立体车库毕业论文.docx

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1、摘 要随着社会经济的迅速发展，汽车在百姓生活中变得普及。机动车数量的增加，使得机动车停车难的问题开始显现。很多城市中餐饮娱乐场所、行政单位、商务场所、电影院、医院等大型公共场所要么没有停车要么就是车位不够用，因而在这些大型工作场所经常出现乱停车的现象。而传统的停车场不但浪费了大量的土地资源并且逐渐不能满足日益增加的私家车停车需求。自动化机械立体车库以其智能、高效、快速、安全等特点成为解决大中型城市中停车难问题的首选。本论文设计了基于PLC的自动化机械立体车库控制系统，主要设计内容有如下几点： 1经过对车库控制系统逻辑分析，确定3层7车位式的升降横移式车库系统并对系统进行了可靠性分析，确保了系统

2、运行的可靠性。2对车库控制系统的输入输出进行了详细分析，完成了对控制系统的输入输出分配、PLC选型。3.详细介绍了系统结构、工作原理、软件实现和控制方案，绘制了系统的控制流程和PLC控制的梯形图。关键词：立体车库；可编程控制器；PLC；控制系统ABSTRACTWith the development of economy, it is becoming more and more popular in normal peoples life that one owns a car. Parking problem is deteriorating steadily as the increas

3、ing number of cars. In many large public places we can find that there is no enough parking places or even no parking place at all, such as dining places, work places, business places, cinemas, hospitals and so on. So it is common to see parking chaos in these large public places. On the other hand,

4、 traditional parking lot can cause the waste of land and it is becoming more and more week at meeting the increase of parking demand of private cars. Intelligent solid carport becomes the best choice to solve parking problems in big cities because of its feature of intelligent, efficiency, high spee

5、d and safety. This article is about the control system of automatic mechanization solid carport which is based on PLC. The content is about: 1. Through the analysis of the logic of solid carport control system, the program of 3 layers and 7 parking spaces lift-sliding solid carport is determined. 2.

6、 Analysis the inputs and outputs of the carport control system. Choose the right PLC and assign the inputs and outputs to the pins of PLC. 3. Introduce the structure, working principles and control scheme of this control system. Draw the control flow and the ladder of PLC programming of the control

7、system. Keywords: solid carport； PLC；control system目录摘 要IABSTRACTII目录III第一章 绪论11.1 立体车库的研究的目的与意义11.2 立体车库的国内外发展概况31.3 自动化立体车库的主要结构组成和类型5第二章 PLC的简介92.1 PLC的概述92.2 PLC的结构和基本配置以及控制要点102.3 可编程控制器实现控制的要点13第三章 系统硬件设计与工作原理153.1 系统的工作原理153.2 系统的组成183.2.1 系统的硬件需求203.3 电机的选择203.4 变频器的选择223.4.1 变频器的工作原理223.4.2

8、 变频器的选择要点233.4.3 变频器控制电机接线253.5 PLC的选择263.5.1 系统的输入、输出控制分析263.5.2 PLC的选择要点273.6 人机界面的设计313.6.1 人机界面的简介313.6.3 K-TP 178micro触摸屏323.7 系统的安全措施32第四章 系统软件设计344.1升降横移式立体车库控制方案设计344.2存取车控制算法设计354.3控制程序优化354.3.1下行通道的建立354.3.2模块化程序设计374.3.3软件设计中关键问题的处理424.4 HMI画面组态42结 论44经济与社会效益分析45致 谢46参考文献47附录一 系统主接线图49附录二

9、 PLC程序梯形图49CONTENTSABSTRACTIABSTRACTIICONTENTSIIIChapter 1 Instructions11.1 The purpose and significant of studing solid carport11.2 Overview of domestic and international development of solid carport31.3 The main structure and type of solid carport5Chapter 2 Inroduction of PLC92.1 Brief introduncti

10、on of PLC92.2 The structure and the control key point of PLC102.3 Realize the cotrol of PLC13Chapter 3 Design of hardware and working principles153.1 The working principles of system153.2 The composition of system183.2.1 Hardware demands of system203.3 Motor selection203.4 Inverter selection223.4.1

