PLC立體車庫課程設(shè)計升降橫移式立體車庫

PLC設(shè)計與調(diào)試課程名稱 電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù) 設(shè)計題目 升降橫移式立體車庫 課程設(shè)計考核和成績評定辦法1 課程設(shè)計的考核由指導(dǎo)教師根據(jù)設(shè)計表現(xiàn)、設(shè)計報告、設(shè)計成果、答辯等幾個方面，給出各項權(quán)重，綜合評定。該設(shè)計考核教研室主任審核，主管院長審批備案。2 成績評定采用五級分制，即優(yōu)、良、中、及格、不及格。3 參加本次設(shè)計時間不足三分之二或曠課四天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。4 課程設(shè)計結(jié)束一周內(nèi)，指導(dǎo)教師提交成績和設(shè)計總結(jié)。5 設(shè)計過程考核和成績在教師手冊中有記載。課程設(shè)計報告內(nèi)容 課程設(shè)計報告內(nèi)容、格式各專業(yè)根據(jù)專業(yè)不同統(tǒng)一規(guī)范，經(jīng)教研室主任審核、主管院長審批備案。注： 1. 課程設(shè)計任務(wù)書和指導(dǎo)書在課程設(shè)計前發(fā)給學生，設(shè)計任務(wù)書放置在設(shè)計報告封面后和正文目錄前。 2. 為了節(jié)省紙張，保護環(huán)境，便于保管實習報告，統(tǒng)一采用A4紙，實習報告建議雙面打?。ㄕ牟捎盟误w五號字）或手寫。2009/2010學年第二學期PLC應(yīng)用技術(shù) 課程設(shè)計任務(wù)書指導(dǎo)教師：蔡長青 馮雷 班級：自動化0841、2班 地點：實訓中心512課程設(shè)計題目： 基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)一、 課程設(shè)計目的本課程設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學生運用已學的PLC控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本理論，加以綜合運用，進行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的初等訓練，掌握運用PLC進行系統(tǒng)控制設(shè)計的原則、設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計步驟，為從事PLC相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計或今后的工作需要打下良好的基礎(chǔ)。二、 課程設(shè)計內(nèi)容（包括技術(shù)指標）1、立體車庫的工作原理升降橫移式立體車庫是指利用載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通過升、降、橫移運動到達地面層，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，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫。圖2.0 為一個地上7車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個車位可以升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用。1 、2號車位可以直接存放車輛;7 號車位需下降后再存放車輛;3 號車位，則需先將1 號和2號載車板右移，再將3號載車板下降; 4 號車位，則需先將2 號載車板右移，再將4號存車板下降；5號車位需要先將1、2、3、4號四個載車板右移，再將5號載車板下降；6號車位則需要先將2、4號載車板右移，再將6號載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對場地的適應(yīng)性強，介紹系統(tǒng)各機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚。瑢ν两ǖ囊蟊容^低，因此，應(yīng)用非常廣泛。三、 課程設(shè)計原則1. 盡可能地滿足被控對象的控制要求；2. 在滿足控制的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟；3. 保證控制系統(tǒng)安全可靠；4. 考慮到被控對象的改進，在選擇PLC的I/O數(shù)量時，應(yīng)適當留有余量。四、 課程設(shè)計步驟1. 對控制系統(tǒng)任務(wù)和要求作深入的調(diào)查研究，明確控制任務(wù)：2. 選擇和確定用戶I/O設(shè)備：3. 根據(jù)傳統(tǒng)控制線路，確定出PLC改造所需的各種輸入/輸出設(shè)備，即各種按鈕、開關(guān)、繼電器和接觸器等。4. 確定系統(tǒng)整體設(shè)計方案，選擇PLC型號確定系統(tǒng)整體設(shè)計方案十分重要，要在全面了解控制要求的基礎(chǔ)上確定電氣控制方案。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量，計算所需PLC的輸入/輸出點數(shù)，選擇合適的點數(shù)。由于本設(shè)計中只涉及到開關(guān)量，因此在選擇PLC型號時，只需考慮I/O點數(shù)，并有一定的余量（10%15%）選擇小型PLC。