機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)【全套圖紙】

1、湘潭大學(xué)興湘學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題 目：城市多層泊車(chē)立體庫(kù)-結(jié)構(gòu)及控制設(shè)計(jì)專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué) 號(hào)： 2010963143 姓 名： 指導(dǎo)教師： 完成日期： 2014年5月15日 目 錄摘要 1abstract2第一章 緒論 1.1 課題研究的意義 31.2 國(guó)外的研究動(dòng)態(tài) 31.3 國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀 3第2章 方案的選擇2.1 立體車(chē)庫(kù)方案比較 52.2 控制策略方案比較 8第3章 控制系統(tǒng)的選擇3.1 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的原理 93.2 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的基本要求 103.3 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件的選擇11第四章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 車(chē)庫(kù)的單位

2、控制機(jī)構(gòu)154.2 升降機(jī)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)164.3 檢測(cè)系統(tǒng)184.4 橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)214.5 電氣控制接線圖22第五章 plc程序設(shè)計(jì)5.1 plc 控制技術(shù)介紹255.2 plc 的硬件配置和設(shè)計(jì)思路265.3 主程序的設(shè)計(jì)305.4 存取車(chē)程序的設(shè)325.5 驅(qū)動(dòng)和保護(hù)程序的設(shè)計(jì)40總結(jié)與展望43致謝44參考文獻(xiàn)45附錄1 英文參考文獻(xiàn)46附錄2 外文文獻(xiàn)翻譯49城市多層泊車(chē)立體庫(kù)-結(jié)構(gòu)及控制設(shè)計(jì)摘 要：隨著汽車(chē)的日益增多，尤其是在人口密集的大都市，解決停車(chē)難的問(wèn)題顯得尤為迫切。全自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)作為智能建筑的一部分以其高效、快速、安全等特點(diǎn)成為解決都市停車(chē)難問(wèn)題最有效的途徑，立體車(chē)庫(kù)

3、控制系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)車(chē)庫(kù)安全、高效率運(yùn)行的關(guān)鍵。本文將 plc 控制技術(shù)應(yīng)用于電梯式立體車(chē)庫(kù)，設(shè)計(jì)了電梯式立體車(chē)庫(kù)自動(dòng)存取車(chē)系統(tǒng)，并就其機(jī)械結(jié)構(gòu)、工作原理、硬件結(jié)構(gòu)、監(jiān)控軟件做了研究，主要內(nèi)容如下：在分析了各種立體車(chē)庫(kù)的功能及運(yùn)行特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，得出電梯式立體車(chē)庫(kù)是未來(lái)發(fā)展的主流。本文對(duì)電梯式立體車(chē)庫(kù)的機(jī)械機(jī)構(gòu)及其控制策略進(jìn)行了分析和研究。闡述了電梯式立體車(chē)庫(kù)自動(dòng)存取車(chē)系統(tǒng)的工作原理及其上位機(jī)的功能。設(shè)計(jì)了立體車(chē)庫(kù)與上位機(jī)的通信、立體車(chē)庫(kù)的升降機(jī)構(gòu)和橫移機(jī)構(gòu)。給出了電梯式立體車(chē)庫(kù)的硬件接線圖，并對(duì)一些開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行了介紹與選擇。介紹了電梯式立體車(chē)庫(kù)的軟件設(shè)計(jì)思想，并給出了 plc 的硬件配置圖、程序流程

4、圖和程序。關(guān)鍵詞：立體車(chē)庫(kù)；plc；控制策略；實(shí)時(shí)監(jiān)控全套圖紙，加153893706the design of automatic control system ofexperimental stereo garageabstract：with the increasing of the number of cars, especially in big city, it is very urgent to resolve parking problems. the stereo garage, as the part of the intellectualized building, has

5、 gradually become the most effective method to handle the parking problems in bigcity, because of its high efficiency, rapidness and security. the control system of stereo garage is the key technology for realizing its safe and high efficiency running. in this paper, the plc control technology was u

6、sed. the automatic system of the stereo garage, the mechanical structure, the work method, the hardware structure and the monitoring software are researched. the points are as following:in analyzing the various functions and chiastic of stereo garage, we found the development of the stereo garage an

7、d the plc control technology is the orientation. introduced the mechanical structure of the stereo garage and analyzed the control strategy. introduced the work way of the stereo garage and the function of its control pc and researched their communication, the rise and fall structure and the horizon

8、tal moving structure. introduced the hardware diagram and the choice of the components. introduced the software design of the stereo garage, and gave the hardware diagram, flow chart and programs. key words: stereo garage; plc; control strategy; real monitoring第一章 緒 論1.1課題研究的意義目前我國(guó)各主要城市停車(chē)設(shè)施的建設(shè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于道

9、路建設(shè)和汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，有資料表明，現(xiàn)有停車(chē)位數(shù)不及所需停車(chē)位數(shù)的 7%，停車(chē)問(wèn)題也就逐漸成為大都市的一大難題，由此所帶來(lái)的一系列問(wèn)題令人擔(dān)憂。立體車(chē)庫(kù)具有占地面積少、充分利用立體空間等優(yōu)點(diǎn)，因此在未來(lái)幾十年，立體車(chē)庫(kù)在我國(guó)會(huì)起著越來(lái)越重要的作用。目前在國(guó)內(nèi)，立體車(chē)庫(kù)事業(yè)逐漸興起，己經(jīng)建有不少立體車(chē)庫(kù)，其中我國(guó)最大的立體車(chē)庫(kù)南京正洪商城公共立體停車(chē)庫(kù)已正式投入運(yùn)營(yíng)。它內(nèi)設(shè) 208 個(gè)車(chē)位，轉(zhuǎn)向、升降、停泊由電腦自動(dòng)控制，僅需要 57 秒。我國(guó)生產(chǎn)的一些車(chē)庫(kù)機(jī)械裝置尤其在齒輪橫移機(jī)構(gòu)等方面己經(jīng)接近世界先進(jìn)水平，但是在其他方面，如控制技術(shù)以及車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的管理等，離世界先進(jìn)水平尚有一段差距，很多大型立

