基于PLC的自動化立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計

畢業(yè)論文題目：基于PLC的自動化立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計_學(xué)院：電氣信息學(xué)院_______________專業(yè)：班級：學(xué)號：學(xué)生姓名：_________________導(dǎo)師姓名：xxxxx_________________完成日期：＿＿＿＿＿＿＿＿＿誠信聲明本人聲明：1、本人所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果；2、據(jù)查證，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，畢業(yè)設(shè)計（論文）中不包含其他人已經(jīng)公開發(fā)表過的研究成果，也不包含為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位而使用過的材料；3、我承諾，本人提交的畢業(yè)設(shè)計（論文）中的所有內(nèi)容均真實(shí)、可信。作者簽名：日期：年月日畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書題目：基于PLC的自動化立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計姓名系別專業(yè)班級學(xué)號指導(dǎo)老師職稱教研室主任一、基本任務(wù)及要求：本自動化立體車庫系統(tǒng)的機(jī)械部分由車庫和取送車機(jī)構(gòu)兩大部分組成，車庫共有4層，每層均有3個停車倉位。在車庫最底層的入口處有一個0號位置，凡需入庫的汽車，都必須先開到0號位置，再由取送車機(jī)構(gòu)從0號位置將車送入車庫中指定的停車倉位；反之，凡需出庫的汽車，都必須先由取送車機(jī)構(gòu)從車庫中指定的停車倉位取出，并送至0號位置，再從0號位置開走。取送車機(jī)構(gòu)由M1、M2、M3共三臺電動機(jī)拖動，能在X、Y、Z軸上作左右、前后、上下6個方向的運(yùn)動。本畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計者以PLC為核心，為該立體車庫設(shè)計一個汽車自動入庫與出庫的控制系統(tǒng)。具體設(shè)計要求如下：1.該控制系統(tǒng)應(yīng)具有手動和自動兩種工作方式，且能使這兩種工作方式不發(fā)生沖突。2.在手動方式下，應(yīng)能對取送車機(jī)構(gòu)進(jìn)行左右、前后、上下6個運(yùn)動方向的手動控制，并具有這6個方向的限位保護(hù)措施。3.在自動方式下，（1）只有當(dāng)0號位置有車，且車庫中指定的停車倉位無車時，發(fā)出汽車入庫命令后，取送車機(jī)構(gòu)才將汽車送到該停車倉位，否則該汽車入庫命令無效。（2）只有當(dāng)0號位置無車，且車庫中指定的停車倉位有車時，發(fā)出汽車出庫命令后，取送車機(jī)構(gòu)才將該停車倉位的汽車取出并送到0號位置，否則該汽車出庫命令無效。4.應(yīng)具有完備的信號顯示功能和故障保護(hù)功能。5.要求設(shè)計者確定控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案；確定PLC的型號規(guī)格；確定PLCI/O元件；列出PLCI/O元件分配表；設(shè)計電動機(jī)的主電路原理圖；設(shè)計立體車庫控制系統(tǒng)的公用程序、手動程序、自動程序、信號顯示程序和故障保護(hù)程序；上機(jī)調(diào)試程序；撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。二、進(jìn)度安排及完成時間：（1）1月7日至3月15日：明確設(shè)計任務(wù)和要求，收集設(shè)計資料，查閱有關(guān)文獻(xiàn)，了解本課題的研究現(xiàn)狀、存在問題、實(shí)際意義和發(fā)展前景，撰寫文獻(xiàn)綜述和開題報告，開題報告上傳到FTP。