5. 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(1) 主電路的設(shè)計；(2) 確定出輸入、輸出信號，畫出PLC的I/O接線圖。6. 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(1) 首先分別設(shè)計出系統(tǒng)各部分的控制軟件梯形圖；(2) 整體控制軟件梯形圖設(shè)計。7. 聯(lián)機調(diào)試。8. 撰寫設(shè)計說明書。五、 時間安排時間內(nèi)容備注第14周 周一集中講解課程設(shè)計要求，分配設(shè)計題目，明確任務(wù)和具體安排XJ3-203 8：00-10：00周二調(diào)研、查閱資料、給出設(shè)計方案XJ3-203 8：00-10：00 周三檢查設(shè)計方案，XJ3-203 8：00-10：00 周四上機調(diào)試工訓512 周五上機調(diào)試工訓512第16周 周一上機調(diào)試工訓512周二上機調(diào)試工訓512周三上機調(diào)試工訓512周四寫課程設(shè)計報告XJ3-203周五答辯工訓512六、 基本要求（一）課程設(shè)計報告1. 控制流程圖一張（A4）2. 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計圖一張；（A4）3. 控制系統(tǒng)軟件梯形圖一張；（A4）4. 設(shè)計說明書一份，包括以下內(nèi)容(3) 寫出設(shè)計計劃和基本步驟。(4) 寫出控制要求并畫出設(shè)計流程圖。(5) 畫出I/O分配表和I/O接線圖。(6) 畫出具體設(shè)計的梯形圖，并加以注釋。(7) 寫出調(diào)試過程和結(jié)果。(8) 寫課程設(shè)計小結(jié)。（二）成績評定標準對學生進行全面考核，重點考核設(shè)計圖紙、說明書質(zhì)量；獨立思考、獨立工作能力，綜合運用知識的能力；平時的工作態(tài)度及表現(xiàn)；答辯情況。最后按平時表現(xiàn)、報告質(zhì)量、答辯成績，其權(quán)重分別為0.2、0.4、0.4綜合評定成績，分優(yōu)、良、中、及、不及格五個等級。組長: 孟祥梅組員:譚建一，王曉明，曹舒揚，黃旭，王翎浩，陳浩，劉遠飛任務(wù)分配:任務(wù)一 梯形圖的設(shè)計任務(wù)二系統(tǒng)的調(diào)試任務(wù)三程序框圖王曉明劉元飛孟祥梅譚建一王翎浩陳浩曹舒揚，黃旭， 摘 要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。目前，立體車庫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。關(guān)鍵詞:立體車庫，升降橫移式，優(yōu)勢Abstract:Vehicles parked nowhere is the problem of the urban social, economic and transport development to a certain extent the result, Garage Equipment development in foreign countries, especially in Japan nearly 30-40 years. Whether technically or in terms of experience had been a success. China is also in the beginning of the 1990s developed mechanical parking equipment, which was 10 years in the past. Because a lot of new residents in the district with the ratio of 1:1. To address the size of parking spaces for tenants and business areas contradictions 3D mechanical parking equipment with an average size of a small motorcycles unique characteristics, the majority of users have been accepted.Currently, three-dimensional garage mainly in the following forms: lifting and transferring, aisle stacking garage, vertical garage, vertical cycle, box-level cycle, the level of circulating round.Keywords：Stereo garage Lifting and transferring superiority目錄1 緒論11.1 立體車庫的發(fā)展11.2 國外研究現(xiàn)狀11.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀與趨勢22 升降橫移式立體車庫的設(shè)計42.1 立體車庫的工作原理42.2 立體車庫初步設(shè)計思想62.3 立體車庫自動控制系統(tǒng)62.4 升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程82.5 立體車庫機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能83 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計103.1 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計103.