10、體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)的硬軟件依靠從國(guó)外引進(jìn)。本文主要運(yùn)用plc控制技術(shù)設(shè)計(jì)一個(gè)電梯式立體車(chē)庫(kù)模型,可以作為校內(nèi)plc控制的實(shí)驗(yàn)器材，培養(yǎng)學(xué)生 plc 運(yùn)用方面的能力，并且進(jìn)一步推廣立體車(chē)庫(kù)的實(shí)際可行性。1.2國(guó)外的研究動(dòng)態(tài)立體車(chē)庫(kù)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)、德國(guó)等。在亞洲，立體車(chē)庫(kù)采用較早應(yīng)用較普遍的是日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省。日本從事立體車(chē)庫(kù)及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、制造的共有200多家，其中生產(chǎn)立體車(chē)庫(kù)的約100多家，比較大的公司有新明和、日精、三菱重工、大福、日成、東急、內(nèi)外及昭和起重機(jī)等，產(chǎn)品既有出口的，也有進(jìn)口的。韓國(guó)立體車(chē)庫(kù)行業(yè)的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。20世紀(jì)70年代中期為

11、起步階段，80年代為引進(jìn)階段，90年代為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段受到了政府的高度重視，各種立體車(chē)庫(kù)得到了普遍的開(kāi)發(fā)和利用，年遞增速度達(dá)到30%；2000年以來(lái)為發(fā)展階段，立體車(chē)庫(kù)將隨供應(yīng)量不斷的擴(kuò)大而迅速發(fā)展。1.3國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀我國(guó)在20世紀(jì)80年代初開(kāi)始研制和使用立體車(chē)庫(kù)。80年代是起步階段，90年代以來(lái)，隨著汽車(chē)工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車(chē)進(jìn)入家庭后，停車(chē)設(shè)備的應(yīng)用逐步推廣，己經(jīng)形成了新興的停車(chē)設(shè)備行業(yè)，步入了引進(jìn)、開(kāi)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段?，F(xiàn)在從事停車(chē)設(shè)備制造的企業(yè)數(shù)約有100家，其中主機(jī)生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)50家。首批獲得國(guó)家頒發(fā)的立體停車(chē)設(shè)備制造企業(yè)資質(zhì)的企業(yè)有22家。產(chǎn)品經(jīng)

12、引進(jìn)技術(shù)和自我研制開(kāi)發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，控制型式有按鈕式、ic卡式、觸摸屏式、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控制技術(shù)；傳動(dòng)裝置采用內(nèi)藏式，以增大停車(chē)空間并保護(hù)各傳動(dòng)元件不受污染和腐蝕，提高了設(shè)備的耐久性；機(jī)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，這樣便于組合使用，又易于安裝拆卸，且可縮短施工周期;還采用一些新材料、新工藝，如采用h型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板坐載車(chē)板；安全保護(hù)方面采用了聲光引導(dǎo)、定位裝置及自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率己達(dá)90%左右，有的品種填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到50%以

13、上。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車(chē)位的配比為1:1，為了解決停車(chē)位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體車(chē)庫(kù)以其平均單車(chē)占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。立體車(chē)庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車(chē)庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，立體車(chē)庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車(chē)庫(kù)由于要留出足夠的行車(chē)通道，平均一輛車(chē)就要占據(jù)40 平方米的面積，而如果采用雙層立體車(chē)庫(kù)，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21 層）立體式車(chē)庫(kù)的話，50 平方米的土地面積上便可存放40 輛車(chē)，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開(kāi)發(fā)成本。立體車(chē)庫(kù)與地下車(chē)庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車(chē)輛的安全，人在車(chē)庫(kù)內(nèi)或車(chē)不停準(zhǔn)位置，

14、由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，立體車(chē)庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車(chē)分流。在立體車(chē)庫(kù)中采用機(jī)械存車(chē)，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車(chē)庫(kù)低得多。立體車(chē)庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車(chē)樓。這對(duì)眼下車(chē)庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車(chē)難的問(wèn)題提供了方便條件。第二章 方案的選擇2.1 立體車(chē)庫(kù)方案比較立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展起始于 1960 年。到目前為止，已經(jīng)發(fā)展出多種多樣的立體車(chē)庫(kù)。我們從立體車(chē)庫(kù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)大致可以分為 4 類，分別是：巷道堆垛式、垂直循環(huán)式、垂直升降式、升降橫移式。

15、1、立體車(chē)庫(kù)方案(1).升降橫移式升降橫移式立體車(chē)庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車(chē)位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車(chē)庫(kù)適用于地面及地下停車(chē)場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。圖 2-1 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)產(chǎn)品特點(diǎn)：1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。3) 可采用自動(dòng)控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠。4) 存取車(chē)迅速，等候時(shí)間短。5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車(chē)場(chǎng)的使用。安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護(hù)器、急停開(kāi)關(guān)等。(2).巷道堆垛式巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)采用堆垛機(jī)作為存取車(chē)輛的工具，所

16、有車(chē)輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)適用于車(chē)位數(shù)需要較多的客戶使用。圖 2-2 巷道堆垛式立體停車(chē)庫(kù)(3) .垂直循環(huán)式垂直循環(huán)式塔形立體車(chē)庫(kù)的主體是垂直回轉(zhuǎn)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)，車(chē)輛停放在呈圓形或長(zhǎng)圓形配置的托盤(pán)上，由做垂直循環(huán)運(yùn)動(dòng)的鏈條帶動(dòng)，在平動(dòng)機(jī)構(gòu)控制下保持車(chē)位水平。這種車(chē)庫(kù)由單一大型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電氣控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。圖 2-3 垂直循環(huán)式立體停車(chē)庫(kù)產(chǎn)品特點(diǎn)：1）外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。2）價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。3）可采用自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠。（4）垂直升降式立體車(chē)庫(kù):垂直升降式立體車(chē)庫(kù)像電梯那樣，

