基于PLC的立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)

1、畢業(yè)設(shè)計(jì) 中圖分類(lèi)號(hào)：TP23基于PLC的立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)名稱:機(jī)電一體化 學(xué)生姓名: 馮孟龍導(dǎo)師姓名: 鄭文杰 職 稱：副教授焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院二一五 年 五 月 中圖分類(lèi)號(hào)：TP23 密級(jí)： UDC： 單位代碼：基于PLC的立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)Stereoscopic garage Design based on PLC姓 名 馮孟龍學(xué) 制 三年專(zhuān) 業(yè)機(jī)電一體化研 究 方 向 自動(dòng)化技術(shù)導(dǎo) 師 鄭文杰職 稱副教授論文提交日期 2015.5.25論文答辯日期2015.6.1 焦作大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院摘 要隨著人民生活水平的不斷提高，越來(lái)越多的人購(gòu)買(mǎi)了私家車(chē)；對(duì)城市的交通和環(huán)境起著重大的影響。而停車(chē)難

2、問(wèn)題的出現(xiàn)，也給機(jī)械停車(chē)設(shè)備行業(yè)帶來(lái)了巨大的商機(jī)和廣闊的市場(chǎng)。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)是專(zhuān)門(mén)實(shí)現(xiàn)各種車(chē)輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉(cāng)庫(kù)設(shè)施?？沙浞掷猛恋刭Y源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，最大限度地停放車(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)制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。本論文主要是對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)做出控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)用戶快捷方便的停車(chē)和取車(chē)，保證用戶車(chē)輛的安全。本設(shè)計(jì)在詳細(xì)論述了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇三層三列式車(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)結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)械部分和控制系統(tǒng)部分。依據(jù)升降橫移式立體車(chē)

3、庫(kù)的運(yùn)行原理，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，采用先進(jìn)的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，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器（PLC）作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。關(guān)鍵詞：PLC；立體車(chē)庫(kù)；控制系A(chǔ)bstractAs peoples living standard continues to rise, more and more people can afford the private vehicle, which has an important impact on the traffic and environment of city. On

4、 the contrary, it is a good opportunity for mechanical parking equipment industry to broaden market with the problem of parking difficultly. Mechanical and stereoscopic garage is a facility which pursues the goal of vehicle automatic parking and scientific check specially. It can make full use of la

5、nd resources, improve the advantages of space and maximize park, become the important access to solve the problem of urban static traffic. The study includes typical lift-sliding mechanical parking system and consider overall the cost and efficiency of stereoscopic garage. The design is about lift-s

6、liding mechanical parking system, to realize the goals of parking and taking the car, to assure the security of vehicle. This project reveals around the structure of two-tier and three-line garage. As for the composition of lift-sliding mechanical and stereoscopic garage, it contains three parts: ga

7、rage structure, control system. According to the theory of lift-sliding mechanical and stereoscopic, during the design of it, we will use advanced PLC, format it by Mitsubishis software, debug and use PLC as control system.Keyword: PLC；Stereo garage；Control system目 錄摘 要1Abstract21.基于PLC立體車(chē)庫(kù)總體設(shè)計(jì)31.1引

8、言31.2本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路32.立體車(chē)庫(kù)方案設(shè)定72.1自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的描述與方案確定72.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟83.立體車(chē)庫(kù)硬件設(shè)計(jì)93.1驅(qū)動(dòng)方式的設(shè)計(jì)與選擇93.2 提升方式的設(shè)計(jì)與選擇93.3傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)93.4傳動(dòng)方案的確定113.5升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)113.6升降系統(tǒng)中鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)133.6.1 選擇鏈輪齒數(shù)Z1Z2133.6.2確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp133.6.3 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率P0及鏈節(jié)距P133.6.5 計(jì)算鏈速143.6.6 作用在軸上的壓軸力Q143.6.7.按靜強(qiáng)度校核鏈條143.7 鋼絲繩和滑輪的選用153.7.1. 鋼絲繩直徑的確定153.7.2.滑輪的選擇15

9、3.8 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)163.8.1橫移傳動(dòng)163.8.2橫移傳動(dòng)電機(jī)的選擇163.8.3. 橫移鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)173.9防墜落裝置設(shè)計(jì)204.立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)214.1車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)整體思路224.1.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布224.1.2 PLC結(jié)構(gòu)244.2 PLC工作原理254.2.1讀取輸入254.2.2.執(zhí)行用戶程序254.2.3通信處理264.2.4 cpu自診斷測(cè)試264.2.5中斷程序的處理274.2.6立即I/O處理274.2.7輸入/輸出滯后時(shí)間274.2.8程序組成274.3電氣部分設(shè)計(jì)284.4 I/O地址分配表294.5 PLC外部接線圖324.6車(chē)盤(pán)運(yùn)行程序334.7停、取

10、車(chē)的調(diào)試385升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的安全問(wèn)題405.1電力超載裝置415.2 延時(shí)保護(hù)415.3 防人、異物誤闖入紅外線檢測(cè)裝置415.4 緊急停止裝置415.5 防止超限運(yùn)行裝置415.6 警示燈及警示蜂鳴器415.7車(chē)輛防滑、防載車(chē)板墜落裝置42設(shè)計(jì)總結(jié)42參考文獻(xiàn)43附錄441.基于PLC立體車(chē)庫(kù)總體設(shè)計(jì)1.1引言隨著我國(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，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車(chē)狀況的尷尬。以鄭州式為例，截至2014年12月31日，鄭州市機(jī)動(dòng)車(chē)保有量達(dá)到輛，鄭州市2014年全年增加機(jī)動(dòng)車(chē)達(dá)到輛，除節(jié)假日外，平均每天增加機(jī)動(dòng)車(chē)1688輛。據(jù)了解，輛機(jī)動(dòng)車(chē)中，市區(qū)輛，縣（

