专业立体停车库论文

莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇袈膇薇袃袇艿莀蝿袆莂薆蚅袆肁莈薁袅膄薄衿羄芆莇螅羃莈薂蚁羂肈莅蚇羁芀蚁薃羀莂蒃袂羀肂虿螈罿膄蒂蚄羈芇蚇薀肇荿蒀衿肆聿芃螅肅膁蒈螁肄莃芁蚇肄肃薇薃肃膅荿袁肂芈薅螇肁莀莈蚃膀肀薃蕿腿膂莆袈膈芄薁袄膈蒆蒄螀膇膆蚀蚆螃芈蒃薂螂莁蚈袀螁肀蒁螆袁膃蚆蚂袀芅葿薈衿蒇节羇 毕业设计（论文）题 目： 基于PLC的立体停车库控制系统设计 系 部： 信息技术系 专 业： 电气自动化 学 号： 0905132206 学 生 姓 名： 陈永朋 指导教师姓名： 金玉叶 指导教师职称： 讲 师 二一二年 四 月 二十九 日摘 要自动化立体停车库通过可编程控制器控制车位的空间变动，是车位能够实现空间到平面的转化，实现多重单层平面停车的功能。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。PLC作为自动化工业控制器，目前国内的总多升降横移式立体停车库中，其控制核心单元多为PLC，并通过控制按钮，由工作人员现场操作老实现对车库的管理和控制。立体停车库动作复杂，要求控制系统实现顺序动作控制，速度控制，定位控制及安全互锁控制。所以PLC是立体车库的首选的控制系统。本设计是以立体车库为基本理念，以二层五车位为研究对象。通过检测车位运行状态和其它参数，控制电机轮流工作，合理调度电机运行。系统通过计算机以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地反映系统工作状态以及车位位置等参数，并通过PLC通讯模块与监测监控主机实现数据交换，该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点。关键词：PLC 立体停车库 可编程控制器目 录第1章绪 论11.1课题研究的相关背景11.2升降横移立体停车库发展现状及市场前景分析21.3选题的目的和意义3第2章可编程逻辑控制器42.1PLC的基本概念及特点42.2PLC的基本结构62.3PLC的工作原理72.4三菱PLC主要特点7第3章基于PLC的立体停车库控制系统设计93.1升降横移式立体停车库的硬件系统93.2硬件电源及负荷93.3控制系统方案的确定93.4立体车库设计方案103.5课题设计思路及控制要求113.6I/O口分配123.7PLC外部接线端口图143.8车位检测部分153.9手动控制部分153.10软件设计15结论与讨论17参考文献18致 谢19附录一 立体车库梯形图20附录二 指令表23温州科技职业学院信息技术系 电气自动化技术专业毕业设计第1章 绪 论1.1 课题研究的相关背景作为解决城市静态交通的有效措施升降横移立体停车库。自动化立体停车设备已向空间、高层发展，以其占地面积小、停车效率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点，越来越受到人们的青睐。立体停车设备的发展在国外，尤其在日本有近3040年的历史。无论在技术上还是在经验上均已获得成功。我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有10年历程。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据30余平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层立体式车库的话，土地面积将大大减少，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转，从而保证了人车安全。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。据建设部城市交通工程技术中心对全国15个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为4.84：1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段也是停车产业发展的必由之路。 自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究和开发制造应用，以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平，韩国和港、澳、台地区的停车业也通过引进、移植、制造，得到了蓬勃发展，较好地解决了本地的停车难，并开始向外输出技术和出口产品。我国对机械停车库的开发研究始于1984年。