1、<p>　　編號(hào) </p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）</p><p>　　題目 基于PLC的PSH16D型立體停車(chē)庫(kù) </p><p>　　控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p&g

2、t;　　二級(jí)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí) </p><p><b>　　學(xué)生姓名 </b></p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱(chēng)

3、 </p><p>　　時(shí) 間 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要 ………………………………………………………………………………Ⅰ</p><p>　　Abstract………………………………………………

4、……………………………Ⅱ</p><p>　　1 緒論…………………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1 立體停車(chē)庫(kù)的簡(jiǎn)介……………………………………………………………1</p><p>　　1.2 本課題設(shè)計(jì)的背景 …………………………………………………………3</p><p>　　1.3 本題設(shè)

5、計(jì)的內(nèi)容………………………………………………………………4</p><p>　　1.4 本題設(shè)計(jì)的目的及意義………………………………………………………4</p><p>　　2 立體停車(chē)庫(kù)控制方案的……………………………………………………………6</p><p>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟…………………………………………………………6</p><

6、;p>　　3 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的構(gòu)成及工作原理………………………………………7</p><p>　　3.1升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的構(gòu)成 ………………………………………………7</p><p>　　3.2 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的工作原理…………………………………………7</p><p>　　4 立體停車(chē)庫(kù)部分硬件的設(shè)計(jì)………………………………………………………

7、9</p><p>　　4.1安全防護(hù)裝置 …………………………………………………………………9</p><p>　　4.2 傳感器的選擇 ………………………………………………………………9</p><p>　　4.2.1感煙感溫傳感器 …………………………………………………………10</p><p>　　4.2.2紅外線傳感器 ……………

8、………………………………………………10</p><p>　　4.2.3行程開(kāi)關(guān) …………………………………………………………………11</p><p>　　4.3系統(tǒng)控制箱設(shè)計(jì) ………………………………………………………………11</p><p>　　4.4電動(dòng)機(jī)的選型 …………………………………………………………………12</p><p&g

9、t;　　4.4.1升降傳動(dòng)電機(jī) ……………………………………………………………12</p><p>　　4.4.2 橫移傳動(dòng)電機(jī) ……………………………………………………………12</p><p>　　4.5 PLC 的選型 ……………………………………………………………………13</p><p>　　4.5.1 PLC的選型 …………………………………………………

10、……………13</p><p>　　4.5.2 PLC外部接線圖 …………………………………………………………15</p><p>　　5 立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ……………………………………………………16</p><p>　　5.1 PLC工作過(guò)程 ………………………………………………………………………16</p><p>　　5

11、.2 PLC程序編制原則 …………………………………………………………17</p><p>　　5.3 I/O點(diǎn)地址分配 …………………………………………………………………17</p><p>　　5.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖……………………………………………………………19</p><p>　　5.5 PLC控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)………………………………………………

12、…………21</p><p>　　6 總 結(jié) …………………………………………………………………………………22</p><p>　　致 謝 ……………………………………………………………………………………23</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………24</p><p>　　文獻(xiàn)綜述 ……

13、……………………………………………………………………25</p><p>　　附錄 PSH16D型立體停車(chē)庫(kù)PLC梯形圖……………………………………………32</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　立體車(chē)庫(kù)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)部分車(chē)輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施。隨著城市汽車(chē)數(shù)量的不斷增加，停車(chē)難問(wèn)題己經(jīng)成為大中型城市的

14、一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)可更好的利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，更大限度地停放車(chē)輛，成為解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立體車(chē)庫(kù)為研究對(duì)象，綜合考慮立體車(chē)庫(kù)制造成本和可行性的雙重因素。</p><p>　　本文是在對(duì)國(guó)內(nèi)外車(chē)庫(kù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)做了調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層六列式車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)為研究模型。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)就其組成部分而言，可分為三大部分：車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)裝置部分以及控制系統(tǒng)部分

15、。本文簡(jiǎn)單介紹了車(chē)庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對(duì)車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)作了比較詳細(xì)的說(shuō)明。在對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的可編程序控制器(PLC)控制，運(yùn)用西門(mén)子公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的程序，采用PLC作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。其穩(wěn)定、可靠、快速、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車(chē)設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國(guó)家關(guān)于機(jī)械式停車(chē)設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的實(shí)際，在升降橫移式立體車(chē)庫(kù)中使用了一些

16、必要的安全技術(shù)，這樣保證了車(chē)輛的絕對(duì)安全，使得整個(gè)車(chē)庫(kù)可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：立體車(chē)庫(kù)；控制系統(tǒng)；可編程序控制器</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Stereo garage is the storage which is used for automatic parking a

17、nd scientific storage of kinds of automobile. As the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays, the hard-to-Park Problem has become a common phenomenon. Mechanical stereo garage can use land res

18、ource sufficiently and bring space advantage into play, and maximize the number of parking cars. It has become an important way for static traffic problem of cities. The issue studies the type mechanical parking sy</p

19、><p>　　On the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, we choose three-layer and six-formulistic garage structure as the research model. According to th

20、e form of the dragging-forms of multi player up-down and translation ear-base, it is made of three parts: part of ear-base structure、part of driving-framework and part of control system. The paper simply introduces main

21、structure and characteristics of garage and also gives a short introduction t</p><p>　　Keywords：Stereo garage; Control system; PLC</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　1.1 立體停車(chē)庫(kù)

22、的簡(jiǎn)介</p><p>　　停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)就其結(jié)構(gòu)特征來(lái)分類(lèi)，可分為平面式和立體式兩種，平面式又分為地下平面式停車(chē)庫(kù)、地上平面式停車(chē)庫(kù)；立體式停車(chē)庫(kù)又可分為自行式立體停車(chē)庫(kù)、半自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)和全自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)，而全自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)還可分為兩層或多層平面式全自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)、豎向密集型全自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)以及特殊造型結(jié)構(gòu)全自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)。</p><p>　　目前，機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)主要有以下幾種形式：升

23、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)式等，下面簡(jiǎn)單介紹下前面四種立體車(chē)庫(kù)。（1）升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)</p><p>　　升降橫移式立體車(chē)庫(kù)采用以載車(chē)托盤(pán)升降或橫移存取車(chē)輛的立體停車(chē)設(shè)備叫做升降橫移類(lèi)停車(chē)場(chǎng)，如圖1所示。</p><p>　　圖 1 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)</p><p>　　升降橫移式立體車(chē)庫(kù)配置靈活，造價(jià)較低

