畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC立體車庫(kù)設(shè)計(jì)

1、摘 要 車輛無(wú)處停放的問題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國(guó)外，尤其在日本已有近3040年的歷史，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國(guó)也于90年代左右開始開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。立體機(jī)械停車設(shè)備因?yàn)槠湔嫉孛娣e小的獨(dú)特特性，已被更多的用戶接受。 立體車庫(kù)是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。升降橫移式立體車庫(kù)就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫(kù)結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。本設(shè)計(jì)的立體停車庫(kù)采用升降橫移式，上層托盤升降，下層托盤橫移。以plc作為自動(dòng)控制的控制系統(tǒng)，由觸摸屏實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。plc 通過傳感器來監(jiān)控

2、車庫(kù)中各種狀況，收集各種信息。然后由plc來處理這些信息，控制車庫(kù)的運(yùn)行。管理員可以通過觸摸屏來了解車庫(kù)狀態(tài)，調(diào)整車庫(kù)運(yùn)行，對(duì)車庫(kù)進(jìn)行維護(hù)。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國(guó)家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車庫(kù)的實(shí)際，在升降橫移式立體車庫(kù)中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對(duì)安全，使得整個(gè)車庫(kù)可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：立體車庫(kù)，升降橫移，plcabstractvehicle parking problem is nowhere to urban social, economic and transport development to a certain e

3、xtent the result of, the development of parking facilities in foreign countries, especially in japan, nearly 30 to 40-year history, both technically and in experience on have been successful. china is also in the early 90s r & d mechanical parking equipment, the course of ten years ago. as many new

4、residential parking spaces within the household and the ratio of 1:1, in order to solve the parking area of the contradictions and tenants of commercial space, three-dimensional mechanical parking equipment for its small footprint mean the unique characteristics of cycling, has been the majority of

5、users accepted.stereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific storage of kinds of automobile.on the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, we choose three-layer and three-formulistic garage structure as the

6、research model. according to the form of the dragging-forms of multi player up-down and translation ear-base, it is made of three parts: part of ear-base structure、part of driving-framework and part of control system. the paper adopted plc as control system in designing the up-down and translation s

7、tereo garage, plc software of omron company was used to weave the program of control system. in order to satisfy using demand in design stereo garage, according to criterion of mechanical parking systems-general safety requirement and the facts of the up-down and translation stereo garage the paper

8、introduced some safety technique which was used in the up-down and translation stereo garage. this can ensure absolute safety for car and make the whole stereo garage safety and running smooth. keywords：stereo garage, up-down and translation car-base, plc摘 要1abstract21.1.1 研究目的101.1.2 研究意義101.2.1國(guó)外研

9、究現(xiàn)狀111.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11第2章 車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)122.6.1 升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)162.6.2 安全鉤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)17第3章 車庫(kù)控制系統(tǒng)的硬件選擇183.1.1 plc模塊介紹183.1.2 plc模塊選取的基本原則193.1.3 車庫(kù)plc的選擇193.2.1 控制按鈕193.2.2 接近開關(guān)203.2.3 光電開關(guān)213.3.1 電機(jī)選擇223.3.2 接觸器233.3.3 熱繼電器233.3.4 讀卡器233.3.5 觸摸屏24第4章 立體停車庫(kù)設(shè)計(jì)264.2.1 plc的信號(hào)輸入274.2.2 plc的控制輸出284.2.3 控制電路圖294.2.4 電機(jī)控制圖2

10、9第5章 人機(jī)界面分析29第6章 立體停車庫(kù)控制程序的編制316.4.1 選擇托盤時(shí)的隊(duì)列設(shè)計(jì)336.4.2 單動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)的設(shè)計(jì)346.4.3 單動(dòng)操作中托盤選中時(shí)的互鎖功能346.4.4 安全鉤打開的程序設(shè)計(jì)356.4.5 托盤復(fù)位程序設(shè)計(jì)36結(jié) 論37參考文獻(xiàn)38 第一章 緒論 1.1 研究目的和意義1.1.1 研究目的 社會(huì)在不斷的發(fā)展，城市人口也逐漸增加，樓房和車輛也越來越多，特別是隨著改革開放以來，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展為汽車工業(yè)的振興注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力。如今，由于很多新建小區(qū)、商場(chǎng)等場(chǎng)所的停車位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足業(yè)主和客戶們的需求，車輛無(wú)處停放的情況便成為城市需要面對(duì)的問題，立體機(jī)械停車

11、設(shè)備以其平均單車占地面積小、空間利用率高等獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。立體停車設(shè)備的發(fā)展在國(guó)外，尤其在日本等發(fā)達(dá)國(guó)家已有很久，無(wú)論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。1.1.2 研究意義 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人類生產(chǎn)以及生活方式趨于集中，城市的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大人們的生存空間卻因此越來越小。于是人們不斷思考怎么節(jié)省空間，從而有了立體建筑和立體停車等。城市停車問題越來越嚴(yán)重，由立體停車和簡(jiǎn)單的機(jī)械車庫(kù)開始演變?yōu)楦叨茸詣?dòng)化的立體停車，它更有實(shí)用性、觀賞性也融合了城市環(huán)境的建筑?，F(xiàn)代社會(huì)汽車漸漸進(jìn)入家庭，城市的動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通的管理制度在不斷完善，人們對(duì)居住環(huán)境的要求也在不斷提高，這也使立體停車產(chǎn)業(yè)

12、市場(chǎng)擁有了廣闊的前景。1.2立體車庫(kù)概況 立體停車庫(kù)設(shè)備的應(yīng)用已有30 多年的歷史了。發(fā)展較早、較好的有日本、韓國(guó)、臺(tái)灣省、德國(guó)等。眾所周知，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了近30年的高速增長(zhǎng)之后，大眾對(duì)生活質(zhì)量的要求日益提高，“衣食住行”中的“行”提高到一個(gè)新的高度。隨之而來的交通方面的情況也日加緊張，有動(dòng)態(tài)和靜態(tài)兩個(gè)方面。立體車庫(kù)相對(duì)于傳統(tǒng)的地下車庫(kù)，在很多地方都有優(yōu)越性。首先它的節(jié)地優(yōu)勢(shì)，采用雙層的立體車庫(kù)，可使地上面積的使用率提高到80 90，如果采用地上多層的立體式車庫(kù)的話，50平方米的土地面積就可以存放40輛車，可以節(jié)約了土地資源也減少了土建開發(fā)的成本。人們普遍認(rèn)為停車行業(yè)擁有很好的發(fā)展前景，并已

