立體車庫控制課程設(shè)計(jì)

1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書 立體車庫控制設(shè)計(jì) 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電3143班 姓 名 趙英標(biāo) 學(xué) 號(hào) 1302143157 指導(dǎo)老師 曾勁松、趙曉瑩 2016 2017學(xué)年第一學(xué)期指導(dǎo)教師評(píng)語1目錄摘 要 1一、可編程控制器的簡(jiǎn)介 2（一）可編程控制器的定義2（二）可編程控制器的應(yīng)用2（三）可編程控制器的特點(diǎn)2 二、立體車庫的構(gòu)成及工作原理 4 三、雙層立體車庫控制要求 5四、雙層立體車庫的硬件設(shè)計(jì) 6（一）輸入/輸出（I/O）地址分配6（二）PLC的選型6（三）PLC外部接線圖6五、雙層立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)8（一）流程圖 8（二）梯形圖程序 9 六

2、、指令表 13 結(jié)論 14 參考文獻(xiàn) 15摘要隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的機(jī)械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡(jiǎn)易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)車庫市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)份額。升降橫移類機(jī)械停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛。其車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設(shè)計(jì)為多

3、層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制,一般為24層(國(guó)家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)以典型的地上2X2升降橫移式為例,說明停車庫的運(yùn)行原理。本系統(tǒng)采用三菱FX2N-40MR-D作為主控設(shè)計(jì)一種橫移式立體車庫的自動(dòng)控制系統(tǒng)?！娟P(guān)鍵詞】立體車庫 控制系統(tǒng) 可編程控制器 一、可編程控制器的簡(jiǎn)介（一）可編程控制器的定義早期的可編程控制器主要是用來代替繼電器控制系統(tǒng)的，因此功能較為簡(jiǎn)單，只能進(jìn)行開關(guān)量邏輯控制，稱為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱PLC。 隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代后期位處理器被用作可編

4、程控制器的中央處理單元（Central Processing Unit,簡(jiǎn)稱CPU），從而大大擴(kuò)展了可編程控制器的功能，除了進(jìn)行開關(guān)量邏輯控制外，還具有模擬量控制、高速計(jì)數(shù)、PID回路調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程I/O和網(wǎng)絡(luò)通信等許多功能。1980年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)正式將其命名為可編程控制器簡(jiǎn)稱PC，其定義為：PC是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)指令，能夠完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算等功能，并通過數(shù)字或模擬的輸入、輸出接口控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過程。（二）可編程控制器的特點(diǎn)編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) PLC配備了梯形圖語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),梯形圖語言的表達(dá)方式與繼電器電路原理圖中電路符號(hào)的表示法極

5、為相似，且某些僅有開關(guān)量邏輯控制功能的PLC只有十幾條指令。工程技術(shù)人員能夠很快熟悉并掌握梯形圖語言的使用方法并用他來編制用戶程序,這就為使用者快速的編制出本單位所需要的控制程序提供了非常便捷的條件。PLC的硬件配套齊全,接線端子一目了然，便于用戶使用HTSS 由于PLC的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)大多是系列化和模塊化的，其硬件配置相當(dāng)靈活，可以組合成多種規(guī)模的，滿足用戶各種控制要求的控制系統(tǒng)。（三）可編程控制器的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)?？蓺w納如下幾類1、開關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代

6、傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制。2、模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器能夠處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制PLC可用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如應(yīng)用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4、過程控制過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)

7、運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙業(yè)、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6、通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信包含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。二、立體車庫的結(jié)構(gòu)及工作原理 立體車庫有雙層五個(gè)車位，由底盤、倉位、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制四個(gè)部分組成。機(jī)械部分由滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、支流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)元件。控制部分采用西門子PLC可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等元件組成。 立體車庫的工作原理如圖1所示，PLC

8、是車庫控制系統(tǒng)的核心，當(dāng)用戶對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，PLC會(huì)接受并分析指揮用戶的操作，判斷檢測(cè)元件的狀態(tài)，讀取執(zhí)行元件的信息，然后通過軟件作出合理的工控安排，反饋信息到執(zhí)行元件、操作平臺(tái)，拖動(dòng)車位移動(dòng)到相應(yīng)的水平位置，實(shí)現(xiàn)車位的位置移動(dòng)到相應(yīng)的水平位置，實(shí)現(xiàn)車位的移動(dòng)車位執(zhí)行單元PLC操作平臺(tái)用戶狀態(tài)檢測(cè)單元 圖1立體車庫工作原理圖三、雙層立體車庫控制要求 1、1、2、3號(hào)車位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)，4、5車位只可左右移動(dòng)不可上下移動(dòng)。2、4、5號(hào)車位可直接將車開出。3、如要呼叫上層車位，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，先按下車位編號(hào)按鈕，再按下取車按鈕，可自動(dòng)運(yùn)行將車移至下排車位。 圖2立體車庫配置圖四、雙層