11、市）區(qū)輛。截至2014年12月31日，2014年全年機(jī)動(dòng)車(chē)新登記（含轉(zhuǎn)入）入戶 輛，全年有53天每天入戶量超過(guò)2000輛，其中最多的一天是2014年5月30日，為4227輛。但是鄭州目前現(xiàn)有的公共停車(chē)位有15.3萬(wàn)個(gè)。與急劇增長(zhǎng)的機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量明顯不能比例，意味著有很多車(chē)都要面臨無(wú)處可停或違規(guī)亂停的現(xiàn)象。而且鄭州還面臨多重問(wèn)題。從事停車(chē)管理的業(yè)內(nèi)人士分析，造成停車(chē)亂象的根源有四個(gè)：一是供需緊張，二是規(guī)劃隨意，三是政策不完善，四是管理混亂。而對(duì)于迅速發(fā)展的城市車(chē)流，停車(chē)設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停年技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣中心介紹，鄭州市停年設(shè)施的“欠賬”最保守估計(jì)為2030。 停車(chē)問(wèn)題是城市在發(fā)展過(guò)

12、程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通問(wèn)題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車(chē)設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車(chē)輛的不斷增加，對(duì)停車(chē)設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車(chē)難的一系列問(wèn)題。專(zhuān)家們指出，解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過(guò)政策法規(guī)限制路面停車(chē)，提高停車(chē)場(chǎng)利用效率，使部分車(chē)主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車(chē)對(duì)停車(chē)場(chǎng)的需求。而硬措施，主要包括增建停車(chē)場(chǎng)，建設(shè)地下及立體停車(chē)場(chǎng)、利用其它空間滿足停車(chē)需求。而無(wú)論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門(mén)所需投入得精力和

13、資金都不小。 1.2本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路針對(duì)全國(guó)各地停難的問(wèn)題，近幾年在停車(chē)場(chǎng)的空間利用率上設(shè)計(jì)者做出了很多的努力，找到了很多解決辦法。本設(shè)計(jì)利用西門(mén)子s7-200系列基于PLC的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)來(lái)解決一部分問(wèn)題，增加停車(chē)場(chǎng)的空間利用率。升降橫移式類(lèi)機(jī)械車(chē)庫(kù)通過(guò)水平垂直方向上利用載車(chē)版實(shí)現(xiàn)多層車(chē)位的車(chē)輛存取。目前其有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、簡(jiǎn)易升降類(lèi)、垂直升降式、垂直循環(huán)式、平面移動(dòng)式、箱型水平循環(huán)式、多層循環(huán)式。圖1-1某地2x3立體車(chē)庫(kù)升降橫移式：有二層的、多層的、有四柱結(jié)構(gòu)的，有后懸臂結(jié)構(gòu)的、有鏈條提升的、有鋼絲繩提升的等等。這種設(shè)備的最大特點(diǎn)是對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，可

14、建在地上、亦可建在地下，規(guī)?？纱罂尚?，可以有幾個(gè)十幾個(gè)車(chē)位，也可建成幾百上千個(gè)車(chē)位的。該設(shè)備簡(jiǎn)單、可靠，使用方便、價(jià)格較低。目前在市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛，使用率在80%以上。簡(jiǎn)易升降式：設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作容易，可充分利用地下空間，面積利用率在2倍以上，多用于住宅、辦公樓周邊。垂直循環(huán)式：分為大型循環(huán)和小型循環(huán)兩種。它們具有省地（占地面積?。?、方便（一次按鍵即可完成存取車(chē)）、迅速（調(diào)車(chē)時(shí)間短）、靈活（設(shè)置靈活）、可靠（維修量少）、經(jīng)濟(jì)（節(jié)約大量土地購(gòu)置費(fèi)）、節(jié)能（不需強(qiáng)制通風(fēng)和大面積照明）的特點(diǎn)。箱型水平循環(huán)式：這種車(chē)庫(kù)不需要行車(chē)道，面積利用率很高，且自動(dòng)化水平高，最適合于地下狹長(zhǎng)地帶的停車(chē)庫(kù)。但由于

15、運(yùn)行速度不是太高，所以設(shè)備的存容量不能大。多層循環(huán)式：這種車(chē)庫(kù)不需坡道、節(jié)省土地、可自動(dòng)存取、方便快捷，較適用于地形細(xì)長(zhǎng)又只允許設(shè)置一個(gè)出入口的場(chǎng)所，如建筑物的地下室、廣場(chǎng)、便道的地下以及高架橋的下面等。但因只能設(shè)一個(gè)出入口，所以設(shè)備的容量不大。平面移動(dòng)式：此種類(lèi)型的設(shè)備大多為多層平面移動(dòng)類(lèi)，這種車(chē)庫(kù)可以建成大型化、自動(dòng)化的車(chē)庫(kù)，容車(chē)密度大、存（取）車(chē)快捷，適宜建在大型住宅周?chē)牡叵?，?duì)機(jī)場(chǎng)、車(chē)站、繁華商業(yè)中心區(qū)、體育館、辦公樓等區(qū)域也適合。尤其是巷道長(zhǎng)度長(zhǎng)、層數(shù)不多的地下大容量存車(chē)庫(kù)，用這種設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性最好。 巷道堆垛式：這是一種全自動(dòng)化停車(chē)設(shè)備，全封閉建造，存（取）車(chē)速度快， 安全可靠