17、把車(chē)提升到一定高度，再用橫移機(jī)構(gòu)（又稱機(jī)械手）把車(chē)存入泊位中。這種車(chē)庫(kù)有幾十米高，每層有 2 個(gè)或幾個(gè)泊位。按規(guī)模大小，垂直升降式車(chē)庫(kù)有兩類：塔形垂直升降式，這種車(chē)庫(kù)一般在 28 層以下（韓國(guó)現(xiàn)代 30 層）。它要求升降速度快，結(jié)構(gòu)剛度好。一般采用工業(yè)計(jì)算機(jī)或高檔可編程序邏輯控制器構(gòu)成其自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)存取車(chē)自動(dòng)控制、自動(dòng)計(jì)費(fèi)等功能，也可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。其地皮利用率高，但對(duì)地基、消防要求高，單車(chē)成本高。多層垂直升降式，這種車(chē)庫(kù)一般在 510 層。其升降速度可低到 520m/min，轎廂系統(tǒng)盡量簡(jiǎn)化，結(jié)構(gòu)重量輕，一般不設(shè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，不要嚴(yán)格的外裝修，地基投資少，消防系統(tǒng)簡(jiǎn)單。圖 2-4 垂直升降式

18、立體停車(chē)庫(kù)2、立體車(chē)庫(kù)方案總結(jié)經(jīng)過(guò)分析比較，采用多層電梯式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)示意圖如圖2-5所示。因?yàn)榇怪鄙凳搅Ⅲw車(chē)庫(kù)與升降橫移式立體車(chē)庫(kù)相比，它的單車(chē)位成本甚至比 5 層以下的多層升降橫移式要低，存取時(shí)間比多層垂直升降式要少。與同規(guī)格的豎直循環(huán)式相比，結(jié)構(gòu)剛度更好，存取車(chē)效率更高，底層存取車(chē)室環(huán)境好，功耗低，噪音小，因而它的發(fā)展前景很好。如圖2-5 2-5 六層垂直升降式立體車(chē)庫(kù)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由本組成員單俊宜同學(xué)完成2.2 控制策略方案比較1、控制策略方案車(chē)庫(kù)運(yùn)行的控制策略直接影響到整個(gè)車(chē)庫(kù)的存取車(chē)時(shí)間、設(shè)備損耗和能耗。車(chē)庫(kù)運(yùn)行有 4 種控制策略。一、存車(chē)優(yōu)先策略當(dāng)電梯完成存取

19、操作后回到基層，有且僅有 1 塊托車(chē)板在電梯上，以供下輛輛車(chē)可立即開(kāi)進(jìn)電梯，無(wú)需等待。二、取車(chē)優(yōu)先策略當(dāng)電梯完成存取操作后回到基層，電梯上沒(méi)有托車(chē)板，有利于取車(chē)者快速取車(chē)。三、存車(chē)優(yōu)先和取車(chē)優(yōu)先組合控制策略當(dāng)車(chē)庫(kù)的存車(chē)數(shù)量達(dá)到一定限度后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)存車(chē)優(yōu)先或取車(chē)優(yōu)先的轉(zhuǎn)換。在組合策略中，存車(chē)優(yōu)先和取車(chē)優(yōu)先的轉(zhuǎn)換原則如下： in 為存車(chē)優(yōu)先下限， out為取車(chē)優(yōu)先上限，in 和 out 皆表示車(chē)庫(kù)中存車(chē)數(shù)量（ inout）。若當(dāng)前控制策略是存車(chē)優(yōu)先，則車(chē)庫(kù)中存車(chē)數(shù)量從小于 out 變化到大于 out 時(shí)，控制策略由存車(chē)優(yōu)先轉(zhuǎn)換為取車(chē)優(yōu)先。若當(dāng)前策略為取車(chē)優(yōu)先，則車(chē)庫(kù)中存車(chē)數(shù)量從大于 in 轉(zhuǎn)變到小

20、于 in 時(shí)，控制策略從取車(chē)優(yōu)先轉(zhuǎn)換為存車(chē)優(yōu)先。通過(guò)對(duì)參數(shù) in 和 out 的合理選擇，便可實(shí)現(xiàn)存車(chē)優(yōu)先和取車(chē)優(yōu)先的轉(zhuǎn)換，以適應(yīng)存取車(chē)高峰。四、原地待命策略當(dāng)電梯完成 1 次存取車(chē)操作后，停在原地等待下次操作。2、控制策略方案總結(jié):首先，從經(jīng)營(yíng)者的角度來(lái)看，存車(chē)優(yōu)先無(wú)需讓停車(chē)顧客等待，可以避免了新顧客的不耐煩心理，更有利于車(chē)庫(kù)的推廣。其次，從能耗方面來(lái)看，存車(chē)優(yōu)先的能耗要小于取車(chē)優(yōu)先和組合策略，原地待命策略的能耗最低。原因是在存車(chē)優(yōu)先模式中，顧客取完車(chē)以后，可以直接進(jìn)入存車(chē)優(yōu)先模式，所以其前期準(zhǔn)備的能耗要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于取車(chē)優(yōu)先。而組合策略是停車(chē)優(yōu)先和取車(chē)優(yōu)先的組合，所以其能耗居于兩者之間。由于原地

21、待命策略不必作前期準(zhǔn)備工作，所以能耗最低。最后，本設(shè)計(jì)采用的是存車(chē)優(yōu)先控制策略，原因是存車(chē)優(yōu)先無(wú)論從經(jīng)營(yíng)者角度還是從能耗角度，都表現(xiàn)不錯(cuò)。第三章 控制系統(tǒng)的選擇3.1 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的原理垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。其中，電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)。垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)是整個(gè)車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的重要組成部分，也是車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”，框架是“區(qū)體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著車(chē)庫(kù)的每個(gè)運(yùn)作過(guò)程，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。 控制系統(tǒng)車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)人檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)

22、界面圖3-1 車(chē)庫(kù)系統(tǒng)控制原理框圖垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的系統(tǒng)控制原理:操作者(人)要通過(guò)控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái)(界面)把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識(shí)別的控制信息通過(guò)輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來(lái)完成車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。其系統(tǒng)控制原理框圖，如圖3.1所示。接口在車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)中是必不可少。接口是驅(qū)動(dòng)單元與控制核心單元以及執(zhí)行部件與驅(qū)動(dòng)單元間的連接點(diǎn)。接口電路大致有三種：開(kāi)關(guān)量接口電路、數(shù)字量接口電路和模擬量輸入/輸出接口電路。垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)應(yīng)用的接口電路為開(kāi)關(guān)量接口電路。界面是操作人員與車(chē)庫(kù)控制核心單元交流信心的平臺(tái)。操作人員可以通過(guò)界面向車(chē)庫(kù)系統(tǒng)發(fā)送動(dòng)作意圖，車(chē)庫(kù)系統(tǒng)可