9、立體車庫的硬件設(shè)計(jì)輸入/輸出（I/O）地址分配符號(hào)地址數(shù)據(jù)類型注釋符號(hào)地址數(shù)據(jù)類型注釋P_ONM0.0BOOL開始按鈕P_OF_ONEM4.1P_OFFM0.1BOOL停止按鈕P_OF_TWOM4.2P_FXM2.0放行P_OF_THRM4.3P_CHM0.2BOOL車位選擇開關(guān)P_OF_FOURM4.4P_ONEM1.1BOOL1號(hào)車位開關(guān)P_OF_FIVEM4.5P_TWOM1.2BOOL2號(hào)車位開關(guān)P_ON_ONEM3.1BOOL1號(hào)存車P_THRM1.3BOOL3號(hào)車位開關(guān)P_ON_TWOM3.2BOOL2號(hào)存車P_FOURM1.4BOOL4號(hào)車位開關(guān)P_ON_THRM3.3BOOL3

10、號(hào)存車P_FIVEM1.5BOOL5號(hào)車位開關(guān)P_ON_FOURM3.4BOOL4號(hào)存車P_FXCM3.0BOOL放行P_ON_FIVEM3.5BOOL5號(hào)存車符號(hào)地址數(shù)據(jù)類型注釋符號(hào)地址數(shù)據(jù)類型注釋L_ONQ0.0BOOL開始按鈕指示燈L_FXQ2.0放行信號(hào)L_OFFQ0.1BOOL停止按鈕指示燈L_FXCQ3.0放行信號(hào)L_CHQ0.2BOOL車位選擇指示燈L_FXGQ2.1欄桿L_ONEQ1.1BOOL1號(hào)車位指示燈L_FXGQ3.1欄桿L_TWOQ1.2BOOL2號(hào)車位指示燈L_ONEQ3.1BOOL1號(hào)載車板指示燈L_THRQ1.3BOOL3號(hào)車位指示燈L_TWOQ3.2BOOL2

11、號(hào)載車板指示燈L_FOURQ1.4BOOL4號(hào)車位指示燈L_THRQ3.3BOOL3號(hào)載車板指示燈L_FIVEQ1.5BOOL5號(hào)車位指示燈L_FOURQ3.4BOOL4號(hào)載車板指示燈L_ON_ONEQ4.11號(hào)車位指示燈L_FIVEQ3.5BOOL5號(hào)載車板指示燈L_ON_TWOQ4.22號(hào)車位指示燈MOV_ONE_YMW341號(hào)存車位L_ON_THRQ4.33號(hào)車位指示燈MOV_TWO_YMW362號(hào)存車位L_ON_FOURQ4.44號(hào)車位指示燈MOV_THR_YMW383號(hào)存車位L_ON_FIVEQ4.55號(hào)車位指示燈MOV_FOUR_YMW404號(hào)存車MOVE_ONEMW10小車1MO

12、V_FIVE_YWM285號(hào)存車MOVE_TWOMW12小車2MV_ONE_YMW581取車MOVE_THRMW14小車3MV_TWO_YMW622取車MOVE_FOURMW16小車4MV_THR_YMW663取車MV_FIVE_YMW725取車MV_FOUR_YMW704取車五、雙層立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 開始選擇存取車位輸入345號(hào)車位車板是否有車移走下層車位載車板下降汽車開出載車板YN是否存車？汽車存入載車板載車板上升恢復(fù)下層載車板駛出停車庫YYNN駛往/返停車庫進(jìn)入停車庫 （二）梯形圖程序立體車庫的PLC控制程序如下 結(jié)論隨著中國(guó)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

13、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(guó)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(jí)的停車功能，是最原始的使用階段，它的設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待于完善和開發(fā)。為此對(duì)立體車庫設(shè)計(jì)方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和潛在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。本文在參閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)立體停車庫的大量資料的前提下，對(duì)升降橫移式立體車庫設(shè)計(jì)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(duì)自動(dòng)化立體車庫的發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)，通過對(duì)市場(chǎng)需求的分析和對(duì)比國(guó)內(nèi)外立體車庫的發(fā)展?fàn)顩r，分析了智能立體車庫廣闊的市場(chǎng)前景和趨勢(shì)。2.為提高車庫生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)車庫構(gòu)架

14、的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省了鋼材，降低了建造成本。3.在分析目前立體車庫常用的傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，確定了本車庫的機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案。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。4.針對(duì)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(cè)要求，確定了經(jīng)濟(jì)而適用的傳感器。在車庫自動(dòng)控制系統(tǒng)中，選用了西門子公司的PLC可編程控制器，并對(duì)PLC功能和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出了接線圖和控制程序 致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了校內(nèi)的指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)。在理論、實(shí)踐中遇到問題都會(huì)給予我們耐心地輔導(dǎo)、分析提示。這種認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我受益匪淺。這使我在設(shè)計(jì)方面的理論分析能力得到提高，從而能使設(shè)計(jì)能夠順利完成。在此表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) 1 泰沖.基與PLC升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012年. 2 李德倉. 低成本、開放型機(jī)械式立體車庫控制系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì)D. 蘭州交通大學(xué)，2011年. 3 吳昊. 立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)D. 西南交通大學(xué)，2010年. 4 胡清明.立體車庫的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與智能控制D.華南理工大學(xué)，2010年. 5 廖常初.PLC編程及應(yīng)用.第三版，2008年. 6 仝保軍. 城