16、，容積率高。適用于地下也可建在地上的車(chē)庫(kù)，特別是巷道長(zhǎng)度不太長(zhǎng)，層數(shù)較多的大型車(chē)庫(kù)。垂直升降式：這種設(shè)備的類(lèi)型很多、其最大的優(yōu)點(diǎn)是平面和空間利用率最高，幾乎停放一輛車(chē)只需一平方米建筑面積，還具有高性能、省電、噪音小、存（?。┛臁踩煽?、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，最適宜建在高度繁華的城市中心區(qū)和車(chē)輛停放的集聚點(diǎn)，如大型商場(chǎng)、飯店、醫(yī)院等。而升降橫移式是目前立體車(chē)庫(kù)中使用最多的。其具有特點(diǎn)為：(1)投資成本低，系統(tǒng)耗電量低；(2)節(jié)省占地空間利用率高；(3)運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低，存、取車(chē)輛時(shí)間段；(4)智能化控制，多路保護(hù)，操作便捷；(5)安全可靠，維護(hù)方便；升降橫移式車(chē)位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式，可

17、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24層(國(guó)家規(guī)定最高為4層)，2層、3層者居多，現(xiàn)以典型的地上33升降橫移式為例，說(shuō)明停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行原理。 本升降橫移式立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：最底層只能平移,最頂層只能升降，中間層既可升降也可平移。除頂層外,底層都必須預(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)；頂層進(jìn)出車(chē)時(shí),先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空,不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理,直到下方為空才可執(zhí)行下降動(dòng)作,進(jìn)出車(chē)完成后再上升回到原位置。 圖1-2七座升降橫移式立體車(chē)庫(kù)原理圖 1.3本題設(shè)計(jì)的目的及意義械式立體車(chē)庫(kù)既可以大面積使用，也可以見(jiàn)

18、縫插針設(shè)置，還能與地面停牛場(chǎng)、地下年庫(kù)和停車(chē)樓組合實(shí)施，是解決城市停車(chē)難最有效的手段，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優(yōu)越性。首先，機(jī)械車(chē)庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。其次，機(jī)械車(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)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車(chē)庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車(chē)分流。機(jī)械車(chē)庫(kù)一般不做成套系統(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)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車(chē)樓。這對(duì)眼下車(chē)庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車(chē)難的問(wèn)題提供了方便條件。2.立體車(chē)庫(kù)方案設(shè)定2.1自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的描述與方案

19、確定目前，立體車(chē)庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方而的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)形式比較多，規(guī)模垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)代、圓形水平循環(huán)式等。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)可大可小，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。隨著科技的發(fā)展，各類(lèi)技術(shù)也在不斷的進(jìn)步，其設(shè)計(jì)也在不斷的趨向于完善化，本車(chē)庫(kù)模型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也有很多不同的方法。我們對(duì)車(chē)庫(kù)模型控制作了兩種設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行了研究和討論：方案一：基于單片機(jī)的立體車(chē)庫(kù)模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。采用單片機(jī)作為主控制器來(lái)控制步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)所要設(shè)計(jì)的控制

20、電路較多，較為復(fù)雜。 （1）單片機(jī)抗干擾能力比較弱，所以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境要求很苛刻。 （2）單片機(jī)控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期比較長(zhǎng)，系統(tǒng)調(diào)試耗時(shí)比較多。 （3）單片機(jī)自身就是弱電驅(qū)動(dòng)，但是對(duì)于停車(chē)庫(kù)運(yùn)行系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，執(zhí)行部件是電機(jī)，屬?gòu)?qiáng)電系統(tǒng)，這就需要由弱電驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電，隨著驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可靠性就會(huì)下降。 （4）單片機(jī)控制系統(tǒng)，其控制程序基本上是匯編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言雖然功能比較強(qiáng)大，但是程序編制工作量比較大。 因此，單片機(jī)在升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)在還不成熟，只是停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)方向。 方案二：基于PLC立體車(chē)庫(kù)模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。它具有很多其他設(shè)計(jì)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)： （1）可靠性高、

21、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：可編程控制器輸入/輸出端口均采用繼電器和光電耦合器件，采取了隔離和抗干擾措施，所以具有很強(qiáng)的抗干擾能力。 （2）通用性好： 由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有CPU 模塊、電源模塊、PID 模塊、模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)，對(duì)不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性 。 （3）使用方便、靈活：對(duì)于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入/輸出作很小的變動(dòng)時(shí)，只需修改相應(yīng)程序即可，無(wú)需對(duì)系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的工作量，使用起來(lái)靈活方便。 （4）具有順序、周期性的工作特征。 （5）體積?。河捎谠谥圃鞎r(shí)采用了

