5 AN I1.6 CALL SBR7 R Q0.5,1 一层托盘（1-5）右移子程序 SBR_0 Network 1 /1 号托盘右移 LDN I5.4 S M0.0,1 Network 2 .28/57 LD I8.1 O I1.5 R M0.0,1 Network 3 /2 号托盘右移 LDN I5.5 S M0.1,1 Network 4 LD I8.2 O I1.5 R M0.1,1 Network 5/3 号托盘右移 LDN I5.6 S M0.2,1 Network 6 LD I8.3 O I1.5 R M0.2,1 Network 7/4 号托盘右移 LDN I5.7 S M0.3,1 Network 8 LD I8.4 O I1.5 R M0.3,1 Network 9/5 号托盘右移 LDN I6.0 S M0.4,1 Network 10 LD I8.5 O I1.5 R M0.4,1 Network 11 LD SM0.0 CALL SBR12 Network 12 LD Q2.4 O Q2.5 O Q2.6 O Q2.7 O Q3.0 ED DECW VW2 一层托盘（1-5）左移子程序 SBR_1.29/57 Network 1 /1 号托盘左移 LDN I5.3 S M0.5,1 Network 2 LD I6.7 O I1.5 R M0.5,1 Network 3 /2 号托盘左移 LDN I5.4 S M0.6,1 Network 4 LD I7.0 O I1.5 R M0.6,1 Network 5 /3 号托盘左移 LDN I5.5 S M0.7,1 Network 6 LD I7.1 O I1.5 R M0.7,1 Network 7 /4 号托盘左移 LDN I5.6 S M1.0,1 Network 8 LD I7.2 O I1.5 R M1.0,1 Network 9 /5 号托盘左移 LDN I5.7 S M1.1,1 Network 10 LD I7.3 O I1.5 R M1.1,1 Network 11 LD SM0.0 CALL SBR12 Network 12 LD Q1.2 O Q1.3 O Q1.4 O Q1.5 O Q1.6.30/57 ED INCW VW2 二层托盘（6-10）右移子程序 SBR_2 Network 1 /6 号车右移 LDN I6.2 S M1.2,1 Network 2 /6 号车右移停止 LD I8.6 O I1.5 R M1.2,1 Network 3/7 号车右移 LDN I6.3 S M1.3,1 Network 4 LD I8.7 O I1.5 R M1.3,1 Network 5/8 号车右移 LDN I6.4 S M1.4,1 Network 6 LD I9.0 O I1.5 R M1.4,1 Network 7/9 号车右移 LDN I6.5 S M1.5,1 Network 8 LD I9.1 O I1.5 R M1.5,1 Network 9/10 号车右移 LDN I6.6 S M1.6,1 Network 10 LD I9.2 O I1.5 R M1.6,1 Network 11 LD SM0.0 CALL SBR12 Network 12 LD Q3.1.31/57 O Q3.2 O Q3.3 O Q3.4 O Q3.5 ED DECW VW3 二层托盘（6-10）左移子程序 SBR-3 Network 1 /6 号车左移 LDN I6.1 S M1.7,1 Network 2 /6 号车左移停止 LD I7.4 O I1.5 R M1.7,1 Network 3 /7 号车左移 LDN I6.2 S M2.0,1 Network 4 LD I7.5 O I1.5 R M2.0,1 Network 5 /8 号车左移 LDN I6.3 S M2.1,1 Network 6 LD I7.6 O I1.5 R M2.1,1 Network 7 /9 号车左移 LDN I6.4 S M2.2,1 Network 8 LD I7.7 O I1.5 R M2.2,1 Network 9 /10 号车左移 LDN I6.5 S M2.3,1 Network 10 LD I8.0 O I1.5 R M2.3,1 Network 11 .32/57 LD SM0.0 CALL SBR12 Network 12 /VW3 加 1 LD Q1.7 O Q2.0 O Q2.1 O Q2.2 O Q2.3 ED INCW VW3 二层托盘（6-10）下降子程序 SBR_4 Network 1 /去掉 6 号托盘防坠挂钩 LD M16.0 AN I1.5 R M10.4,1 Network 2 /6 号托盘下降 LD M16.0 AN M10.4 S M2.4,1 Network 3 /6 号托盘下降到底 LD I10.6 R M2.4,1 TON T37,10 Network 4 /7 号托盘 LD M16.1 AN I1.5 R M10.5,1 Network 5 LD M16.1 AN M10.5 S M2.5,1 Network 6 LD I10.0 R M2.5,1 TON T38,10 Network 7 /8 号托盘 LD M16.2 AN I1.5 R M10.6,1 Network 8 LD M16.2 AN M10.6 S M2.6,1.33/57 Network 