11、Working principles of inverter223.4.2 How to select inverter233.4.3 Wiring diagram of inverter253.5 PLC selection263.5.1 Analysis of inputs and outputs of system263.5.2 How to selecte PLC273.6 Design of Human-machine interface313.6.1 Brief introdunction of Human-machine interface313.6.3 K-TP 178micr

12、o touch pad323.7 Safety measures of system32Chapter 4 Design of software344.1 Control scheme of system344.2 Design of control algorithm for accessing to the vehicle354.3 The optimization of control program354.3.1 The creation of down channel354.3.2 The design of modular program374.3.3 Processing of

13、the key issues in software design424.4 HMI interface configuration42Conclusion44Analysis of economic and social benifit45Acknowledgements46References47Appendix One Main wiring diagram49Appendix Two PLC Ladder procedures of PLC49VI第一章 绪论1.1 立体车库的研究的目的与意义随着现今社会的飞速发展城市人口的和车辆的也飞速增加，市区的传统的停车场不但浪费了大量的土地资源

14、而且逐渐不能满足日益增加的私家车停车需求。普通家庭拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止2006年底，市区仅有公共停车场827处，共计车位5.6万个，仅占市区机动车拥有量的8.5，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。在大中型城市中停车难已经成为了一个普遍的难题。停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通是相对于动态交通（车辆行驶状态）而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要内容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一

15、系列问题。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施。专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其它空间满足停车需求。而无论采取什么措施，在规划后再收拾残局，于局限内弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力

16、和资金都不小。随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅-停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车，由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑。伴随着汽车进入家庭，城市动态、静态交通管理制度的不断完善和人们对居住环境要求的提高，给停车产业提供了前所未有发

17、展机遇，停车产业市场前景广阔。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段也是停车产业发展的必由之路。机械式立体车库利用PLC控制来进行车位的空间位置变动，使停车位从平面转换到立体空间具有传统停车场无可比拟的优势。第一，节约空间。立体车库的占地面积约为平面停车场的50

18、%-25%,并且立体车库在地面和地下都可以安装，可以充分利用小面积向纵向空间发展，尽可能多的提供停车位，是土地资源紧缺的企业、居民区、医院、商场等场所的最佳停车方案。第二，自动化程度高，使用方便。立体车库采用基于PLC编程的全自动制系统来控制车位的升降横移或者旋转。用户只需通过控制面板进行操作就可以方便的进行车辆的存取。第三，立体车库的建设成本大大低于传统停车场。传统停车场的占地面积大建设成本高。普通地上停车位的占地面积每个为15平方米，而立体车库在30平方米的空地上可以停放一组8车位立体车库，平均每个车位占地面积补刀1平方米。在建设成本上，小区建设一个地下车位需要投资6-8万元，某些高档的写

19、字楼的地下停车设施建设成本更是高达十几万元。对于立体车库而言在空间面积不变的情况下可以增加更多的停车位，将每个停车位的建设成本降低到5-6万元。第四，安全可靠。立体车库配备有自动检测系统，各种安全机构，自动报警消防系统等设施。因而汽车不会损坏，丢失。而且可以因地制宜以美观的车库造型来美化城市环境。1.2 立体车库的国内外发展概况立体车库发源于二十世纪20年代的美国，是一种解决拥挤都市里停车难问题的方案。50年代以后，私人汽车的大量涌现使得立体车库在西欧、东南亚、韩国和日本都得到了广泛的应用，并且行车了一套包括制造、安装、使用和维修的行业体系。目前世界停车产业正向多元化发展，其停车技术几乎包含了

20、当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面，应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸。钢结构选用新型优质钢材，既提高了设备的强度和刚度，又使设备轻巧美观，载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装，美观、强韧、耐用。控制技术方面，广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术，使运行高速平稳，节省电力，振动和噪音也趋于最小。控制形式有，按钮式、锁匙式、IC卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等。安全元件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等，安全保护装置日臻完善，如汽车出入声光引导和定位、汽车