23、以向操作人員反饋系統(tǒng)運(yùn)作狀況。簡(jiǎn)單的界面可以是一個(gè)操作盒，而復(fù)雜的界面可以為利用微機(jī)通過(guò)運(yùn)用專用的應(yīng)用軟件建立的人機(jī)界面。垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的具體組成，要根據(jù)具體的控制形式而定，其組成形式也很靈活多樣。3.2垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的基本要求車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)一般環(huán)境比較惡劣(一般為室外)，如高溫、粉塵、高濕度、振動(dòng)、強(qiáng)電設(shè)備啟動(dòng)的磁場(chǎng)干擾等，所涉及的控制系統(tǒng)除了要滿足控制任務(wù)，還需要滿足如下的基本要求：1、可靠性高 車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)在車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)能長(zhǎng)期、可靠、穩(wěn)定地工作。一方面，必須具有很強(qiáng)的抗車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)干擾能力；系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，就應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境，考慮合適的抗干擾措施。另一方面，控制系統(tǒng)必須能長(zhǎng)期穩(wěn)

24、定的運(yùn)行。如用下面公式來(lái)衡量，有效度a愈接近1，控制系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行的可靠性就越高，這取決于合理的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、控制電路的設(shè)計(jì)、元器件質(zhì)量、組裝調(diào)試時(shí)嚴(yán)格的工藝規(guī)程等。 式中:mtbf平均無(wú)故障工作時(shí)間 mttr平均維修時(shí)間2、操作性能好車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的操作性能好，表現(xiàn)在它的使用性能和可維護(hù)性能兩個(gè)方面，這是在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮和注意的壞節(jié)。使用性能方面，硬件設(shè)計(jì)時(shí)要盡量降低操作人員的專業(yè)知識(shí)要求，如控制界面不要太復(fù)雜，操作順序簡(jiǎn)單、操作出錯(cuò)不會(huì)引起人身設(shè)備故障等，使操作人員感到容易學(xué)習(xí)，使用方便。軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，按照軟件工程的要求，盡量使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)用戶程序，使程序具有較好的開(kāi)放性并易于再開(kāi)發(fā)

25、。在可維護(hù)性能方面，硬件設(shè)計(jì)時(shí)，控制柜應(yīng)有較大的維修操作空間，硬件采用模塊式組合結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)故障時(shí)，容易采用更換方式進(jìn)行維修，從而縮短維修時(shí)間。軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)配有查錯(cuò)、故障診斷程序，使故障出現(xiàn)時(shí)，易于查找故障部位。3、通用性好工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展迅速，更新?lián)Q代快，而且被控對(duì)象的控制要求也會(huì)根據(jù)生產(chǎn)的發(fā)展不斷提出新的要求。因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)益。要達(dá)到這一目的，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，主要采用標(biāo)準(zhǔn)化總線設(shè)計(jì)，輸入輸出通道設(shè)計(jì)。電源設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)留一定的余量和空間，這樣功能擴(kuò)充時(shí)，可以很方便的增加一些輸入通道而不需重新更換控制柜，同時(shí)，只要更換cpu模塊或模塊擴(kuò)展，就

26、可以達(dá)到系統(tǒng)升級(jí)的目的。4、較高的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)設(shè)計(jì)車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)時(shí)，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)是始終要考慮的指標(biāo)，即要有較高的價(jià)格性能比。這要根據(jù)實(shí)際的控制要求，在車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)核心單元選型、檢測(cè)傳感器與驅(qū)動(dòng)元件的選擇、軟件開(kāi)發(fā)與運(yùn)行、一系統(tǒng)組裝與調(diào)試等費(fèi)用方面綜合進(jìn)行考慮。3.3 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件的選擇控制系統(tǒng)硬件確定主要包括系統(tǒng)控制形式及控制核心單元的選擇、輸入?yún)⒘康臋z測(cè)和傳感器的選擇、輸出驅(qū)動(dòng)方式和驅(qū)動(dòng)元件的選擇、人機(jī)聯(lián)系方式的選擇，最后生成硬件接線圖。 1、控制系統(tǒng)控制核心單元垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制形式是根據(jù)車(chē)庫(kù)的具體情況選定，要綜合考慮到其規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)合等各方面因素而定，在車(chē)庫(kù)眾多的控制系

27、統(tǒng)中有三種比較常見(jiàn)的控制形式:繼電器邏輯電路控制、可編程控制器控制、單片機(jī)控制。（1）繼電器控制在垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的應(yīng)用初期，繼電器控制形式比較常用。它主要是利用多個(gè)主交流接觸器、中間接觸器以及過(guò)載熱繼電器等電器元件經(jīng)合理的聯(lián)接構(gòu)成具有簡(jiǎn)單控制功能的邏輯電路。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，誕生了許多其它形式的控制元器件，并已經(jīng)很快的取代了這種早期的控制形式。但對(duì)于小型低成本的垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)，繼電器控制還在繼續(xù)被使用。 繼電器控制也有許多不足之處。第一，難以實(shí)現(xiàn)智能模塊化控制;第二，不適合應(yīng)用于大規(guī)模、大容量的立體停車(chē)庫(kù);第三，元器件的損壞率比較高，車(chē)庫(kù)運(yùn)行的可靠性不佳;最后，隨著驅(qū)動(dòng)部件的

28、不斷增加，其邏輯電路的搭載難度也大大增加了。所以對(duì)于大中型垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)，其控制形式就不適合運(yùn)用繼電器的控制形式。（2）可編程控制器(programmable logic controller)控制國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制，特別是應(yīng)用在智能化要求程度高、大容量的現(xiàn)代化垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)中?？删幊炭刂破髋c繼電器、單片微機(jī)相比有著比較獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：a、靈活、通用可編程控制器是通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線即可。而且，同一臺(tái)可編程控制器還可以用于不同的控制對(duì)象，只要改變軟件