22、大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實(shí)現(xiàn)了小型化。綜上所述：我們選擇方案二，即PLC作為設(shè)計(jì)中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖所示 圖2-1系統(tǒng)方案設(shè)定流程圖3.立體車(chē)庫(kù)硬件設(shè)計(jì)3.1驅(qū)動(dòng)方式的設(shè)計(jì)與選擇本次設(shè)計(jì)是針對(duì)的轎車(chē)的存取，可以滿足驅(qū)動(dòng)力要求的機(jī)構(gòu)可以是液壓馬達(dá)或液壓泵，柴油機(jī)，汽油機(jī)和電動(dòng)機(jī)等。在車(chē)輛存取的過(guò)程中，要求升降或者橫移動(dòng)作平穩(wěn)，并且考慮到噪聲的大小和啟動(dòng)的頻率以及便于控制，本次設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。如圖是本升降橫移式車(chē)庫(kù)的主要組成示意圖：圖3-1升降橫移式車(chē)庫(kù)

23、主要組成 3.2 提升方式的設(shè)計(jì)與選擇提升的方式有鏈提升和鋼絲繩提升等，通過(guò)分析，本次設(shè)計(jì)采用鋼絲繩提升，并采用雙滾筒，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)提升，并可以提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化。3.3傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)主要功用是傳遞原動(dòng)機(jī)的功率，變換運(yùn)動(dòng)的形式以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的要求。傳動(dòng)裝置的性能、質(zhì)量及設(shè)計(jì)布局的合理與否，直接影響機(jī)器的工作性能、重量、成本及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，合理擬定傳動(dòng)方案具有十分重要的意義。一般常用以下幾種傳動(dòng)方案： 方案一：帶傳動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)兩軸中心距較大的傳動(dòng)；具有傳動(dòng)平穩(wěn)，緩沖、吸振的特性：傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)成本比較低，可過(guò)載傳動(dòng)。 圖3-2帶傳動(dòng)方案二：鏈傳動(dòng)，平均傳動(dòng)比準(zhǔn)確，工作可靠，效率較高；傳動(dòng)

24、功率大，過(guò)載能力強(qiáng)，相同工況下的傳動(dòng)尺寸??；可在惡劣環(huán)境中工作；易于實(shí)現(xiàn)較大中心距的傳動(dòng)；結(jié)構(gòu)輕便，成本低。 圖3-3鏈傳動(dòng)方案三：直齒輪傳動(dòng)，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命較長(zhǎng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確平穩(wěn)，承載能力高，功率和速度適應(yīng)范圍廣。 圖3-4直齒輪傳動(dòng)3.4傳動(dòng)方案的確定升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的傳動(dòng)要求傳動(dòng)力矩較大，傳動(dòng)速度較慢，經(jīng)過(guò)比較和分析，帶傳動(dòng)不能提供較大的傳動(dòng)力矩，容易發(fā)生打滑等現(xiàn)象，安全系數(shù)較低，所以本方案不予采用。鏈傳動(dòng)和直齒輪輪傳動(dòng)方案都可以滿足傳動(dòng)的要求，但鏈傳動(dòng)與齒輪傳動(dòng)相比，除滿足工作機(jī)的性能和適應(yīng)工作條件外，尺寸緊湊、成本低廉，安裝和維護(hù)都比較方便。綜上所述，此次方案設(shè)計(jì)

25、采用方案二。圖3-5鏈傳動(dòng)示意圖3.5升降系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在升降傳動(dòng)系統(tǒng)中，我們采用鋼絲繩傳動(dòng)型式。鋼絲繩傳動(dòng)形式的升降傳動(dòng)系統(tǒng)一般是由電機(jī)、減速系統(tǒng)、卷筒、滑輪、鋼絲組成。在鋼絲繩傳動(dòng)型式中，鋼絲繩的主要作用是拖動(dòng)載車(chē)板上下升降。鋼絲繩一端與載車(chē)板相連結(jié)，鋼絲繩另一端纏繞卷筒上(載車(chē)板的前端鋼絲繩與后端鋼絲繩必須同方向繞著卷筒轉(zhuǎn)動(dòng))，當(dāng)載車(chē)板需要升降時(shí)，提升電機(jī)便會(huì)通過(guò)其正反轉(zhuǎn)來(lái)帶動(dòng)卷筒順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)載車(chē)板的升和降。 圖3-6升降傳動(dòng)示意圖初設(shè)升降速度v=0.15m/s，載重M=1700kg，提升所需功率為： Pw=Mgv=2000x9.8x0.15w=2.94kw=由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知電動(dòng)機(jī)

26、輸出功率：P0=Pw/wh式中Pw工作機(jī)所需功率；w減速機(jī)與工作機(jī)之間的總效率鏈傳動(dòng)總效率：w=1x2x3xn式中1鏈傳動(dòng)效率，查得=0.96 2滾動(dòng)軸承效率，查得=0.99 代入數(shù)據(jù)得：w=0.96x0.992=0.94=則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：P0=Pw/w=3.12kw 選擇臺(tái)灣明椿電動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn)的停車(chē)設(shè)備專(zhuān)用交流減速電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為MLPK，功率P = 3.7kw，頻率為50HZ，電壓220V，速比為60，輸出轉(zhuǎn)速為n1=21r/min。圖3-7電動(dòng)機(jī)外形示意圖3.6升降系統(tǒng)中鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)初定卷筒直徑D=200mm,載車(chē)板上升速度V = 0.15 m/s,求得卷筒的轉(zhuǎn)速n2。 由0.1=得，