13、被譽(yù)為21 世紀(jì)最熱門的行業(yè)之一 升降橫移式因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低廉等優(yōu)點(diǎn), 在國(guó)內(nèi)立體車庫(kù)市場(chǎng)上占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。升降橫移式立體車庫(kù)運(yùn)行原理: 車庫(kù)利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛。由于受傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以及進(jìn)出車的時(shí)間限制, 車庫(kù)一般都為24 層, 車位數(shù)從幾個(gè)至上百個(gè), 都采用模塊化的設(shè)計(jì), 它的配置靈活, 造價(jià)也較低。特點(diǎn): 最下一層只進(jìn)行平移, 頂層的只進(jìn)行升降, 中間層的可平移也可升降。除了頂層之外, 中間層與底層都必須留一空車位, 保證上下的車通道暢通。總原則: 升降復(fù)位, 平移不復(fù)位。1.2.1國(guó)外研究現(xiàn)狀 早在50多年前，立體停車就在國(guó)外有了發(fā)展，先是

14、針對(duì)家庭的雙層停車設(shè)備；利用住宅上的空地建起2-4層的升降橫移停車裝置；而城市的中心商住區(qū)則使用上了停車樓和停車塔；廣場(chǎng)、建筑物下面用來建設(shè)地下車庫(kù)。從70年代末開始，世界經(jīng)濟(jì)在不斷地高速發(fā)展，汽車也在逐漸普及，迫使地少人多、車多的國(guó)家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家積極開展機(jī)械式停車的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國(guó)和我國(guó)的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)-移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫(kù)的國(guó)家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車。那時(shí)日本汽車擁

15、有量大約為500萬(wàn)輛，大多采用的設(shè)備是垂直循環(huán)式停車。從80年代左右開始，從日本向亞洲等地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國(guó)的立體車庫(kù)技術(shù)是從日本機(jī)械停車技術(shù)衍生的。目前韓國(guó)停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。1.2.2國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀從80年代中期我國(guó)立體車庫(kù)的研發(fā)工作開始，在90年代左右著手引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海等發(fā)達(dá)城市都有使用。立體車庫(kù)是具有綜合性能的建筑，的就停車設(shè)備本身來說，機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了獨(dú)有的技術(shù)特征，很多的各方面的人才在不斷地努力之后把國(guó)外的成熟技術(shù)移到了國(guó)內(nèi)，在此基礎(chǔ)上也不斷的開發(fā)出更有安全、省地、實(shí)惠、高效的產(chǎn)品銷往國(guó)內(nèi)外。 但是我國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展也有些問題，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一；

16、或引進(jìn)國(guó)外技術(shù)技術(shù)水平低；生產(chǎn)能力不足，廠家少；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序，有的企業(yè)取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)；技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后，政策不配套。要是解決上面出現(xiàn)的情況，在政策市場(chǎng)、管理和技術(shù)等方面我們要做出努力。政策方面規(guī)劃出專用和公共停車位的合理數(shù)量，給予投資和經(jīng)營(yíng)者一些優(yōu)惠政策，讓他們有利可圖。在市場(chǎng)方面建立車庫(kù)市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，逐步消除“路滿庫(kù)空”現(xiàn)象。1.3 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容和工作目標(biāo) 目前，立體車庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對(duì)國(guó)內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素，可以

17、發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫(kù)形式比較多，規(guī)?？纱罂尚。覍?duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫(kù)十分普遍。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車庫(kù)。本文共有2個(gè)工作目標(biāo)： (1) 升降橫移式立體車庫(kù)存取車策略的研究。 (2）可編程控制器plc在升降橫移式立體車庫(kù)模型中的研究與實(shí)現(xiàn)第2章 車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 車庫(kù)方案確定 目前的自動(dòng)化立體車庫(kù)主要有：升降橫移式、倉(cāng)儲(chǔ)式、垂直循環(huán)式、電梯式、簡(jiǎn)易式。1.升降橫移式對(duì)不同要求的客戶，其適應(yīng)性很強(qiáng)，靈活性很大，根據(jù)地形，車的數(shù)量，可在室內(nèi)、室外設(shè)立二層至五層，可以建在地面、半地面或底下。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，噪聲低，能耗小

18、，壽命長(zhǎng)。（如圖2-1）圖2-1 升降橫移式 圖2-2 倉(cāng)儲(chǔ)式2.倉(cāng)儲(chǔ)式車庫(kù)是由輸送小車將待停泊的轎車自動(dòng)送至庫(kù)位，取車也是由輸送小車從庫(kù)位取出，自動(dòng)送到取車點(diǎn)，這一過程全部由電腦及測(cè)檢系統(tǒng)自動(dòng)完成，無(wú)需人員參與。是當(dāng)今自動(dòng)控制科技的結(jié)晶。特點(diǎn)：自動(dòng)化程度高，運(yùn)行速度快，存取方便運(yùn)行平穩(wěn)，存車量大，安全性好。（如圖2-2）3.電梯式 車庫(kù)是利用電梯將車送往塔的周邊車位上，它所占地面積小、土地利用率高、存車容量大，特別適合于城市商業(yè)繁榮，停車流量大的中心區(qū)，可以獨(dú)立成塔，也可以與高層大廈溶成一體，是地小車多的最佳選擇。特點(diǎn)：外形美觀，停車安全，運(yùn)行迅速，振動(dòng)小，噪聲低。（如圖2-3） 圖2-3

19、電梯式 圖2-4 簡(jiǎn)易式 4.簡(jiǎn)易式 車庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般為兩層，上層用機(jī)械或液壓傳動(dòng)提升，而下層為自走進(jìn)入，取上層車時(shí)，下層必須先開走因此，較適合于單家別墅式住宅，在已有單個(gè)車位情況下需增加車位或汽車商臨時(shí)存放車輛用。（如圖2-4） 簡(jiǎn)單流程 圖2-5為車庫(kù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如果想要號(hào)車出庫(kù)，系統(tǒng)會(huì)先將號(hào)車向左移動(dòng)一個(gè)車位，號(hào)車下降一個(gè)車位，倒車出庫(kù)2.2 車庫(kù)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 整個(gè)立體停車庫(kù)是由多個(gè)2 層3 列的車庫(kù)單元形成的。當(dāng)用戶來停車時(shí)，由管理員負(fù)責(zé)為其尋找車位，發(fā)放ic卡。當(dāng)車輛進(jìn)入時(shí)，出入檢測(cè)光電開關(guān)會(huì)檢測(cè)信息：包括車輛形狀是否符合要求；車庫(kù)目前的容量等。上位機(jī)能夠?qū)噹?kù)目前容量進(jìn)行判斷，在放