（2）3月16日至3月29日：畢業(yè)實(shí)習(xí)，撰寫畢業(yè)實(shí)習(xí)報告。（3）3月30日至4月5日：全面了解自動化立體車庫的工作過程，工作原理和對控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計要求，撰寫畢業(yè)設(shè)計的緒論部分和控制對象概述部分。（4）4月6日至4月12日：確定自動化立體車庫的控制方案。設(shè)計自動化立體車庫各拖動電機(jī)的主電路原理圖，確定自動化立體車庫控制系統(tǒng)的PLC的型號規(guī)格，確定PLCI/O元件。（5）4月13日至4月19日：列出PLCI/O元件分配表，繪制PLCI/O接線圖。（6）4月20日至5月3日：設(shè)計自動化立體車庫控制系統(tǒng)的公用程序、手動程序、自動程序、信號顯示程序和故障保護(hù)程序。（7）5月4日至5月10日：上機(jī)調(diào)試程序。（8）5月11日至5月31日：撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。（9）6月1日至6月6日：指導(dǎo)老師評閱畢業(yè)設(shè)計論文、電子文檔上傳FTP。（10）6月7日至6月10日：畢業(yè)設(shè)計答辯。（11）6月11日至6月14日：畢業(yè)設(shè)計成績評定。（12）6月15日至6月20日：畢業(yè)設(shè)計資料歸檔。前言隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，人口增多和人們生活水平的提高，停車一直是大中城市的熱門話題，國家經(jīng)貿(mào)委曾將“城市自動化立體車庫”列為行業(yè)技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)項(xiàng)目，隨著私家汽車的數(shù)量不斷增加，社區(qū)和公共場所存車矛盾的問題將會越來越嚴(yán)重，在人們對生活質(zhì)量及環(huán)境意識不斷增強(qiáng)之時，“車庫”逐漸成為我們口中的熱門話題，自動化立體車庫將會在新開發(fā)的樓盤和商業(yè)界里大顯身手。研究立體停車庫網(wǎng)絡(luò)智能管理系統(tǒng)不僅能夠降低成本，帶來經(jīng)濟(jì)效益，更能提高效率，方便人們的日常生活。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)或車不準(zhǔn)停位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)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(jī)械存車，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庫低得多。機(jī)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(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對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。目錄TOC\o"1-2"\h\u17142摘要 ④的同樣。圖5-3入庫順序功能圖(1)圖5-3入庫順序功能圖(2)圖5-3入庫順序功能圖(3)圖5-4出庫順序功能圖（1）圖5-4出庫順序功能圖（2）圖5-4出庫順序功能圖（3）5.5小車入庫程序的執(zhí)行過程我是采用梯形圖來實(shí)現(xiàn)，下面描述一下他的動作過程：要讓機(jī)械托盤動作，首先要把選擇開關(guān)打到入庫檔位，然后再按下你想讓小車進(jìn)入的車庫的庫號按鈕，在這兩個動作完成的同時，由于我設(shè)計了一置復(fù)位電路（在下面詳細(xì)介紹），程序會自動檢查0號車庫有無小車，同時也會檢查指定的車庫是否有車，在上面所有條件都滿足的情況下，程序就會自動運(yùn)行，下面我以每一層的第一個車庫為例說明其工作過程。