29、就可以實(shí)現(xiàn)不同的控制要求，因此具有很大的靈活性、通用性。另外 plc產(chǎn)品還具有多樣化、系列化的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，同一系列又有低檔、高檔之分，因此可以適應(yīng)于各種不同規(guī)模、不同要求的工業(yè)控制。plc還有多種功能模塊，可以根據(jù)需要靈活組合成各種不同功能的控制裝置，實(shí)現(xiàn)各種特殊的控制要求。b、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)對(duì)于立體停車(chē)庫(kù)而言，可靠性是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，如何能在各種惡劣的工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降至最低，是研制每一種控制器件必須考慮的問(wèn)題。plc的研制者在這一方面采取了許多有利的措施，使plc具有很高的可靠性和抗干擾能力，因此被稱

30、為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。首先，plc采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成的，因此不會(huì)出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的接線老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象，提高了可靠性。另外，plc還在硬件和軟件兩方面采取了以下主要措施來(lái)提高其可靠性。 硬件措施對(duì)于電源變壓器、cpu和編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如lc型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的互相影響；對(duì)cpu這個(gè)核心部件所需的+5 v電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響；在cpu與i/

31、o電路之間，采用光電隔離措施，有效的隔離了內(nèi)部電路與i/o間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作;采用模塊式結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。因?yàn)橐坏┎槌瞿骋荒K出現(xiàn)故障就能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。 軟件措施監(jiān)控程序定期的監(jiān)測(cè)外界環(huán)境，如掉電、鉗電壓、后備電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等:當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，并對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。這樣，一旦檢測(cè)到外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的程序工作;同時(shí)對(duì)用戶程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備，停電時(shí)利用后備電池供電，確保信息不丟失。由于采取了以上措施，使plc的可靠性、抗干擾能力大

32、大提高，這是plc控制優(yōu)于單片計(jì)算機(jī)控制的一大特點(diǎn)。（3）編程簡(jiǎn)單、使用方便用單片計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，使用的是匯編語(yǔ)言，難于掌握，要求使用者具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。而plc采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的 “自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。例如目前大多數(shù)plc采用的梯形圖語(yǔ)言編程方式，既繼承了繼電器控制線路的清晰直觀感，又考慮到大多數(shù)電器技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平，很容易被電器技術(shù)人員所接受。plc易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，靈活方便。它與目前微機(jī)控制常用的匯編語(yǔ)言相比，雖然在plc內(nèi)部增加了解釋程序，增加了程序執(zhí)行時(shí)間，但對(duì)大多數(shù)的停車(chē)庫(kù)控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，plc的控制速度是足夠的。用單

33、片計(jì)算機(jī)控制，只有在輸入輸出接口上做大量工作，才能與控制現(xiàn)場(chǎng)連接起來(lái)，調(diào)試也比較麻煩。而plc的輸入輸出接口已經(jīng)做好，可直接與控制現(xiàn)場(chǎng)的用戶設(shè)備直接連接。輸入接口可以與各種開(kāi)關(guān)和傳感器連接，輸出接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器、接觸器和電磁閥等連接，使用很方便。（4）接線簡(jiǎn)單plc的接線只需將輸入設(shè)備(如按鈕、開(kāi)關(guān)等)與plc輸入端子連接，將輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥等)與plc輸出端子連接。接線工具僅為螺絲刀，接線工作極其簡(jiǎn)單、工作量極少。（5）功能強(qiáng)現(xiàn)代plc不僅具有條件控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能，而且還能完成a/d, d/a轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控

34、等。因此，它既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制;既可控制一臺(tái)單機(jī)、一個(gè)車(chē)庫(kù)，又可控制一個(gè)車(chē)庫(kù)群。既可現(xiàn)場(chǎng)控制，又可遠(yuǎn)距離控制。既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。（6）體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化由于plc采用了半導(dǎo)體集成電路。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)。且由于plc是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧，并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制設(shè)備。同樣，可編程控制器控制也有其不足的地方，在性價(jià)比上要高于繼電器控制和單片微機(jī)控制;其開(kāi)發(fā)潛力要差于單片微機(jī)，不如其功能靈活多樣;通用性不好

35、，不同廠家的可編程控制器以及其附屬單元都是固定專用等等?？删幊炭刂破髟诖怪鄙凳搅Ⅲw停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用，并在停車(chē)庫(kù)的發(fā)展演化中起著非常重要的作用，本文車(chē)庫(kù)系統(tǒng)即采用可編程控制器控制形式。2、單片微機(jī)(single chip microcomputer)控制單片微機(jī)就是我們通常所說(shuō)的單片機(jī)，是將cpu, ram, rom(eprom)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和1/0接口全部集成在一個(gè)硅片上。單片機(jī)控制在機(jī)電設(shè)備中是一種比較常見(jiàn)的控制形式，由于它的控制功能強(qiáng)、體積小、成本低、功耗小、成本低和使用方便，可以直接裝到儀器設(shè)備上，所以在20世紀(jì)80年代以來(lái)得到飛速發(fā)展。理論上也可用于立體停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)，

36、但實(shí)際上在立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)中，單片微機(jī)控制卻沒(méi)有得到廣泛的推廣應(yīng)用，其原因主要有以下幾點(diǎn)：（1）單片微機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，系統(tǒng)調(diào)試耗時(shí)比較多；（2）單片微機(jī)抗干擾能力比較弱，所以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境要求很苛刻；（3）單片微機(jī)自身就是弱電驅(qū)動(dòng)，但是對(duì)于停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，執(zhí)行部件是電機(jī)，屬?gòu)?qiáng)電系統(tǒng)，這就需要由弱電驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電，隨著驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可 靠性就下降了； （4）單片微機(jī)控制系統(tǒng)，其控制程序基本上是匯編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言雖然功能比較強(qiáng)大，但是程序編制工作量比較大。因此，我們選擇可編程控制器。采用的 plc 是由三菱公司生產(chǎn)的，型號(hào)為 fx2n80mr。它是一款性能十分出眾的微型可編程控制器