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計113.3 PLC控制程序設(shè)計123.4 控制程序時序圖163.5 系統(tǒng)硬件連接圖164調(diào)試164.1 調(diào)試環(huán)境175 總結(jié)176 參考文獻187 附錄197.1 T型圖19211 緒論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上地資源，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1.1 立體車庫的發(fā)展現(xiàn)在所知的最早的立體車庫建于1918年，位于美國伊利諾斯州芝加哥市華盛頓西大街215號的一家賓館(Hotel La Salle)的停車庫，設(shè)計師是Holabird 和 Roche，該車庫于2005年被推到，在該原址上，后來由Jupiter Realty Corp.興建了一座49層的公寓大樓。在第十五屆全國發(fā)明展覽會項目中交通、建筑類提到不占地立體車庫的第一發(fā)明人：劉玉恩，該發(fā)明是一種不占地位立體車庫，包括：通行架，其可允許車輛正常通行；固設(shè)于通行架上的車庫群，其為多層結(jié)構(gòu)，每層至少包括有兩個或兩個以上可存放車輛的單元車庫；縱向升降機，其設(shè)于車庫群及通行架中；橫向移動架，其可在升降機與單元車庫之間移動；推舉式交換裝置，其可將橫向移動架上的車輛放置于單元車庫上或可將單元車庫上的車輛取回于橫向移動架上；控制機構(gòu)，其控制存放或取出車輛。1.2 國外研究現(xiàn)狀日本從20世紀50年代中期開始停車場問題研究，1960年建成了一座四個車位的二段式立體停車場，60年代末，僅東京市就引進西歐技術(shù)建成了各種形式的立體停車場40座，1971年開始發(fā)展裝配自行式立體停車場。據(jù)日本建設(shè)廳調(diào)查統(tǒng)計，在日本從事立體停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家。目前日本已經(jīng)投入使用立體停車位超過300萬個，其中以升降橫移式停車設(shè)備為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階品上。韓國立體停車設(shè)備技術(shù)是日本段?，F(xiàn)在從事立體停車設(shè)備制造企業(yè)技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從20世紀70年代中已有30余家。產(chǎn)品經(jīng)引進技術(shù)和自我期開始起步，80年代開始引進日本技研制開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代提高。如杭州西子石川島停車設(shè)備有開始為推廣使用階段。由于得到政府限公司的PCS曳引式車庫屬于垂直升的高度重視，各種立體停車設(shè)備得到降立體停車場，變壓變頻(VVVF)驅(qū)普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速動和微機控制方式使整座車庫實現(xiàn)低度都在30左右。德國和意大利等歐振動、低噪音、低成本和高效率的運洲國家從事停車設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)比較行；采用標準設(shè)計，內(nèi)置自動升降旋轉(zhuǎn)早。較好的公司有意大利Sotefin、裝置，配以先進的導(dǎo)航指示，無需司機Interpark、德國Palis等。由于歐洲國倒車，存取方便、簡易，即使是新手駕家土地資源比較富余，停車問題表現(xiàn)駛也可放心使用。目前立體停車場國不很突出，停車設(shè)備應(yīng)用量不是很大。產(chǎn)化率達到50以上。一些科研機構(gòu)多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品。國外高容量的立體車庫如下圖所示。1.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀與趨勢我國在20世紀80年代初開始研制和使用立體停車場。90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進入家庭后，立體停車場的應(yīng)用逐步推廣。到2003年底，我國已有31個省份的56個城市，興建了879個立體停車庫，車位8萬多個，其中有一半是用于住宅小區(qū)配套設(shè)施。而且，這些停車庫更多地集中在北京、上海、江蘇、浙江和廣東等地。目前我國已經(jīng)形成了新興的停車行業(yè)，步入了引進、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段。現(xiàn)在從事立體停車設(shè)備制造企業(yè)已有30余家。產(chǎn)品經(jīng)引進技術(shù)和自我研制開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。