1號入庫：在選擇開關(guān)打到入庫檔位，然后按下1號車庫的按鈕，條件都滿足的情況下，當(dāng)輔助繼電器SM0.1會產(chǎn)生一個脈沖，程序進(jìn)入初始步，然后在滿足S0.3·I3.4·I3.5·I4.2的情況下，S1.1步工作托盤上行，當(dāng)托起0號車庫中的小車，此時0號車庫檢測到無小車，同時滿足V1.0，此時S1.3步工作，機(jī)械托盤右行，一直移動直到碰到限位開關(guān)I3.7，托盤前進(jìn)，碰到限位開關(guān)I3.6，S1.5步工作，托盤下降放下小車，此時1號車庫的檢測開關(guān)檢測到右小車，托盤后退，直到碰到限位開關(guān)I3.5，S1.7步工作，托盤左行，直到碰到限位開關(guān)I3.4，回S0.0步，等待下一個命令的執(zhí)行。那么第一層的其他兩個的工作過程相似。4號入庫:前面兩步的操作步驟一樣（選擇開關(guān)打到入庫，庫號4按下），在托盤右移的時候碰到I3.7托盤上行，直到碰到限位開關(guān)第二層的限位開關(guān)I4.3，托盤前進(jìn)，碰到限位開關(guān)I3.6后托盤下行放下小車，在4號車庫檢測到有小車時托盤右退至I3.5，然后托盤下降，直到碰到限位開關(guān)I3.7托盤左移，然后回S0.0步。第二層的其他兩個車庫的動作情況一樣。7號入庫：前面兩步的操作步驟一樣（選擇開關(guān)打到入庫，庫號7按下），在托盤右移的時候碰到I3.7，托盤上行，直到碰到限位開關(guān)第三層的限位開關(guān)I4.4，托盤前進(jìn)，碰到限位開關(guān)I3.6后托盤下行放下小車，在4號車庫檢測到有小車時托盤后退至I3.5，然后托盤下降，直到碰到限位開關(guān)I3.7托盤左移，然后回S0.0步。第三層的其他兩個車庫的動作情況一樣。10號入庫：在選擇開關(guān)打到入庫檔位，然后按下10好車庫的按鈕，條件都滿足的情況下，當(dāng)輔助繼電器SM0.1會產(chǎn)生一個脈沖，程序進(jìn)入初始步，然后在滿足條件的情況下，托起0號車庫中的小車，機(jī)械托盤右行，一直移動直到碰到限位開關(guān)I3.7，托盤上行，直到碰到限位開關(guān)第四層的限位開關(guān)I4.5，托盤前進(jìn)，碰到限位開關(guān)I3.6后托盤下行放下小車，在4號車庫檢測到有小車時托盤后退至I3.5，然后托盤下降，直到碰到限位開關(guān)I3.7托盤左移，然后回S0.0步。第四層的其他兩個車庫的動作情況一樣。5.6小車入庫的庫號選擇程序設(shè)計思路以1號車庫為例，其他庫號的動作過程同樣：當(dāng)把選擇開關(guān)打到入庫檔位時然后按下1號車庫的開關(guān)時，由于1號車庫的開關(guān)是按鈕開關(guān)，所以要設(shè)計一個起保停電路，I0.1瞬間閉合，同時會檢查0號跟1號位是否有小車，只有在0號位有小車，1號位無小車的情況下，I0.1動作，由于有保持功能，I0.1會保持工作，又因?yàn)橥瑫r串連著V1.1～V2.3的常閉觸點(diǎn)，目的防止誤操作同時按下其他庫號的選擇開關(guān)，如果誤操作，它的常閉會斷開，V1.0就會停止工作，入庫的自動程序就不會運(yùn)行，如果正常操作的，V1.0工作后，S1.1的常閉觸點(diǎn)是通的，那么此時S0.3工作，然后當(dāng)輔助繼電器SM0.1會產(chǎn)生一個脈沖，S0.0步開始工作，后面的動作步驟就自動執(zhí)行。5.7小車入庫的庫號選擇程序設(shè)計圖5-5小車入庫庫號選擇程序圖5-5小車入庫庫號選擇程序（續(xù)）圖5-5小車入庫庫號選擇程序（續(xù)）5.8小車出庫程序執(zhí)行過程我是采用的置位復(fù)位指令梯形圖來實(shí)現(xiàn)，下面描述一下他的動作過程：要讓機(jī)械托盤動作，首先要把選擇開關(guān)打到出庫檔位，然后再按下你想取出哪個車庫小車的庫號，在這兩個動作完成的同時，程序會自動檢查0號車庫有無小車，同時也會檢查指定的車庫是否有車，在上面所有條件都滿足的情況下，程序就會自動運(yùn)行，下面我以每一層的第一個車庫為例說明其工作過程。