20、滿的時(shí)候能夠進(jìn)行報(bào)警。在用戶停好車后，在出口處使用ic卡，此時(shí)車庫(kù)各托盤復(fù)位，下一位用戶可以進(jìn)行存取。在取車的時(shí)候，當(dāng)車輛駛出車庫(kù)時(shí)，通過plc控制使車庫(kù)自動(dòng)復(fù)位，保證高效，安全?？紤]到在停車的時(shí)候，各人所需時(shí)間不一，安全檢測(cè)不易，如果也采用自動(dòng)復(fù)位的話，易引起事故。故采用讀卡機(jī)檢測(cè)信號(hào)使其復(fù)位，而讀卡機(jī)安放的位置選在出口處，因?yàn)橹皇褂靡慌_(tái)讀卡機(jī)的話，出口處是最佳位置。安裝在此處雖然可能使車庫(kù)的運(yùn)行效率降低，但是可以方便管理員進(jìn)行管理防止客戶忘記拉卡等事情發(fā)生。此外，在車庫(kù)中還可以安裝攝像頭，對(duì)車庫(kù)進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)。 在車庫(kù)中采用非接觸式讀卡機(jī)，來實(shí)現(xiàn)車庫(kù)的計(jì)時(shí)與收費(fèi)。用戶在存車、取車時(shí)，只需要在

21、讀卡機(jī)面前晃動(dòng)一下ic卡，讀卡機(jī)就會(huì)將信息送到上位機(jī)，由上位機(jī)進(jìn)行收費(fèi)計(jì)算，保證準(zhǔn)確，快捷。同時(shí)上位機(jī)也將信息送到plc，控制車庫(kù)的運(yùn)行。2.3 車庫(kù)的整體設(shè)計(jì)方案 本立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)由上位機(jī)pc機(jī)和下位機(jī)plc組成（如圖）。其中監(jiān)控系統(tǒng)主要由“上位機(jī)現(xiàn)場(chǎng)總線plc現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)構(gòu)”構(gòu)成。車庫(kù)以pc機(jī)為核心，plc控制載車系統(tǒng)的運(yùn)行，通過相互間的信息傳遞，對(duì)車庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。同時(shí)配備有ic卡讀卡器、打印機(jī)、語(yǔ)音提示設(shè)備、文本顯示器等外部設(shè)備，構(gòu)建智能立體車庫(kù)控制系統(tǒng)。車庫(kù)通過plc控制載車托盤縱橫傳動(dòng)裝置以完成對(duì)車輛的存取操作；ic卡技術(shù)使對(duì)車庫(kù)的收費(fèi)管理一體化；組態(tài)軟件的利用使對(duì)車庫(kù)的

22、管理監(jiān)視更加清晰方便智能化。 顯示器led指示燈 上位機(jī) ic讀卡器 plc升降電機(jī)、橫移電機(jī)、接觸器、繼電器、指示燈等觸摸屏、光電傳感器、限位開關(guān)、控制面板開關(guān)、安全監(jiān)測(cè)裝置等圖2-6車庫(kù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.4 托盤的初定位和形狀設(shè)計(jì) 托盤初定位就是車庫(kù)在使用前，各托盤所處在的位置。當(dāng)車庫(kù)的電源一旦接通時(shí)，由plc自動(dòng)將各托盤置于初始位置。合理的初始位置的選擇不僅可以提高車庫(kù)的運(yùn)行效率，在編制控制程序時(shí)也能使控制程序簡(jiǎn)化。 本說明車庫(kù)具體方案為2層3列式，因此有以下幾種初始車位方案：圖2-7 托盤初定位方案aa方案（如圖）4號(hào)、5號(hào)托盤可直接使用。若要使用2號(hào)托盤，需要現(xiàn)將5號(hào)托盤移開，再將2

23、號(hào)托盤降下。若要使用1號(hào)托盤，則需要將4號(hào)、5號(hào)托盤移開，再降下1號(hào)托盤。由于a方案在使用中涉及到的托盤比較多，故不采用此方案。圖2-8托盤初定位方案b b方案（如圖）4號(hào)、5號(hào)托盤也可直接使用。當(dāng)要使用上層任一托盤時(shí)，下層只需要移動(dòng)1個(gè)托盤即可，這樣可以提高車庫(kù)運(yùn)行的效率。簡(jiǎn)化車庫(kù)控制程序的編制，故本設(shè)計(jì)采用b方案的托盤初定位。 自動(dòng)化立體停車庫(kù)中，對(duì)于托盤形狀也有特殊要求。由于整個(gè)自動(dòng)化過程由光電開光檢測(cè)信號(hào)量，托盤必須便于光電開關(guān)的檢測(cè)。另外，托盤也應(yīng)該便于用戶停放車輛，托盤形狀（圖）。圖2-8 托盤形狀設(shè)計(jì)2.5 托盤上的信號(hào)檢測(cè)方案 上文已經(jīng)提及，整個(gè)自動(dòng)化過程由光電開關(guān)檢測(cè)信號(hào)量。

24、在一個(gè)車位上，應(yīng)該具備的信息包括：托盤是否到位；托盤上車輛有無(wú)；車輛停放是否準(zhǔn)確。另外還應(yīng)該進(jìn)行一些安全方面的措施。圖 2-9托盤上的光電開關(guān)安裝圖 本設(shè)計(jì)中采用了如圖的信號(hào)檢測(cè)方式。其中，2號(hào)為上下限光電開關(guān)，控制托盤的上升、下降位置。3號(hào)為下位托盤檢測(cè)光電開關(guān)，控制下層托盤的左右移動(dòng)。4 號(hào)為車輛檢測(cè)光電開關(guān)，用于檢測(cè)托盤上的車輛?？紤]到車輛停放時(shí)位置變化，車輛底盤高度不一，故采用斜線式檢測(cè)。1 號(hào)為接近傳感器，有過位保護(hù)作用，萬(wàn)一上限光電開關(guān)失靈，接近傳感器可以保證托盤上升時(shí)不至于發(fā)生事故。此外在托盤入口處還安裝安全檢測(cè)光電開關(guān)（5 號(hào)），檢測(cè)車輛是否停放準(zhǔn)確，如果沒有正確停放，車庫(kù)的機(jī)

25、能將停止，同時(shí)觸摸屏將報(bào)警。2.6 托盤升降橫移方案確定2.6.1 升降橫移機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 一般來說，托盤的升降橫移方式有3種：鉸鏈?zhǔn)?、鋼絲繩式及液壓式。在立體車庫(kù)設(shè)計(jì)中，各種提升方式特點(diǎn)及其原理圖如下： （1）鏈傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是它的維修簡(jiǎn)單，傳動(dòng)簡(jiǎn)單可靠，造價(jià)低廉;缺點(diǎn)是有提升高度的限制，有時(shí)有咬鏈的情況而且沖擊比較大，。 （2）鋼絲繩傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是汽車底盤上升高度不受限制，造價(jià)也比較低;缺點(diǎn)是因?yàn)樾枰饧愉摻z繩桶和剎車盤增加了安裝調(diào)試的時(shí)間和造價(jià)。（3）液壓傳動(dòng)：優(yōu)點(diǎn)是可以真正實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速抗干擾能力強(qiáng)、誤差小精度高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率與重量比高、響應(yīng)速度快、安全防爆等優(yōu)點(diǎn);同時(shí)也具有元件昂貴、成本高、密封