27、=14.33r/min 鏈輪的傳動(dòng)比i= =1.46;初取傳動(dòng)比i = 1.5。3.6.1選擇鏈輪齒數(shù)Z1Z2根據(jù)傳動(dòng)比i=1.5，查機(jī)械設(shè)計(jì)表6-6取小鏈輪齒數(shù)Z1=17則大鏈輪齒數(shù)Z2=27。3.6.2確定鏈條鏈節(jié)數(shù)Lp 初定中心距a=10p，則節(jié)距Lp=42.25取Lp = 44 3.6.3 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率P0及鏈節(jié)距P 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-3查得工作情況系數(shù)KA=1 Pca =KAP=3.7KW由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-5查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=0.887,鏈長(zhǎng)系數(shù)KL=0.7選擇雙排鏈，由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-4查得多排鏈系數(shù)Kp=1.7 計(jì)算額定功率P0根據(jù)額定功率P0和轉(zhuǎn)速n1查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6

28、.13選擇滾子鏈型號(hào)為24A，鏈距P=38.1mm 鏈號(hào)標(biāo)記為24A244GB1243-19973.6.4 確定鏈實(shí)際長(zhǎng)度L及中心距a3.6.5 計(jì)算鏈速V=3.6.6 作用在軸上的壓軸力Q 圓周力F=1000P/V=（10003.7）/0.25=14800N 按平均布置取壓軸力系數(shù)KQ=15.1有 3.6.7.按靜強(qiáng)度校核鏈條 由于鏈條處于低速重載傳動(dòng)中，其靜強(qiáng)度占主要地位。 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知，鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式：式中 n靜強(qiáng)度安全系數(shù)； KA工況系數(shù)，查表12-2-3取KA=1.0； Q鏈條極限拉伸載荷，Q=249.1kN； FT有效圓周力，； FC離心力引起的力，F(xiàn)c=qv2，其中q為鏈條

29、質(zhì)量，可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-2-9查得q=5.6kg/m；v4m/s時(shí)，F(xiàn)c可以忽略。 Ff懸垂力，其中Kf為系數(shù)，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)圖12-2-3得：Kf=1，a為中心距，a=0.381m，為兩輪中心線對(duì)水平面的傾角，90，則 代入數(shù)據(jù)得：符合強(qiáng)度要求。3.7 鋼絲繩和滑輪的選用3.7.1. 鋼絲繩直徑的確定按GB/T3811-1983計(jì)算 式中d鋼絲繩的最小直徑 Fmax鋼絲繩的最大靜拉力 C選擇系數(shù)由表81-8確定選擇系數(shù) C = 0.104 =根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)查的，選擇園股鋼絲繩合成纖維芯鋼絲繩：d=16mm，最小破斷拉力F=133.0KN。3.7.2.滑輪的選擇 滑輪用來(lái)導(dǎo)向和支撐，以改變

30、鋼絲繩傳遞力的方向。該滑輪受載荷比較小，一般制成實(shí)體滑輪，材料為鑄鋼。由鋼絲繩的直徑d，按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8.1-64查得與鋼絲繩直徑匹配的滑輪直徑D=225mm?；喌男褪接蓹C(jī)械計(jì)手冊(cè)圖8.1-8選擇一般密封，無(wú)內(nèi)軸套的E型滑輪。其標(biāo)記為：滑輪 E16225-55 JB/T9005.3-19993.8 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.8.1橫移傳動(dòng) 橫移傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是使載車(chē)板平移到指定位置，其傳動(dòng)主要是靠電機(jī)帶動(dòng)鏈輪使?jié)L輪在軌道上移動(dòng)。圖3-8橫移傳動(dòng)示意圖3.8.2橫移傳動(dòng)電機(jī)的選擇初設(shè)承載總質(zhì)量M=2000kg，橫移速度V=0.15m/s，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查得摩擦因子=0.2，則帶動(dòng)橫移軸轉(zhuǎn)動(dòng)所需功率

31、： 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)知電機(jī)輸出功率：式中-工作機(jī)所需功率-減速機(jī)與工作機(jī)之間的總效率鏈傳動(dòng)總效率：式中-鏈傳動(dòng)效率，查的=0.96-滾動(dòng)軸承效率，查得=0.99；代入數(shù)據(jù)得：則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為：； 由于橫移的速度較慢，要求橫移電機(jī)的轉(zhuǎn)速較低，為使結(jié)構(gòu)緊湊，本設(shè)計(jì)根據(jù)輸出功率選擇由臺(tái)灣明椿電機(jī)廠20生產(chǎn)的交流減速電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為MLPK，額定電壓220V，功率P=7.5kw，速比30，輸出轉(zhuǎn)速n=18r/min。其外形圖與升降電動(dòng)機(jī)相同，見(jiàn)圖4-2。電機(jī)的主要安裝和外形尺寸如下表表3-9橫移電動(dòng)機(jī)尺寸3.8.3. 橫移鏈傳動(dòng)的設(shè)計(jì)初選橫移輪直徑D=160mm，則車(chē)輪的轉(zhuǎn)速應(yīng)為由于電機(jī)轉(zhuǎn)速和車(chē)輪轉(zhuǎn)速