1號出庫：在選擇開關(guān)打到出庫檔位，然后按下1號車庫的按鈕，條件都滿足的情況下，當(dāng)輔助繼電器 SM0.1會產(chǎn)生一個脈沖，程序進(jìn)入初始步，然后在滿足S0.4·I3.4·I3.5·I4.2的情況下，S11.1步工作托盤右移，當(dāng)碰到限位開關(guān)I3.7同時V3.0滿足條件時托盤前進(jìn)，托盤碰到限位開關(guān)I3.6后托起1號車庫中的小車，此時托盤檢測到小車，托盤后退至I3.5，此時S11.5步工作，機(jī)械托盤左行，一直左行直到碰到限位開關(guān)I3.4托盤下降放下小車，當(dāng)0號車庫檢測到有小車的時候回S0.1步。等待下一個命令的執(zhí)行。那么第一層的其他兩個的工作過程相似。4號出庫:在選擇開關(guān)打到出庫檔位，然后按下4車庫的按鈕，條件都滿足的情況下，當(dāng)輔助繼電器SM0.1會產(chǎn)生一個脈沖，程序進(jìn)入初始步，然后在滿足S0.4·I3.4·I3.5·I4.2的情況下，S11.1步工作托盤右移，當(dāng)碰到限位開關(guān)I3.7同時V3.3滿足條件時托盤上行，直到托盤碰到限位開關(guān)I4.3后托盤前進(jìn)，直到碰到限位開關(guān)I3.6托盤上行，托起小車，此時托盤檢測到小車，托盤后退至I3.5，此時S13.5步工作，機(jī)械托盤下降，一直下降直到碰到限位開關(guān)I3.7，托盤左行直到碰到限位開關(guān)I3.4后放下小車，當(dāng)0號車庫檢測到有小車的時候回S0.1步。等待下一個命令的執(zhí)行。那么第二層的其他兩個的工作過程相似。7號出庫：在選擇開關(guān)打到出庫檔位，然后按下7號車庫的按鈕，條件都滿足的情況下，當(dāng)輔助繼電器M8002會產(chǎn)生一個脈沖，程序進(jìn)入初始步，然后在滿足S0.4·I3.4·I3.5·I4.2的情況下，S11.1步工作托盤右移，當(dāng)碰到限位開關(guān)I3.7同時V3.6滿足條件時托盤上行，直到托盤碰到限位開關(guān)I4.4后托盤前進(jìn)，直到碰到限位開關(guān)I3.6托盤上行，托起小車，此時托盤檢測到小車，托盤后退至I3.5，此時S16.2步工作，機(jī)械托盤下降，一直下降直到碰到限位開關(guān)I3.7，托盤左行直到碰到限位開關(guān)I3.4后放下小車，當(dāng)0號車庫檢測到有小車的時候回S0.1步。等待下一個命令的執(zhí)行。那么第三層的其他兩個的工作過程相似。10號出庫：在選擇開關(guān)打到出庫檔位，然后按下10號車庫的按鈕，條件都滿足的情況下，當(dāng)輔助繼電器M8002會產(chǎn)生一個脈沖，程序進(jìn)入初始步，然后在滿足S0.4·I3.4·I3.5·I4.2的情況下，S11.1步工作托盤右移，當(dāng)碰到限位開關(guān)I3.7同時V4.1滿足條件時托盤上行，直到托盤碰到限位開關(guān)I4.5后托盤前進(jìn)，直到碰到限位開關(guān)I3.6托盤上行，托起小車，此時托盤檢測到小車，托盤后退至I3.5，此時S18.7步工作，機(jī)械托盤下降，一直下降直到碰到限位開關(guān)I3.7，托盤左行直到碰到限位開關(guān)I3.4后放下小車，當(dāng)0號車庫檢測到有小車的時候回S0.1步。等待下一個命令的執(zhí)行。那么第四層的其他兩個車庫的動作情況一樣。5.9小車出庫庫號選擇程序設(shè)計思路以1號車庫為例，其他庫號的動作過程同樣，當(dāng)把選擇開關(guān)打到出庫檔位時然后按下1號車庫的開關(guān)時，由于1號車庫的開關(guān)是按鈕開關(guān)，所以要設(shè)計一個起保停電路，X1瞬間閉合，同時會檢查0號跟1號位是否右小車，只有在0號位無小車，1號位有小車的情況下，V3.0工作，由于有保持功能，V3.0會保持工作，又因?yàn)橥瑫r串連著V3.1～V4.3的常閉觸點(diǎn)，目的防止誤操作同時按下其他庫號的選擇開關(guān)，如果誤操作，它的常閉會斷開，V3.0就會停止工作，出庫的自動程序就不會運(yùn)行，如果正常操作的，V3.0工作后，S11.1的常閉觸點(diǎn)是通的，那么此時S0.4工作，然后當(dāng)輔助繼電器SM0.1會產(chǎn)生一個脈沖，S0.1步開始工作，后面的動作步驟就自動執(zhí)行。