26、技術(shù)要求高、油液易污染、能源傳輸不便等缺點(diǎn)。 2-10 載車板橫移原理圖 2-11 載車板上升原理圖 綜上所述，本車庫(kù)為2層，從橫移和提升高度上選鏈傳動(dòng)或鋼絲繩傳動(dòng)都可以，但從方案經(jīng)濟(jì)及可行性角度考慮，由于鉸鏈?zhǔn)皆谑褂眠^程中可能會(huì)引起鉸鏈纏繞在一起，從而有事故隱患。故本方案采用鋼絲繩式，并且在上層托盤下方設(shè)置安全鉤。2.6.2 安全鉤機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 安全鉤的作用設(shè)計(jì)為：平時(shí)以它的重心保持在豎直位置或偏里一些的位置。當(dāng)上層托盤需要下降時(shí)，電磁鐵先得電，將安全鉤打開，此時(shí)托盤能順利的下降。在上升時(shí)，則無(wú)需啟動(dòng)電磁鐵就可以直接上升到指定位置。當(dāng)電機(jī)發(fā)生故障或鋼絲繩突然斷裂時(shí)，安全鉤能對(duì)上、下層托盤起到保護(hù)

27、作用，防止上層托盤的落下，提高安全系數(shù)。第3章 車庫(kù)控制系統(tǒng)的硬件選擇 為了實(shí)現(xiàn)車庫(kù)的自動(dòng)化控制，必須選擇相應(yīng)的元器件來進(jìn)行信號(hào)的檢測(cè)、處理及電機(jī)的控制。本設(shè)計(jì)中采用光電開關(guān)進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)，通過plc處理信號(hào)，再由接觸器來控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。3.1 plc模塊選取plc（如圖3-1）是一種通用型的工業(yè)控制設(shè)備，plc控制系統(tǒng)的規(guī)模、模塊的劃分、功能的設(shè)置是面向各種各樣的應(yīng)用。因此選擇一臺(tái)合適的plc組成經(jīng)濟(jì)實(shí)用的控制為重要。 編程終端輸出模塊輸入模塊 p l c存儲(chǔ)器 電 源圖3-1 可編程控制器的組成3.1.1 plc模塊介紹（1）主控模塊 主控模塊就是人們通常所說的cpu模塊。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，c

28、pu是整個(gè)系統(tǒng)的核心，控制著整個(gè)系統(tǒng)有條不紊的進(jìn)行工作。同樣在plc控制系統(tǒng)中，主控模塊也是系統(tǒng)中最重要的模塊，絕對(duì)不可缺少，plc程序的輸入、運(yùn)行和輸出都離不開該模塊。主控模塊包括cpu、存儲(chǔ)器、通信口、電池和led指示器。（2）開關(guān)量i/o模塊 plc最擅長(zhǎng)的控制就是開關(guān)量順序控制，在工業(yè)領(lǐng)域中，大多數(shù)控制也是開關(guān)量控制，因此i/o模塊是最常用的模塊。通常開關(guān)量i/o模塊的產(chǎn)品分為：輸入模塊、輸出模塊以及輸入/輸出模塊。（3）模擬量i/o模塊在工業(yè)控制中，除了大量的開關(guān)量控制以外，還有許多模擬量像電壓、電流等。有時(shí)，在同一個(gè)控制系統(tǒng)中既要對(duì)開關(guān)量控制還要對(duì)某些模擬量進(jìn)行控制。因此為了適應(yīng)生

29、產(chǎn)實(shí)際的要求，plc 各生產(chǎn)廠家各種專用的模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊。模擬量i/o模塊的主要功能就是完成模數(shù)（a/d）轉(zhuǎn)換和數(shù)模(d/a)轉(zhuǎn)換。（4）智能模塊 模塊化后的plc要適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)大型系統(tǒng)的快速、復(fù)雜的控制和管理的要求。常用的有：溫度控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、位置控制模塊以及用于聯(lián)網(wǎng)通信的link模塊等。3.1.2 plc模塊選取的基本原則 對(duì)主控模塊的選擇之前，應(yīng)對(duì)被控對(duì)象和生產(chǎn)過程的生產(chǎn)工藝及plc的工作環(huán)境有足夠的了解，明確控制要求，確定控制輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和性質(zhì)等，然后才能針對(duì)具體的實(shí)際情況選擇plc的主控模塊。 對(duì)于以開關(guān)量為主，只有少數(shù)的模擬量控制，可以考慮采用小容量、高

30、性能的plc，如：西門子公司的s7-200系列或omron公司的ch200。 對(duì)于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，開關(guān)量數(shù)目較多，對(duì)模擬量要求也較高，并且要求較快的相應(yīng)速度。此時(shí)可以考慮較高檔的plc，如：西門子s7-300或omron系列的產(chǎn)品。 對(duì)于控制要求很復(fù)雜，控制點(diǎn)數(shù)多并且分布較分散，不僅要進(jìn)行快速的實(shí)時(shí)處理和控制，而且要求plc控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行分析、決策和具有一定生產(chǎn)管理功能，這是必須考慮采用多個(gè)plc此外在選擇主控模塊時(shí)，還必須考慮用戶程序存儲(chǔ)器容量，通信聯(lián)網(wǎng)功能，通信口，外圍設(shè)備借口等等。3.1.3 車庫(kù)plc的選擇 在立體停車庫(kù)中，plc的功能主要是接收由光電開關(guān)檢測(cè)到的開關(guān)量信號(hào)，然后

31、通過內(nèi)部程序的處理，以此來順序控制托盤的升降橫移，實(shí)現(xiàn)車庫(kù)自動(dòng)化。由于其要求輸入的信號(hào)并不復(fù)雜，數(shù)量也不多；其輸出主要是控制接觸器，通過接觸器控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)。因此選用小型plc即可。此外，plc中還需要存儲(chǔ)一些車庫(kù)相關(guān)信息，如托盤上車輛的有無(wú)，各托盤在程序中的代碼等等。但是，plc對(duì)模擬量的檢測(cè)幾乎沒有要求。因此在plc的選擇上選取西門子s7-3003.2 開關(guān)的選擇按鈕和開關(guān)時(shí)自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的元器件，由于按鈕、開關(guān)常用于發(fā)送控制指令，所以稱他們?yōu)橹髁铍娖?。用于開關(guān)量控制的plc 控制系統(tǒng)的信號(hào)輸入部分，就是由主令電器構(gòu)成的。3.2.1 控制按鈕 控制按鈕是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、應(yīng)用廣泛的主令