24、。每單元可設(shè)計(jì)成多層結(jié)構(gòu)，車(chē)位可從幾個(gè)到上百個(gè)。其突出特點(diǎn)是節(jié)省占地，配置靈活，存取車(chē)迅速，等候時(shí)間短，價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少；采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠，運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。車(chē)庫(kù)主要停車(chē)托板、機(jī)械傳動(dòng)、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)控制、安全防護(hù)幾部分組成，主要適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車(chē)場(chǎng)的使用。一般升降橫移式單車(chē)位造價(jià)僅為的垂直升降類(lèi)或巷道堆垛類(lèi)的1/6—1/3，非常適合我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)情。(2) 巷道堆垛式立體停

25、車(chē)庫(kù)</p><p>　　巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)利用堆垛機(jī)或者橋式啟動(dòng)機(jī)作為存取車(chē)輛的工具，如圖2所示。它在垂直和水平方向的負(fù)荷運(yùn)動(dòng)將車(chē)輛快速送進(jìn)或取出。這種車(chē)庫(kù)不需要車(chē)道，而且出</p><p>　　入口設(shè)置靈活，所有車(chē)輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，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，但該立體車(chē)庫(kù)容積率高，適合于用地緊張，綠化要求高，停車(chē)相對(duì)密集的場(chǎng)所。</p><p&g

26、t;　　圖2 巷道堆垛式立體停車(chē)庫(kù)</p><p>　　(3) 垂直提升式立體停車(chē)庫(kù)  　垂直提升式立體車(chē)庫(kù)又稱(chēng)為電梯式車(chē)庫(kù)，因其獨(dú)立的車(chē)庫(kù)像塔而又被稱(chēng)為塔庫(kù)，如圖3所示。這種類(lèi)型的車(chē)庫(kù)空間利用率很高，在50平方米的地面使用垂直提升式立體車(chē)庫(kù)，可以建造一座25層的塔庫(kù)，存車(chē)輛可達(dá)達(dá)到50輛，平均每平方米停放1輛車(chē)。這種車(chē)庫(kù)通過(guò)提升機(jī)的升降和裝在升降平臺(tái)上的橫移機(jī)構(gòu)將車(chē)輛或載車(chē)托盤(pán)橫移，實(shí)現(xiàn)車(chē)

27、輛存取，具有省電，噪音小，運(yùn)行速度快以及操作簡(jiǎn)單維護(hù)方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。該立體車(chē)庫(kù)采用回轉(zhuǎn)盤(pán)技術(shù)，車(chē)輛可以直進(jìn)直出，使用便捷，對(duì)于城市繁華區(qū)域或其他停放車(chē)輛較為集中的地方，采用這種類(lèi)型的車(chē)庫(kù)更是合適。車(chē)庫(kù)一般較高，但占地卻最小，對(duì)設(shè)備的安全性、加工安裝精度等要求都很高，所以造價(jià)較高。</p><p>　　圖3 垂直提升式立體停車(chē)庫(kù)</p><p>　　（4）垂直循環(huán)式立體停車(chē)庫(kù)</p&g

28、t;<p>　　垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)外觀像垂直升降類(lèi)的車(chē)庫(kù)，通過(guò)巨型鏈輪和鏈條帶動(dòng)存車(chē)拖降做垂直方向的循環(huán)運(yùn)動(dòng)來(lái)達(dá)到存取車(chē)的目的，如圖4所示。這種車(chē)庫(kù)設(shè)備動(dòng)力單一，控制簡(jiǎn)單，維護(hù)方便、故障少。該類(lèi)大型車(chē)庫(kù)一般為封閉式建筑結(jié)構(gòu)，停放車(chē)輛可達(dá)40以上，小型車(chē)庫(kù)可以根據(jù)地理?xiàng)l件單獨(dú)設(shè)定，也可以多臺(tái)設(shè)備連臺(tái)設(shè)定。垂直循環(huán)式車(chē)庫(kù)占地少，兩個(gè)泊位面積可停6—10輛車(chē)；價(jià)格低，投資少，建設(shè)周期短。</p><p>

29、　　圖4 垂直循環(huán)式立體停車(chē)庫(kù) </p><p>　　在對(duì)國(guó)內(nèi)外各種同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)用升降橫移式立體車(chē)庫(kù)形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類(lèi)設(shè)備的車(chē)庫(kù)十分普遍。本文以3層16車(chē)位升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于plc的控制系統(tǒng)，并在s7-200上得到實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　1.2

30、本課題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車(chē)的家庭越來(lái)越多，截至2011年8月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)的數(shù)量達(dá)到2.18億輛，汽車(chē)數(shù)量首次突破1億輛。而早在2000年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量?jī)H為1249萬(wàn)輛，汽車(chē)數(shù)量為625萬(wàn)輛。通過(guò)以上數(shù)據(jù)不難看出，短短10年里，中國(guó)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛的數(shù)量增加了17倍，汽車(chē)的數(shù)量增加了16倍。而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車(chē)狀況的尷尬。以北京市為例，截止到2007年底

31、，市區(qū)僅有公共停車(chē)場(chǎng)827處，共計(jì)車(chē)位5.8萬(wàn)個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量的8.6％，停車(chē)環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾相當(dāng)突出。上海的情況也讓人無(wú)法樂(lè)觀，僅有的228個(gè)地下車(chē)庫(kù)的有效使用面積不足60萬(wàn)平方米，只能滿足1.3萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車(chē)停放的需求，路邊停車(chē)漸呈泛濫之勢(shì)，比例高達(dá)65％，而且還有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對(duì)全國(guó)15個(gè)大城市停車(chē)現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量與停車(chē)位之比平均為4：84：1，這一比值對(duì)于渴望“車(chē)者有其位”的車(chē)主來(lái)

32、說(shuō)，形式不容樂(lè)觀。停車(chē)難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì)80年代初期，北京市有關(guān)部門(mén)對(duì)2000年北京汽車(chē)發(fā)展數(shù)的預(yù)測(cè)僅僅是70萬(wàn)－80萬(wàn)輛，而事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響</p><p>　　停車(chē)難問(wèn)題現(xiàn)在已引起了社會(huì)各界的關(guān)注，所以很多高校的老師都把立體停車(chē)庫(kù)這個(gè)課題作為教學(xué)科研的一個(gè)項(xiàng)目，讓同學(xué)們把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到社會(huì)實(shí)踐中去。剛好這次我有幸獲得這個(gè)課題的研究設(shè)計(jì)。</p><

33、p>　　1.3 本題設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　本課題的主要內(nèi)容是基于西門(mén)子S-200系列PLC的立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，升降橫移類(lèi)機(jī)械停車(chē)庫(kù)利用載車(chē)板移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車(chē)位升降存取車(chē)輛。其車(chē)位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設(shè)計(jì)為多層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車(chē)時(shí)間的限制,一般為2~4層(國(guó)家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)以地上3層6列升降橫移式立體車(chē)庫(kù)為例,說(shuō)明停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行原理。</p