21、尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全检测、自动消防灭火系统等。发展较好的有日本、韩国、德国、香港以及台湾等国家和地区。这些国家和地区在上个世纪六十年代初就开始开发并使用可极大限度的利用空间的机械式立体停车库，经过几十年的发展，立体车库的结构、控制、驱动、造型等方面均得到不断的更新换代，日臻完美。我国的立体车库发展始于上个世纪八十年代，河北承德的华一机械车库集团有限责任公司与1989年建造了国内第一台垂直循环类机械停车库，填补了我国机械式停车库的空白。90年代初开始研究开发立体停车设备，距今已经二十年的历

22、程。随着中国经济的腾飞，城市化进程的加快，汽车工业和汽车需求市场也得到了快速发展。在上个世纪九十年代立体车库产业开始迅速兴起，步入了引进、开发、制造和使用的新纪元。尽管立体停车制造产业得到了长足发展，在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准；多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水平低；缺少具有一定规模的企业，生产能力不足；市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争；缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足；政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等。目前我国各主要城市的停车设施建设仍不能够满足停车需求，由此会引起城市交通不便，影响城市形象等诸多问题。除了传统车库的土

23、地利用率不高的问题外，立体停车设备的设计缺陷导致的制造成本过高，自动化技术水平低也是很重要的原因。因此，设计高度自动化的立体车库控制系统具有重大的实际应用意义。1.3 自动化立体车库的主要结构组成和类型1. 主要结构组成机械式立体车库一般有电机驱动和液压驱动实现动作。其主要结构一般由机械部分，电机驱动部分和控制管理系统三个部分组成。以升降横移式为例：1） 机械部分多层升降横移式立体车库机械部分采用单元钢架结构，由电机驱动，链条或者钢丝绳传动。升降横移类立体车库主要利用托盘移位来产生垂直通道，实现高层车位的升降存取。每个车位配置停车托盘，托盘由电机独立驱动。2） 电机驱动部分升降横移立体车库的结

24、构特点是，底层只能够平移，只需配备横移电机；顶层只能升降，只需配备升降电机；中间层既能平移 又能升降，则需要配备两台电机，分别用于横移和升降驱动。底层和中间层均留有一个空车位，为托盘的左右上下移动提供通道。3） 控制管理系统控制管理系统采用PLC实现控制过程。通过PLC来控制接触器、光电开关、行程开关、防坠磁铁、电机等设备能实现用户只需操作按钮就可以存取车辆。1.4 立体车库的种类及各自特点目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、垂直循环式、简易升降式、垂直升降式、平面移动式、巷道堆垛式等。 1. 升降横移式 整机特点： 有效利用空间，提高空间利用率达数倍。存取车快捷便利，独特跨梁设计，

25、车辆出入无障碍。采用PLC控制，自动化程度高。环保节能，低噪音。 人机界面好，多种操作方式可选配，操作简便。 2. 垂直循环式 整机特点：省地，在58m2的地方建起大型垂直循环类机械停车库，可容纳34辆轿车或24两面包车。方便：使用PLC自动调车， 一次按键即可完成存取车。 迅速：调车时间短，取车快速。灵活：可设置在地面上或半地上半地下，可独立或附设在建筑物内，还可多台组合。经济：可省去购置土地的大量费用，有利于合理规划和优化设计。省电：一般不需要强制通风，无大面积照明，耗电量仅为普通地下车库的35%。 3. 简易升降式 整机特点：一个车位泊两台车，最适宜多车型家庭用，构造简单实用，无需特殊地

26、面基础要求。适合装置于工厂、别墅、住宅停车场。可任意迁移，搬迁安装容易或根据地面情况，独立及多台设备。备有专用锁匙开关，防止外人开动设备。车板防下滑保险装置。4. 垂直升降式 整机特点：占地少，容车量大，高层设计最高能够达到平均一辆车仅占一平方米的空间。可同时提供多车位进出口，等待时间短。智能化程度高，可预约存取车及空车位导向。绿色环保车库，利用车库外形的空隙空间可以进行绿化，使车库变成一个立体的绿化体，有利于美化城市和环境。智能化控制，操作简单方便。5. 平面移动式 整机特点：每层的车台和升降机分别动作，提高了车辆的出入库速度，可自由利用地下空间，停车规模可达到数千台。部分区域发生故障时，不

