四層九列式立體車庫畢業(yè)設(shè)計論文word格式

1、目 錄設(shè)計總說明IINTRODUTIONII1.緒論11.1 研究的目的和意義11.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況、發(fā)展水平與存在問題11.3 研究目標、內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題22.立體車庫的方案選擇32.1立體車庫主要有以下幾種形式3升降橫移式3巷道堆垛式4垂直提升式4垂直循環(huán)式42.2立體車庫多種方案比較53. 升降橫移式立體車庫總體方案設(shè)計73.1升降橫移式立體車庫運行原理73.2系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟74.立體車庫系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計94.1升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)94.2定位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計12定位控系統(tǒng)的組成12立體車庫控制系統(tǒng)的原理125 升降橫移立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計145.1可編程控制器

2、的選擇145.1.1 PLC的發(fā)展歷史145.1.2 PLC的市場情況145.2定位控制系統(tǒng)程序設(shè)計15監(jiān)測點與控制點分布15電氣系統(tǒng)部分設(shè)計165.3 PLC控制程序設(shè)計17立體車庫自動控制系統(tǒng)17控制程序流程圖17控制程序優(yōu)化185.4電氣元件的選擇216.總結(jié)與展望236.1總結(jié)236.2展望23鳴謝24參考文獻25設(shè)計總說明立體車庫是專門實現(xiàn)各種車輛的自動停放及科學(xué)寄存的倉儲設(shè)施。隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個普遍現(xiàn)象。機械式立體車庫可充分利用地上資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立

3、體車庫為研究對象，綜合考慮立體車庫制造成本和運行效率的雙重因素。本畢業(yè)設(shè)計選擇四層九列式車庫結(jié)構(gòu)為研究模型，主要設(shè)計了對車庫的控制系統(tǒng)，確保客戶停車取車方便、快捷和安全。本文簡單介紹了車庫的主體結(jié)構(gòu)和特點，對車庫的控制系統(tǒng)作了重點的說明。依據(jù)升降橫移式立體車庫的運行原理，在對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用了先進的PLC控制，運用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運行，證明采用可編程序控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)簡單易行。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國家關(guān)于機械式停車設(shè)備通用安全要求的標準、升

4、降橫移式立體車庫的實際，在升降橫移式立體車庫中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對安全，使得整個車庫可以安全平穩(wěn)的運行。關(guān)鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，可編程序控制INTRODUTIONParking is designed to achieve a variety of automatic vehicle parking and storage facilities for scientific storage. With the citys ever-increasing car ownership, parking difficult issues and medium-sized

5、 cities has become a common phenomenon. Mechanical parking can make full use of land resources play a space advantage, to maximize the parking, the solution to urban traffic problems still an important way. The topics to be more typical of lifting and transferring the garage as the research object,

6、considering the manufacturing cost of parking and the efficiency of the two factors. Select the graduation four 9-garage structure model for the study, the main design of the garage control system to ensure that customers get car parking convenient, fast and secure. This article explains the garage

7、of the main structure and characteristics of the control system of the garage also made a simple explanation, based on lifting and transferring the operation principle of the garage. In lifting and transferring parking control system design, using advanced PLC control, the use of Mitsubishis program

8、ming software developed lifting and transferring procedures for parking control systems, and through commissioning, operation, that can be compiled using process controller (PLC) control system as simple and easy. Its stable, reliable, fast, cost-effective features make the control system is perfect

9、. To make parking device meets application requirements, according to the country on general safety of mechanical parking equipment required standards, lifting and garage-type three-dimensional reality, in Lift and sliding type used in some parking is necessary for security technology, thus ensuring

10、 that the vehicle absolute safety, making the whole garage can run safely and stably. Keywords：Stereo garage, Control system, PLC.1.緒論1.1 研究的目的和意義作為現(xiàn)代大都市的標志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅停車場也有了長足的發(fā)展，由于平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現(xiàn)代立體車庫演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市的建筑。作為現(xiàn)代大都市的標志，立體建筑和立體交通都

11、有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車輛為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識。目前我國經(jīng)濟正處高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高80%90%，如果采用地上21層立體式車庫的話，50平

12、方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。機械車庫與地下車庫相比可更加有效得保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設(shè)備不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機械存車，還可以免除暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。這時眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。當(dāng)以往的路邊、人行道停車、地下或地面停車場均解決不了上述問