34、><p>　　升降橫移式立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：底層只能平移,頂層只能升降，中間層既能升降，也能平移。除頂層外,其他層都必須預(yù)留一個(gè)空車(chē)位,供進(jìn)出車(chē)升降之用。當(dāng)?shù)讓榆?chē)位進(jìn)出車(chē)時(shí),無(wú)需移動(dòng)其他托盤(pán)就可直接進(jìn)出車(chē);除底層外的其他層進(jìn)出車(chē)時(shí),先按下存、取車(chē)按鈕，然后再按車(chē)位號(hào)，程序就開(kāi)始啟動(dòng)，建立下行通道，直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作,進(jìn)出車(chē)完成后再上升回到原位置，橫移的載車(chē)板也回到原來(lái)的位置。其運(yùn)動(dòng)的總原則是：升降復(fù)位,平移

35、也復(fù)位。</p><p>　　1.4 本題設(shè)計(jì)的目的及意義</p><p>　　作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車(chē)滿為患已成為當(dāng)今社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車(chē)已成為人們的共識(shí)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車(chē)進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車(chē)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)既可以大面積使用，也可以見(jiàn)縫插針的設(shè)置，還能與地面停

36、車(chē)場(chǎng)、地下車(chē)庫(kù)和停車(chē)樓組合實(shí)施，是解決城市停車(chē)難較為有效的手段，機(jī)械車(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其獨(dú)特的優(yōu)越性。首先，機(jī)械式立體停車(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式機(jī)械停車(chē)庫(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上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)的

37、經(jīng)濟(jì)成本。</p><p>　　機(jī)械式立體停車(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，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。確切的說(shuō)，機(jī)械車(chē)庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車(chē)分流。在地下車(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。機(jī)械車(chē)庫(kù)一般情況下不做成套系統(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)

38、中或每棟樓下都可以隨機(jī)的設(shè)立機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)。這對(duì)眼下車(chē)庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車(chē)難的問(wèn)題提供了方便的條件。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車(chē)、地下或地面停車(chē)場(chǎng)均解決不了上述問(wèn)題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備是一個(gè)較為有效的措施。機(jī)械式立體停車(chē)設(shè)備又名立體車(chē)庫(kù)，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(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)目的：是解決目前城市用地緊張，緩解停車(chē)難的一個(gè)較為有效方法?？梢灶A(yù)見(jiàn)立體車(chē)庫(kù)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。 </p><

39、;p>　　除上訴立體停車(chē)庫(kù)給社會(huì)帶來(lái)的意義外，同時(shí)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)也給我?guī)?lái)了很多收獲。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加深入的了解智能立體車(chē)庫(kù)的工作原理，能夠熟練掌握PLC在立體車(chē)庫(kù)中的運(yùn)用，能夠自主的對(duì)立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)；掌握了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟流程以及方案制定方法，具備了控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件編制與調(diào)試等基本能力，提升了自己對(duì)于設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)這方面的能力，而且能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐相結(jié)合。</p><p

40、>　　2 立體停車(chē)庫(kù)控制方案的</p><p>　　2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 </p><p>　?。?）立體停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要步驟，如圖5所示</p><p>　　圖5 立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本步驟</p><p>　　（2）在本次課題設(shè)計(jì)過(guò)程中主要思路如下：</p><p>　　1）深入的了解和分析立體

41、車(chē)庫(kù)的工作原理和控制要求。</p><p>　　2）根據(jù)立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3）根據(jù)所設(shè)計(jì)的場(chǎng)所，選擇步進(jìn)電機(jī)的類(lèi)型。</p><p>　　4）根據(jù)I/O的點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC的類(lèi)型。</p><p>　　5）分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入、輸出點(diǎn)。</p><p&g

42、t;　　6）設(shè)計(jì)立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)。</p><p>　　7）將程序輸入PLC程序進(jìn)行調(diào)試，查出錯(cuò)誤，讓程序更加完善。</p><p>　　3 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的構(gòu)成及工作原理</p><p>　　3.1升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的構(gòu)成 </p><p>　　升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)通過(guò)升降或橫移載車(chē)板存取車(chē)輛。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)主要由結(jié)構(gòu)框

43、架部分、載車(chē)板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)六大部分組成。如圖6所示。主框架是立體車(chē)庫(kù)的支撐結(jié)構(gòu)，通常采用鋼結(jié)構(gòu)。載車(chē)板用來(lái)承載庫(kù)存車(chē)輛，載車(chē)板上有橫移電機(jī)，帶動(dòng)載車(chē)板整體做橫移運(yùn)動(dòng)。載車(chē)板上的搬運(yùn)器由四根鋼絲繩與框架連接，可以升降。升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的傳動(dòng)系統(tǒng)分為升降傳動(dòng)系統(tǒng)和橫移傳動(dòng)系統(tǒng)，是整個(gè)車(chē)庫(kù)系統(tǒng)較為的核心部分。升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)可以采用可編程控制器(PLC)、單片機(jī)等硬件控制繼電器、接觸器的狀

44、態(tài)，完成升降、橫移的動(dòng)作，從而完成車(chē)輛的存取。安全防護(hù)措施是立體車(chē)庫(kù)的安全保障，一般有緊急停止開(kāi)關(guān)、防墜裝置、警示裝置等。</p><p>　　圖6升降橫移式立體車(chē)庫(kù)框架示意圖</p><p>　　3.2 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的工作原理 </p><p>　　圖7所示為3層16車(chē)位升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的工作原理示意圖。圖中的空位是無(wú)載車(chē)板的空位，為車(chē)位升降提供通道。

45、空車(chē)位在初始化狀態(tài)下是沒(méi)有存放車(chē)輛的載車(chē)板的。存放在地面層的1、2、3、4、5車(chē)位的車(chē)輛可以“直接”存取，其載車(chē)板只做橫移運(yùn)動(dòng)，不做升降運(yùn)動(dòng)；中間層的6、7、8、9、10車(chē)位的載車(chē)板既可以做橫移運(yùn)動(dòng)，又可以做升降運(yùn)動(dòng)；頂層的11、12、13、14、15、16車(chē)位的載車(chē)板只做升降運(yùn)動(dòng)，不做橫移運(yùn)動(dòng)。升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)一般為2-4層，每個(gè)車(chē)位單獨(dú)配有載車(chē)板。中間和地面層每層都有一個(gè)空位，頂層沒(méi)有空位。上層車(chē)位如果要到地面層，需要將下層的載

46、車(chē)板移開(kāi)，使得上層車(chē)位的下方騰出空位，然后進(jìn)行升降。</p><p>　　圖7 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)工作原理示意圖</p><p>　　4 立體停車(chē)庫(kù)部分硬件的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1安全防護(hù)裝置</b></p><p>　　停車(chē)庫(kù)的安全防護(hù)措施是非常重要的，在眾多的車(chē)庫(kù)中車(chē)輛的高價(jià)性與車(chē)庫(kù)自身的價(jià)值存在

