立体停车库设计1

. . . . 分类号电力高等专科学校毕 业 设 计（论 文）题 目基于PLC控制的立体停车库设计并列英文题目The Cubic Garage Design Based on PLC系部 专业姓名 班级指导教师 职称论文报告提交日期2012年5月30日 电力高等专科学校62 / 65摘要 当汽车以一种改变生活方式的姿态向我们走来，并成为这个时代的城市标志时，然而消费者的汽车却被迫停泊在城市规划的无奈中。所以实现各种车辆的自动停放与科学寄存的仓储设施迫切需求，而立体车库的诞生解决了这一难题。本文介绍了升降横移式立体停车库的工作原理，确定了以PLC为主控单元的控制方案，并对控制系统的输入，输出进行了详细分析，完成了控制系统的输入，输出分配和PLC选型，设计了控制系统的程序流程图，完成立体停车库控制系统设计。 关键词：升降横移式 立体车库 PLCAbstract As the car with a kind of lifestyle changes attitude coming to us, and become the era of city logo, but consumers are forced to car parked in urban planning in the helpless. So realize all kinds of vehicles automatic parking and scientific hosting of urgent needs storage facilities, and the birth of the three-dimensional garage solved this problem. The principle of the up-down and traslation cubic garage is introduced. The control project that plc is used as the main control unit is designed. By analyzing inputs and outputs of the control system, the inputs and outputs distribution of the control system is finished and the type of plc is selected. Moreover ,the program flow chart of the control system is designed and the control system of cubic garage is inplemented.Key words: up-down and translation; cubic garage; plc目 录第一章 绪论11. 1 课题的背景和意义11. 2 课题的关键技术与其国外研究发展现状51.2.1 国外研究现状51.2.2 国研究现状7第二章 升降横移式立体车库原理机械部分设计102.1 升降横移立体车库运行原理102.2立体车库的具体设计方案10第三章 升降横移式立体车库机械部分设计123.1立体车库的结构框架与其特点123.2立体车库的三大系统143.3立体车库的安全装置15第四章 立体车库电气控制系统设计174.1 电气控制系统整体设计174.2 电气系统关键部分设计21第五章 立体车库程序控制系统设计235.1 程序流程图245.2 PLC的I/O点分配表275.3 程序运行原理295.4 PLC程序30结论与展望39致 41附录 英文资料42参考文献59第一章 绪论1. 1课题的背景和意义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。停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通是相对于动态交通（车辆行驶状态）而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一系列问题。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施。 专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下与立体停车场、利用其它空间满足停车需求。而无论采取什么措施，在规划后再收拾残局，于局限弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小。 随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车，由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑。伴随着汽车进入家庭，城市动态、静态交通管理制度的不断完善和人们对居住环境要求的提高，给停车产业提供了前所未有发展机遇，停车产业市场前景广阔。 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。当前，我国许多大城市如、都开始大力发展机械式立体停车产业。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40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（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。 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。以市为例，截止2011年底，市区仅有公共停车场1172处，共计车位9。3万个，仅占市区机动车拥有量的8.5，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。的情况也让人无法乐观，仅有的227个地下车库使用面积不足60万平方米，只能满足1.3万辆机动车停放的要求，路边停车渐呈泛滥之势，比例高达64，而且还有继续上升之势。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。 