37、。 第四章 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1車(chē)庫(kù)的單位控制機(jī)構(gòu)4-1 正面及側(cè)面圖 車(chē)庫(kù)的大致結(jié)構(gòu)可以參照?qǐng)D 41，現(xiàn)在簡(jiǎn)要介紹一下車(chē)庫(kù)的三大單位控制機(jī)構(gòu)：升降機(jī)構(gòu)，拖車(chē)板，橫移機(jī)構(gòu)。（1）升降機(jī)構(gòu) 升降機(jī)構(gòu)有步進(jìn)電機(jī)，卷筒，滑輪，鋼絲繩等組成。載車(chē)臺(tái)上下升降的位置信號(hào)來(lái)自接近開(kāi)關(guān)，我們總共設(shè)置了 7 個(gè)接近開(kāi)關(guān)，分別設(shè)置在基層，一層，二層，三層，四層，五層。接近開(kāi)關(guān)裝在每層托板的下方，精確位置可在調(diào)試中加以確定。在基層的底部和五層的頂部我們分別安裝了限位開(kāi)關(guān)，對(duì)載車(chē)臺(tái)起限位保護(hù)作用。（2）托車(chē)板 托車(chē)板是車(chē)輛和車(chē)庫(kù)發(fā)生直接接觸的機(jī)構(gòu),托車(chē)板下方固定有導(dǎo)軌和滑輪。存車(chē)時(shí)，將待入庫(kù)車(chē)輛停放在托車(chē)板上，再利

38、用載車(chē)臺(tái)升降和橫移機(jī)構(gòu)橫移將車(chē)送至泊車(chē)位;取車(chē)時(shí)，先由橫移機(jī)構(gòu)將托車(chē)板連同車(chē)輛一起取回到載車(chē)臺(tái)，然后降到基層。（3）橫移機(jī)構(gòu) 橫移機(jī)構(gòu)使托車(chē)板從載車(chē)臺(tái)橫移至泊車(chē)位或從泊車(chē)位橫移至載車(chē)臺(tái)，以完成車(chē)輛的出入庫(kù)過(guò)程。橫移機(jī)構(gòu)采用了齒輪橫移技術(shù)，該機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理如下：托車(chē)板的下方固定有齒條，載車(chē)臺(tái)及泊車(chē)位的機(jī)構(gòu)上固定有電機(jī)，電機(jī)軸上安裝齒輪與托車(chē)板上的齒條相嚙合，通過(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而使嚙合的齒條和托車(chē)板橫移4.2 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)（1） 電機(jī)的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本文設(shè)計(jì)的立體車(chē)庫(kù)提升一層所需的時(shí)間為10秒，提升載車(chē)板與副載車(chē)板之間的靜垂直距離為2m。即提升的位移為2m，由此可以計(jì)算出提升

39、速度為0.2m/s。預(yù)估載車(chē)板重量為0.2噸，停車(chē)重量取1.6噸，合集電機(jī)所需提升的總重量為1.8噸。設(shè)加速時(shí)間為1s，則加減速時(shí)間共為2s，且加減速過(guò)程的平均速度為最大速度的一半。固有：得：所以，加速度為：需要拉力：n設(shè)同步帶直徑周長(zhǎng)為脈沖當(dāng)量最大轉(zhuǎn)速細(xì)分?jǐn)?shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低，增加一級(jí)減速。取二級(jí)主動(dòng)輪直徑：一級(jí)主動(dòng)輪直徑取：減速比取1:3則去一級(jí)從動(dòng)輪直徑為：電機(jī)最大轉(zhuǎn)速為：驅(qū)動(dòng)細(xì)分?jǐn)?shù)：故取細(xì)分?jǐn)?shù)為4.實(shí)際脈沖當(dāng)量：第二級(jí)主動(dòng)輪上的力矩：電機(jī)軸上的力矩：由于沒(méi)有考慮同步帶的效率、導(dǎo)軌的摩擦和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等因素，同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)高速時(shí)扭矩要大幅下降；所以，取安全系數(shù)4比較保險(xiǎn)。故，電機(jī)力矩：選取三

40、相步進(jìn)電機(jī)：130byg350eh-0602電機(jī)參數(shù)規(guī)格型號(hào)相數(shù)步距角（）相電流（a）130byg350eh-060260.6/1.26保持轉(zhuǎn)矩（nm）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（gcm2）重量（kg）外形尺寸（mm）353500017.5134134226（2） plc對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的控制，分慢速、中速和快速三檔，分別通過(guò)開(kāi)關(guān) s1、s2 和 s3 選擇；步數(shù)控制分單步、10 步、100 步三擋，分別通過(guò)按鈕 s4、開(kāi)關(guān) s5和 s6 選擇；暫停步進(jìn)電機(jī)通過(guò) s7 控制；啟動(dòng)控制由內(nèi)部寄存器 m50 控制；正、反轉(zhuǎn)控制由內(nèi)部寄存器 m60 控制。圖4-2 plc的接線圖4.3 檢測(cè)系統(tǒng)

41、升降機(jī)構(gòu)中，我們用步進(jìn)電機(jī)提升載車(chē)臺(tái)，在載車(chē)臺(tái)經(jīng)過(guò)每一層時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生平層信號(hào)。車(chē)庫(kù)的平層信號(hào)是在每層上安裝的接近開(kāi)關(guān)來(lái)產(chǎn)生的。目的是為了不影響升降機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。 接近開(kāi)關(guān)是一種非接觸式開(kāi)關(guān)，當(dāng)物體接近某一信號(hào)機(jī)構(gòu)時(shí)，信號(hào)機(jī)構(gòu)發(fā)出接近信號(hào)，它不需要機(jī)械式行程開(kāi)關(guān)必須施以機(jī)械力，與有觸頭的行程開(kāi)關(guān)相比，其優(yōu)點(diǎn)是：動(dòng)作可靠，反應(yīng)速度快（即操作頻率高），壽命長(zhǎng)，靈敏度高，沒(méi)有機(jī)械損耗，適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境等。 接近開(kāi)關(guān)按其激勵(lì)方式，可分為電感式，電容式，超聲波式三種。電感式接近開(kāi)關(guān)是用金屬觸發(fā)；而電容式接近開(kāi)關(guān)可用各種材料觸發(fā)，無(wú)論是固體，液體或粉末狀都可；超聲波式接近開(kāi)關(guān)可觸發(fā)固體，液體或粉末狀物體