47、很大的差異，并與客戶對(duì)車(chē)庫(kù)的信任度有著密切的聯(lián)系。對(duì)于升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)，它的安全防護(hù)措施要做到以下幾點(diǎn)，并且配備有相應(yīng)的防護(hù)裝置。</p><p>　?。?）防火措施:在車(chē)庫(kù)中安裝有溫?zé)焸鞲衅?，可?duì)車(chē)庫(kù)的火情實(shí)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并把監(jiān)控信號(hào)傳給中央控制系統(tǒng)。</p><p>　?。?）急停措施:在發(fā)生異常情況時(shí)能使停車(chē)設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在操作盒上安裝有緊急停止開(kāi)關(guān)，并設(shè)為紅色，以示醒目。&l

48、t;/p><p>　?。?）阻車(chē)裝置:在很多情況下停車(chē)時(shí)，司機(jī)必須要把車(chē)停在載車(chē)板合適的位置上，一般在載車(chē)板的后端一側(cè)安裝上一塊高25mm以上的阻車(chē)擋鐵，方便司機(jī)準(zhǔn)確停車(chē)。</p><p>　　(4）人車(chē)誤入檢出裝置:設(shè)備運(yùn)行時(shí)，必須裝有防止人車(chē)誤入裝置，以確保安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測(cè)到在車(chē)庫(kù)運(yùn)作時(shí)，有人或其它物體進(jìn)入車(chē)庫(kù)，系統(tǒng)就會(huì)使這個(gè)車(chē)庫(kù)停止運(yùn)作。</p><p

49、>　?。?）防止載車(chē)板墜落裝置:當(dāng)載車(chē)板升至定位點(diǎn)后，需設(shè)置防墜裝置，以防止載車(chē)板因故突然落下，傷害人車(chē)，一般防墜裝置采用掛鉤形式。掛鉤防墜方式有電磁鐵驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中采用的是機(jī)械式掛鉤，它有性能可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。</p><p><b>　　4.2傳感器的選擇</b></p><p>　　PSH16D型升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)控制

50、系統(tǒng)要完成對(duì)運(yùn)動(dòng)位置的監(jiān)測(cè)、車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控等任務(wù)，需要大量的監(jiān)測(cè)傳感裝置。在選擇監(jiān)測(cè)傳感裝置時(shí)，其裝置一般要符合以下要求:</p><p>　?。?）輸入輸出信號(hào)之間要求一定的函數(shù)關(guān)系。經(jīng)常要求時(shí)單值、直線性的函數(shù)關(guān)系，即符合</p><p><b>　　式中: </b></p><p>　?。?）有較高的的靈敏度和較大的信噪比。靈敏度高，意味

51、著被測(cè)量有微小變化時(shí)傳感器就有較大的輸出，但又要求傳感器本身噪聲小，且不易從外界引進(jìn)干擾噪聲。</p><p>　　（3）響應(yīng)速度快又不失真。即要求輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的響應(yīng)時(shí)間越短越好。</p><p>　　（4）線性范圍寬。任何傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成正比關(guān)系。線性范圍愈寬，表明傳感器的工作量程愈大。</p><p>　　（5）穩(wěn)定性

52、好，抗干擾能力強(qiáng)。穩(wěn)定性指?jìng)鞲衅鹘?jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后其輸出特性不發(fā)生變化。影響傳感器穩(wěn)定性的是時(shí)間和環(huán)境，環(huán)境又包括溫度、濕度、塵埃、振動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾等因素。</p><p>　?。?）有較高的精確度。傳感器的精確度表明傳感器輸出與被測(cè)量之間的對(duì)應(yīng)程度以及重復(fù)一致的程度。</p><p>　?。?）輸出信號(hào)易于微機(jī)接口。對(duì)于控制系統(tǒng)而言，要求傳感器的輸出信號(hào)盡量符合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入通道的信

53、號(hào)要求，即為O~5V，1~5V，O~10V，0一ZOmA，4一ZOmA等標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流。</p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，易于安裝更換，易于維護(hù)，性?xún)r(jià)比要好。</p><p>　　在選擇傳感器監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，要以上述要求為依據(jù)。PSH16D型升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)中所涉及到的傳感監(jiān)測(cè)裝置有以下幾種:</p><p>　　4.2.1感煙感溫傳感器</p&

54、gt;<p>　　立體停車(chē)庫(kù)對(duì)于防火的要求很高，所以在控制系統(tǒng)中，必須要選擇性能比較好的感溫感煙傳感設(shè)備。分布智能煙溫復(fù)合探測(cè)器，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4715-93和GB4716一93的要求設(shè)計(jì)，感煙靈敏度達(dá)到一級(jí)，即減光系數(shù)<0.sdB加，感溫靈敏度達(dá)到差定溫一級(jí)，即定溫動(dòng)作溫度在54一62℃之間，差溫響應(yīng)時(shí)間在溫度由25℃到54℃階躍變化時(shí)小于305。探測(cè)器采用低功耗單片微機(jī)和集成電路，性能穩(wěn)定，耗電省，功能強(qiáng)。探測(cè)

55、器采用直流24V供電，功耗在500UA以下，與控制器之間無(wú)極性二總線連接，在總線上同時(shí)傳送電源，地址編碼和數(shù)據(jù)信號(hào)，波特率>=1000;誤碼率<10一5傳輸距離>1500m。在車(chē)庫(kù)運(yùn)作過(guò)程中，煙溫探測(cè)器一旦測(cè)出被測(cè)量超出測(cè)量上限，就會(huì)發(fā)出火警信號(hào)，作為輸入量傳給控制系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中選的是嘉保GB-2688 型煙溫復(fù)合型傳感器。</p><p>　　4.2.2紅外線傳感器</p>

56、<p>　　停車(chē)庫(kù)安裝紅外探測(cè)器有兩種功能:車(chē)庫(kù)在運(yùn)行時(shí)，不允許有其它物體進(jìn)入車(chē)庫(kù)工作區(qū)域，例如人和小寵物;在夜間或者無(wú)管理員時(shí)，防止偷盜和蓄意破壞等違法行為。在警戒范圍內(nèi)，為什么人在移動(dòng)時(shí)被動(dòng)紅外探測(cè)器能夠發(fā)生報(bào)警信號(hào)?在自然界，任何高于絕對(duì)溫度(一273.巧℃)的物體(例如人和小寵物)，其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的，因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。在被動(dòng)紅外探測(cè)器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋電紅外傳感器(PTR)

57、，它能將波長(zhǎng)為8一12pm之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界的白光信號(hào)具有抑制作用，因此在被動(dòng)紅外探測(cè)器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體或小寵物進(jìn)入車(chē)庫(kù)運(yùn)行警戒區(qū)，通過(guò)菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。菲涅爾透鏡作