如杭州西子石川島停車設(shè)備有限公司的PCS曳引式車庫屬于垂直升降立體停車場，變壓變頻(VVVF)驅(qū)動和微機控制方式使整座車庫實現(xiàn)低振動、低噪音、低成本和高效率的運行；采用標準設(shè)計，內(nèi)置自動升降旋轉(zhuǎn)裝置，配以先進的導(dǎo)航指示，無需司機倒車，存取方便、簡易，即使是新手駕駛也可放心使用。目前立體停車場國產(chǎn)化率達到50以上。一些科研機構(gòu)和大專院校也開始研究和開發(fā)符合國情的立體停車場。由于計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，由全電腦自動控制，采用變頻調(diào)速技術(shù)的新一代立體停車場首先在日本、德國及美國興起。英國、法國、瑞士和韓國緊跟其后開始仿效?，F(xiàn)在日本在停車場的技術(shù)研究與開發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于國際領(lǐng)先地位，所建成的立體停車場的數(shù)量和容車量也居于世界前列。當前立體停車場中有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)：（1）變頻調(diào)速。變頻調(diào)速技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它建立在控制技術(shù)、電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上。它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機進行調(diào)速控制有許多優(yōu)點，如節(jié)電、容易實現(xiàn)對現(xiàn)有電動機的調(diào)速控制、可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制、實現(xiàn)速度的精確控制等。容易實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)切換，可以進行高額度的起停運轉(zhuǎn)，可以進行電氣制動，可以對電動機進行高速驅(qū)動。（2）PLc程控器。此控制系統(tǒng)負責停車設(shè)備一切動作。自車輛進入動作區(qū)域泊車過程開始，在觸摸屏輸入載車板號碼，系統(tǒng)對入庫車輛進行車高、車長、車重全面檢測，確認符合容車尺寸，動作區(qū)域無異常，系統(tǒng)開始運行，載車板垂直升降和水平運輸，取車時由停車系統(tǒng)把汽車從泊車位取出并運送到地面交付司機開走，整個操作過程的所有動作完全由PLC自動控制?？杀苊馊藛T操作失誤而發(fā)生意外事故。(3)光電開關(guān)(偵測電眼)。光電開關(guān)裝設(shè)于停車設(shè)備車輛入口處、左右兩側(cè)、前后方向、橫移載車板上等處。入口處檢測車輛是否停妥，車輛尺寸是否符合規(guī)定的容車尺寸，入口處有無人、物逗留；左右兩側(cè)的光電開關(guān)是檢測升降載車板在升降過程中是否有人、物從設(shè)備兩側(cè)進入動作區(qū)域；設(shè)備中部設(shè)置的光電開關(guān)是檢測車輛高度；通過它們嚴格監(jiān)控動作區(qū)域，并將檢測信息輸入計算機對車輛泊取作業(yè)進行嚴格管理。在運行過程中如有意外進入動作區(qū)，設(shè)備即自動停止運行，排除意外后重新啟動才可再作運行，確保安全。停車問題是一種社會環(huán)境問題，是城市發(fā)展過程中客觀出現(xiàn)的社會現(xiàn)象。我國立體停車場的應(yīng)用與研究正處于起步階段，立體停車場行業(yè)在我國還是新興行業(yè)，建設(shè)的數(shù)量遠遠不足，規(guī)模也不大，大型的主要靠進口，小型的應(yīng)用還不廣泛，綜合國內(nèi)外市場的需求，可以斷定擁有高技術(shù)含量、高附加值、采用機電一體化技術(shù)的立體停車場具有廣闊的市場前景。在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫，如下圖：2 升降橫移式立體車庫的設(shè)計2.1 立體車庫的工作原理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。1. 產(chǎn)品特點：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)配套停車場的使用。2. 安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護器、急停開關(guān)等。升降橫移式立體車庫是指利用載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通過升、降、橫移運動到達地面層，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，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內(nèi)將汽車開進或開出車庫。下圖為一個地上7車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：三層三個車位可以升降，二層兩個車位可以升降和平移，一層的兩個車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時借用。