基于PLC的四層四列式立體車庫的設計

1、 畢業(yè)設計基于PLC的四層四列式立體車庫的設計The design of four layer four column type stereo garage based on PLC姓 名： 學 號： 080505213 系 別： 物理與電子信息工程系 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 年 級： 2008級 指導教師： 2011年 12月 28日摘 要AbstractBased on the present situation and development trend of domestic and foreign garage to do a full investigation on the

2、 basis of four layer, four column type garage structure model for the study. Up-down and translation stereo garage in terms of its components, can be divided into three parts: the garage structural parts, transmission parts and control system. This paper briefly introduces the main structure and cha

3、racteristics of the garage, the garage control system also made a simple description. Lifting transverse-moving stereo parking equipment control system adopts PLC programmable controller, mainly manual, automatic, reset, stop four kinds of control methods. The system also includes a variety of secur

4、ity and alarm fire fighting measures.目錄中英文摘要I1 緒論11.1研究的目的和意義11.2 國內研究發(fā)展現狀22 升降橫移式立體車庫機械部分設計32.1 升降橫移式立體車庫工作原理32.2 立體車庫機械部分部件結構和功能43 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設計73.1 電氣控制系統(tǒng)整體設計73.2 電氣系統(tǒng)關鍵部分設計84 PLC控制程序設計104.1 PLC控制程序設計方法104.2 I/O分配表114.3 梯形圖12子程序124.4安全系統(tǒng)185 總結與展望195.1總結195.2展望20參考文獻21附錄22致謝281 緒論1.1研究的目的和意義1目前我國經濟

5、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。1.2 國內研究發(fā)展現狀2圖1.1 在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫2 升降橫移式立體車庫機械部分設計2.1 升降橫移式立體車庫工作原理本設計的升降橫移式立體車庫是四層四列式的立體車庫：第一層有三個停車位一個空位；第二層有三個停車位,一個空位；第三層與二層相同, 也是三個停車位，一個空位；第四層有四個停車位，該停車

6、設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。下三層均設有空位，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將汽車開進或開出車庫?，F在以四層四列13位個車位的立體車庫說明車庫的具

7、體動作如圖2.1所示。A41A42A43A44A31A21A11A32A22A12A33A23A13A41A31A22A12A21A11A42A13A43A33A23A321A44（a）（d）（c）（b）A41A42A43A44A31A21A11A32A22A13A23A33A12A41A21A11A13A23A33A44A12A22A32A43A31A42圖2.1 車庫的具體動作假如停車庫的狀態(tài)如圖（b）所示，其它車位有車，只有A42是空的，現在要把車放到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

8、以停到A42上，圖2.1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。2.2 立體車庫機械部分部件結構和功能343 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設計3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設計5用戶進人車庫時，在人口處的非接觸式讀卡機前感應區(qū)域晃一下自己的IC卡，讀卡機自動把數據傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應的載車盤移動到人車交接的位置的置, 門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，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，司機停車到位，下車走出車庫，在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴格按照各

9、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，極限位置檢測等。若有載車盤運行不到位，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，載車盤將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號除此之外，還可以控制軟件設置保護信號，比如時間，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時主體設備及車輛的安全。6 7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實現正反轉;其次是車庫內的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設施等。為了保證載車板能橫移到預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

10、關。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關。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警裝置8。3.2 電氣系統(tǒng)關鍵部分設計控制面板上的數碼管可以顯示車庫車輛的存放情況，顯示出車輛將要存放的車號位，如車庫已存滿車輛，數碼管將不顯示任何數字，紅、綠、黃、粉四個指示燈能顯示出車庫的運行情況；紅燈閃爍代表進車模式，綠燈閃爍代表取車模式，黃燈代表手動控制模式，粉紅色燈閃爍代表系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)，紅色燈在系統(tǒng)處于選擇狀態(tài)時能代表車位已滿，綠色燈則代表車位還有剩余。4 PLC控制程序設計4.1 PLC控

11、制程序設計方法4.2 I/O分配表表4.1 I/O分配防人、異物誤闖入紅外線檢測裝置4.3 梯形圖子程序（1）變頻器設置程序如圖4.2所示10，變頻器主要用于控制消防報警時蓬淋頭出水的水量保持一定。使之持續(xù)高速的有效滅火。圖4.2 變頻器設置（2）（2）急停 在出現故障時能馬上停止程序而進行修理。閉合X2，復位Y0-Y105如圖4.4所示。圖4.5 選擇車位4.4安全系統(tǒng)（1）設有斷電、缺相、斷相和相序保護：在主電源發(fā)生缺相，設備發(fā)生斷相、反相時，保護器動作切斷設備主電源。實際線路如圖4.11。 圖4.11 斷電、缺相、斷相和相序保護線路 圖4.12 車輛定位裝置（2）延時保護：當車停不進設備

12、時，設備將自動停止任何操作。試進入（設定）三次自動停止，處于保護狀態(tài)，停止任何操作。（3）防人、異物誤闖入紅外線檢測裝置：設置自動鎖閉系統(tǒng)，當設備運轉時，如有人或異物進入設備中，設備將會自動急停。帶人員或異物離開設備后，按動“復位”按鈕，設備將恢復運行。保證設備安全運轉，以防誤傷人員。用紅外線檢測。（4）車輛定位：載車臺的末端裝有前、后、左、右限位裝置。實際裝置如圖4.12所示。（5）防止載車臺墜落裝置：設置防墜落裝置，載車臺運行到停車位后，為防止載車臺因故突然落下，設防止墜落裝置，保證入庫車輛安全。（6）汽車長度限制裝置：設置超長光電檢測裝置。當進入設備的車輛超過適停車輛尺寸時，設備自動鎖閉

13、并報警提示。（7）緊急停止裝置：設置緊急制動開關，當出現異常情況時，能使停車設備立即停止運轉。（8）防止超限運行裝置：設置限位開關，包括，上限位開關，下限位開關，左限位開關，右限位開關，極限開關等。當到位開關出現故障時，超限位開關能使設備停止工作。實際設備如圖4.13。（9）警示燈及警示蜂鳴器：設置設備運轉信號顯示。提示設備處于運轉狀態(tài)及對異常情況報警。實際設備如圖4.14。（10）電機自帶自鎖裝置：防止車臺自動下滑。圖4.13 限位開關 圖4.14 設備運轉信號顯示裝置5 總結與展望5.1總結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，確定了經濟而適用的

14、傳感器。在車庫自動控制系統(tǒng)中，選用了三菱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。5.2展望參考文獻1 付翠玉，關景泰.立體車庫發(fā)展的現狀與挑戰(zhàn)M. 機械設計與制造，2005；50-602 任伯森.機械式立體停車庫.海洋出版社，2001；26-383 宋曼華等編.鋼結構設計與計算.北京:機械與電子，2001；13-274 劉春麗. 升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的研究J. 機電產品開發(fā)與創(chuàng)新, 2006,(3):40-455 楊小莉，基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設計，電工技術，2007(5):49-506 劉美蓮，騰旭輝，熊光潔，吳雪. 基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設計. 微計算機信息，2009:42-447 張壽明. 立體車庫PLC控制系統(tǒng)J. 昆明理大學學報，1998（5）:7-108 許光濘，趙德，陳貴娣. PLC在立體車庫中的應用. 南昌航空工業(yè)學院學報，2003(4):76-819 王新生; 張華強; 基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設計J. 工業(yè)控制計算機.2005(3):42-4310 王雪潔，王國雄，PLC與變頻器在巷道堆垛式立