32、電器。主要用于遠(yuǎn)距離控制接觸器、電磁起動(dòng)器、繼電器線圈及其他控制線路，也可用于電氣聯(lián)鎖線路等。通常將電源總開關(guān)做成鑰匙形狀的旋式按鈕，只有用鑰匙插入按鈕才可操作，防止誤動(dòng)作；通常將用于緊急故障處理按鈕做成有紅色大蘑菇頭突出于按鈕螺帽之外，供需要緊急切斷電源時(shí)使用。在立體停車庫(kù)的控制電路設(shè)計(jì)中，需要有總電源開關(guān)、啟動(dòng)開關(guān)和緊急故障處理開關(guān)，通過它們來控制整個(gè)控制電路。3.2.2 接近開關(guān) 接近開關(guān)又稱無(wú)觸點(diǎn)行程開關(guān)，它除可以完成行程控制和限位保護(hù)外，還是一種非接觸型的檢測(cè)裝置，用作檢測(cè)零件尺寸和測(cè)速等，也可用于變頻計(jì)數(shù)器、變頻脈沖發(fā)生器、液面控制和加工程序的自動(dòng)銜接等。特點(diǎn)有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功

33、耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高以及適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等，在plc 控制系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，如圖所示。 3-2接近開關(guān)原理圖 在立體停車庫(kù)的控制電路設(shè)計(jì)中，考慮到接近開關(guān)工作穩(wěn)定可靠、壽命長(zhǎng)、定位精度高,因此將它作為托盤上升時(shí)的保護(hù)開關(guān)。我采用了omron 的tlw20me1 接近傳感器，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表1所示：項(xiàng)目/型號(hào)型號(hào)：tl-w20me1型號(hào)：tl-w20me2檢測(cè)距離20mm10%設(shè)定距離016mm應(yīng)差距離檢測(cè)距離的115%檢測(cè)物體響應(yīng)頻率40hz以上電源電壓（使用電壓范圍）dc1224v脈動(dòng)（pp）10%以下消耗電流15ma/12v，15ma/24v控制輸出開關(guān)容量dc12v時(shí)100

34、ma以下dc24v時(shí)200ma以下殘留電壓1v以下（負(fù)載電流200ma） 此接近傳感器檢測(cè)距離為20mm，誤差10，在檢測(cè)到物體時(shí)，輸出為“0”，這樣就可以作為安全保護(hù)開關(guān)。它的電源電壓是24vdc，輸出方式為npn，這便于安裝人員的操作。此外，其工作環(huán)境溫度為2575，對(duì)于車庫(kù)這種熱源較多場(chǎng)所能夠適應(yīng)，因此作出上述選擇。3.2.3 光電開關(guān) 光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。安防系統(tǒng)中常見的光電開關(guān)煙霧報(bào)警器，工業(yè)中經(jīng)常用它來記數(shù)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)次數(shù)，在plc中廣泛應(yīng)用，如圖所示圖3-3 光電開關(guān)原理圖 在本設(shè)

35、計(jì)中，需要用光電開關(guān)檢測(cè)的量比較多，如托盤是否到位，車輛的有無(wú)，車輛是否停放準(zhǔn)確等等。其中，對(duì)于車輛是否停放準(zhǔn)確的檢測(cè)可使用安全光幕，它的工作原理同光電開關(guān)。但考慮到成本關(guān)系，并且用光電開關(guān)同樣可以達(dá)到相同的功能，所以本設(shè)計(jì)中均采用光電開關(guān)代替。由于車庫(kù)中托盤的反復(fù)運(yùn)動(dòng)勢(shì)必帶來震動(dòng)，因此在選擇光電開關(guān)時(shí)需考慮防震性。在檢測(cè)托盤是否到位時(shí)，光電開關(guān)的響應(yīng)速度必須快速、準(zhǔn)確。此外所選元器件最好能使用統(tǒng)一電源，方便接線。因此，我選擇了omron的e3g-r13 回歸反射型光電開關(guān)，其主要性能指標(biāo)如下表2所示：檢測(cè)方式回歸反射型（帶反射板）項(xiàng)目/型號(hào)e3g-r13e3g-r17e3g-mr19e3g-

36、mr19t標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)物體18mm以上的不透明時(shí)指向角本體15光源（發(fā)光波長(zhǎng)）紅色發(fā)光二極管（700mm）電源電壓dc1030v包括脈動(dòng)（pp）10%dc12240v10%脈動(dòng)（pp）10%以下ac12240v10% 50/60hz消耗電流/電力50ma以下2w以下控制輸出負(fù)荷電源電dc30v以下負(fù)荷電流100ma以下繼電路出口1c接點(diǎn) ac250v 3a（cos=1）以下dc30v 3a以下l.on/d.on開關(guān)轉(zhuǎn)換式壽命（繼電器輸出）機(jī)械式/5000萬(wàn)次以上（開關(guān)頻率18000次/h）電動(dòng)式/10萬(wàn)次以上（開關(guān)頻率18000次/h）保護(hù)回路電源逆相連接保護(hù)負(fù)荷短路保護(hù)防止相互干擾功能防止相互干

37、擾功能響應(yīng)時(shí)間動(dòng)作/復(fù)位：各1ms動(dòng)作/復(fù)位：各30ms靈敏度調(diào)節(jié)單轉(zhuǎn)可調(diào)式常用光電開關(guān)（如圖所示）的分類方法：按檢測(cè)方式可分為反射式(工作距離被限定在光束的交點(diǎn)附近，以避免背景影響)、對(duì)射式(測(cè)距離遠(yuǎn)，可檢測(cè)半透明物體的密度)和鏡面反射式(反射距離較遠(yuǎn)可檢測(cè)透明或半透明物體)三種類型。圖 3-4常見光電開關(guān) 其相應(yīng)速度快，動(dòng)作、復(fù)位各1ms，耐震動(dòng)（1055hz），并且?guī)в邪踩Ｗo(hù)結(jié)構(gòu)。其最大特點(diǎn)是輸出方式pnp/npn 可調(diào)，并且light on/dark on 可調(diào)，這在程序設(shè)計(jì)和電器原理圖設(shè)計(jì)上都帶來了便利。3.3 執(zhí)行裝置3.3.1 電機(jī)選擇電機(jī)是最終的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終功能的實(shí)現(xiàn)要依靠