5.10小車出庫庫號選擇程序設(shè)計圖5-6小車出庫庫號選擇程序圖5-6小車出庫庫號選擇程序（續(xù)）圖5-6小車出庫庫號選擇程序（續(xù)）5.11手動程序設(shè)計一個缺少手動調(diào)試功能的系統(tǒng)是一個沒有實(shí)用價值的系統(tǒng)，實(shí)際操作中，難免要進(jìn)行手動微調(diào)，而當(dāng)運(yùn)行出現(xiàn)故障時，則更需要能及時停止誤操作,這里要求能對3臺電動機(jī)實(shí)現(xiàn)右移、左移、前進(jìn)、后退、上行、下降幾個工作方式的手動控制。車庫手動程序如下圖所示：圖5-7立體車庫手動程序結(jié)束語自動化立體車庫將計算機(jī)技術(shù)，自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)相結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械停車系統(tǒng)設(shè)備安全可靠，存取車方便快捷。它將成為未來智能化，一體化大廈和小區(qū)的一部分，從而實(shí)現(xiàn)小區(qū)的全方位管理，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與其他城市設(shè)施相連接，從而實(shí)現(xiàn)城市的一體化。車庫內(nèi)的一切信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送相關(guān)職能部門，擴(kuò)大車庫的利用率和經(jīng)濟(jì)效益，為未來智能化的人居環(huán)境構(gòu)建一幅美好的藍(lán)圖，這也是未來自動化車庫的發(fā)展方向。自動化立體車庫在國外經(jīng)歷了半個世紀(jì)的發(fā)展己經(jīng)趨于成熟，而在我國立體車庫的發(fā)展還只是剛剛起步，隨著中國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，汽車將全面走進(jìn)中國百姓的家庭，會進(jìn)一步加劇我國面臨的交通管理的嚴(yán)峻形勢，自動化立體車庫將在我國蘊(yùn)藏著巨大的商機(jī)和市場價值?？谇罢航?jīng)將“城市立體車庫”列為近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)項(xiàng)目，以解決口漸惡化的停車難問題，相信在政府政策積極導(dǎo)向的作用下，我國機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)將迎來一輪強(qiáng)勁的增長。在這幾個月的畢業(yè)設(shè)計期間，我主要完成了以下工作：硬件方面，對立體車庫原理進(jìn)行了研究，完成了本控制系統(tǒng)所涉及到的所有元器件的選型及PLC的選擇和其I/O接口的設(shè)計。軟件方面，由于涉及到的工作方式較多，程序比較復(fù)雜，所以采用了模塊化的設(shè)計方法，把整個控制程序分成了公用程序、手動程序、自動入庫程序、自動出庫程序四大部分，其中公用程序則完成這四大部分之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)換，手動程序是用來實(shí)現(xiàn)手動操作，自動入庫、出庫程序是用來實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的自動運(yùn)行。這樣設(shè)計不僅條理清晰、易懂、而且當(dāng)出現(xiàn)故障時易于查找故障所在和修復(fù)程序的錯誤。參考文獻(xiàn)[1]廖常初.可編程控制器的編程方法與工程應(yīng)用.重慶：重慶大學(xué)出版社，2001.2[2]大連組合機(jī)床研究所.組合機(jī)床設(shè)計.機(jī)械工業(yè)出版社,1977.11[3]盧光賢.機(jī)床液壓傳動與控制.西北工業(yè)大學(xué)出版社,1999.4[4]劉金琪.機(jī)床電氣自動控制.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.1991.12[5]章宏甲，黃宜.液壓傳動.機(jī)械工業(yè)出版社,1999.10[6]王炳實(shí).機(jī)床電氣控制.機(jī)械工業(yè)出版社,1999.5[7]方承遠(yuǎn)，王炳勛.電氣控制原理與設(shè)計.寧夏人民出版社[8]