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，人在车库或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。 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。 近年来 ，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽车数量的不断增加。截至2011年底，我国个人汽车保有量为2.25亿辆。其中，个人轿车1.06亿辆，比2010年增加2462441辆，增长率为38.7%，但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，由此带来停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机 械 式立 体停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，是解决城市用地紧，缓解停车难的一个有效手段。国家计委已明确机械式立体停车设备与城市立体停车场为国家重点支持的产业，1998年1月1日起执行的国家计委6号令把机械式停车序和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术日录”，国家海关总署对机械式停车产品规定“国投资项目给予免征进口税”、上述措施为我国立体车库产业的成长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车间题提供了机会。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。1. 2 课题的关键技术与其国外研究发展现状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,在国车库市场占有绝对优势的市场份额。2.1.1 国外研究现状 早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备；利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备；适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔；利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普与，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开发和制造应用。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，国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进-移植制造，得到了蓬勃发展，较好地解决了本地区的停车难，并开始向外输出技术和出口产品。 国外高容量的立体车库 目前世界停车产业正向多元化发展，其停车技术几乎包含了当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面，应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢材，既提高了设备的强度和刚度，又使设备轻巧美观，载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装，美观、强韧、耐用。控制技术方面，广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术，使运行高速平稳，节省电力，振动和噪音也趋于最小。控制形式有，按钮式、锁匙式、IC卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等。安全元件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等，安全保护装置日臻完善，如汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全检测、自动消防灭火系统等。 日本是最早应用机械式车库的国家之一，其在上世纪60年代初就开发并使用可最大限度的利用空间的机械式停车设备。当时日本全国汽车保有量大约为500万辆，大多采用的是垂直循环式停车设备。从80年代开始，日本开始向亚洲地区的国、中国与地区出口产品与技术。国机械车库技术是日本机械停车技术的派生。其机械停车产业从20世纪70年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90年代开始为供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，国近几年增长速度都在30%左右。目前国停车设备行业进入稳步发展阶段。2.1.2国研究现状 我国机械式车库的早期研究开发工作是从80年代中期开始，90年代开始引进和生产停车设备，在、等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉与到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备本身而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国外市场的需求。 在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准；多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水平低；缺少具有一定规模的企业，生产能力不足；市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争；缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足；政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照发达国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠，使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费政策标准，逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展。