27、影响其他区域的正常运行，因此使用更加方便；采用以车辆驾驶员为中心的设计方法，提高了舒适性。 采取多重保险措施，安全性能卓越；通过计算机和触屏界面进行综合管理，可全面监视设备的运行状况，并且操作简单 6. 巷道堆垛式 整机特点：可设置于地上或地下，充分利用有效空间。载车板的升降和行走同时运行，存取车方便快捷。全封闭式管理，安全可靠，保障人、车安全。通过升降机、行走台车及横移装置输送载车板实现存取车操作，整个过程全自动完成。固定式升降机加各层行走台车的配置形式，可实现多个人同时存取车。本设计主要研究基于PLC的3层3列7车位升降横移式立体车库控制系统。第二章 PLC的简介2.1 PLC的概述在工业

28、生产过程中，需要控制大量的开关量的开关顺序，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。在传统工业中，这些功能都是用气动或者电气控制系统实现的。1969年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller简称PC2。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。PLC是在传统的顺序控

29、制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。国际电工委员会（IEC）颁布了对PLC的规定：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力

30、强、编程简单等特点。可以预料：在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流PLC程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。2.2 PLC的结构和基本配置以及控制要点1 PLC的结构一般来说，PLC分为箱体式和模块式两种。箱体式PLC有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等。模块式PLC有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。他们都属于总线开放型结构，其I/O能力可以按照用户需求进行扩展与组合。PLC的基本结构框图2.1所示：中央处理

31、单元CPU板接受现场信号输入接口部件电源部件接口部件输出受控元件驱动图2.1 PLC基本机构图1) CPU的构成PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路， 与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片

32、、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。CPU的寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU虽然划分为以上几个部分，但PLC中的CPU芯片实际上就是微处理器，由于电路的高度集成，对CPU内部的详细分析已无必要，我们只要弄清它在PLC中的功能与性能，能正确地使用它就够了。CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关

33、。一般讲，CPU模块总要有相应的状态指示灯，如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口，用于接I/O模板或底板，有内存接口，用于安装内存，有外设口，用于接外部设备，有的还有通讯口，用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关，用以对PLC作设定，如设定起始工作方式、内存区等。2) I/O模块：PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的，按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存

34、器状态。3) 电源模块：有些PLC中的电源，是与CPU模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有：交流电源，加的为交流220VAC或110VAC，直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。4) 底板或机架：大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。5) PLC 的外部设备外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、

35、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失，如EPROM、EEPROM写入器等。输入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读人器，输入模拟量的电位器，打印机等。6、PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出网络就是控制器的观点说法。PLC具有通信联

36、网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。 PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。对于一个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次

37、所使用的网络标准。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。当然，PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。了解了PLC的基本结构，我们在购买程控器时就有了一个基本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥P

38、LC所提供的最佳功能。102.3 可编程控制器实现控制的要点1、输入输出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC的I/O电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是

39、隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。 输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的。这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。它们与计算机内存交

40、换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。这些位置成1，表示接点通，置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈。靠运行系统程序，输出继电器的状态映射到输出锁存器。这个映射也称输出刷新。输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。这样，用户所要编的程序只是，内存中输入映射区到输出映射区

41、的变换，特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令系统，编写出满足这个要求的程序是完全可能的，而且也是较为容易的。第三章 系统硬件设计与工作原理3.1 系统的工作原理升降横移式立体车库设计有车位半地下半地面形式和全地面形式两种设计方案。虽然半地下的形式可以更加充分的利用空间，但是由于这种形式的车库有一定的施工难度和全地面形式能够很好的因地制宜适应各种场所的原因，本文选取的是全地面形式的方案。全地面形式的升降横移式立体车库通常为MN的矩阵结构，M层N列。由于这种结构的立体车库需要为上层车位预留移动空间，因此，这种结构的车库的车位数量为P=NM-N+

42、1，其中M为层数，N为列数。本文设计的是3层的机械式立体车库，因此具有7个车位如图3.1所示，其工作流程为：1） 1号车位，2号车位，3号车位只能上下移动不嫩左右移动。2） 4号车位，5号车位既能够上下移动又可以左右移动。3） 6号车位，7号车位只能够左右移动。4） 6号车位，7号车位可以直接开出。5） 4号车位，5号车位要取出时，先判断下层是否为空位，若不是空位下层车辆让出空位，然后4号，5号下移开出。在车辆取出10秒后4号车位或5号车位升降复位。6） 1号车位，2号车位，3号车位取出先判断他的下两层车位是否为空，若不为空，第一层和第二层车位让出空位。然后车1号车位，2号车位，3号车位将至底