58、用有兩個(gè):一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射(反射)在PTR上；第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變</p><p>　　(1)根據(jù)說(shuō)明書(shū)確定正常的安裝角度。安裝高度不是隨意的，會(huì)影響探測(cè)器的靈敏度和防小寵物的效果。</p><p>　　(2)不易面對(duì)玻璃門(mén)窗。被動(dòng)紅外探測(cè)器正對(duì)玻璃門(mén)窗，會(huì)有兩個(gè)問(wèn)題:一是白光干擾，顯然PTR對(duì)白光具有很強(qiáng)的抑制功

59、能，但畢竟不是100%的抑制。因此避免正對(duì)玻璃門(mén)窗，可以避免強(qiáng)光的干擾。二是避免門(mén)窗外復(fù)雜的環(huán)境干擾。</p><p>　　(3)不宜正對(duì)冷熱通風(fēng)口或冷熱源。被動(dòng)紅外探測(cè)器感應(yīng)作用是與溫度的變化具有密切的關(guān)系，冷熱通風(fēng)口和冷熱源均有可能引起探測(cè)器的誤報(bào)，對(duì)有些低性能的探測(cè)器，有時(shí)通過(guò)門(mén)窗的空氣對(duì)流也會(huì)造成誤報(bào)。</p><p>　　(4)不宜正對(duì)易擺動(dòng)的物體。易擺動(dòng)的物體將會(huì)使微波探測(cè)器起

60、作用，因此同樣可能造成誤報(bào)。</p><p>　　(5)注意非法入侵路線。安裝探測(cè)器的目的是防止車(chē)庫(kù)在運(yùn)行時(shí)有人或小寵物進(jìn)入工作現(xiàn)場(chǎng)和休停期防止進(jìn)入車(chē)庫(kù)偷盜。</p><p>　　綜合考慮到以上的論述，本文所選的紅外線傳感器為歐姆龍公司生產(chǎn)的型號(hào)為E3F3的傳感器。</p><p><b>　　4.2.3行程開(kāi)關(guān)</b></p>

61、<p>　　PSH16D型升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)橫移和升降定位所運(yùn)用的檢測(cè)器件為行程開(kāi)關(guān)。行程開(kāi)關(guān)是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電氣控制，應(yīng)用于車(chē)庫(kù)系統(tǒng)的限位保護(hù)和行程控制。行程開(kāi)關(guān)靠外加機(jī)械力使觸點(diǎn)動(dòng)作，可分為三種:快速動(dòng)作、非快速動(dòng)作和微動(dòng)。非快速行程開(kāi)關(guān)在機(jī)械系統(tǒng)的移位控制中被廣泛的應(yīng)用，其缺點(diǎn)就是觸頭的通、斷速度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件推動(dòng)推桿的速度有密切的關(guān)系。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度較慢時(shí)，觸頭打開(kāi)與閉合的速度就緩慢，

62、觸點(diǎn)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧維持時(shí)間較長(zhǎng)，容易損壞觸頭。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度小于0.4m/min時(shí)應(yīng)當(dāng)選用快速動(dòng)作的行程開(kāi)關(guān)。停車(chē)庫(kù)中部件的運(yùn)動(dòng)均大于這個(gè)速度，使用的均為非快速行程開(kāi)關(guān)。</p><p>　　本文選用了兩種行程開(kāi)關(guān)，一種的是歐姆龍公司的型號(hào)為T(mén)Z-5104的行程開(kāi)關(guān)，它是常開(kāi)，滾輪式的，額定電壓為直流12V到110V，交流為220V到380V。本設(shè)計(jì)中這種行程開(kāi)關(guān)用于底層和中間層載車(chē)板的左右橫移限位，中間層

63、和頂層載車(chē)板的升降限位。還有一種是歐姆龍公司的型號(hào)為T(mén)Z5101的行程開(kāi)關(guān)，它是常開(kāi)，頂柱式的。本設(shè)計(jì)中這種行程開(kāi)關(guān)用于中間層和頂層的載車(chē)板下降到底層時(shí)限位用。</p><p>　　4.3系統(tǒng)控制箱設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要，有1到16號(hào)車(chē)位的16個(gè)選擇按鈕，自動(dòng)按鈕、手動(dòng)按鈕、啟動(dòng)、停止按鈕、急停按鈕、還有手動(dòng)控制的上、下、左、右四個(gè)按鈕。具體分布如圖8。</p&g

64、t;<p>　　圖8 立體車(chē)庫(kù)控制箱示意圖</p><p>　　4.4 電動(dòng)機(jī)的選型</p><p>　　在PSH16D型立體停車(chē)庫(kù)中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是重要的組成部分，也是控制系統(tǒng)主要控制對(duì)象。控制系統(tǒng)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的交流電機(jī)拖動(dòng)載車(chē)板的上下升降和左右橫移。升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)載車(chē)板橫移和升降速度都比較低，要求電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速不能太高。目前，比較常用的方法是使用變頻器控制交流電機(jī)輸出轉(zhuǎn)

65、速，但是在立體停車(chē)庫(kù)中電機(jī)的負(fù)載較大，則控制變頻器輸出功率較高，成本會(huì)有大的增加，并且要求電機(jī)在掉電時(shí)能夠機(jī)械制動(dòng)，這是變頻器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的[12]。所以，選用帶制動(dòng)的大功率減速電機(jī)作為車(chē)庫(kù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，造價(jià)不高，安全可靠。</p><p>　　4.4.1升降傳動(dòng)電機(jī)</p><p>　　載車(chē)板采用拼裝式選用防滑鋼板焊接制作，在載車(chē)板的鋼板下面還設(shè)有肋板進(jìn)行加固。根據(jù)車(chē)位規(guī)格：長(zhǎng)L=5000mm，

66、寬W=1850mm，高H=1550mm；載重：1800kg。根據(jù)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范，可估算載車(chē)板的質(zhì)量約為500-550kg，載車(chē)板升降速度在4m/min~6m/min，所以初步設(shè)計(jì)載車(chē)板的提升速度為5m/min，即電機(jī)以0.083m/s的速度提升載車(chē)板，鋼絲繩的拉力為：</p><p><b>　?。?.1）</b></p><p>　　則卷筒所需的有效功

67、率：</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　其中F為鋼絲繩的拉力， V為提升速度。</p><p>　　考慮傳動(dòng)中的各種摩擦阻力，使載荷阻力增大10% ，則Pz＞Pw×110%=2.1KW。電機(jī)輸出功率Pz1>Pz。根據(jù)立體停車(chē)庫(kù)的設(shè)備要求及以上的計(jì)算結(jié)果，所選應(yīng)選用有制動(dòng)功能的交流減速電動(dòng)機(jī)，避免