在我国广泛使用的升降横移式立体车库第二章 升降横移式立体车库原理机械部分设计2.1升降横移立体车库运行原理 升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道,实现高层车位升降存取车辆。其车位结构为2维矩阵形式,可设计为多层和多列。由于受收链装置与进出车时间的限制,一般为24层(国家规定最高为4层),2层、3层者居多,现以典型的地上23升降横移式为例,说明停车库的运行原理。立体车库结构特点是：升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库将汽车开进或开出车库。二层进出车时,先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是：升降复位,平移不复位。2.2立体车库的具体设计方案 升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库将汽车开进或开出车库。图2.0 为一个地上5位的升降横移式停车设备，其工作原理是：二层三个车位可以升降，一层的两个车位只能横向横移，空车位供二层的车位下降时借用。1 、2号车位可以直接存放车辆;5 号车位需下降后再存放车辆;3 号车位，则需先将1 号和2号载车板右移，再将3号载车板下降; 4 号车位，则需先将2 号载车板右移，再将4号存车板下降。由于升降横移式停车设备对场地的适应性强，介绍系统各机械部分部件结构和功能 可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛。图2.0 五车位升降横移式立体车库工作原理图第三章 升降横移式立体车库机械部分设计升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成。下面我们重点对车库的主要组成(图3.0所示)进行分析。图3.0 升降横移式立体车库主要组成3.1立体车库的结构框架与其特点 立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中我们选用钢架结构(如图3.0所示)。钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点：3.1.1可靠性高 钢材在生产时，整个过程可严格控制，质量比较稳定，性能可靠。钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体;钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所作的基本假定符合较好;钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，计算结果可靠，所以说钢结构的可靠性高3.1.2材料的强度高，钢结构自重小 与混凝土等材料相比，虽然钢材的重力密度大，但它的强度和弹性模量较高，而且强度与重力密度之比也高得多。钢结构自重小，从而便于运输与安装，可减轻基础的负荷，降低地基和基础部分的造价。3.1.3材料的塑性和韧性好 钢材的塑性好，钢结构在一般条件不会因超载等而突然断裂。破坏前一般都会产生显著的变形，易于被发现，可与时采取补救措施，避免重大事故发生。钢材的韧性好，钢结构对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能力，抗震性能优越。3.1.4钢结构制造简便，施工工期短 钢结构一般在专业工厂制造，易实现机械化，生产效率和产品精度高，质量易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后，运至施工现场拼装成结构。拼装可采用安装方便的螺栓连接，有时还可在地面拼装成较大的单元，再进行吊装。施工工期短，可尽快发挥投资的经济效益。由于钢结构具有连接的特性，故易于加固、改建和拆迁。3.15钢结构密闭性好 钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性较好的常压和高压结构、管道等。3.1.6钢材的耐锈蚀性差 在没有腐蚀介质的一般环境中，普通钢材制成的钢结构经除锈后再涂上合格的防锈涂料，锈蚀问题并不严重。立体车库多在没有腐蚀介质的环境中，所以对钢结构本身的维护费用低。 结构主体采用热制H 型钢、槽钢、角钢和钢板等型材制造，具有较好的强度和刚度，轻巧、美观，并可二次拆卸安装，运输方便。3.2立体车库的三大系统3.2.1上载车板与其提升系统 每块上载车板都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统。其工作原理如图3.0，电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。根据载车板与车重确定链条所需的传动力。根据传动力与载车板的移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状与大小。3.2.2下载车板与其横移系统 由于下载车板不需悬挂链条，所以为了节省材料，下载车板比上载车板要短。每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统，藏于载车板。在下载车板底部装有四只钢轮，可以在导轨上行走，其中两只为主动轮，装于长传动轴两端，另两只为独立安装的从动轮。电机减速机驱动长传动轴运转，长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。根据载车板与车辆的重量、行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。3.2.3控制系统 升降横移式立体停车设备的控制系统采用PLC 可编程序控制器控制，主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正常工作状态，手动控制应用于调试、维修状态，复位应用于排除故障场合，急停应用于发现异常的紧急场合。