42、，只要對(duì)聲音有足夠的反射能力即可。 由于我們要檢測(cè)的對(duì)象是由鋁合金制作的載車(chē)臺(tái)，所以必然選用由金屬觸發(fā)的電感式接近開(kāi)關(guān)。如圖 43 所示是電感式接近開(kāi)關(guān)的工作原理。接近開(kāi)關(guān)由一個(gè)高頻震蕩器和一個(gè)整形放大器組成，振蕩器振蕩后，在開(kāi)關(guān)的檢測(cè)面產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬體接近檢測(cè)面時(shí)，金屬體產(chǎn)生渦流，吸收了振蕩器的能量，使振蕩減弱以至停振。通過(guò)對(duì)“振蕩”和“停振”兩種不同的狀態(tài)，由整形放大器轉(zhuǎn)換成“高”和“低”兩種不同的電平，從而起到“開(kāi)”和“關(guān)”的控制作用。圖4-3接近開(kāi)關(guān)工作原理圖為了對(duì)載車(chē)臺(tái)的升降起到限位保護(hù)作用，我們還裝了兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)的原理與控制按鈕類似，只不過(guò)是把手按下改成用被控對(duì)象按

43、下，它們裝在車(chē)庫(kù)的頂部和底部，當(dāng)載車(chē)臺(tái)碰上行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)就通過(guò)機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，對(duì)控制電路發(fā)出指令以實(shí)現(xiàn)位置保護(hù)。接近開(kāi)關(guān)和限位開(kāi)關(guān)的安裝位置見(jiàn)圖4-4：圖4-4 開(kāi)關(guān)位置圖4.4 橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng) 橫移機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要包括兩方面：通過(guò)光電開(kāi)關(guān)傳感器對(duì)車(chē)輛位置檢測(cè)，通過(guò)光電開(kāi)關(guān)和電機(jī)對(duì)托車(chē)板橫移的運(yùn)動(dòng)控制。一、車(chē)輛入庫(kù)檢測(cè) 通過(guò)不同位置的光電開(kāi)關(guān)，對(duì)車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)，判斷車(chē)輛在電梯托車(chē)板上的位置擺放是否合乎要求，光電開(kāi)關(guān)傳感器的組成如下：5 個(gè)傳感器分布在入庫(kù)拖車(chē)板的不同位置，如圖 45 所示。圖4-5 光電開(kāi)關(guān)示意圖光電開(kāi)關(guān) 1，2 檢測(cè)車(chē)輛兩側(cè)位置，使車(chē)輛即不能

44、超出托車(chē)板的左限右限，光電開(kāi)關(guān) 3，4 檢車(chē)輛是否超出允許的前限，后限。光電開(kāi)關(guān) 5 檢測(cè)車(chē)的高度是否超限。以光電開(kāi)關(guān) 1 為例闡述系統(tǒng)的檢測(cè)原理及過(guò)程。沒(méi)有車(chē)時(shí)或者車(chē)輛沒(méi)有超限時(shí)，光電傳感器的發(fā)光端到接收端之間沒(méi)有物體阻隔，接收端能順利的收到發(fā)光端發(fā)出的光電信號(hào)，此時(shí)光電傳感器向控制器發(fā)出 1 的信號(hào)，當(dāng)車(chē)輛越限時(shí)，接收端不能接收到光信號(hào)，則光電傳感器向控制器發(fā)出 0 的信號(hào)。 通過(guò)對(duì)光電傳感器的輸出信號(hào) 1，0 的判斷，可以知道車(chē)輛是否超限。其它各傳感器與此類似。以上規(guī)則是計(jì)算機(jī)模糊判斷的基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)光電開(kāi)關(guān) 1、2 和光電開(kāi)關(guān) 3、4及光電開(kāi)關(guān) 5 的綜合判斷，可以得出車(chē)輛所處的狀態(tài)，如

45、表 41 所示。表4-1車(chē)輛所處狀態(tài)：狀態(tài)光電開(kāi)關(guān)1光電開(kāi)關(guān)2狀態(tài)光電開(kāi)關(guān)3光電開(kāi)關(guān)4狀態(tài)光電開(kāi)關(guān)5車(chē)超寬00車(chē)超長(zhǎng)00超位高0右邊超限01車(chē)頭超限01合格1左邊超限10車(chē)尾超限10合格11合格11 根據(jù)表 41 的規(guī)則，通過(guò)電路產(chǎn)生相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)，傳給上位機(jī)，并在監(jiān)視器上顯示，以指導(dǎo)駕駛員對(duì)車(chē)輛的操作。 在車(chē)輛入庫(kù)檢測(cè)中，對(duì)車(chē)內(nèi)是否有人也要進(jìn)行檢測(cè)。在車(chē)輛的入庫(kù)過(guò)程中，不允許有人在車(chē)內(nèi)操作，這樣保證了司機(jī)的安全。4.5 電氣控制接線圖圖4-6 硬件接線圖第五章 plc程序設(shè)計(jì)5.1 plc 控制技術(shù)介紹 立體車(chē)庫(kù)在存取車(chē)過(guò)程中，動(dòng)作較多、較復(fù)雜，且有很多輸入輸出的開(kāi)關(guān)量特性，所以本文采用 p

46、lc 作直接控制器，完成控制信號(hào)采集和直接控制。plc 是一種技術(shù)非常成熟的控制器，是一種以微計(jì)算機(jī)為核心的過(guò)程控制裝置，它以其高性價(jià)比在工業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí) plc 的穩(wěn)定性極高。 本文所采用的 plc 是由三菱公司生產(chǎn)的，型號(hào)為 fx2n80mr。它是一款性能十分出眾的微型可編程控制器。 下面主要介紹一下這種 plc 的結(jié)構(gòu)與性能。一、fx2n系列 plc 的構(gòu)成 fx2n系列 plc 是由電源、cpu 存儲(chǔ)器和輸出、輸入器件指示部分、接口部分組成的單元式可編程控制器。ac 電源、dc 輸入型的內(nèi)裝 dc 24 v 電源作為傳感器的輔助電源。二、采用裝卸式端子臺(tái) 外部接線端