38、電機(jī)。由于所需功率不同，在水平和垂直托盤上采用不同的電機(jī)。升降電機(jī)根據(jù)設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)取提升時(shí)間為40s，提升載車板與橫移載車板之間的凈空垂直距離不得少于0.15m，即提升最大位移為0.3m，所以提升速度v約為0.07m/s.一般載車板重量約為0.2kg，車重后約為5kg，所以總重約為5.2kg，即5.2x10n故電機(jī)提升功率p為：p=g x v=5.2 x10n x0.07m/s=3.6w。 所以選用西安驪山電子業(yè)總廠的型號(hào)為ls37cl80i的直流減速電機(jī)為主傳動(dòng)系統(tǒng)的提升電機(jī)。該電機(jī)的輸出功率為4.5w，輸出轉(zhuǎn)矩為7kg/m，輸出轉(zhuǎn)速為10r/min。橫移電機(jī)橫有時(shí)間約為50s，橫移的距離約

39、為0.5m，故橫移速度約為0.1m/s,總重5.2kg，滾動(dòng)摩擦系數(shù)u=0.05，則摩擦力為f=g x u=2.6n則橫移電機(jī)的所需功率p=f x v=0.26w 所以選用西安驪山電子業(yè)總廠的型號(hào)為ls25rp474i,該電機(jī)的輸出功率為0.5w，輸出轉(zhuǎn)矩為6kg，輸出轉(zhuǎn)速為10r/m。3.3.2 接觸器 接觸器的選擇是根據(jù)所控制的電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的電流類型，即交流負(fù)載使用交流接觸器，直流負(fù)載使用直流接觸器。一般觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)選大一點(diǎn)。 由于本設(shè)計(jì)中采用三項(xiàng)異步電機(jī)，額定電流分別為1.83a 和4.83a.因此選用接觸器cjx2-09-32(上海人民電器公司)。3.3.3 熱繼電器 熱繼電器用于

40、保護(hù)電機(jī)，防止電機(jī)過熱燒壞。其工作原理為：一般為雙金屬片式，熱元件與被保護(hù)對(duì)象的主電路串接，負(fù)載電流通過熱元件和雙金屬片（復(fù)式加熱）利用熱效應(yīng)使雙金屬片彎曲，當(dāng)負(fù)載電流達(dá)到預(yù)置值的1.2倍或發(fā)生斷相時(shí)，熱繼電器的動(dòng)作機(jī)構(gòu)脫扣將電源切斷，使被保護(hù)對(duì)象得到保護(hù)。一般所選擇熱繼電器的額定電流為電路的額定電流的1.5倍左右。由額定電流來選擇熱繼電器。在本設(shè)計(jì)中對(duì)于升降電機(jī)選用的熱繼電器為lr2(jr28)8（上海人民電器公司），額定電流8a。對(duì)于水平移動(dòng)的電機(jī)，選擇額定電流小一些的熱繼電器。另外電路中還要配以熔斷器，選擇熔斷器時(shí)只需將電流與安全系數(shù)相乘，通常取56倍的安全系數(shù)因此選擇熔斷器為rt160

41、0-20(上海人民電器公司)，額定電流20a。說明：jr28（lr2）系列熱過載繼電器， jr28(lr2)系列熱過載繼電器主要用于交流50hz-60hz，額定電壓660v及以下，額定電流至93a的電路中，作為電動(dòng)機(jī)過載和斷相保護(hù)，并可與相應(yīng)的交流接觸器組成磁力起動(dòng)器。3.3.4 讀卡器 無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)(rfid)以其高度安全保密性、通信高速性、使用方便性、成本低等特點(diǎn)而得到快速的普及和推廣，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于各類門禁控制系統(tǒng)、公共交通支付系統(tǒng)、醫(yī)療保險(xiǎn)系統(tǒng)、停車場(chǎng)管理系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)管理、車輛防盜等方面，并帶動(dòng)了讀寫器和各類應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)和推廣。本文在分析射頻識(shí)別系統(tǒng)組成和原理的基礎(chǔ)上，提出了基于

42、stc11f32x高速單片機(jī)和mfrc502芯片的射頻讀寫器設(shè)計(jì)方案，該讀卡器使用方便、成本低，電路運(yùn)行穩(wěn)定，可以應(yīng)用到各種場(chǎng)合。 非接觸型ic卡本身是無(wú)源體，當(dāng)讀寫器對(duì)卡進(jìn)行讀寫操作時(shí)，讀寫模塊發(fā)出的信號(hào)由兩部分疊加組成：一部分是電源信號(hào)，該信號(hào)由卡接收后，與其本身的ijc產(chǎn)生諧振，產(chǎn)生一個(gè)瞬間能量來供給芯片工作。另一部分則是結(jié)合數(shù)據(jù)信號(hào)，指揮芯片完成數(shù)據(jù)、修改、存儲(chǔ)等，并返回給讀寫模塊。 讀卡機(jī)（如圖）選用璽瑪克智能科技有限公司的skrd-em/r1讀卡機(jī)。這是一種非接觸式（mifare）讀卡機(jī)，采用12v電源，有防水設(shè)計(jì)，abs樹脂密封，比較適用于停車的環(huán)境，其主要技術(shù)規(guī)格如下：圖 sk

43、rd-em/r1讀卡機(jī) 輸出格式：韋根26/34,rs232,rs485,鍵盤口 支持卡片：mifare1 讀卡距離：4-5cm 讀卡信息：可讀取卡片序列號(hào)或指定扇區(qū) 顯示：雙色led,蜂鳴器 電源：+12v dc, 85ma 外殼顏色：銀白色 外殼材料：abs，環(huán)氧樹脂密封，可防水 工作溫度： 0至+55 尺寸：78 x 120 x 18 mm3.3.5 觸摸屏1.觸摸屏選用weinview mt500系列，詳細(xì)設(shè)置如下表3：參數(shù)項(xiàng)推薦設(shè)置可選設(shè)置注意事項(xiàng)plc 類型omronomron/omron(485 2w)omron(485 2w)僅在采用rs485 兩線式選用 通信口類型 rs23

44、2rs232/rs485數(shù)據(jù)位77 or 8必須與 plc 通信口設(shè)定相同停止位21 or 2必須與 plc 通信口設(shè)定相同波特率 96009600/19200/38400/57600/115200必須與 plc 通信口設(shè)定相同校驗(yàn) 偶檢驗(yàn)偶檢驗(yàn)/奇校驗(yàn)/無(wú)必須與 plc 通信口設(shè)定相同人機(jī)站號(hào)00-255對(duì)此協(xié)議不需要設(shè)定plc 站號(hào)00-255必須與 plc 通信口設(shè)定相同多臺(tái)人機(jī)互連關(guān)閉關(guān)閉/主機(jī)/副機(jī)僅用于多臺(tái)人機(jī)互連人機(jī)互連通信速度 115200 38400/115200僅用于多臺(tái)人機(jī)互連plc 超時(shí)常數(shù)3.01.5-5.0請(qǐng)采用默認(rèn)設(shè)定plc 數(shù)據(jù)包00-10建議在 0-10 范圍