对于本文中所列的5车位升降横移式立体停车设备，PLC 主要要控制二层三个升降电机的正反转和一层二个横移电机的正反转。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。3.3立体车库的安全装置 上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。防坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间，在纵梁两测各装两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各装两只耳环，当上载车板上升到位后，纵梁下面的四只挂钩便自动套入四只耳环，以防止升降电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压坏下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。防碰撞板的作用是：下载车板横移时，如果碰撞到人、遗留行或车主宠物时，切断横移电机电源，横移停止。第四章 立体车库电气控制系统设计4.1 电气控制系统整体设计 升降横移立体停车库以停放轿车为主,其代价较昂贵,而且立体停车库使用时涉与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。整个车库设计由一台PLC对车库进行统一的管理和监控，PLC采用了以计算机为核心的通用自动控制装置,集微机技术、自动化技术、通讯技术为一体,可靠性强、性价比高、设计紧凑、扩展性好、操作方便,适用于频繁启动和恶劣的环境,因此在立体停车库控制系统常采用PLC作为电控系统的核心。4.1.1车库控制方式车库控制方式分为3级手动、半自动和全自动。手动是在现场用手操作器对每个托板进行点动控制,应用于车库检修、突然停电、紧急停机和车库故障4种情况;半自动为操作PLC控制面板上的按钮由PLC实现自动逻辑控制;全自动是由计算机给出存取命令由PLC来执行任务(要求配备“操作器”)。其中,手动方式为最高优先级,而半自动或全自动方式用于正常进出车处理,其中半自动方式优先级高于全自动。在计算机脱机情况下,PLC控制面板可以完成所有存取车操作,而且本设计要求手动、半自动、全自动之间必须能够互锁。 4.1.2.安全措施 为了保证存取车可靠安全,系统要精确定位。行程开关的设置保证了托板能平移到预定位置以与托盘能上升或下降到准确位置,但同时,行程开关逻辑要严格互锁。例如1、2水平限位开关在静态情况下只能有一个是断开的,如果2个以上开关闭合即表示托板不到位。在车库静止时,2层所有挂钩信号均应断开(负逻辑),2层上限位开关断开。此外,为了保证载车板运行过程的安全性,必须采取传动系统自锁保险设计和安全挂钩保险设计：如链传动采用制动电机,无论发生什么情况,都处于自我保护状态;控制安全挂钩运动的电磁铁上必须有一反馈信号,以指示挂钩是否已把托盘挂好等。4.1.3.光电开关的布置 光电开关布置在不同的位置有不同的功能：分别安装在托盘底层左右两边的光电开关,可以检测托盘上汽车停放是否到位;在托盘对角线上安放的光电开关可以检测托盘上有无车;装设于停车库车辆入口处左右两侧的光电开关还可以用于检测外界的错误动作和车位移动时出现的异常情况等,如车辆未停妥、动作区域有人或物、运行过程中有车想开进等意外情况,光电开关光线被遮,会给PLC一个电平变化信号,从而改变PLC的输入,蜂鸣器发音报警,设备不作运行或停止运行。4.1.4停车库其它附件的应用 同时在车库中还运用了一些传感器,如烟温传感器、检测断绳松绳或断链报警的位移传感器,以与警示装置、紧急停车开关、手动按钮、复位开关等4.1.5停车库的控制系统与其原理 立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电两套系统。弱电系统主要包括各种信号的采集、报警与控制输出。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。强电系统包括载车板电机控制线路、控制电机正反转接触器、到位限位与载车板的上下行程限位。车库采用车位检测装置代替人工找位，用升降装置输送汽车到位。系统在面板处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关。车库系统控制原理框图 升降横移式立体车库的系统控制原理：操作者(人)要通过控制系统信息交流的平台(界面)把操作信息传送给控制系统，经系统处理后，系统把可识别的控制信息通过辅助设备驱动执行结构，来完成车库现场的运作。其系统控制原理框图。 PLC的硬件系统结构框图 在升降横移式立体车库中，控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库的横移电机和升降电机，控制系统就是使它们在不同的时间实现正反转;其次是车库的各种辅助装置，如指示灯与其各种安全设施等。为了保证载车板能横移到预定位置以与载车板能上升或下降到指定位置，采用了行程开关。为了判断载车板上有无车辆，采用了光电开关。一般小型车库选用按钮操作，界面清楚，易于操作，但对于大型车库来说要用上位机来进行对其控制。同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以与安全预警装置，因本系统只有开关量输入而无模拟量输入，凭可编程序控制器本身的抗干扰能力和隔离变压器就能满足要求，因此可不必再另外增加其它抗干扰措施。4.2电气系统关键部分设计 PLC接线设计：在升降横移式立体停车库中，控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库的横移电机和升降电机，控制系统就是使它们在不同的时间实现正反转，其次是车库的各种辅助装置，如指示灯与其各种安全设施等。为了保证载车板能横移到预定位置以与载车板能上升或下降到指定位置，采用了行程开关。为了判断载车板上有无车辆，采用了光电开关。同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以与安全预警装置，其简化接线图。