68、在停電的情況下載車(chē)板滑落，造成人員傷亡及車(chē)輛損壞。所以選用JXJ231擺線針輪減速三相異步電機(jī)n=62.2r/min，減速比為23。</p><p>　　4.4.2 橫移傳動(dòng)電機(jī)</p><p>　　通過(guò)鏈傳動(dòng)由滑輪實(shí)現(xiàn)橫移運(yùn)動(dòng)。（參考文獻(xiàn)機(jī)械式三層升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)）平移重量約為G=26170N。取導(dǎo)軌面摩擦系數(shù)f = 0.20，則框架平移時(shí)所受阻力F：</p>&l

69、t;p><b>　　（4.3）</b></p><p>　　平移速度為v =8m/min，即v=0.13m/s。</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　考慮傳動(dòng)中的各種摩擦阻力，使載荷阻力增大10%，則</p><p><b>　　（4.5）</b

70、></p><p>　　取傳動(dòng)中各部件的效率如下：鏈傳動(dòng)效率η=0.97，軸承效率η=0.99，η總=0.922，所需電機(jī)功率為：</p><p><b>　　（4.6）</b></p><p>　　所以選用JXJ112擺線針輪減速三相異步電機(jī)n=32.1r/min，減速比為43。</p><p>　　在升降、橫移

71、傳動(dòng)系統(tǒng)中均選用了JXJ型擺線針輪減速電動(dòng)機(jī)，如圖9所示，其優(yōu)點(diǎn)是：1）采用了行星傳動(dòng)原理，輸入軸輸出軸在同一軸心線上，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，不占用過(guò)多的車(chē)庫(kù)空間；2）高速比和高效率單級(jí)傳動(dòng)，就能達(dá)到1：87的減速比，效率在90%以上；3）在運(yùn)轉(zhuǎn)中同時(shí)接觸的齒對(duì)數(shù)多，重合度大，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動(dòng)和噪音；4）使用可靠、壽命長(zhǎng)，主要零件采用軸承鋼材料；5）設(shè)計(jì)合理，維修方便，容易分解安裝，最少零件個(gè)數(shù)以及簡(jiǎn)單的潤(rùn)滑。</p><p

72、>　　圖9 JXJ型擺線針輪減速電動(dòng)機(jī)</p><p>　　PSH16D立體車(chē)庫(kù)中使用的減速電機(jī)均需要正反轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)載車(chē)板的上下升降和車(chē)位架的左右平移?？刂葡到y(tǒng)驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)原理示意圖，如圖10。</p><p>　　圖10 控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)原理示意圖</p><p>　　4.5 PLC 的選型</p><p>　　4.5.1 P

73、LC的選型</p><p>　　基于設(shè)計(jì)和調(diào)試的方便，本次設(shè)計(jì)采用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7—200系列。S7—200性?xún)r(jià)比高，結(jié)構(gòu)小巧、運(yùn)行速度高、價(jià)格低廉及多功能多用途，在當(dāng)今的很多企業(yè)得到廣泛的使用。</p><p>　　s7—200系列有5種CPU模塊，其中，CPU226模塊有24輸入、16輸出，具有擴(kuò)展功能和較強(qiáng)的控制功能，適用于復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)，故本系統(tǒng)采用CPU226模塊為

74、控制系統(tǒng)的基本單元。根據(jù)輸入輸出分析，該控制系統(tǒng)需要83個(gè)輸入和45個(gè)輸出，基本單元不能滿足輸入輸出的要求，需要增加擴(kuò)展模塊。所選的擴(kuò)展模塊為16入16出的EM223擴(kuò)展模塊，共需擴(kuò)展4片。基本單元右側(cè)的擴(kuò)展接口與擴(kuò)展模塊左側(cè)的擴(kuò)展接口通過(guò)總線連接，擴(kuò)展模塊右側(cè)的擴(kuò)展接口與下一個(gè)擴(kuò)展模塊左側(cè)的擴(kuò)展接口通過(guò)總線連接。</p><p>　　(1)如圖11所示，CPU226本機(jī)集成了24點(diǎn)輸入和16點(diǎn)輸出，共有40個(gè)數(shù)

75、子量I/O，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大可擴(kuò)展至248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O。CPU226有13KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出。CPU226配有兩個(gè)RS-485通信/編程口，具有PPI通信、MPI通信和自由方式通信能力，適合本設(shè)計(jì)的要求。</p><p>　　圖11 CPU226實(shí)物圖</p><p>　　(2)如圖12所示

76、，輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223有6種類(lèi)型，包括24V DC4入/4出,24V DC4入/繼電器4出, 24V DC8入/8出,24V DC8入/繼電器8出, 24V DC16入/16出,24V DC16入/繼電器16出。6種類(lèi)型均有隔離，本設(shè)計(jì)采用的是24V DC16入/繼電器16出。</p><p>　　圖12 EM223數(shù)字量混合模塊</p><p>　　4.5.2 PLC外部接線圖&

77、lt;/p><p>　　圖13 車(chē)庫(kù)電氣控制原理示意圖</p><p>　　圖14 車(chē)庫(kù)電氣自動(dòng)控制主電路原理示意圖</p><p>　　5 立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1 PLC工作過(guò)程</p><p>　　PLC的工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)

78、階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段[12]。</p><p><b>　?。?）輸入采樣階段</b></p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化

79、，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。</p><p>　?。?）用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的

80、順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)

81、據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。</p><p><b>　?。?）輸出刷新階段</b></p><p>　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真

82、正輸出。</p><p>　　值得注意的是，西門(mén)子公司1998年10月份之后生產(chǎn)的PLC，在循環(huán)處理順序上做了部分調(diào)整，將輸出刷新階段提前到輸入刷新階段之前。這一點(diǎn)需要用戶在編程時(shí)格外注意。具體調(diào)整如表5.1所示。</p><p>　　表5.1 西門(mén)子PLC循環(huán)處理順序的調(diào)整</p><p>　　5.2 PLC程序編制原則</p><p>　

83、　設(shè)計(jì)PLC應(yīng)用程序的基本原則是：第一，最大限度滿足車(chē)庫(kù)的控制要求，即完整性原則。第二，確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。第三，力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、合理。第四，考慮到擴(kuò)展的需要，即接口和通信等留有適當(dāng)?shù)挠嗟?。例如，系統(tǒng)為3*3立體車(chē)庫(kù)，即三層三列立體車(chē)庫(kù)，最多存放量7輛車(chē)。存取車(chē)控制只針對(duì)上層(二、三層)車(chē)位，而對(duì)于下層車(chē)位，存取車(chē)只需直接開(kāi)進(jìn)開(kāi)出即可，采用梯形圖語(yǔ)言編寫(xiě)。對(duì)車(chē)位的操作就是控制橫移小電機(jī)和升降大電機(jī)，使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間實(shí)現(xiàn)正