9 LD I11.0 R M2.6,1 TON T39,10 Network 10 /9 号托盘 LD M16.3 AN I1.5 R M10.7,1 Network 11 LD M16.3 AN M10.7 S M2.7,1 Network 12 LD I11.1 R M2.7,1 TON T40,10 Network 13 /10 号托盘 LD M16.4 AN I1.5 R M11.0,1 Network 14 LD M16.4 AN M11.0 S M3.0,1 Network 15 LD I11.2 R M3.0,1 TON T41,10 Network 16 LD SM0.0 CALL SBR12 三层托盘（11-16）下降子程序 SBR-5 LD M16.5/去掉 11 号防坠挂钩 AN I1.5 R M11.6,1 Network 2 /11 号托盘下降 LD M16.5 AN M11.6 S M3.1,1 Network 3 /11 号托盘到达第一层 LD I11.3 R M3.1,1 TON T42,10.34/57 Network 4 /12 号托盘 LD M16.6 AN I1.5 R M11.7,1 Network 5 LD M16.6 AN M11.7 S M3.2,1 Network 6 LD I11.4 R M3.2,1 TON T43,10 Network 7 /13 号托盘 LD M16.7 AN I1.5 R M12.0,1 Network 8 LD M16.7 AN M12.0 S M12.0,1 Network 9 LD I11.5 R M3.3,1 TON T44,10 Network 10 /14 号托盘 LD M17.0 AN I1.5 R M12.1,1 Network 11 LD M17.0 AN M12.1 S M3.4,1 Network 12 LD I11.6 R M3.4,1 TON T45,10 Network 13 /15 号托盘 LD M17.1 AN I1.5 R M12.2,1 Network 14 LD M17.1 AN M12.2 S M3.5,1.35/57 Network 15 LD I11.7 R M3.5,1 TON T46,10 Network 16 /16 号托盘 LD M17.2 AN I1.5 R M12.3,1 Network 17 LD M17.2 AN I12.3 S M3.6,1 Network 18 LD I12.0 R M3.6,1 TON T47,10 Network 19 LD SM0.0 CALL SBR12 二层托盘上升子程序 SBR_6 Network 1 /6 号托盘上升 LDN I6.1 ON I6.2 S M3.7,1 Network 2 /上升停止 LD I9.3 S M10.4,1 R M3.7,1 Network 3 LD M10.4 TON T48,10 Network 4 /7 号托盘上升 LDN I6.2 ON I6.3 S M4.0,1 Network 5 LD I9.4 S M10.5,1 R M4.0,1 Network 6 LD M10.5 TON T49,10 Network 7/8 号托盘上升.36/57 LDN I6.3 ON I6.4 S M4.1,1 Network 8 LD I9.5 S M10.6,1 R M4.1,1 Network 9 LD M10.6 TON T50,10 Network 10 /9 号托盘上升 LDN I6.4 ON I6.6 S M4.2,1 Network 11 LD I9.4 S M10.7,1 R M4.2,1 Network 12 LD M10.7 TON T51,10 Network 13 /10 号托盘上升 LDN I6.5 ON I6.6 S M4.3,1 Network 14 LD I9.7 S M11.0,1 R M4.3,1 Network 15 LD M11.1 TON T52,10 Network 16 LD SM0.0 CALL SBR12 三层托盘（11-16）上升子程序 SBR_7 Network 1/11 号托盘上升 LDN I6.1 S M4.4,1 Network 2 LD I10.0 S M11.6,1 R M4.4,1.37/57 Network 3 LD M11.6 TON T53,10 Network 4/12 号托盘上升 LDN I6.2 S M4.5,1 Network 5 LD I10.1 S M11.7,1 R M4.5,1 Network 6 LD M11.7 TON T54,10 Network 7/13 号托盘上升 LDN I6.3 S M4.6,1 Network 8 LD I10.2 S M12.0,1 R M4.6,1 Network 9 LD M12.0 TON T55,10 Network 10/14 号托盘上升 LDN I6.4 S M4.7,1 Network 11 LD I10.3 S M12.1,1 R M4.7,1 Network 12 LD M12.1 TON T56,10 Network 13/15 号托盘上升 LDN I6.5 S M5.0,1 Network 14 LD I10.4 S M12.2,1 R M5.0,1 Network 15 LD M12.2 TON T57,10 Network 16/16