PLC控制原理图电机控制与接线设计：在存取车时车位的升降不能同时进行，车位的升降和横移也不能同时进行，这两个动作必须是互锁的，即当上层车位在升降时，地面层车位不能移动，反之亦然，并且上层车位每次只能有一个车位进行上下升降运动。这些在程序中可采用联锁和互锁的方法来解决。电机控制原理图第五章 立体车库程序控制系统设计本文所设计的PLC存取车控制系统只针对上2层的车位， 而对于1层车位， 存取车直接开进开出即可。控制软件采用梯形图语言编写。程序流程见图。需要说明的是， 载车板用链条依靠载车板上的吊点悬吊在托架上， 在静止状态时， 防坠（安全）挂钩挂住载车板。在设计不同层进出车程序时运用了“ 并行分支与汇合” 的技巧， 所谓并行分支指的是各分支流程可同时执行， 待各流程动作全部结束后， 根据相应执行条件， 汇合状态动作。即如果选择第3层载车板进出车， 可以使一层二层同时平移左移或右移，这样， 控制系统能自动处理设备动作顺序之间的联锁或双重输出， 而且控制系统的试运行与故障检查非常方便， 可节约大量时间， 提高工作效率。5.1程序流程图程序流程图 根据车库的运行控制要求，用户应用程序采用模块化结构， 由主循环程序和若干子程序构成。用编程软件支持的梯形图逻辑语言编写，系统应用的程序框图如图所示。程序设计方案如下： （1）初始化程序提出系统的控制信息，扫描各到位开关信号； （2）主控制程序按照进车优先的原则，将最多的车位保持在进车位置。每个载车板运动之前，需要先判断目的地是否有空位，有空位才可以动作，前后动作互锁。判断是否有空位是根据横移电机所对应的到位行程开关动作信息来确定的。液压升降系统启、停动作也是根据相应的到位行程开关来确定； （3）故障报警程序故障报警程序能够实时地采集设备异常信息，与时发出声光报警信号，提醒司机和管理人员进行处理。若在程序执行过程中，有人、物侵入车库空间或车辆超长，PLC将按照闭锁关系停止设备运行，同时发出故障报警。该程序完整而高效的完成了二层升降平移式车库全部动作，具有安全可靠性。完全达到了作为民用机电一体化设备所应具备的条件，充分发挥了它的作用。 控制程序采用模块化编程形式， 车位运行过程中只需调用子程序模块， 这样大大降低了程序的复杂程度， 方便了程序的修改， 而且为车位的拓展提供了便利条件。整个程序包括主程序模块、手动按键子程序模块、紧急停车按键子程序模块、初始化程序模块、存取车位号赋值程序模块、空车位号与移动车位号赋值程序模块、载车板平移运动程序模块、光电开关子程序模块、载车板升降运动程序模块和故障报警子程序模块。程序所用状态元件、定时器与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电气或机械故障时， 如电机过载、过热时自动中止系统运行， 并发出声光报警， 同时系统转人手动方式进行故障处理。所谓输入输出点定义是指整体输入输出点的分布和每个输入输出点的名称定义，它们会给程序的编制、系统的调试和文本的打印等带来很多方便。因为本系统是对开关量控制的应用系统，并对控制速度要求不高，选用一般的可编程序控制器，其具有的自诊断功能和采用的循环扫描工作方式完全能满足要求。本系统输入端有自动/手动选择开关，自动工作时有总开、总停按钮，有上、下、左、右移动按钮，车位号信号输入若干。输出端需要控制5台电机(2台横移小电机和3台升降大电机)，加上一些用于人机交流与安全检测的数字量输入输出，如数字键盘输入、LED数码显示、安全检测、与各种操作按钮等。再考虑到系统的可扩展性，选用西门子公司的S7-200系列的可编程序控制器完全满足容量的要求。我们在分配输入输出点时按照控制功能分段，一样功能的输入板和输出板组成一组。一般情况下输入点与输入信号，输出点与输出控制一对应。分配好后，按系统配置的通道与接点号分配给每一个输入信号和输出信号。在本系统中报警器是几个信号共用一个输出点，各报警因素逻辑关系并联后接到报警输出点。升降横移式立体停车库的输入点、输出点的具体分布见下表，该表按照输入、输出部分不可重叠来排列的。5.2 PLC的I/O点分配表输入、输出分配表序号名称地址序号名称地址输入13-5号车位选择按钮I0.0-I0.210停止按钮I3.42自动/点动切换开关I0.312复位按钮I3.53上、下、左、右点动按钮I0.4-I0.713急停按钮I3.641-5车位有无车检测I1.0-I1.414感烟传感器I4.05一层车位左限位开关I1.5-I1.715感温传感器I4.16一层车位右限位开关I2.0-I2.216检测是否有人/物进入I4.2-I4.373-5车位上限位开关I2.3-I2.517空位有车I4.483-5车位下限位开关I3.0-I3.218防坠开关右限I4.5-I4.79启动按钮I3.3输出1一层车位电机正转Q0.0-Q0.27报警灯Q2.52一层车位电机反转Q0.3-Q0.58警铃Q2.633-5车位电机正转Q0.6-Q1.09停车位满指示灯Q2.743-5车位电机反转Q1.1-Q1.310运行指示灯Q3.053-5车位防坠开关Q1.4-Q1.611灭火管电磁阀Q3.16车位有车指示灯Q2.0-Q2.4 根据实际控制所需要的输入输出点数，选用西门子公司系列S可编程序控制器的存储容量完全能满足升降横移式立体停车库控制系统的要求。本升降横移式立体停车库控制系统分为两种工作方式：手动方式和全自动方式，可用开关来进行选择。其中手动方式主要用于调试维修或应急情况，也就是通过PLC实现“点动”，即当选择了车位号后，再按下“上”、“下”、“左”、“右”键，就可以把载车板调整到预定的位置。全自动方式是立体停车库的正常工作方式，当键入某载车板进出命令后，系统可自动判断路径并移动载车板，自动完成进出载车板动作，记忆各载车板新的车位状态，并刷新载车板有无车信息。在立体停车库的控制系统中，最主要的是要解决载车板的问题，如当车辆要从某一载车板取下时，我们要移开它下面的所有载车板，这样就涉与到怎样移开的问题，怎样移动才能使得所花的时间最少，移动的方式最简单，同时车位的移动引起的车位变化也需要我们用计算机进行记忆，等下一次存取车的时候我们才能重新进行车位的移动，不至于引起混乱。 程序设计中，采用了模块化的编程形式，车位运行过程中只需调用子程序模块，这样大大降低了程序的复杂程度，方便了程序的修改，而且对于车位的拓展提供了便利的条件。当车位从层数或排数上增加时，只需就其中的一个子程序和主程序进行相应的改动，而其它的子程序基本不必改动，大大减轻了以后重新编程的任务。