84、反轉(zhuǎn)。上層升降動(dòng)作和以下各層的橫移動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車(chē)位在升降時(shí)，下面各層車(chē)位不能移動(dòng)，當(dāng)下層車(chē)位在進(jìn)行升降動(dòng)作時(shí)，上層車(chē)位也不能移動(dòng)，并且每次升降只能有一個(gè)車(chē)位進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。程序設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　（1）在底層的１號(hào)車(chē)位、2號(hào)車(chē)位、3號(hào)車(chē)位、4號(hào)車(chē)位、5號(hào)車(chē)位只能左右移動(dòng)，不能上下移動(dòng)；</p><p>　?。?）在中間層的6號(hào)車(chē)位、7號(hào)車(chē)位、8號(hào)車(chē)位、9號(hào)車(chē)位、10

85、號(hào)車(chē)位既能左右移動(dòng)，也能上下移動(dòng)；</p><p>　　（3）在頂層的11號(hào)車(chē)位、12號(hào)車(chē)位、13號(hào)車(chē)位、14號(hào)車(chē)位、15號(hào)車(chē)位、16號(hào)車(chē)位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)；</p><p>　?。?）底層車(chē)位，車(chē)輛可以“直接”開(kāi)入或是開(kāi)出。 </p><p>　?。?）上排車(chē)位的汽車(chē)，要想開(kāi)出需要先按下相應(yīng)車(chē)位標(biāo)號(hào)呼叫按鍵，再按下叫車(chē)按鍵，然后下排車(chē)位先左移動(dòng)，讓出位

86、置，建立好下行通道后，上排車(chē)位才能降至下層，再進(jìn)出車(chē)輛。進(jìn)出車(chē)輛完成后，載車(chē)板全部復(fù)位。因?yàn)檩d車(chē)板每次存取完車(chē)后都是全部復(fù)位的，故在本程序設(shè)計(jì)中沒(méi)有設(shè)計(jì)復(fù)位。</p><p>　　5.3 I/O點(diǎn)地址分配</p><p>　　該系統(tǒng)中PLC主要完成對(duì)托盤(pán)的位置及運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和存取車(chē)的操作。所用狀態(tài)元件、定時(shí)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件，當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)元件保持掉電前的狀態(tài)，以保

87、存現(xiàn)場(chǎng)信息；當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí)，按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)信息。 </p><p>　　表5.2 輸入/輸出（I/O）地址分配表</p><p>　　5.4 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><

88、;p><b>　　Y</b></p><p>　　Y </p><p><b>　　N </b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y<

89、/b></p><p>　　圖15 立體停車(chē)庫(kù)二、三層控制流程圖</p><p>　　圖15圖為2、3層車(chē)位的存取車(chē)流程，首先，按下啟動(dòng)按鈕，然后系統(tǒng)系統(tǒng)初始化，然后根據(jù)需要，按下存車(chē)或是取車(chē)按鈕，再按下車(chē)位號(hào)，系統(tǒng)就開(kāi)始工作，下層載車(chē)板開(kāi)始橫移，建立下行通道，判斷下行通道是否建立好了，沒(méi)建立好，下層載車(chē)板就繼續(xù)橫移，如此循環(huán)，直至下行通道建立好為止，下行通道建立好后，上層載車(chē)板開(kāi)始

90、下降，直至到位，存取車(chē)等待，車(chē)輛存取完后，載車(chē)板上升，上升到位后，下層載車(chē)板開(kāi)始復(fù)位，先是二層載車(chē)板復(fù)位，然后是一層載車(chē)板復(fù)位，下層載車(chē)板復(fù)位完后，程序結(jié)束，等待下一次的存取命令。</p><p>　　圖16 1、2層載車(chē)板手動(dòng)控制橫移流程圖</p><p>　　圖16為1、2層載車(chē)板手動(dòng)控制流程圖，其流程為首先按下啟動(dòng)按鈕，然后按下手動(dòng)按鈕，然后就選擇車(chē)位號(hào)，對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)控制的橫移運(yùn)

91、動(dòng)，不能同時(shí)按兩個(gè)車(chē)位號(hào)，左右橫移的最大限度是此車(chē)位載車(chē)板左右的限位開(kāi)關(guān)位置，如果觸發(fā)了其中一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，那么載車(chē)板只能手動(dòng)反向移動(dòng)了。本設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制是當(dāng)按著移動(dòng)方向鍵時(shí)載車(chē)板才移動(dòng)，放開(kāi)后載車(chē)板停止移動(dòng)。此設(shè)計(jì)是為了維修、調(diào)試和一些突發(fā)情況的復(fù)位。 </p><p><b>　　Y</b>

92、;</p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　N </p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖17 2、3層載車(chē)板手動(dòng)控制升降流程圖&

93、lt;/p><p>　　圖17為2、3層載車(chē)板手動(dòng)控制升降流程圖，其流程為首先按下啟動(dòng)按鈕，然后按下手動(dòng)按鈕，然后就選擇車(chē)位號(hào)，在對(duì)其進(jìn)行手動(dòng)控制的升降運(yùn)動(dòng)前，應(yīng)該先將對(duì)應(yīng)下層載車(chē)板進(jìn)行橫移運(yùn)動(dòng)建立下行通道（除11號(hào)車(chē)位），如果是選擇的2層載車(chē)板升降，那么這個(gè)載車(chē)板必須在其左限位或是右限位位置進(jìn)行升降，因?yàn)橹挥性谶@兩個(gè)位子的正下方在右下限位開(kāi)關(guān)。如果觸發(fā)了上限位開(kāi)關(guān)或是下限位開(kāi)關(guān)，那就只能反向升降了。然后再維修調(diào)試完

94、后，把發(fā)生升降的載車(chē)板手動(dòng)控制到初始化位置，然后是把發(fā)生了橫移的載車(chē)板手動(dòng)控制到初始化位置。本設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制是當(dāng)按著移動(dòng)方向鍵時(shí)載車(chē)板才移動(dòng)，放開(kāi)后載車(chē)板停止移動(dòng)。</p><p>　　5.5 PLC控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　見(jiàn)附錄</b></p><p><b>　　6 總 結(jié) </b></

95、p><p>　　升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)運(yùn)行以來(lái)，滿足了企業(yè)的要求，控制系統(tǒng)己經(jīng)投入批量生產(chǎn)。本文設(shè)計(jì)了立體停車(chē)庫(kù)的部分硬件系統(tǒng)和軟件控制程序，針對(duì)立體停車(chē)庫(kù)自動(dòng)存取車(chē)的要求，展開(kāi)了一系列的工作。我在本設(shè)計(jì)中主要完成了以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：</p><p>　　針對(duì)本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容，我查閱國(guó)內(nèi)外立體停車(chē)庫(kù)的相關(guān)文獻(xiàn)，并對(duì)立體停車(chē)庫(kù)工作原理的分析。</p><p>　　確定了本課