1 、2號車位可以直接存放車輛;7 號車位需下降后再存放車輛;3 號車位，則需先將1 號和2號載車板右移，再將3號載車板下降; 4 號車位，則需先將2 號載車板右移，再將4號存車板下降；5號車位需要先將1、2、3、4號四個載車板右移，再將5號載車板下降；6號車位則需要先將2、4號載車板右移，再將6號載車板降下。由于升降橫移式停車設(shè)備對場地的適應(yīng)性強，介紹系統(tǒng)各機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。2.2 立體車庫初步設(shè)計思想根據(jù)升降橫移式立體車庫的工作過程設(shè)計控制程序。本次所設(shè)計的車庫只有三層七個車位，其中底層的兩個車位的停取車過程不需要控制，直接進行停取車就行。因此設(shè)計過程主要針對的上面兩層的停取車過程，包括3,4,5,6,7五個車位。以3號車位的設(shè)計過程為例：當來車需要將車存到3號車位時，需由工作人員按下3號車位按鈕，則1,2車位由電動機控制右移，由限位開關(guān)確定停止位置。停止之后，3好車位才啟動下移，同樣由限位開關(guān)控制停止位置。停好之后就可以進去存車了，將車開到載車板上，由紅外線掃描停車是否符合標準，確定標準之后，當人員停車完畢離開之后，在啟動復(fù)位按鈕，3號載車板自動上升復(fù)位，1,2左移復(fù)位。其中的過程都是用電機的正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。編程思路就是先一個車位一個車位的實現(xiàn)控制，也就是分成5部分程序，最后再組合到一起，實現(xiàn)統(tǒng)一控制.程序的調(diào)試也可以先分部分調(diào)試，確定正確后在整體調(diào)試。由于實驗設(shè)備有限，在實現(xiàn)方面不可能做到實物，所以整個過程我們在試驗臺上模擬演示，用指示燈來表示載車板的方向性運動，用燈的發(fā)光時間來表示載車板運行的距離，用按鈕來控制存取車過程和載車板復(fù)位過程。2.3 立體車庫自動控制系統(tǒng)立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘， 監(jiān)控安保系統(tǒng)。1) 自動收費管理系統(tǒng)自動收費采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶，發(fā)行長期卡，費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納；對臨時用戶，發(fā)行儲值卡，即：用戶交納的費用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。2) 自動存取車過程自動存取車系統(tǒng)由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動載車板兩個過程。用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應(yīng)的載車盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機按照指示燈信號指引入庫，只有當車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關(guān)閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴格按照各種檢測信號的狀態(tài)進行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有載車板運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號失靈時保證主體設(shè)備及車輛的安全。3) 遠程診斷系統(tǒng)現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實現(xiàn)遠程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運行情況，當現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即可進行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。4) 自動道閘在車庫出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動開啟，通過感應(yīng)線圈后，自動柵欄自動關(guān)閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報警。5) 監(jiān)控安保系統(tǒng)監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報警系統(tǒng)實現(xiàn)連動等功能，可以實現(xiàn)無人看守。 系統(tǒng)簡介：視頻監(jiān)控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺，以便實現(xiàn)對車庫全方位的實時監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機。 運動檢測功能：可以在夜間設(shè)置車庫的運動檢測區(qū)域，當檢測區(qū)有移動目標時，運動檢測功能發(fā)出報警信號，提醒值班人員。車牌識別功能：它能夠設(shè)置車庫參照車輛的車牌、車型。