32、幾乎相同，故傳動(dòng)比為1。. 初選鏈輪齒數(shù) 由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-6查得=Z1=19，則從動(dòng)鏈輪齒數(shù)=Z2=19. 確定計(jì)算功率Pc由于載荷比較平穩(wěn)，由機(jī)械設(shè)計(jì)查表6-3得工況系數(shù)Ka=1.0，因此 PC=KA P0=0.75kw . 初定中心距，確定鏈條鏈節(jié)數(shù)LP 初定中心距a0=22p，則鏈節(jié)數(shù) 則鏈節(jié)數(shù)為L(zhǎng)p=42。. 計(jì)算單排鏈所能傳遞的功率P0及鏈節(jié)距P由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-5查得小鏈輪齒數(shù)系數(shù)Kz=1.0,選擇單排鏈，由機(jī)械設(shè)計(jì)表6-4查得多排鏈系數(shù)Kp=1.0 由機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.14查得長(zhǎng)度系數(shù)Kl=0.98故所需傳遞的功率為根據(jù)額定功率和轉(zhuǎn)速查機(jī)械設(shè)計(jì)圖6.13選擇滾子鏈的型號(hào)為12A，由表6

33、-1查得鏈節(jié)距P=19.05mm。. 確定鏈實(shí)際長(zhǎng)度 L及中心距aL=LpP/1000=4219.05/1000=0.8mm. 計(jì)算鏈條速度. 計(jì)算作用在軸上的壓軸力Q 圓周力F=1000P0/v=(1000x0.75)/0.11=6818N 按平均布置查機(jī)械設(shè)計(jì)取壓軸力系數(shù)KQ=1.15. 有Q=KQF=1.15x6818=7840.7N。. 按靜強(qiáng)度校核鏈條 由于鏈條處于低速重載傳動(dòng)中，其靜強(qiáng)度占主要地位。 由參考文獻(xiàn)知，鏈條靜強(qiáng)度計(jì)算式：式中n-靜強(qiáng)度安全系數(shù)Ka-工況系數(shù)，查表12-2-3取Ka=1.0；Q-鏈條極限拉伸載荷，Q=31.1KN;Ft-有效圓周力，F(xiàn)t=;Fc-離心力引起

34、的力，F(xiàn)c=qv2，其中q為鏈條質(zhì)量，可由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查圖12-2-9查的：q=1.50kg/m；v4m/s時(shí)，F(xiàn)c可以忽略。Ff-懸垂里，其中Kf為系數(shù)，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)查圖12-2-3得：Kf=1，a為中心距，a=0.419m，為兩輪中心線對(duì)水平的傾角，=900，則：代入數(shù)據(jù)的符合強(qiáng)度要求。. 鏈輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 鏈輪的結(jié)構(gòu)選為整體式，材料為45鋼，熱處理為淬火、回火，齒面硬4050HRc。由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表14.2-19查得主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖：圖3-10橫移鏈輪. 橫移方向上車(chē)輪與導(dǎo)軌的選擇 由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)按JB/T6392.2-1992選擇雙輪緣車(chē)輪，車(chē)輪的直徑160mm。其標(biāo)記為：車(chē)輪 SL-

35、16048 JB/T6392.1，車(chē)輪的材料選擇45鋼，其結(jié)構(gòu)如圖。 導(dǎo)軌的選擇按機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表8.1-117選擇輕型鋼軌（GB/T11264-1989）。表3-11車(chē)輪的主要尺寸基本尺寸/mm參考尺寸/mmDD1BB1dd1d2S1601909080457012020截面尺寸/mm軌高底寬頭寬頭高腰高底高腰厚ABCDEFt1071077527602016表3-12導(dǎo)軌截面尺寸圖3-13導(dǎo)軌尺寸簡(jiǎn)圖3.9防墜落裝置設(shè)計(jì)由于載車(chē)板上停有汽車(chē)，在升降電機(jī)停止工作時(shí)，電機(jī)會(huì)被倒拉反轉(zhuǎn)，使車(chē)板自動(dòng)下落。因此需要加以制動(dòng)。經(jīng)過(guò)許多方案的設(shè)計(jì)和比較，得出較優(yōu)的設(shè)計(jì)，運(yùn)用防墜落掛鉤和掛環(huán)，在載車(chē)板停穩(wěn)后將載

36、車(chē)板懸掛在掛鉤上，從而阻止電機(jī)被倒拉。但電機(jī)在工作時(shí)，制動(dòng)裝置是不需要的，我們又采用電磁鐵通電頂開(kāi)制動(dòng)桿，從而達(dá)到消除制動(dòng)的效果。如圖：圖3-14：防墜落裝置原理圖當(dāng)電機(jī)不工作時(shí)，電磁鐵無(wú)電，制動(dòng)桿桿左端由于彈簧作用力而使掛鉤掛住掛環(huán)，從而阻止載車(chē)板下落。當(dāng)電機(jī)要運(yùn)行時(shí)，電磁鐵給電，吸引制動(dòng)桿使掛鉤脫離掛環(huán)，從而消除制動(dòng)。由于該裝置電磁鐵控制原理，因此它制動(dòng)的效果是快捷的，只要設(shè)置限位開(kāi)關(guān)使載車(chē)板到達(dá)停放的位置時(shí)，掛環(huán)與掛鉤可以相互結(jié)合即可。因而這種方案還是比較好的，既可以實(shí)現(xiàn)快捷有效的控制，便于智能控制，又可以提供可靠地安全保護(hù)。4.立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)整體思路在升降橫移式