1988年由北京有色冶金设计研究总院率先研制完成了LS型机械停车库，从此结束了我国没有机械停车库的历史。专家们一直致力于研究机械停车库，进入20世纪90年代后，随着电脑只能化管理和自动仓库存储技术的发展，出现了自动化仓库是储存式机械停车装置，极大的提高了土地利用率。1.2 升降横移立体停车库发展现状及市场前景分析发展立体停车库是当今社会的必然趋势，机械式立体停车库占地少、存车多，其在停车场听优势是明显的，适合于城市建设的各种场所。我国城市停车还处在初级阶段，专用和公共停车位数量距合理的车位与车辆比率相差甚远，停车难到处可见。目前我国的停车场仍以平面停车场、路上停车场、路外停车场、自行式停车场为主，立体停车库和机械式停车场数量还很少。以我国停车产业发展较快的上海为例。路上、路外停车仍占有相当比例，已建设的信这车场大部分是地下自行式停车场和在自行式停车场的基础上安装简易停车设备，增加存容数量。行式停车场存有较多缺陷，近年来在发达国家已很少新建。大量兴建的是具有现代水平的升降横移式立体停车库。随着社会经济的不断发展进步，对于升降横移立体停车库的需求是会越来越大。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期。随着人们生活水平的不断提高和加入世界贸易组织步伐的加快，汽车普遍进入家庭已为期不远，停车市场前景广阔。机械式立体停车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施。是解决城市停车难最有效的手段，是停车产业发展的必经之路。1.3 选题的目的和意义随着汽车的急增致使城市停车难问题不断恶化,而作为解决城市静态交通的有效措施向空间、向高层发展的自动化立体停车设备,以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。目前市面上常见的机械式立体停车库有：升降横移类、垂直循环类、多层循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和简易升降类等8种,其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点,在国内车库市场占有绝对优势的市场份额。本文介绍了立体车库发展状况以及立体车库的主要功能与优越性，并进一步结合给出了一个物业小区内地下三层升降横移式立体车库的设计与实现方案的实践操作来阐述PLC的应用。升降横移类立体车库的控制系统通过采用PLC和Profibus现场总线控制,使整个控制系统的可靠性大大提高,满足了车库的控制功能与使用性能的要求,完全实现了进出车的智能控制。系统还在硬件设计上采用了手动、半自动和全自动多级冗余控制方式,配合软件/硬件连锁保护,大大提高了系统的可靠性;同时,由于PLC软件设计上的优化处理,使得本系统对于车位的扩展实现较为简便;此外,软件设计还采用了“并行分支与汇合”的技巧,从而大大缩短了进出车时间,提高了工作效率。通过这次课程设计,掌握PLC的原理,了解可编程控制器的控制原理，初步掌握机械车库调整及测试方法，提高动手能力和排除故障的能力。同时通过本课题设计与装配、调试，提高自己的动手能力，巩固已学的理论知识，建立PLC理论和实践的结合，了解PLC控制之间的关系及相互影响，从而能正确控制机械车库的运行。25第2章 可编程逻辑控制器2.1 PLC的基本概念及特点2.1.1 PLC的定义可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是PLC工业控制设计而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,PLC自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。 2.1.2 PLC的特点可编程控制器是专为在工业环境下应用而设计的工业计算机，其出现后就受到普遍重视，发展也十分迅速，在工业自动控制系统中占有极其重要的地位。它与现有的各种控制方式相比较，具有以下优点：1、 可靠性高对可维修的产品，可靠性包括产品的有效性和可维修性：1) PLC不需要大量的活动元件和接线电子元件，它的接线大大减少，与此同时，系统的维修简单，维修时间短；2) PLC采用了一系列可靠性设计的方法进行设计，例如，冗余设计，断电保护，故障诊断和信息保护及恢复等，提高了MTBF，降低了ml TR使可靠性提高。3) PLC有较高的易操作性，它具有编程简单，操作方便，维修容易等特点，一般不易发生操作的错误。4) PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置，它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低，而为工业恶劣操作环境设计的硬件使可靠性大大提高。5) 在PLC的硬件方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性的元件:采用先进的工艺制造流水线制造;对干扰的屏蔽、隔离和滤波等;对电源的断电保护;对存储器内容的保护等。6) PLC的软件方面，也采取了一系列提高系统可靠性的措施。例如，采用软件滤波;软件自诊断;简化编程语言等。2、易操作性，PLC的易操作性表现在下列几个方面:7) 操作方便对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。大多数PLC采用编程器进行输入和更改的操作。编程器至少提供了输入信息的显示，对大中型的PLC，编程器采用了CRT屏幕显示，因此，程序的输入直接可以显示。更改程序的操作也可直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或顺序寻找，然后进行更改。更改的信息可在液晶屏或CRT上显示。8) 编程方便PLC有多种程序设计语言可供使用。对电气技术人员来说，由于梯形图与电气原理图较为接近，容易掌握和理解。采用布尔助记符编程语言时，十分有助于编程人员的编程。9) 维修方便PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时，通过硬件和软件的自诊断，维修人员可以很快的找到故障的部位，以便维修。3、灵活性，PLC的灵活性表现在以下几个方面:1) 编程的灵活性。PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程方便、应用面拓展。2) 扩展的灵活性。PLC的扩展灵活性是它的一个重要特点。它可根据应用的规模不同，即可进行容量的扩展、功能的扩展、应用和控制范围的扩展。3) 操作的灵活性。操作十分灵活方便，监视和控制变得十分容易。2.2 PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。它将中央处理单元（CPU）、存储器、输入单元、输出单元、电源、通信端口、I/O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。另外还有独立的I/O扩展单元等与主机配合使用。PLC的基本组成结构如图21所示。图21结构框图2.2.1 电源 PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去2.2.2 中央处理单元(CPU) 中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。2.2.3 存储器 存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 2.2.4 输入输出接口电路 现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。现场输出接口电路有输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作为PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。 2.2.5 功能模块 如计数、定位等功能模块。2.2.6 通信模块 如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。2.3 PLC的工作原理PLC虽然以微处理器为核心，具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令和中断的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式，当有键按下或I/O动作，则转入相应的子程序或中断服务程序，无键按下，则继续扫描等待。PLC则是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。当PLC运行时，CPU根据用环控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号作周期性的程序循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条循环执行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和输出状态的刷新等工作。如此周而复始。