當參照車輛進入車庫監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動對比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報警信號，并自動切換和記錄相關(guān)圖像。報警連動功能：可以連動各類報警主機，如啟動繼電器發(fā)出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個同在車庫所發(fā)生事件，可以同步回放多個圖像，可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進行各種信息。據(jù)介紹，已經(jīng)開始有越來越多的居住小區(qū)開始采用機械停車庫了?？紤]到成本及維修，目前多數(shù)小區(qū)采用的是多層升降橫移式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少。2.4 升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程1、紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態(tài)紅色指示燈指示有人正在進行操作，請稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫不能工作。2、存車操作司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過程完畢，柵欄自動升起，司機開車進入車庫。車輛進入后，柵欄自動關(guān)閉。劃卡的同時，控制器讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機開車進入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關(guān)閉。完成存車操作3、取車操作司機進入車庫時，在入口處的非接觸式讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開，司機進入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機接受信息，上位控制機自動記錄、扣費，柵欄自動升起，司機開車出場，出場后，柵欄自動關(guān)閉；同時，控制器自動讀取車位號，對應(yīng)的車庫單元門自動關(guān)閉。取車操作完畢。車庫在運行過程中，有完備的自我保護裝置。一系列光電開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)等對載車板準確運行到位起著決定性的作用；獨特的防墜落裝置、斷繩報警裝置、超速保護裝置對車輛的安全起到保護作用。 車輛超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。2.5 立體車庫機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能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)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成(圖2-1所示)進行分析。圖2-1 升降橫移式立體車庫主要組成結(jié)構(gòu)框架立體車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖1所示)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點：a.可靠性高b.材料的強度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小c.材料的塑性和韌性好d.鋼結(jié)構(gòu)制造簡便，施工工期短e.鋼結(jié)構(gòu)密閉性好f.鋼材的耐銹蝕性差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機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。其工作原理如圖2.1.1 ，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。下載車板及其橫移系統(tǒng)由于下載車板不需懸掛鏈條，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四只鋼輪，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。電機減速機驅(qū)動長傳動軸運轉(zhuǎn)，長傳動軸上的主動鋼輪在導(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。安全裝置上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機電源，橫移停止?？刂葡到y(tǒng)升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動、自動、復(fù)位、急停四種控制方法。自動控制應(yīng)用于平時的正常工作狀態(tài)，手動控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。對于本文中所列的7車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC 主要要控制二、三層五個升降電機的正反轉(zhuǎn)和一、二層四個橫移電機的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等3 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集、顯示與控制輸出。