13、題時，采用機械式立體停車設(shè)備是一個非常有效的措施。機械式立體車庫設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，立體車庫的設(shè)計目的：是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個有效手段?？梢灶A(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。1.2 國內(nèi)外發(fā)展狀況、發(fā)展水平與存在問題車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、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)展在國外，尤其在日本已有近3040年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛

14、盾，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。 立體車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，立體車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層立體車庫，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。立體車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 根據(jù)

15、我們對立體車庫工程的實地采訪，變味的采購需求、用戶不友好、以及現(xiàn)行的停車收費政策是影響立體車庫行業(yè)良性發(fā)展的三個因素。（1）采購需求分析根據(jù)我們對立體車庫市場的調(diào)查，目前立體車庫項目主要集中在住宅區(qū)、寫字樓、醫(yī)院、機關(guān)企事業(yè)單位這四大領(lǐng)域。其中，新建住宅區(qū)和寫字樓的立體車庫建設(shè)，基本上都是由開發(fā)商主導(dǎo)的，其市場份額占到總的車庫市場的60%，而醫(yī)院和單位自用領(lǐng)域，自身的停車需求是主要采購誘因。（2）用戶友好度由于立體車庫的誕生是為了在有限的空間增加車位，因此設(shè)計者通常都會在有限的空間里面盡量多的設(shè)計車位，以滿足甲方的要求，而沒有考慮這樣的設(shè)計停車者在使用時是否方便。用戶友好度是市場起步階段很多企

16、業(yè)都會忽略的問題，然而，隨著立體車庫的普及，用戶不友好引發(fā)的問題逐漸增多。（3）價格政策停車收費政策是影響整個停車行業(yè)發(fā)展的最根本因素。目前，停車收費實行的是政府定價、政府指導(dǎo)價和市場調(diào)節(jié)價，但事實上，真正實施市場調(diào)節(jié)價的停車庫少之又少。在車位銷售都已經(jīng)市場化的情況下，盡管車位供需存在巨大的矛盾，車位的租用仍然沿用定價方式。而大多數(shù)城市相對低廉的路邊停車收費，使立體車庫的運營更加舉步維艱。1.3 研究目標、內(nèi)容及擬解決的關(guān)鍵問題1.研究目標：通過立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計來了解立體車庫的結(jié)構(gòu)和機械傳動系統(tǒng)，了解立體車庫的入庫和出庫動作。設(shè)計出更完善的控制系統(tǒng)來對停車的管理，較好的解決停車的問題和困難

17、。2.研究內(nèi)容：（1）多種立體車庫方案的比較（2）設(shè)計立體車庫控制系統(tǒng)，繪制電氣系統(tǒng)原理圖，確定電器元件3.研究方法（1）根據(jù)設(shè)計和生產(chǎn)的需要，在各地區(qū)的立體車庫進行實際考察，現(xiàn)場筆錄及調(diào)研。（2）查閱相關(guān)資料，初步進行理論可行性分析。（3）整理相關(guān)資料，確定立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計的總體方案，進行設(shè)計工作。2.立體車庫的方案選擇2.1立體車庫主要有以下幾種形式目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式（PSH）、巷道堆垛式(PXD)、垂直提升式（PCS）、垂直循環(huán)式（PCX）、水平循環(huán)式（PSX）、多層循環(huán)式（PDX）、簡易升降式（PJS）、平面移動式（PPY），在以上幾種立體車庫中以升降橫移

18、式立體車庫應(yīng)用最為廣泛，本畢業(yè)設(shè)計經(jīng)過多種方案比較決定采用升降橫移式立體車庫，升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可以設(shè)計成半地下、兩層、三層、四層、五層等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。升降橫移式升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。產(chǎn)品特點如下：1）節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。2）價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。3）可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。4）存取車迅速，等候時間短。5）運行平穩(wěn)，工作噪聲低。6）適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使

19、用。7）安全裝置：防墜裝置，光電開關(guān)、限位開關(guān)、急停開關(guān)等。圖2-1 升降橫移式立體車庫巷道堆垛式巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。巷道堆垛式立體車庫如圖2-2所示。圖2-2巷道式立體車庫垂直提升式直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。垂直提升式立體車庫如圖2-3所示。垂直循環(huán)