2.4 三菱PLC主要特点1) 结构灵活不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。2) 传输质量高、速度快、带宽稳定 可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。 3) 范围广无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话 4) 低成本充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。5）适用面广PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.545Mbps的高速网络接入，来浏览网页拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。第3章 基于PLC的立体停车库控制系统设计3.1 升降横移式立体停车库的硬件系统升降横移式立体停车库的硬件系统主要由升降、横移电机、停车库主体钢结构、控制车进出的操作面板以及可编程序控制器（PLC）、各种指示灯等组成。横移输送包括横移输送小车（升降固定架）及车盘，车盘是承载车的装置，第一层共有2台车盘可以进行横移，需预一个空位，且只能左右横向移动。横移输送小车及车盘左右横移的动力源是横移输送电机。左右横移终点有限位开关进行定位保护，极点有机械挡块保护。升降输送机构包括升降固定架及车盘，车盘是承载车的装置，共有3台车盘可以进行升降，第一层有两台，车盘升降的动力源是升降电机，升降到位有限位开关进行定位保护。控制车进出的操作面板以及可编程序控制器对车库运行进行控制，以及各种信号灯的指示。3.2 硬件电源及负荷输入输出模块和电源的选择。PLC输入模块的功能主要是检测来自现场设备的输入信号，并将其转换成PLC内部可处理的电平信号。输入模块的类型选用交流形式的，由于信号的传送距离比较近，信号选用低电压形式，低压又分为5V,12V,24V,60V和68V，从可靠性角度考虑，我选用24V作为电平信号电压。车库系统的升降横移电机的工作电压选用交流220V,指示灯工作电压都选用24V。本文介绍的立体停车库是三层单列七车位升降横移式停车库，也是多车位立体停车库的雏形，全线共有一个电控柜，外设一个按钮盒，分别控制第二层与第三层相应的运动。其操作及维护简单，安全可靠性高。电气控制系统主电路供电为三相AC380V，控制回路用单相220V供电，信号电路由PLC可编程控制器本身提供DC24V供电。全线主要电控设备负荷如下（总负荷约13KW）：车盘横移电机 4X0.4KW，车盘升降电机 3X3.7KW。3.3 控制系统方案的确定升降横移立体停车库以停放小型车为主,其代价较昂贵,而且立体停车库使用时涉及到人身和车辆的安全,所以对设备的安全性和可靠性要求非常高。 PLC是车库控制系统的核心,联系现场状况的数据I/O操作，当有存取操作时,PLC会接收和分析操作人员在控制面板按钮输入的指令,做出合理的工控安排：判断检测元件的状态,读取车库机械驱动部分的信息;然后,将信息反馈到执行元件,拖动车位板,实现其位置移动,完成车辆的存取操作和信号的显示(指示灯)。整个动作区域配有行程挡块检测及安全系统,以防异常情况发生。该系统中PLC主要完成对托盘、托板位置及运行状态中存取车的操作。用各种按钮开关、行程开关检测位置状态,用接触器、继电器执行对拖动电机的起停控制。对车位的操作就是控制横移小电机和升降大电机,使它们在不同时间实现正反转。而且上层升降动作和以下各层的横移动作必须是互锁的,即当上层泊位在升降时,下面各层泊位不能移动,反之亦然。并且上层泊位每次只能有一个泊位进行上下升降运动。行程开关、信号压力块布置在不同的位置有不同的功能：安装在托盘底层左右两边的行程开关,可以检测托盘上汽车停放是否到位;安装在二层、三层框架底端和一层底端的行程开关，可以检测托盘在上升、下降是否到位。托盘对角线上安放的信号压力块可以检测托盘上有无车。如车辆动作未完成，行程开关不能输出信号，则托盘无动作，停止运行。同时在车库中还运用了断链报警的位移开关,以及警示装置、紧急停车开关、手动按钮、复位开关等。3.4 立体车库设计方案本立体车库的系统主要由：PLC、组态监控部分、电气传动部分、检测部分、手动控制部分、支架模型，系统图见(3-1)。系统核心部分采用三菱FX2N-48MR为控制元件，它是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达0.08us，远远超过了很多大型可编程控制器。它功能强大实用，价格便宜，工作稳定可靠，24点输入，16点输出，采用继电器输出形式，可驱动交直流负载，负载电流在2A左右。