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(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。車庫采用車位檢測裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開關(guān)，當發(fā)生意外時，按下急停開關(guān)。車庫系統(tǒng)控制原理框圖如圖3-1所示。圖3-1 車庫系統(tǒng)控制原理框圖由于PLC的可靠性、抗干擾能力強。在升降橫移式立體車庫中，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，采用了限位開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。一般小型車庫選用按鈕操作，界面清楚，易于操作，但對于大型車庫來說要用上位機來進行對其控制。同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置，因本系統(tǒng)只有開關(guān)量輸入而無模擬量輸入，憑可編程序控制器本身的抗干擾能力和隔離變壓器就能滿足要求，因此可不必再另外增加其它抗干擾措施。PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖3-2所示。圖3-2 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(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)。電機正反轉(zhuǎn)控制原理圖如圖3-3所示。 圖3-3 電機控制原理圖3.3 PLC控制程序設(shè)計本文所設(shè)計的PLC存取車控制系統(tǒng)只針對上2層和3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5-1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)備動作順序之間的聯(lián)鎖或雙重輸出， 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。圖3-4 存取車程序流程圖根據(jù)車庫的運行控制要求，用編程軟件支持的梯形圖邏輯語言編寫，程序設(shè)計方案如下：（1）初始化程序提出系統(tǒng)的控制信息，掃描各到位開關(guān)信號；（2）主控制程序按照進車優(yōu)先的原則，將最多的車位保持在進車位置。每個載車板運動之前，需要先判斷目的地是否有空位，有空位才可以動作，前后動作互鎖。判斷是否有空位是根據(jù)橫移電機所對應(yīng)的到位行程開關(guān)動作信息來確定的。液壓升降系統(tǒng)啟、停動作也是根據(jù)相應(yīng)的到位行程開關(guān)來確定；控制程序采用模塊化編程形式， 車位運行過程中只需調(diào)用子程序模塊， 這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度， 方便了程序的修改， 而且為車位的拓展提供了便利條件。整個程序包括主程序模塊、手動按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、載車板平移運動顯示模塊、載車板升降運動顯示模塊和故障報警子程序模塊。程序所用狀態(tài)元件、定時器及數(shù)據(jù)存儲器均選用具有掉電保護功能的元件， 當系統(tǒng)掉電時元件保持掉電前的狀態(tài)， 以保存現(xiàn)場信息， 待上電后繼續(xù)完成被中斷的動作當發(fā)生意外情況時， 按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運行并保存現(xiàn)場斷點信息當出現(xiàn)電氣或機械故障時， 如電機過載、過熱時自動中止系統(tǒng)運行， 并發(fā)出聲光報警， 同時系統(tǒng)轉(zhuǎn)人手動方式進行故障處理。所謂輸入輸出點定義是指整體輸入輸出點的分布和每個輸入輸出點的名稱定義，它們會給程序的編制、系統(tǒng)的調(diào)試和文本的打印等帶來很多方便。因為本系統(tǒng)是對開關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，并對控制速度要求不高，選用一般的可編程序控制器，其具有的自診斷功能和采用的循環(huán)掃描工作方式完全能滿足要求。本系統(tǒng)輸入端有自動/手動選擇開關(guān)，自動工作時有總開、總停按鈕，有上、下、左、右移動按鈕，車位號信號輸入若干。輸出端需要控制9臺電機(4臺橫移小電機和5臺升降大電機)，加上一些用于人機交流及安全檢測的數(shù)字量輸入輸出，如數(shù)字鍵盤輸入、指示燈顯示、安全檢測、及各種操作按鈕等。再考慮到系統(tǒng)的可擴展性，選用OMRON公司的SYSMAC系列的CPM2AH可編程序控制器（13個信號輸入點，16個輸出點)完全滿足容量的要求。我們在分配輸入輸出點時按照控制功能分段，相同功能的輸入板和輸出板組成一組。一般情況下輸入點與輸入信號，輸出點與輸出控制一對應(yīng)。分配好后，按系統(tǒng)配置的通道與接點號分配給每一個輸入信號和輸出信號。升降橫移式立體停車庫的輸入點、輸出點的具體分布可按表3-1所示。