20、式垂直循環(huán)式立體車庫（如圖2-4）特點：占地少，兩個泊位面積可停6-10輛車。外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短?？刹捎米詣涌刂疲\行安全可靠。圖2-3垂直提升式立體車庫圖2-4垂直循環(huán)式立體車庫2.2立體車庫多種方案比較我國的立體車庫種類繁多，不同的車庫就有不同的特點，從以上四種車庫的特點來看，每種立體車庫都占地面積較少，可停數(shù)量較多的車，再結(jié)合造價、技術(shù)難度以及用戶需求等各個方面的因素，同時采用這類設(shè)備的車庫的普遍性，因此，最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。升降橫移式立體車庫突現(xiàn)多方面優(yōu)勢，據(jù)悉，與傳統(tǒng)地下車庫相比，全智能全自動立體車庫具有

21、多方面的優(yōu)勢。首先，立體車庫可更加有效地保證人身和車輛的安全，由電腦全程控制的整個設(shè)備在客戶將車輛停入升降機門口并離開升降位后方開始運轉(zhuǎn)，這樣，立體車庫即可從管理上做到徹底的人車分流。其次，采用立體停車庫的設(shè)計還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫要低。此外，立體停車庫避免了客戶在停車取車過程中因為不慎而造成的車輛損傷，充分體現(xiàn)了以人為本的設(shè)計思想。3. 升降橫移式立體車庫總體方案設(shè)計3.1升降橫移式立體車庫運行原理升降橫移立體停車庫車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式，可設(shè)計為多層、多列。車庫組合布置的不同形式可適應(yīng)不同場地條件的需要，配置非常靈活。升降橫移停車庫利用托盤移位產(chǎn)生

22、垂直通道，實現(xiàn)高層車位升降存取車輛，全部邏輯過程均由PLC進行控制。地面以上布置的升降橫移立體車庫結(jié)構(gòu)特點：底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層必須預(yù)留一個空車位，供進出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；中間層、頂層進出車時，先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進行下降和進出車動作，進出車后再上升回到原位置。3.2系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟立體車庫系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的主要步驟，如圖3-1所示。記錄運行結(jié)果并分析研究內(nèi)容制定方案查詢資料設(shè)計電器原理圖確定硬件配置按要求編寫程序設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)試程序確

23、定課題總結(jié)錯誤圖3-1立體車庫控制系統(tǒng)的修行步驟在本次課題設(shè)計過程中主要考慮以下幾點：1. 深入的了解和分析立體車庫的工藝條件和控制要求2. 根據(jù)立體車庫的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)3. 根據(jù)I/O的點數(shù)選擇合適的PLC的類型4. 分配I/O點，分配PLC的輸入、輸出點5. 設(shè)計立體車庫系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計6. 將程序輸入PLC程序進行調(diào)試，查出錯誤，讓程序更加完善4.立體車庫系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計4.1升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)升降橫移式立體車庫是利用在車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板用過升、降、橫移運動到

24、達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位要將載車板或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫?，F(xiàn)在以四層四列13位個車位的立體車庫說明車庫的具體動作如圖4-1所示。A41A42A43A44A31A21A11A32A22A12A33A23A13A41A31A22A12A21A11A42A13A43A33A23A321A44（a）（d）（c）（b）A41A42A43A44A31A21A11A32A22A13A23A33A12A41A21A11A13A23A33A44A12A22A32A43A31A42圖4-1 車庫的具體動作假如

25、停車庫的狀態(tài)如圖1b所示，其它車位有車，只有A42是空的，現(xiàn)在要把車放到A42停車位上，則首先將A42停車位下的車位移開，再將A43向上移至頂層，然后將A32，A22，A12向左移，最后將A42降至底層，車就可以停到A42上，圖4-1為停車全過程的運動示意圖，同樣n層m列的存取車原理相同。本設(shè)計的升降橫移式立體車庫是四層九列式的立體車庫：第一層有八個停車位一個空位；第二層有八個停車位,一個空位；第三層與二層相同, 也是八個停車位，一個空位；第四層有九個停車位，該停車設(shè)備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動作，最低層的停車板只可做橫移動作。中間兩層停車即可做升降動作又可做橫移動作。下三層