220V AC供电。并且输入端内部自带24V直流电源，还可为负载提供直流电源。图31 系统图3.5 课题设计思路及控制要求本系统通过检测车位运行状态和其它参数，控制电机轮流工作，合理调度电机运行。系统通过计算机以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地 反映系统工作状态以及车位位置等 参数，并通过PLC通讯模块与监测监控主机实现数据交换，该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点。如图3-2图3-21. 车位已满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口栅栏不能开启让车辆进入，2. 尚有车位时，入口栅栏才可以将门开启，让车辆进入停放，并有一指示灯表示尚有车位。3. 1、2、3车位只能上下移动，不能左右移动。4、5车位只能左右移动不可上下移动。4. 停车时，入口有1-5号车位的按键，需按下所停车位的按键，指示灯灭掉，表示该车位已停车。若按下4、5号车位，则可直接停车，若按下1、2、3号车位则系统在灯灭之后将呼叫的车位车载板下降，共停车。5. 取车时，按下要取的车位按钮，1分钟后指示灯亮起，表示该车位已空。下排车位只需直接将车子开出即可；如果呼叫上排车子，只要按下1至3的按钮，再按下“取车”按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位下降。3.6 I/O口分配本系统采用三菱公司的型号为FX2N-48MR的PLC,是一种具有结构紧凑、抗干扰能力强、使用方便、同类产品价格便宜等优点。随着电子科技发展及产业应用之需要，PLC的功能也日益强大，例如位置控制及网络功能等。PLC的I/O分配表见表3-1所示。因材料有限，本次毕业设计中的所有电机均用信号灯代替。表3-1 I/O分配表输入变量输出变量内存变量信号名称说明X0011号停车位呼叫开关按钮X0022号停车位呼叫开关按钮X0033号停车位呼叫开关按钮X0044号停车位呼叫开关按钮X0055号停车位呼叫开关按钮X006总取车呼叫开关按钮X007总开关按钮Y0001号车位载板往下移动信号灯Y0011好车位载板往上移动信号灯Y0022号车位载板往下移动信号灯Y0032号车位载板往上移动信号灯Y0043号车位载板往下移动信号灯Y0053号车位载板往上移动信号灯Y0064号车位载板往左移动信号灯Y0074号车位载板往右移动信号灯Y0105号车位载板往左移动信号灯Y0115号车位载板往右移动信号灯Y0121号车位灯信号灯Y0132号车位灯信号灯Y0143号车位灯信号灯Y0154号车位灯信号灯Y0165号车位灯信号灯Y017无车位信号灯Y020尚有车位灯信号灯3.7 PLC外部接线端口图根据I/O分配,本系统外部接线如图3-3所示。 1号车位载板往下移动1号停车位呼叫开关X1 Y0X2 Y1X3 Y2X4 Y3X5 Y4X6 Y5X7 Y6 Y7 Y10 Y11 Y12 Y13 Y14 Y15 Y16 Y17 Y20 COM COM1号车位载板往上移动2号停车位呼叫开关2号车位载板往下移动3号停车位呼叫开关2号车位载板往上移动4号停车位呼叫开关3号车位载板往下移动5号停车位呼叫开关总取车键3号车位载板往上移动4号车位载板往左移动总停开关4号车位载板往右移动5号车位载板往左移动5号车位载板往右移动1号车位灯2号车位灯3号车位灯4号车位灯5号车位灯图3-3无车位指示灯尚有车位指示灯 图3-3 I/O接线图3.8 车位检测部分FX2N-48MR可编程控制器采用直流输入形式，车库所有车位到位及限位检测采用了光电对管，检测电路电源使用PLC内部提供的24V直流电源，其最大驱动电流可达400mA.光电对管的导通电流在30mA左右，内阻为600，为满足光电对管的性能指标，我们将可编程控制器的内置24V直流电源上串联了一个200/1W的大功率电阻。立体车库共有6个上下到位检测光电对管和3个左右到位检测光电对管，总驱动电流为9*30mA=270mA，小于可编程控制器24V直流电源的最大输出电流，满足设计要求。3.9 手动控制部分程序所用状态元件、定时器及数据存储器均选用具有掉电保护功能的元件,当系统掉电时元件保持掉电前的状态,以保存现场信息,待上电后继续完成被中断的动作;当发生意外情况时,按下急停按钮中止系统的运行并保存现场断点信息;当出现如电机过载、过热电气或机械故障时,自动中止系统的运行,并发出声光报警,同时系统转入手动方式进行故障处理。