表3-1 輸入輸出I/O端子表輸入輸出總啟動000001載車板右移01000總停止000011載車板左移010013號車位開關(guān)000022載車板右移010024號車位開關(guān)000032載車板左移010035號車位開關(guān)000043載車板右移010046號車位開關(guān)000053載車板左移010057號車位開關(guān)000064載車板右移010063號復(fù)位開關(guān)000074載車板左移010074號復(fù)位開關(guān)000083載車板下移011005號復(fù)位開關(guān)000093載車板上移011016號復(fù)位開關(guān)000104載車板下移011027號復(fù)位開關(guān)000114載車板上移01103一號限位開關(guān)001005載車板下移01104二號限位開關(guān)001015載車板上移01105三號限位開關(guān)001026載車板下移01106四號限位開關(guān)001036載車板上移01107五號限位開關(guān)001047載車板下移01106六號限位開關(guān)001057載車板上移01107七號限位開關(guān)00106八號限位開關(guān)00107九號限位開關(guān)00108程序設(shè)計中，采用了模塊化的編程形式，車位運行過程中只需調(diào)用子程序模塊，這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度，方便了程序的修改，而且對于車位的拓展提供了便利的條件。當車位從層數(shù)或排數(shù)上增加時，只需就其中的一個子程序和主程序進行相應(yīng)的改動，而其它的子程序基本不必改動，大大減輕了以后重新編程的任務(wù)。在全自動方式下由于載車板的位置是隨機的，即使對于二、三層的同一載車板進出車時，它下層載車板的位置也可能不同，我們不可能把每一種情況都編制一個程序，經(jīng)過分析，我們發(fā)現(xiàn)同一層載車板的進出動作是相似的，可以把載車板進行分層處理，同一層的使用同一類處理程序，就樣就使得程序大大減化了。為了減少進出車的時間，軟件在設(shè)計不同層處理程序時采用“并行分支與匯合”的技巧，即如果選擇三層載車板的進出，可以使一層和二層同時平移，這樣可以節(jié)約大量的時間，提高效率。主程序控制整個車庫的運行情況，調(diào)用子程序處理各種請求，當開機后，車庫控制系統(tǒng)處于待命狀態(tài)，當進行車輛存取時，先存下層車位，然后再存上層車位，一層車位的存取直接進行，一層以上車位的存取要進行車位的橫移和升降才能完成。在主程序中有自動程序和手動程序的轉(zhuǎn)換開關(guān);有出現(xiàn)緊急情況時的總停開關(guān);有正常運行時的運行指示燈，當有人進入車庫時，由于人擋住了光電開關(guān)，運行燈停止，車庫自動停止運行;還有每個車位和立柱兩側(cè)的光電開關(guān)用它們來檢測車輛，當檢測到不符合規(guī)定的項目時，車庫不能運行。另外還帶有滅火和緊急情況報警等裝置。3.4 控制程序時序圖3.5 系統(tǒng)硬件連接圖4調(diào)試我們采用指示燈來模擬顯示載車板的上下左右移動，經(jīng)過把程序傳入到PLC 中，經(jīng)過調(diào)試來驗證我們的程序是否正確，最終基本實現(xiàn)了我們所想的功能,完美的完成了任務(wù)。4.1 調(diào)試環(huán)境本次課程設(shè)計用到的軟件是CX-Programmer。CX-Programmer 是一個用于對Omron CS1 系列 PLC、CV 系列 PLC、以及C 系列 PLC 建立、測試和維護程序的工具。它是一個支持PLC 設(shè)備和地址信息、 OMRON PLC 和這些PLC 支持的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行通信的方便工具5 總結(jié)在調(diào)試的過程中，我們遇到了很多設(shè)計前想不到的實際問題，困擾了我們很長時間，不過經(jīng)過我們到處查找資料和請教老師和同學，終于問題得以化解。最終我們把自己的設(shè)計通過實驗設(shè)備展現(xiàn)在了自己面前，因此困難是不可怕的，可怕的是我們懶惰的心以及缺少面對困難的勇氣。幸運的是我們完美的完成了我們的設(shè)計任務(wù)，雖然付出了汗水但得到了更多。6 參考文獻1 國家機械工業(yè)局，機械行業(yè)標準升降橫移類機械式停車設(shè)備.2007.2 盧金鼎，山靜民. 機電一體化技術(shù) M.中國輕工業(yè)出版社，2009.3 張啟君.立體車庫的主要型式及技術(shù)特點.機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2008.4 任伯森.機械式立體停車庫.海洋出版社，2010.5 王芳卿.立體停車庫及其控制.電器傳動，2008.6 中華人民共和國機械行業(yè)標準，升降橫移類機械式停車設(shè)備.北京:國家機械工業(yè)局發(fā)布，2007；7 朱善君，翁樟，鄧麗曼等.可編程序控制器的系統(tǒng)原理應(yīng)用維護.北京:清華大學出版社，2010.8 郝艷芳，趙武，畢建中.自動化立體停車設(shè)備的安全技術(shù).山西太原華北工學，2009.9 徐世許等.可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò).合肥:中國科技大學出版社，2008.10 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