26、均設(shè)有空位，臺板通過橫移動作變換空位，降下空位上方的汽車，取出汽車，最低層汽車無須倒車，便可直接開出。升降橫移式立體車庫主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全保護系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成進行分析，如圖4-2所示。圖4-2升降橫移立體車庫主要組成1. 結(jié)構(gòu)框架立體車庫一般主要以剛結(jié)構(gòu)和鋼筋混泥土為主，在升降橫移式車庫中我們選用的鋼架結(jié)構(gòu)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點：（1）可靠性高剛才在生產(chǎn)時，整個過程可嚴格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，定能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體；鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對材料性能所作的基本假定符合較好；

27、鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合目前的理論計算結(jié)果，計算結(jié)果可靠，所以說鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高。（2）材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小與混泥土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強度和彈性模量較高，而且強度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運輸與安裝，可減輕基礎(chǔ)的負荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價。（3）材料的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破環(huán)前一般都會產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可幾時采取補救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強，具有良好的吸能能力，抗震性優(yōu)越。（4）鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實現(xiàn)機械化，

28、生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較大的單元，再進行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟效益。由于剛結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。（5）鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。（6）鋼材的耐銹蝕性差在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問題并不嚴重。立體車庫多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對鋼結(jié)構(gòu)本身的維護費用低。2. 上載車板及其提升系統(tǒng)每塊上載車板都配有一套獨立的電

29、機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。電機順時針旋轉(zhuǎn)時，載車板上升，電機逆時針旋轉(zhuǎn)時，載車板下降。根據(jù)載車板及車重量確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳動力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。3. 下載車板及其橫移系統(tǒng)由于下載車板不需要懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨立的電機減速機傳動系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有4只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動輪，裝于長傳動軸兩端，另兩只為獨立安裝的從動輪。點擊減速機驅(qū)動長傳動軸運轉(zhuǎn)，長傳動軸的主動鋼輪在

30、導(dǎo)軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機的驅(qū)動功率。4. 控制系統(tǒng)升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC可編程控制器控制，主要有自動、復(fù)位、急停的控制方法。自動控制應(yīng)用于平時正常工作狀態(tài)，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。對于本設(shè)計所列的33車位升降橫移式立體車庫，PLC主要控制二到四層的升降電機的正反轉(zhuǎn)和一到三層的橫移電機的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位安全鉤的電磁鐵和蜂鳴器、顯示裝置等。4.2定位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計定位控系統(tǒng)的組成系統(tǒng)主要由：PLC、組態(tài)監(jiān)控部分、電氣傳動部分、檢測部分PLC程序設(shè)計要求a 四層的車版只能上下

31、移動，不能左右移動；b 二到三層的車板既可以上下移動，又可以上下移動c 一層的車板只能左右移動d 下層車可以直接開出e 上排車位的汽車，要想開出需要先按下相應(yīng)標號叫按鍵，再按下叫車按鍵，然后下排車位先左右移動，讓出位置，上排車位降至下層，再進出車輛。立體車庫控制系統(tǒng)的原理整個車庫設(shè)計由一臺PLC對車庫進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過PLC控制載車板縱橫傳動裝置以完成對車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度車輛進出。立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強電系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集、報警與控制輸出。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸的接

32、通與關(guān)斷。強電系統(tǒng)包括載車板電機控制線路、控制電機正反轉(zhuǎn)接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時，按下急停開關(guān)，斷掉所有電機的電源，使載車盤無法繼續(xù)運行，以保護人員及設(shè)備的安全。系統(tǒng)輸出控制信號包括控制電機運行方向信號，控制電機運行信號，控制電磁鐵信號，控制蜂鳴報警信號，控制車庫照明信號。升降橫移式立體車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機電一體化產(chǎn)品，集機械、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)的合理運用與組合構(gòu)成了車庫的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機構(gòu)是“四肢”，框架是“軀體”，

33、那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著車庫的每個運作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進行監(jiān)控。升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理：操作者(人)要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(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)把可識別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來完成車庫現(xiàn)場的運作。其系統(tǒng)控制原理框圖，如圖4-3所示?？刂葡到y(tǒng)車庫現(xiàn)場監(jiān)測系統(tǒng)人類圖4-3車庫控制原理框圖5 升降橫移立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計5.1可編程控制器的選擇PLC來源可編程序控制器的英文為Programmable Controller，在二十世紀70-80年代一直簡稱為PC。由于到90年代,個人計算機發(fā)展起來，也簡稱為PC；加之