考虑到组态控制可能出现上述问题，系统也设计了最基本的手控控制，设计了车库上层三个车位的选择按钮、呼叫车位按钮和复位按钮，并且考虑到如果车位动作出现错误，设计了急停按钮，这样能使车库系统无论处于何种运行状态都能立即停止运行，避免事故的发生。3.10 软件设计PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言、顺序功能图语言等。其中前两种语言用得较多，顺序功能图语言也在许多场合被采用。本设计所采用的编程语言为梯形图语言。图3-4 程序分析举例如图3-4所示，Y12Y16分别为1号-5号的停车位的指示灯，灯亮时表示该车位尚空，灯灭时表示该车位已停车。当继电器Y12-Y16常开触点闭合时，则Y17则得电，表示该车场已停满。若继电器Y12-16的常闭触点有一个没有断开，则Y20得电，即表示该车场还有停车位。完整的梯形图程序见附录一。结论与讨论近几年，随着人民生活水平的提高，及汽车价格的一降再降，有车在老百姓看来已是越来越平常的事。可是，如果你住在一些较老的小区，会发现，买车容易，停车可就难了；更有甚者，有些人为了能在市中心上班地找到一个泊车位，不得不比挤公车起得还早。为什么会这样，这既有历史原因，人们没想到国人会如此快的拥有自己的家庭轿车，也有中国过于太快的城市化，使城市本就薄弱的基础设施捉襟见肘，所以，国家不能承受城市无限度的外扩，也就不允许在每个建筑外面留下大块的空地作为停车场。因此，“车库”是大中城市的热门话题，国家经贸委将“城市立体车库”列为“近期行业技术发展重点”，随着家用汽车的不断增加，公共场所及社区内存车矛盾、车挤绿地的问题将会越来越突出，在人们对生活质量和环境意识不断增强之时“车库”日渐成为热门话题，机械自动化立体车库将会在新开发的楼盘及商业里大显身手。同时，本文还介绍了基于可编程控制器(PLC)和Profibus总线的车库控制系统,简述了多层升降横移立体停车库工作原理和结构特点，通过PLC软件设计及其优化,实现了立体车库的自动控制。升降横移类立体车库的控制系统通过采用PLC和Profibus现场总线控制,使整个控制系统的可靠性大大提高,满足了车库的控制功能与使用性能的要求,完全实现了进出车的智能控制。系统还在硬件设计上采用了手动、半自动和全自动多级冗余控制方式,配合软件/硬件连锁保护,大大提高了系统的可靠性;同时,由于PLC软件设计上的优化处理,使得本系统对于车位的扩展实现较为简便;此外,软件设计还采用了“并行分支与汇合”的技巧,从而大大缩短了进出车时间,提高了工作效率。本文的一些观点和实际操作是根据具体的实际情况不同而不同，存在一定差异性，还有就是希望能多和老师和同学们交流探讨。参考文献1陈立定，吴玉香，苏开才电气控制与可编程控制器M广州：华南理工大学出版社，200l2王红，王艳玲可编程控制器使用教程M北京：电子工业出版社，2002年3齐从谦，王士兰PLC技术及应用M机械工业出版社，2000年4王兆义.可编程控制器教程M.机械工业出版社，1998年5张晓坤.可编程序控制器原理及应用M.西安:西北工业大学出版社,1998年6刘光起，周亚夫PLC技术及应用M北京：化学工业出版社，2007年7田效伍电气控制与PLC应用技术M机械工业出版社，2006年8范永胜，王珉.电气控制与PLC应用M.北京：中国电力出版社,2006年9郭宗仁，吴亦锋，郭宁明.编程序应用系统设计及通信网络技术M.北京：人民邮电出版社,2009年10李雪雪，柯尊忠，PLC在立体车库自动控制中的应用研究J.机电产品开发与创新，2003年11郭建江，于有生，PLC 在塔式立体车库控制系统中的应用J.机电工程技术，2003年致 谢本课程设计是在我的指导老师金玉叶老师的亲切关怀和细心指导下完成的，在设计过程中，自始至终凝聚着导师的心血。在课题进行当中，还得到了其他老师，任教授等的细心指导和诸多帮助。他们的无私帮助和耐心指导也是我得以完成本课题的关键。再此我向他们表示由衷的感谢和深切的问候。此间我还得到了同学等诸多指导，再此表示感谢。我还要感谢我的一些同学，他们在我最需要帮助的时候无私的伸出了援助之手，在此，对于他们无私的帮助我表示深深的感谢。可以说如果没有他们的帮助我就不可能顺利的按时完成毕业设计。真诚的感谢所有的帮助过我的老师们，同学们和朋友们。感谢对本设计进行评审的老师们，感谢你们给我提出的宝贵意见和建议。附录一 立体车库梯形图附录二 指令表 蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄膀莇螃羇膆莆羅节蒄莆蚄肅莀莅螇芀芆莄衿肃膂莃羁袆蒁蒂蚁肁莇蒁螃袄芃蒀袆肀艿蒀蚅袃膅葿螈膈蒄蒈袀羁莀蒇羂膆芆蒆蚂罿膁薅螄膅肇薄袇羇莆薄薆膃莂薃蝿肆芈薂袁芁膄薁羃肄蒃薀蚃袇荿蕿螅肂芅蚈袇袅膁蚈薇肁肇蚇虿袃蒅蚆袂腿莁蚅羄羂芇蚄蚄膇膃蚃螆羀蒂蚂袈膅莈螂羁羈芄螁蚀膄