45、內(nèi)設(shè)置2.plc軟件設(shè)置 下表4為plc可操作的地址范圍：plc 地址類型可操作范圍格式說明ir0-409515ddd(bb)i/o和內(nèi)部繼電器hr0-409515ddd(bb)保持型繼電器ar0-409515ddd(bb)輔助繼電器lr0-409515ddd(bb)聯(lián)接繼電器tc0-255ddd定時(shí)器/計(jì)數(shù)器寄存器dm0-9999ddd(bb)ddd數(shù)據(jù)寄存器 說明：d 表示十進(jìn)制，b 表示位編碼，范圍為 0 -15,上表可操作范圍為 mt500 觸摸屏可操作范圍，實(shí)際 plc 的范圍可能小于或大于此范圍。 第4章 立體停車庫(kù)設(shè)計(jì)4.1 車庫(kù)控制系統(tǒng)流程1.入站口 門崗入站口處放有閘桿，并有

46、ic卡讀卡機(jī)以識(shí)別車主身份和安檢設(shè)備對(duì)待入車庫(kù)的轎車進(jìn)行檢查。有卡(持有期卡和儲(chǔ)值卡)的車主在進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，在讀卡器上刷卡確認(rèn)身份。讀卡器讀卡并判斷卡的有效性，同時(shí)攝像機(jī)攝錄該車的圖像，安檢設(shè)備掃描檢查。對(duì)于有效的ic卡，系統(tǒng)將按照卡內(nèi)的車輛信息(車型號(hào)、車牌號(hào)等)合理分配空車庫(kù)，并通過語(yǔ)音和中英文顯示屏提示車主。閘桿升起放行，車位引導(dǎo)顯示屏亮起指示車主通往所分配的的車庫(kù)門口。2.出站口在出站口設(shè)有閘桿，車主刷卡核對(duì)身份車號(hào)正確后，閘桿放行。3.存車車庫(kù)設(shè)計(jì)為一個(gè)存取車口，采用后進(jìn)入庫(kù)，前進(jìn)出庫(kù)。車主在操作界面點(diǎn)存取鍵，伴隨語(yǔ)音提示刷卡確認(rèn)后，控制機(jī)開始計(jì)時(shí)。待托盤出來，將車駛?cè)胪斜P上。停車到

47、位后，車主按復(fù)位鍵，系統(tǒng)對(duì)托盤安全檢查后運(yùn)行復(fù)位，存車結(jié)束。4.取車取車時(shí)，車主在操作界面處點(diǎn)取車，伴隨語(yǔ)音提示刷卡確認(rèn)后，控制機(jī)自動(dòng)按時(shí)扣費(fèi)。控制系統(tǒng)根據(jù)卡內(nèi)信息自動(dòng)讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的托盤將自動(dòng)把車輛送出。車主入內(nèi)開車出來，取車結(jié)束。車主按下復(fù)位鍵，托盤安全檢查后自動(dòng)復(fù)位。5.理論分析：本設(shè)計(jì)以2x3的升降橫移立體停車庫(kù)為例。系統(tǒng)啟動(dòng)后，首先進(jìn)行自檢及初始化。如設(shè)備無(wú)故障則運(yùn)行至待命位置等待進(jìn)一步指令。此時(shí)若啟動(dòng)入庫(kù)模式，則系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，先啟動(dòng)列的動(dòng)作，找到所存車對(duì)應(yīng)的列通過行程開關(guān)開控制托盤到達(dá)所要求的列，再啟動(dòng)行的動(dòng)作，通過行程開關(guān)來控制托盤到達(dá)所要求的行，到位之后，啟動(dòng)托盤向前的

48、信號(hào)，車停好后等待一段時(shí)間，啟動(dòng)復(fù)位程序，托盤回到原點(diǎn)，返回待命位置等待下一存取車；若啟動(dòng)出庫(kù)模式，則如進(jìn)車步驟一樣先啟動(dòng)列的動(dòng)作，在啟動(dòng)層的動(dòng)作，到達(dá)位置之后啟動(dòng)托盤向前信號(hào)，再啟動(dòng)托盤信號(hào)，按復(fù)位程序回到水平原點(diǎn)，系統(tǒng)流程如圖所示。 圖 4-1控制系統(tǒng)存取車主程序控制流程圖4.2 車庫(kù)電氣原理圖的繪制 車庫(kù)的電氣原理圖主要有plc的信號(hào)輸入、plc的控制輸出圖，電機(jī)接線圖，控制電路圖。4.2.1 plc的信號(hào)輸入 信號(hào)輸入圖plc的信號(hào)輸入主要有：托盤是否到位，車輛的有無(wú)，車輛是否停放安全，車庫(kù)內(nèi)車輛的計(jì)數(shù)，車輛過高檢測(cè)。對(duì)于各信號(hào)設(shè)定如下：對(duì)測(cè)，在托盤不到位時(shí)，信號(hào)輸入“0”， 反之為“

49、1”；對(duì)于車輛有無(wú)的檢測(cè)，托盤上無(wú)車時(shí)信號(hào)輸入“0”，反之為“1”；對(duì)于車輛是否停放安全的檢測(cè)，信號(hào)輸入“0”為安全，“1”為不安全；對(duì)于車輛過高檢測(cè)，信號(hào)輸入“0”為可以通行，“1”為車輛過高，不可停放；對(duì)于車庫(kù)內(nèi)車輛的計(jì)數(shù)，在出入口分別安裝了光電開關(guān)對(duì)應(yīng)plc 內(nèi)部計(jì)數(shù)器的加減，當(dāng)有車輛通過的時(shí)候計(jì)數(shù)器就會(huì)工作。各信號(hào)的輸入采用npn 輸入方式。（見附錄）4.2.2 plc的控制輸出 plc的輸出方式可分為：晶體管輸出和繼電器輸出。 plc的輸出為晶體管時(shí)，阻斷狀態(tài)也有漏電流通過，為了避免對(duì)負(fù)載的影響，可并聯(lián)電阻r把漏電流i減小為i1 ,如圖所示： 4-2 減小漏電流對(duì)負(fù)載的影響 plc的