37、立體車(chē)庫(kù)中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車(chē)庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；其次是車(chē)庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其安全措施等。為了保證載車(chē)板能橫移到預(yù)定位置以及載車(chē)板能上升或下降到指定位置，采用了行程開(kāi)關(guān)。為了判斷載車(chē)板上有無(wú)車(chē)輛，采用了光電開(kāi)關(guān)。一般小型車(chē)庫(kù)選用按鍵操作，界面清楚，易于操作，但對(duì)于大型車(chē)庫(kù)來(lái)說(shuō)要使用上位機(jī)來(lái)進(jìn)行控制。同時(shí)在車(chē)庫(kù)中還采用了一些傳感器如煙霧傳感器以及安全預(yù)警裝置，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)只有開(kāi)關(guān)量輸入而無(wú)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，因此不需要加干擾措施。4.1.1監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布1.限位開(kāi)關(guān)分布（

38、1） ，載車(chē)板上汽車(chē)停放到位檢測(cè)采用光電開(kāi)關(guān)在底層進(jìn)行掃描檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在載車(chē)板前后位置均進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)有車(chē)輛停放不到位時(shí)，車(chē)就把光電開(kāi)關(guān)源擋住，此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作，只有車(chē)輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。（2) ，載車(chē)板上有無(wú)車(chē)檢測(cè)在每個(gè)載車(chē)板上的一條對(duì)角線上安放一套光電開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)載車(chē)板上有無(wú)車(chē)。（3) 載車(chē)板平移運(yùn)動(dòng)是否到位檢測(cè)只有下層載車(chē)板有平移運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)車(chē)位上分別安裝一只限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)載車(chē)板平移運(yùn)動(dòng)是否到位。（4） 載車(chē)板升降是否到位檢測(cè)只有上層載車(chē)板有升降運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)載車(chē)板垂直運(yùn)動(dòng)的軌道上，在低層和上層分別安裝一只限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)載車(chē)板下

39、降和上升是否到位。（5） 上層載車(chē)板吊鉤是否掛號(hào)檢測(cè)控制吊鉤動(dòng)作的電磁鐵上有一反饋信號(hào)，可用于指示吊鉤是否已把載車(chē)板掛好。2，控制點(diǎn)分布（1） 一層載車(chē)板左右平移控制一層載車(chē)板只有兩個(gè)，每個(gè)載車(chē)板只有左右移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，采用帶自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。（2） 二層載車(chē)板升降橫移運(yùn)動(dòng)控制二層載車(chē)板有兩個(gè)，每一個(gè)載車(chē)板都有橫移、升降四個(gè)動(dòng)作，采用自動(dòng)抱閘的三相交流電動(dòng)機(jī)控制。（3） 三層載車(chē)板升降運(yùn)動(dòng)控制三層載車(chē)板有三個(gè)，每一個(gè)載車(chē)板只有升降兩個(gè)動(dòng)作，采用自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。（4） 吊鉤松緊動(dòng)作控制只有二、三層的載車(chē)板使用吊鉤，每個(gè)載車(chē)板用2套吊鉤，吊鉤用電磁鐵控制。根據(jù)需要各電機(jī)、電磁鐵

40、和檢測(cè)點(diǎn)位置如圖：圖4-1電機(jī)、電磁鐵、限位開(kāi)關(guān)示意圖3.電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)： 在存取車(chē)時(shí)車(chē)位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車(chē)位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個(gè)動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車(chē)位在升降時(shí)，地面層車(chē)位不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車(chē)位每次只能有一個(gè)車(chē)位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來(lái)解決。圖4-2電機(jī)控制原理圖圖4-3電機(jī)控制示意圖4.1.2 PLC結(jié)構(gòu)PLC生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)也各不相同，但其基本構(gòu)成是一樣的，都采用計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，如圖4-4所示，都以微處理器為核心，通過(guò)硬件和軟件的共同作用來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。PLC主要有六部分組成：CPU(中央處理器)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出（

41、I/O）接口電路、電源、外設(shè)接口、輸入/輸出（I/O）擴(kuò)展接口。圖4-4 plc結(jié)構(gòu)圖4.2 PLC工作原理PLC通電后，需要對(duì)硬件和軟件做一些初始化工作。為了使PLC的輸出及時(shí)的響應(yīng)各種輸入信號(hào)，初始化后PLC要反復(fù)不停地分階段處理各種不同的任務(wù)，這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為為掃描工作方式。4.2.1讀取輸入在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一片區(qū)域來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，它們分別稱為輸入過(guò)程映像寄存器和輸出過(guò)程映像寄存器。在讀取輸入階段PLC把所有外部數(shù)字量輸入電路的1/0狀態(tài)（或稱ON/OFF狀態(tài)）讀入輸入過(guò)程映像寄存器。外接的輸入電路閉合時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器為1狀態(tài)，梯形圖中

42、對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開(kāi)觸點(diǎn)接通，常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)。外接的輸入電路斷開(kāi)時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器為0狀態(tài)，梯形圖中對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)的常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，常閉觸點(diǎn)接通。4.2.2.執(zhí)行用戶程序PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中按順序排列。在RUN模式的程序執(zhí)行階段，如果沒(méi)有跳轉(zhuǎn)指令，CPU從第一條指令開(kāi)始，逐條順序地執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行指令時(shí)，從I/O映像寄存器或別的位元件的映像寄存器讀出其0/1狀態(tài)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫(xiě)入到相應(yīng)的映像寄存器中，因此，各映像寄存器（只讀的輸入過(guò)程映像寄存器除外）的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。 在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化