96、題的設(shè)計(jì)流程。</p><p>　　在基于本立體停車(chē)庫(kù)工作原理的理解，我進(jìn)行了升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)分析與控制系統(tǒng)部分硬件與軟件設(shè)計(jì)。</p><p>　　在研究與設(shè)計(jì)中，運(yùn)行系統(tǒng)的控制流程，應(yīng)用STEP 7-MicroWIN V4.0編程軟件編寫(xiě)了相應(yīng)的PLC控制程序，本程序運(yùn)用了模塊化編程思想，使程序簡(jiǎn)化，縮短了掃描周期，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取車(chē)的功能。</p><p&g

97、t;　　盡管如此，本系統(tǒng)仍然存在許多需要改進(jìn)的地方。如在本設(shè)計(jì)的研究中雖然對(duì)立體停車(chē)庫(kù)的部分硬件、軟件系統(tǒng)進(jìn)行了分析，但在對(duì)存取車(chē)路線的優(yōu)化方面并沒(méi)有進(jìn)行深入研究。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)中我可以說(shuō)是受益匪淺，學(xué)會(huì)了很多解決問(wèn)題的方法。其實(shí)在大學(xué)里面不僅僅要學(xué)習(xí)書(shū)本上的知識(shí)，還要培養(yǎng)自己的思維方式，要學(xué)習(xí)怎樣運(yùn)用自己的知識(shí)去解決實(shí)際問(wèn)題。</p><p><b>　　致

98、謝 </b></p><p>　　在大學(xué)時(shí)光快接近尾聲的時(shí)候，內(nèi)心充滿了很多的情愫。在這里我要感謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予我很多幫助的龔海峰老師。在每次遇到困難的時(shí)候，他都能及時(shí)提供解決的方法和解決問(wèn)題的思路，使我學(xué)習(xí)了不少解決問(wèn)題的方法。在這里，我要對(duì)龔海峰表示由衷的感謝。</p><p>　　此外，對(duì)所有支持和關(guān)心我的同學(xué)們表示真誠(chéng)的感謝！感謝本論文列出的參考文獻(xiàn)的所有作者!感

99、謝我的母?！貞c理工大學(xué)，給我提供良好的素質(zhì)教育和舒心的學(xué)習(xí)環(huán)境。感謝機(jī)械工程學(xué)院的各位老師在這四年里傳授我許多的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，使我學(xué)有所成。感謝所有關(guān)心和幫助我的老師、同學(xué)們。</p><p>　　最后，衷心感謝親愛(ài)的父母以及所有默默關(guān)心我的親人們！對(duì)于他們長(zhǎng)期以來(lái)在我求學(xué)生涯中給予的無(wú)私奉獻(xiàn)和支持，更是無(wú)法用語(yǔ)言來(lái)表達(dá)我內(nèi)心深處的感激之情！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)

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102、;p>　　[7]張華龍.圖解PLC與電氣控制[M].北京:人民郵電出版社,2009</p><p>　　[8]西門(mén)子中國(guó)公司， S7-200系列PLC系統(tǒng)手冊(cè). 2003.5</p><p>　　[9]柴瑞娟,陳海霞.西門(mén)子PLC編程技術(shù)及工程應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[10]史先傳基于PLC控制的小型電梯模型的研制[J]

103、.2008(13)</p><p>　　[11]中國(guó)重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)停車(chē)設(shè)備管理委員會(huì)機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)[J] .2001</p><p>　　[12]龔海峰升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)及控制系統(tǒng)的研究[D].2003</p><p>　　[13]張桂香,張志軍.PLC的選型與系統(tǒng)配置[J].微計(jì)算機(jī)信息.2005(9)：81，82，36.</p><p&

104、gt;　　[14]鐘肇新等.可編程控制器原理及應(yīng)用[J]. 華南理工大學(xué)出版社.第4版.2008.2</p><p>　　[15]程懷舟.基于PLC的多層升降橫移立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].2005.4</p><p>　　[16]王新生.張華強(qiáng).基于PLC的立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].2005年18卷第3期</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述<

105、/b></p><p><b>　　一、 前言</b></p><p>　　車(chē)輛無(wú)處停放的問(wèn)題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，車(chē)輛的增加，交通擁擠所造成的商場(chǎng)、酒店車(chē)位限制，使得車(chē)主為停車(chē)而發(fā)愁，擴(kuò)展停車(chē)場(chǎng)引起人們的廣泛關(guān)注。普通露天停車(chē)場(chǎng)和建筑物下的停車(chē)庫(kù)雖然停放方便，但占地面積廣，且停車(chē)數(shù)量有限，尤其是土地價(jià)格突飛猛進(jìn)增長(zhǎng)的今天，投資商不得

106、不考慮土地占用的成本，為了充分利用立體空間，規(guī)范和科學(xué)管理汽車(chē)的停放，建造智能立體車(chē)庫(kù)已刻不容緩。目前，在國(guó)內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口密度較大的城市中，己經(jīng)著手開(kāi)發(fā)推廣立體停車(chē)庫(kù)。 </p><p>　　本設(shè)計(jì)即是基于日趨成熟和自動(dòng)化程度不斷提高的PLC技術(shù)，針對(duì)目前車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下的不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)

107、、性能可靠、自動(dòng)化程度較高的車(chē)庫(kù)智能管理系統(tǒng)。具有智能化的智能立體車(chē)庫(kù)占用土地少、充分利用空間，緩解了城市中道路空間小的矛盾，又適應(yīng)了城市高節(jié)奏快速發(fā)展的需要，更重要的是順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，減少了污染，為城市向更大規(guī)模發(fā)展提供有利的條件。</p><p>　　本文根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可編程控制器和立體車(chē)庫(kù)的研究成果，借鑒他們的理論和原理，將它們運(yùn)用在plc立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)中。這些文獻(xiàn)給與本文很大的參考價(jià)值，本文主要查閱了

108、近幾年中外有關(guān)于可編程控制和立體車(chē)庫(kù)的書(shū)籍，論文和文獻(xiàn)期刊。</p><p>　　二、立體停車(chē)庫(kù)的相關(guān)論述</p><p>　　1.國(guó)外機(jī)械式車(chē)庫(kù)發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　國(guó)外發(fā)展立體停車(chē)庫(kù)較早較好的有日本、韓國(guó)、德國(guó)等國(guó)家[3一5]。在亞洲，機(jī)械式停車(chē)設(shè)備采用較早且應(yīng)用較普遍的國(guó)家有日本和韓國(guó)。日本從20世紀(jì)60年代初開(kāi)始研發(fā)機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本汽車(chē)保有量