50、輸出為繼電器時(shí)，為了減小火花放電對(duì)接點(diǎn)的損害，可以在繼電器的接點(diǎn)上或負(fù)載上并以附加電路。對(duì)于直流供電的負(fù)載在plc輸出接點(diǎn)上并以r、c串聯(lián)放電電路。（如圖所示） 4-3 接點(diǎn)并以rc減小放電火花 對(duì)于交流電源或直流電源電壓較低的電路，在負(fù)載上并r、c串聯(lián)放電電路。c的作用是當(dāng)接點(diǎn)打開時(shí)釋放感性負(fù)載電能，r的作用是接點(diǎn)閉合時(shí)限制充電電流。（如圖所示）4-4 負(fù)載并以rc 減小放電火花 此外還可以通過負(fù)載上并聯(lián)二極管，負(fù)載上并穩(wěn)壓管和二極管的串聯(lián)，負(fù)載或接點(diǎn)上并聯(lián)雙向瞬變電壓抑制二極管等方法來達(dá)到目的，在此我就不一一列舉了。 在本設(shè)計(jì)中，plc的輸出采用繼電器輸出。主要是控制接觸器，通過接觸器線圈

51、，來控制相應(yīng)的觸點(diǎn)，由此控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。（見附錄）4.2.3 控制電路圖 控制電路主要為整個(gè)控制系統(tǒng)提供電源。它的設(shè)計(jì)要求控制簡(jiǎn)單、快捷，并有一定的安全保護(hù)措施。 在電路控制圖中，k25為總電源開關(guān)，我將它設(shè)計(jì)成一鑰匙開關(guān)，以防被人亂動(dòng)。k22為緊急故障處理按鈕，當(dāng)發(fā)生緊急事件時(shí)，按下k22，所有電源全部切斷。k23為啟動(dòng)按鈕。k24是為了保證啟動(dòng)按鈕按下后電路一直接通的線圈，燈l0是標(biāo)志啟動(dòng)的信號(hào)燈。在圖中，220v的電壓在經(jīng)過變壓器后成為24vdc的直流電壓，并對(duì)plc觸摸屏，光電開光和接近開關(guān)進(jìn)行供電。 通常情況下，管理員首先用鑰匙打開總開關(guān)，即k2閉合。然后按啟動(dòng)按鈕k23，此時(shí)線圈

52、k24通電，從而使對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)閉合。這樣就能使電路保持接通，對(duì)其他元器件進(jìn)行供電，管理員可以通過燈l0觀察控制電路狀態(tài)。（見附錄）4.2.4 電機(jī)控制圖 電機(jī)控制圖是對(duì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)的電路設(shè)計(jì)，其中也包擴(kuò)電機(jī)的保護(hù)措施。在電機(jī)控制圖中，首先運(yùn)用的是空氣開關(guān)和熔斷器。這是為了防止電路中電流過大。由于車庫(kù)中的升降托盤是單一運(yùn)行的，在同一時(shí)間一般只有一臺(tái)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)（水平運(yùn)動(dòng)的電機(jī)可能2 臺(tái)同時(shí)工作，但此時(shí)功率還是小于一臺(tái)升降電機(jī)），故只根據(jù)升降運(yùn)動(dòng)的電機(jī)選擇一個(gè)熔斷器安裝在總線路中。對(duì)于每個(gè)電機(jī)則根據(jù)功率采用熱繼電器保護(hù)。當(dāng)電路中熱量過大時(shí)，熱繼電器開始工作，此時(shí)plc信號(hào)輸出電路中的熱繼電器相應(yīng)結(jié)點(diǎn)斷開，

53、導(dǎo)致接觸器電源斷開，從而使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，起到保護(hù)電機(jī)的作用。電機(jī)的正反轉(zhuǎn)是通過plc控制的接觸器來實(shí)現(xiàn)的。（見附錄）第5章 人機(jī)界面分析 自動(dòng)化立體停車庫(kù)中的人機(jī)界面要能反映車庫(kù)中的車位狀態(tài)，對(duì)車庫(kù)中的異常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警。不僅如此，它也要能使管理員直觀的對(duì)車庫(kù)進(jìn)行控制，使維護(hù)人員能通過觸摸屏對(duì)車庫(kù)故障進(jìn)行修復(fù)。5.1 plc 應(yīng)用系統(tǒng)的人機(jī)界面簡(jiǎn)介 對(duì)于一個(gè)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的plc系統(tǒng)來講，除了硬件和控制軟件之外，還應(yīng)有便于用戶操作的方便的人機(jī)界面。用戶可以通過人機(jī)界面隨時(shí)了解、觀察并掌握整個(gè)控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，必要時(shí)還可以通過人機(jī)界面向控制系統(tǒng)發(fā)送出故障警報(bào)，進(jìn)行人工干預(yù)。所謂人機(jī)界面指的是介于

54、人與plc控制系統(tǒng)之間的一個(gè)界面。操作人員可以通過人機(jī)界面與plc控制系統(tǒng)進(jìn)行信息、數(shù)據(jù)的處理和交流。5.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題 通常在設(shè)計(jì)之前要考慮：使用對(duì)象；學(xué)習(xí)的難易程度；操作響應(yīng)速度；人機(jī)界面的控制方式。在人機(jī)界面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該讓用戶以最快的方式學(xué)會(huì)使用，響應(yīng)速度要快，控制要安全、可靠。 通常人機(jī)界面的交互方式有：對(duì)話方式；命令語(yǔ)言方式；菜單界面方式；功能鍵方式等。5.3 自動(dòng)化立體車庫(kù)觸摸屏的組態(tài) 在本設(shè)計(jì)中，人機(jī)界面主要是由觸摸屏來實(shí)現(xiàn)的。我所選用的觸摸屏是weinview 的mt500觸摸屏。通過觸摸屏，操作人員能進(jìn)行車庫(kù)單動(dòng)和自動(dòng)的切換?？梢粤私廛噹?kù)內(nèi)托盤上有無(wú)停車的信息，并可以對(duì)車庫(kù)內(nèi)的安全情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。觸摸屏的主畫面是自動(dòng)操作畫面（如圖）。 圖5-1 觸摸屏自動(dòng)操作畫面 在進(jìn)入畫面后，上面2排顯示燈是對(duì)車庫(kù)內(nèi)托盤上有無(wú)停車的顯示，同時(shí)，在使用時(shí)管理員能夠通過按相應(yīng)的指示燈來選中相應(yīng)的車位。這一功能是通過觸摸屏的位狀態(tài)切換開關(guān)來實(shí)現(xiàn)的。一方面，位狀態(tài)切換開關(guān)能顯示plc內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。另一方面，它還可以改變plc內(nèi)部結(jié)點(diǎn)的狀態(tài)。在設(shè)計(jì)上，我使這些顯示燈顯示車輛檢測(cè)信號(hào)，而控制的是托盤的運(yùn)動(dòng)。