34、可編程序的概念所涵蓋的范圍太大，所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（PLC-Programmable Logic Controller），為了方便，仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng)，強調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，它具有體積小，功能強，程序設(shè)計簡單，靈活通用，維護方便等一系列的優(yōu)點，特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使它成為大規(guī)?？刂乒こ痰睦硐胂挛粰C。5.1.1 PLC的發(fā)展歷史自196

35、8年美國GM（通用汽車）公司第一次提出取代繼電器控制裝置以來，現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品了。PLC除了以連續(xù)量為主的反饋控制外，特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作號按照時序動作；另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進行連鎖保護動作的控制；以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計時、計數(shù)器、模擬量的越限報警等狀態(tài)量為主的離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進行順序控制為主的產(chǎn)品。5.1.2 PLC的市場情況在PLC應(yīng)用方面，我國是很活躍的，近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品，年銷售額30億元人民幣，應(yīng)用的行業(yè)也

36、很廣。但是與其它國家相比，在機械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用，還需要加大投入。我國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品：西門子公司的產(chǎn)品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列產(chǎn)品。GE公司的產(chǎn)品；日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。PLC的市場的潛力是巨大的，不僅在我國，即使在工業(yè)發(fā)達的日本也有調(diào)查表明，PLC配套的機電一體化產(chǎn)品的比例占42%，采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說,需要應(yīng)用PLC的場合還很多，在我國就更是如此了。從技術(shù)創(chuàng)新的角度看，我國大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)），在機械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng)，PLC是基礎(chǔ)，所以PLC市場是廣闊

37、的。PLC具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護方便的優(yōu)點，這是它能持久的占有市場的根本原因。系統(tǒng)核心部分采用三菱FX2N為控制原件，它是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程控制器。它的基本指令執(zhí)行時間高達0.08us，遠遠超過了很久大型可編程控制器。它功能強大實用，價格便宜，工作穩(wěn)定可靠，采用繼電器輸出形式，可驅(qū)動交直流負載，負載電流在2A左右。220VAC供電，而且輸入端內(nèi)部自帶24V直流電源，還可負責(zé)提供直流電源。PLC的選型及特點：1. 可靠性高抗干擾能力強；2. 通用性強，控制程序可變，使用方便；3. 功能強，適應(yīng)面廣；4. 編程簡單，容易掌握；5. 減少了控制

38、系統(tǒng)的設(shè)計幾施工的工作量；6. 體質(zhì)小、重量輕、功耗低、維護方便。PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅固，體積小。重量輕，功耗低、而且由于PLC的強抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想空盒子設(shè)備。本設(shè)計采用三菱公司的FX2N-128MR-001和FX2N-48ER擴展來進行控制電路。5.2定位控制系統(tǒng)程序設(shè)計監(jiān)測點與控制點分布1.檢測點分布：（1）載車板上汽車停放到位否檢測采用光電開關(guān)在底層進行掃描檢測。光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在載車板前后位置均進行檢測，當(dāng)有車輛停放不到位時，車就把光電關(guān)光源擋住，此時系統(tǒng)不能動作，只有車輛停放到位后

39、，系統(tǒng)才能正常工作。（2）載車板上有無車檢測在每個載車板上的一條對角線上安放一套光電開關(guān)，用于檢測載車板上有無車。（3）載車板平移運動是否到位檢測只有下層載車板有平移運動，在每個車位上分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板平移運動是否到位。（4）載車板升降是否到位檢測只有上層載車板有升降運動，在每個載車板垂直運動的軌道上，在低層和上層分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板下降和上升是否到位。2.控制點分布（1）一層載車板左右平移控制一層載車板有八個，每個載車板只有左右移動兩個動作，采用帶自動抱閘的三相交流電機控制。（2）二三層載車板升降橫移運動控制二三層載車板各有八個，每個載車板有橫移、升降四個動