在全自动方式下由于载车板的位置是随机的，即使对于二层的同一载车板进出车时，它下层载车板的位置也可能不同，我们不可能把每一种情况都编制一个程序，经过分析，我们发现同一层载车板的进出动作是相似的，可以把载车板进行分层处理，同一层的使用同一类处理程序，就样就使得程序大大减了。为了减少进出车的时间，软件在设计不同层处理程序时采用“并行分支与汇合”的技巧，即如果选择二层载车板的进出，可以使一层同时平移，这样可以节约大量的时间，提高效率。5.3 程序运行原理主程序控制整个车库的运行情况，调用子程序处理各种请求，当开机后，车库控制系统处于待命状态，当进行车辆存取时，先存下层车位，然后再存上层车位，一层车位的存取直接进行，一层以上车位的存取要进行车位的横移和升降才能完成。在主程序中有自动程序和手动程序的转换开关;有出现紧急情况时的总停开关;有正常运行时的运行指示灯，当有人进入车库时，由于人挡住了光电开关，运行灯停止，车库自动停止运行;还有每个车位和立柱两侧的光电开关用它们来检测车辆，当检测到不符合规定的项目时，车库不能运行。程序运行原理5.4 PLC程序结论与展望一 、结论 随着中国经济的腾飞，城市化进程加快，汽车越来越快的走进工薪阶层家庭，而土地越来越紧缺的情况下，为解决城市停车难的问题，立体车库是必然出路。我国立体车库发展虽经历了十来年的发展，但仍处于初级的停车功能，是最原始的使用阶段，它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。为此对立体车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。本文在参阅了国外有关立体停车库的大量资料的前提下，对升降横移式立体车库设计机构装置和控制系统进行细致研究，得出了以下重要的结论： 1.通过大量的调研工作，对自动化立体车库的发展特点和发展方向进行了总结，通过对市场需求的分析和对比国外立体车库的发展状况，分析了智能立体车库广阔的市场前景和趋势。 2.为提高车库生产的经济效益，对车库构架的钢结构进行了优化设计，节省了钢材，降低了建造成本。 3.在分析目前立体车库常用的传动系统基础上，确定了本车库的机械系统传动方案。分析各种载车板的提升方案，最终确定了最稳定、可靠且经济的方案。 4.针对智能立体车库的功能要求，提出了控制系统的详细方案。为达到车库中的检测要求，确定了经济而适用的传感器。在车库自动控制系统中，选用了欧姆龙公司的CZOOH型PLC可编程控制器，并对PLC功能和特点进行详细的分析，给出了接线图和控制程序。二 、 展望 虽然立体车库目前在我国应用还较少，但我国城市人口密度较稠，随着家庭轿车的增加，立体车库未来市场必将是巨大的，但对产品的需求，将会向两个极端发展：一个极端就是价格的极端，市场大量需要低价格的机械停车设备，它只要能够达到增加停车位的目的，能够保证最基本的使用性能，以价格优势占领市场，这一部分的市场份额预计将达到50%-70%；另一个极端就是技术与性能的极端，要求停车设备具有优越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度。通过国外机械停车设备使用经验的总结，可以发现人们在利用机械停车设备存取车时，比较追求的是存取车速度、等待时间以与方便的程度。此外，未来的机械停车设备市场，也会更加注重完善的售后服务系统、远程监控系统、远程故障导处理系统。 机械立体停车库的种类繁多，我们必须通过详尽的技术分析才可以有明智的决断，利用一切可以利用的因素，建造出经济技术合理和适应市场要求的机械立体停车库。总之，在我们面临着建设现代化大都市的重任和土地资源异常奇缺的情况下，使用机械立体停车库是可行、明智的选择，它的前景将是无限美好的。致 毕业，意味着一个人一个阶段学习生涯的结束。在大学里，毕业论文是宣告这一事实的标准。从大一到现在三年的学习三年的磨练，在此刻沉淀成一篇毕业论文。 感我的王老师!本论文从选题构思、资料收集到修改定稿，无不凝聚着老师的心血。正是老师的辛勤劳动，我才有了今天的成绩!古语有云“师者，传道，授业，解惑者也”，王老师广泛渊博的学识、严谨细致的治学态度、一丝不苟的工作作风和积极进取的事业精神，都使我受益匪浅。王老师的悉心教诲，使我在学术专业方面有了一定的提高，更为重要的是，老师在治学为人上的那份执著和热诚，也深深地影响着我，并将鼓励我在未来的路上不断地探索、前进!同时感大学三年里教育过我的老师， 那些曾经的岁月，曾经的年华，我们一起走过的路。他们的教诲，换来了我对专业知识的系统掌握!感所有给以我支持和帮助的朋友、同学们! 最后，感在百忙之中审阅本文的专家、老师们!大家!附录 英文资料PLCtechnique discussion and future developmentAlong with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect, the competition plays more more strong，the operation that list depends the artificial has already cant satisfied with the current manufacturing industry foreground, also cant guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise.The people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for people up of assurance, also eased the personnels labor strength, reduce the establishment on the personnel.The target control of the hard realization in many complicated production lines, whole and excellent turn, the best decision etc., well-trained operation work, technical