43、层开出。在车辆开出10秒后车位升降复位。图3.1 车库车位示意图升降横移停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆，全部逻辑过程均由PLC进行控制。3层7车位立体车库结构特点是：底层只能平移,顶层只能升降,中间层既可平移又可升降。除顶层外,中间层和底层都必须预留一个空车位,供进出车升降之用。当底层车位进出车时,无需移动其他托盘就可直接进出车;中间层、顶层进出车时,先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是：升降复位,平移不复位。本设计研究的内容是实现立体停车库的的下位机部分。整个系统

44、的工作方案如下：1、用PLC与PC机上WINDOWS操作系统结合的方法建立一个与客户端相连接的数据库。图3.2 立体车库控制系统结构图2、在PLC与计算机的通讯接好之后。首先将编制的用户程序写入PLC控制器，然后再运行PLC的程序，根据接收控制信号判断动态模拟的动作是否与要求符合，一次判断编制PLC程序是否符合设计要求。3、无论是在通讯中使用的变量，还是在动态模拟中控制的对象都应该是一致的，这样才能对应好。4、进入动态模拟，PLC梯形图程序为有工作进入时，托盘传感器发信号给PLC，相应电机转动或者停止。5、记录所需参数与主界面各个对应文本框连接，直接实现设备全面统一管理，操作简单，效率高，界面

45、简洁。3.2 系统的组成图3.3 系统信息流程图机械式立体车库的控制由整个系统的上位机和下位机两个部分组成。本文研究了3层3列7车位立体车库系统的下位机部分。系统主要由：PLC、组态监控部分、电气传动部分、检测部分、手动控制部分组成。系统组成如图3.2所示。本系统由PLC进行控制，实现汽车的存取功能。用户可以通过操作面板对相应的车位做出操作，并且将信号输入到PLC逻辑控制器中，PLC根据输入的信号发出对应的命令信号，通过对车库电机的控制来实现汽车的存取。其信息流程图如图3.3所示表 3.1 汽车体积质量参数 参数车型长(mm)宽(mm)高(mm)车重(Kg)中型轿车47001800145015

46、00大型轿车5000185015501700特大型轿车5300190015502350系统中应用到接触器、光电开关、行程开关，防坠电磁铁控制、PLC，直流力矩电机等硬件设备。表3.2 系统硬件设计需求表驱动方式马达链条式电动机升降功率2.2kW速度4m/min横移功率0.55kW速度8m/min操作方式操作面板控制方式PLC逻辑程序自动控制电源需求三相五线制 380V/50Hz平均存取时间50秒基本安全装置1.钥匙开关6.安全定位极限开关2.光电传感器8.车轮定位板3.紧急停止按钮9.超限断电极限开关4.异常警报装置/5.电磁控制安全定位卡钩/3.2.1 系统的硬件需求本文设计的立体车库可为中

47、型、大型和特大型轿车提供停车位。其中各型轿车的体积及质量参数如表3.1所示6：3.3 电机的选择电动机有很多种，有按电源电压、电源频率、结构、功率、安装方式、绝缘等级、运行特性等各种方式来分类。我国主要按照功率大小来对电机进行总的分类，以用途、结构、性能等方面来进行细分1。本系统中，电机由变频器驱动。变频器的参数设定，可以控制停车托盘的启动、加速、运转、减速的速度曲线，并且设定好变频器的输入信号参数。因此只需要由PLC控制变频器做出相应的动作便可以控制电机的运作。在本系统中，车库结构为三层三列，顶层只需上下升降，底层只需左右横移，中间层需要上下左右都能够运动。由此，底层两个停车托盘需要安装两个横移电机，第二层两个停车托盘需要安装两个横移电机和两个升降电机，顶层三个停车托盘需要安装三个升降电机。本系统需要4个横移电机和5个升降电机。在本文中升降横移式立体车库中采用了三相异步电动机，其中水平横移控制电机的功率选定为0.55KW，满载转速为1390r/min，升降控制电机的功率选定为2.