40、作，采自動抱閘的三相交流電機控制。（3）四層載車板升降運動控制四層載車板有九個，每個載車板只有升降兩個動作，采用帶自動抱閘的三相交流電機控制。（4）吊鉤動作控制只有二、三、四層的載車板使用吊鉤，每個載車板用2 套吊鉤，吊鉤用電磁鐵控制。電氣系統(tǒng)部分設(shè)計PLC接線設(shè)計：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內(nèi)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)，其控制原理見圖5-

41、1。 L N EPLC電源220V接地報警燈橫移小電機升降大電機蜂鳴器防墜機構(gòu)電源燈綠燈顯示器COM車位光電開關(guān)停車光電開關(guān)電磁反饋控制面板左右限位開關(guān)上下限位開關(guān)COM圖5-1控制原理圖5.3 PLC控制程序設(shè)計立體車庫自動控制系統(tǒng)現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動化立體停車設(shè)備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境，這是自動化立體停車設(shè)備的基本特點。停車設(shè)備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中

42、心，通過智能化控制中心運算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進來，擴大車庫的社會利用率和經(jīng)濟效益。這也將是自動化車庫的發(fā)展方向和趨勢。立體車庫控制系統(tǒng)由上位機監(jiān)控系統(tǒng)和下位機PLC控制系統(tǒng)組成，監(jiān)控系統(tǒng)由“上級總線機或網(wǎng)絡(luò)+上位機+PLC+現(xiàn)場操作機構(gòu)”構(gòu)成，以PC機核心，配備有打印機、音效設(shè)備、收款機顯示器等。上級總線控制機或網(wǎng)絡(luò)、操作器、觸摸屏、IC卡磁卡機都是可選部分，為進一步開發(fā)內(nèi)容，可根據(jù)車庫規(guī)模以及實際情況合理選用。控制程序流程圖本文所設(shè)計

43、的PLC存取車控制系統(tǒng)只針對上2、3、4層的車位，而對于1層車位，存取車直接開進開出即可?？刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫。程序流程見圖5-2。需要說明的是，載車板用鏈條依靠載車板上的吊點懸吊在托架上，在靜止狀態(tài)時，防墜（安全）掛鉤掛住載車板。在設(shè)計不同層進出車程序時運用了“并行分支與匯合”的技巧，所謂并行分支指的是各分支流程可同時執(zhí)行，待各流程動作全部結(jié)束后，根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第3層載車板進出車，可以使一層二層同時平移左移或右移，這樣，控制系統(tǒng)能自動處理設(shè)備動作順序，而且控制系統(tǒng)的試運行及故障檢查非常方便，可節(jié)約大量時間，提高工作效率。開機輸入存取的車位號運行程序并啟動相應(yīng)

44、的傳動機構(gòu)載車板到位與否？N發(fā)出存取車的信號Y載車板復(fù)位車停好否？NY載車板上升載車板到位與否？NY安全掛鉤掛上車停好上層存取車完成結(jié)束圖5-2上層控制程序流程圖控制程序優(yōu)化由于上層托盤的升降必須使其下層車位為空車位之后才能進行，以地上3層運動為例，1層空車位位置有N種，2層托盤升降涉及的運動方式有種，3層托盤可能的運動方式有種，隨著車位和層數(shù)的增加，程序會出現(xiàn)劇烈膨脹，因此，如何尋求簡便方法，使程序得到優(yōu)化將是該系統(tǒng)程序設(shè)計的難點。以第2層為例，在變量Dm中存放第2層需要存取的車位號1N，如進行上層X（1XN）號車位存取，則Dm=X；在Dm中存放下層空車位號，如空車位號為Y，則Dn=Y；在進

45、行存取車時，把Dm和Dn中的數(shù)值進行比較，其結(jié)果為0，則上層車位的托盤可以直接下移；如果結(jié)果大于0，則先把空車位右邊第一個托盤左移到空位上，之后重復(fù)上述過程，直到空車位在上層需要存取的車位正下方時，上層車位的托盤才能進行升降運動。程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖如圖5-3，車位存取控制梯形圖如圖5-4，3層和4層存取車的處理方法和第二層類似。開始讀取第二層需存取的車位號讀取第一層空車位號存取車位號空車位號與否？第一層空車位右移第一個托盤左移一個車位Y存取車位號空車位號與否？NYN第一層空車位左邊第一個托盤右移一個車位存取車位托盤下移結(jié)束圖5-3控制程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)框圖當(dāng)D21大于D10時，M20=1，空位在左邊；當(dāng)