47、子包括 plc 電源（ l，n）、輸入用直流電源（24v，com）、輸入端子（x）、輸出端子（y）等，每個(gè)端子均有對(duì)應(yīng)編號(hào)，主要完成電源、輸入信號(hào)、輸出信號(hào)的連接，是易于維修的裝卸式端子臺(tái)。三、程序存儲(chǔ)器 fx2n中有許多 16 位存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的軟元件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），2 個(gè)合并可組成 32 位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。且內(nèi)置鉀電池后備，電池壽命達(dá) 5 年。四、豐富的輸出輸入擴(kuò)展設(shè)備（1）可以接各種輸出輸入擴(kuò)充設(shè)備；電壓輸入或電流輸入；（2）輸入類型：dc 輸入（24v，250ma 以下）；（3）輸出類型：繼電器輸出、三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)元件輸出、晶體管輸出；（4）式樣：標(biāo)準(zhǔn)式端子臺(tái)。五、豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備

48、模擬輸入設(shè)備、模擬輸出設(shè)備、溫度傳感器輸入、熱電偶輸入設(shè)備、軸定位設(shè)備、雙軸（內(nèi)插）定位設(shè)備、脈沖輸出設(shè)備、高速計(jì)數(shù)器、并聯(lián)連接nelseclnet/mini s3 連接設(shè)備、rs485 通信設(shè)備、id 機(jī)器連接設(shè)備、模擬容量模塊等。六、簡(jiǎn)便的應(yīng)用指令群 fx2n可編程控制器提供簡(jiǎn)便指令到復(fù)雜控制指令的支持。簡(jiǎn)便指令是為減輕序列程序編輯負(fù)擔(dān)，復(fù)雜控制指令則要求控制復(fù)雜過(guò)程。5.2 plc 的硬件配置和設(shè)計(jì)思路 根據(jù)立體車(chē)庫(kù)的控制要求，對(duì) plc 控制系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)分配如下：1. 輸入點(diǎn)分配：x1: 步進(jìn)電機(jī)慢速轉(zhuǎn)動(dòng)x2：步進(jìn)電機(jī)中速轉(zhuǎn)動(dòng)x3：步進(jìn)電機(jī)快速轉(zhuǎn)動(dòng)x5：步進(jìn)電機(jī)單步行進(jìn)x6：步進(jìn)電

49、機(jī) 10 步行進(jìn)x7：步進(jìn)電機(jī) 100 步行進(jìn)x10：步進(jìn)電機(jī)暫停 以上分配點(diǎn)是用來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)，立體車(chē)庫(kù)正常運(yùn)作的情況下，只需要閉合x(chóng)1，x2，x3 之中的任何一個(gè)，進(jìn)行選速。其余的只有在檢修的時(shí)候可能會(huì)用到。x20：第一層左邊車(chē)位（1 號(hào)車(chē)位）x21：第一層右邊車(chē)位（2 號(hào)車(chē)位）x22：第二層左邊車(chē)位（3 號(hào)車(chē)位）x23：第二層右邊車(chē)位（4 號(hào)車(chē)位）x24：第三層左邊車(chē)位（5 號(hào)車(chē)位）x25：第三層右邊車(chē)位（6 號(hào)車(chē)位）x26：第四層左邊車(chē)位（7 號(hào)車(chē)位）x27：第四層右邊車(chē)位（8 號(hào)車(chē)位）x28：第五層左邊車(chē)位（9 號(hào)車(chē)位）x29：第五層右邊車(chē)位（10 號(hào)車(chē)位）x32：第六層左邊車(chē)位（1

50、1號(hào)車(chē)位）x33：第六層右邊車(chē)位（12 號(hào)車(chē)位） 以上分配點(diǎn)是立體車(chē)庫(kù)在取車(chē)過(guò)程中選擇車(chē)位的車(chē)位號(hào)。x34：第一層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x35：第二層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x36第三層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x37：第四層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x38：第五層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x39：第六層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x40：基層平層信號(hào)（接近開(kāi)關(guān)）x43：托車(chē)板左移完成信號(hào)（光電開(kāi)關(guān)）x44：托車(chē)板右移完成信號(hào)（光電開(kāi)關(guān)）x45：上限位開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)）x46：下限位開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)）x0：車(chē)頭檢測(cè)信號(hào)（光電開(kāi)關(guān)）x4：車(chē)尾檢測(cè)信號(hào)(光電開(kāi)關(guān)) 以上分配點(diǎn)是立體車(chē)庫(kù)位置信號(hào)的輸入點(diǎn)。x49：存車(chē)信號(hào)x45：取車(chē)信

51、號(hào) 以上分配點(diǎn)是用來(lái)選擇是存車(chē)還是取車(chē)。2.輸出點(diǎn)分配：y0：步進(jìn)電機(jī) u 相y1：步進(jìn)電機(jī) v 相y2：步進(jìn)電機(jī) w 相y5：1 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y6：1 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y7：2 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y11：2 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y12：3 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y13：3 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y14：4 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y15：4 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y16：5 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y17：5 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y20：6 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y21：6 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y22：7 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y23：7 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y24：8 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y2

52、5：8 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y26：9 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y27：9 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y30：10 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y31：10 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y32：11 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y33：11 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y34：12 號(hào)車(chē)位電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y35：12 號(hào)車(chē)位電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y36：載車(chē)臺(tái)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)y37：載車(chē)臺(tái)電機(jī)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng) 以上輸出點(diǎn)是控制立體車(chē)庫(kù)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。y40：車(chē)庫(kù)已滿信號(hào)y41：限位報(bào)警y42：超長(zhǎng)報(bào)警 立體車(chē)庫(kù)的程序設(shè)計(jì)思路分為兩個(gè)步驟：首先是控制程序的總體走向(主程序)，其次是利用 stl 指令編寫(xiě)具有特定功能的程序（子程序）。主程序通過(guò) cj 指令向子程序跳轉(zhuǎn)。主程序主要是用仿 stl 指令編寫(xiě)，因?yàn)樵?stl 指令執(zhí)行過(guò)程中，三菱公司要求盡量避免有 cj 指令，因?yàn)槠洳僮鬟^(guò)程的復(fù)雜。特定功能的程序主要是用 stl 指令編寫(xiě)，有存車(chē)程序，取車(chē)程序，存板程序，取板程序 4 類，每類又包括 12 段針對(duì)不同車(chē)位的程序5.3 主程序的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)思想是 plc 上電后首先進(jìn)行程序初始化（