personnel or expert, governor but can judge and operate easily, can acquire the satisfied result.The research target of the artificial intelligence makes use of the calculator exactly to carry out, imitate these intelligences behavior, moderating the work through persons brain and calculators, with the mode that persons machine combine, for resolve the very complicated problem to look for the best path.We come in sight of the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now of after use in the mold a perhaps simple equipments of grass-roots control that the electric appliances can do for the low level only;And the PLC emergence also became the epoch-making topic, adding the vivid software control through a very and stable hardware, making the automation head for the new high tide.The PLC biggest characteristics lie in:The electrical engineering teacher already no longer electric hardware up too many calculationses of cost, as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipments of the big power after the electric appliances, but the exportation equipments direct conjunction of the small power can.PLC internal containment have the CPU of the CPU, and take to have an I/ O for expand of exterior to connect a peoples address and saving machine three big pieces to constitute, CPU core is from an or many is tired to add the machine to constitute, mathematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/ Os to connect after pass the calculation;The I/ O add inner part is tired the input and output system of the machine and exterior link, and deposit the related data into the procedure saving machine or data saving machine;The saving machine can deposit the data that the I/ O input in the saving machine, and in work adjusting to become tired to add the machine and I/ Os to connect, saving machine separately saving machine RAM of the procedure saving machine ROM and datas, the ROM can can do deposit of the data permanence in the saving machine, but RAM only for the CPU computes the temporary calculation usage of hour of buffer space.The PLC anti- interference is very and excellent, our root need not concern its service life and the work situation bad, these all problems have already no longer become the topic that we fail, but stay to our is a concern to come to internal resources of make use of the PLC to strengthen the control ability of the equipments for us, make our equipments more gentle.PLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of Cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to control, make the electrical engineering teacher while weaving to write the procedure very easy comprehended the PLC language, and a lot of non- electricity