46、D21等于D10時，M21=1，空位在正下方；當(dāng)D21小于D10時，M22=1，空位在右邊。D21減去D10可得第一層向左移動的車輛數(shù)（循環(huán)的次數(shù)）；D10自加1；D10=K2，M24=1，一層2號車位的托盤左移；D10=K3，M27=1，一層3號車位的托盤左移；D10=K4，M30=1，一層4號車位的托盤左移；D10=K5，M33=1，一層5號車位的托盤左移；D10=K6，M36=1，一層6號車位的托盤左移；D10=K7，M39=1，一層7號車位的托盤左移；D10=K8，M42=1，一層8號車位的托盤左移；D10=K9，M45=1，一層9號車位的托盤左移；循環(huán)結(jié)束；D10減去D21可得第一層

47、向右移動的車輛數(shù)(循環(huán)次數(shù))；D10自減1；D10=K8，M48=1，一層8號車位的托盤右移；D10=K7，M51=1，一層7號車位的托盤右移；D10=K6，M54=1，一層6號車位的托盤右移；D10=K5，M57=1，一層5號車位的托盤右移；D10=K4，M60=1，一層4號車位的托盤右移；D10=K3，M63=1，一層3號車位的托盤右移；D10=K2，M66=1，一層2號車位的托盤右移；D10=K1，M69=1，一層1號車位的托盤右移；循環(huán)結(jié)束。如圖5-4車位存取控制梯形圖5.4電氣元件的選擇根據(jù)檢測點的分布來選擇各部分的電氣原件：（1）載車板上汽車停放到位的檢測原件采用光電開關(guān)，光電開關(guān)

48、的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在載車板前后位置均進行檢測，當(dāng)有車輛停放不到位時，車就把光電關(guān)光源擋住，此時系統(tǒng)不能動作，只有車輛停放到位后， 系統(tǒng)才能正常工作。因為車庫的左右距離比較大，所以選用對射式較長的光電開關(guān)：上海坤氏GBL5034NB，對射距離30m。（2）載車板上有無車檢測在每個載車板上的一條對角線上安放一套光電開關(guān)，用于檢測載車板上有無車的光電開關(guān)，因為距離不大，所以采用上海GBL705NK，對射距離5m。（3）載車板平移運動是否到位檢測只有下層載車板有平移運動，在一到三層每個車位上分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板平移運動是否到位，選用德國施利行程開關(guān)STEIMEX

49、LSB-912A。（4）載車板升降是否到位檢測只有上層載車板有升降運動，在每個載車板垂直運動的軌道上，在一層和上層分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板下降和上升是否到位，選用德國施利行程開關(guān)LSA-021。（5）升降橫移式立體車庫所選的交流接觸器：CJ20JB恒磁保持交流接觸器主要用于交流50Hz(60Hz)額定電壓（110V、220V、380V）電流至1000A的電力線路中供遠距離接通和分斷電路以及控制交流電動機，具有節(jié)能，環(huán)保特征。6.總結(jié)與展望6.1總結(jié)4.針對智能立體車庫的功能要求，提出了控制系統(tǒng)的詳細方案。為達到車庫中的檢測要求，確定了經(jīng)濟而適用的傳感器。在車庫自動控制系統(tǒng)中，選用了

50、三菱FX2N系列的PLC可編程控制器，并對PLC功能和特點進行詳細的分析，給出了接線圖和控制程序。6.2展望鳴謝在這里我要特別感謝我的指導(dǎo)老師譚光宇教授和鄭偉峰講師的熱情關(guān)懷和悉心指導(dǎo)。在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中，老師傾注了大量的心血很汗水，無論是在畢業(yè)設(shè)計的選題。構(gòu)思和資料的收集方面，還是在設(shè)計的研究方法以及設(shè)計初定基本方案方面，我都得到了譚光宇教授和鄭偉峰老師悉心細致的教誨和無私的幫助然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我打下扎實的專業(yè)知識基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，正是因為有了他們的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。參考文獻1 蔣圣平, 顏景龍, 裴煥斗, 陳曄. PLC在立體車庫系統(tǒng)控制中的應(yīng)用J. 測試技術(shù)學(xué)報, 2000,(2):76-792 劉春麗