43、，輸入過(guò)程映像寄存器的狀態(tài)也不會(huì)隨之改變，輸入信號(hào)變化了的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的讀取輸入階段被讀入。執(zhí)行程序時(shí)，對(duì)輸入/輸出的存取通常是通過(guò)映像寄存器，而不是實(shí)際的I/O點(diǎn)，這樣做有以下好處：(1)在整個(gè)程序執(zhí)行階段，各輸入點(diǎn)的狀態(tài)是固定不變的，程序執(zhí)行完后再用輸出過(guò)程映像寄存器的值更新輸出點(diǎn)，使系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。(2)用戶程序讀寫(xiě)I/O映像寄存器比讀寫(xiě)I/O點(diǎn)快的多，這樣可以提高程序的執(zhí)行速度。4.2.3通信處理在處理通信請(qǐng)求階段，CPU處理從通信接口和智能模塊接受到的信息，例如讀取智能模塊的信息并存放在緩沖區(qū)中，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑿畔魉徒o通信請(qǐng)求方。4.2.4 cpu自診斷測(cè)試 自診斷測(cè)試

44、包括定期檢查CPU的模塊和擴(kuò)展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時(shí)器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。CPU執(zhí)行完用戶程序后，將輸出過(guò)程映像寄存器的0/1狀態(tài)傳送到輸出模塊并鎖存起來(lái)。梯形圖中某一輸出位的線圈“通電”時(shí)，對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器為1狀態(tài)。信號(hào)經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載通電工作。若梯形圖中輸出點(diǎn)的線圈“斷電”，對(duì)應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器中存放的二進(jìn)制數(shù)為0，將它送到繼電器型輸出模塊，對(duì)應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電，其常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，外部負(fù)載斷電，停止工作。當(dāng)CPU的操作模式從RUN變成STOP時(shí)，數(shù)字量輸出被置為系統(tǒng)中的輸

45、出表定義的狀態(tài)，或保持當(dāng)時(shí)的狀態(tài)，默認(rèn)的設(shè)置是將所有的數(shù)字量輸出清零。4.2.5中斷程序的處理如果在程序中使用了中斷，中斷事件發(fā)生時(shí)，CPU停止正常的掃描工作方式，立即執(zhí)行中斷程序，中斷功能可以提高PLC對(duì)某些事件的響應(yīng)速度。4.2.6立即I/O處理在程序執(zhí)行過(guò)程中使用立即I/0指令可以直接存取I/O點(diǎn)。用立即I/0指令讀取輸入點(diǎn)的值時(shí)，相應(yīng)的輸入過(guò)程映像寄存器的值未被更新。用立即I/O指令來(lái)改寫(xiě)輸出點(diǎn)時(shí)，相應(yīng)的輸出過(guò)程映像寄存器的值被更新。4.2.7輸入/輸出滯后時(shí)間輸入/輸出滯后時(shí)間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC的外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間

46、間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分組成。數(shù)字量輸入點(diǎn)的數(shù)字濾波器用來(lái)濾除輸入端引入的干擾噪聲，消除因外界輸入點(diǎn)動(dòng)作產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響，CPU模塊集成的輸入點(diǎn)的輸入濾波器延遲時(shí)間可以用系統(tǒng)模塊來(lái)設(shè)置。輸出模塊滯后時(shí)間與模塊的類(lèi)型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右；場(chǎng)效應(yīng)晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間最短為微秒級(jí)，最長(zhǎng)的為100多微秒。由掃描工作方式引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩三個(gè)掃描周期。PLC的總的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有幾微秒至幾十毫秒，對(duì)于一般的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是無(wú)關(guān)緊要的。要求輸入/輸出滯后時(shí)間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的PLC或采取

47、其他措施。4.2.8程序組成本設(shè)計(jì)使用的是s7-200的plc，則s7-200的程序由主程序子程序和中斷程序組成。.主程序主程序（OB1）是程序的主體，它包含有控制應(yīng)用的指令，每一個(gè)項(xiàng)目都必須且只能有一個(gè)主程序。在主程序中可以調(diào)用子程序和中斷程序。主程序通過(guò)指令控制整個(gè)應(yīng)用程序的執(zhí)行，每個(gè)掃描周期都要執(zhí)行一次主程序。STEP7-Micro/WIN的程序編輯器窗口下部的標(biāo)簽用來(lái)選擇不同的程序。因?yàn)楦鱾€(gè)程序都存放在獨(dú)立的程序塊中，各程序結(jié)束時(shí)不需要加入無(wú)條件結(jié)束指令或無(wú)條件返回指令。.子程序子程序是應(yīng)用程序中的可選組件，僅在被主程序、中斷服務(wù)程序或者其他子程序調(diào)用時(shí)，它才會(huì)被執(zhí)行。同一個(gè)子程序可以

48、在不同的地方被多次調(diào)用。使用子程序可以簡(jiǎn)化程序代碼和減少掃描時(shí)間。用子程序創(chuàng)建的程序代碼是可傳遞的，設(shè)計(jì)得好的子程序容易移植到別的項(xiàng)目中去。.中斷服務(wù)程序中斷服務(wù)程序是應(yīng)用程序中的可選組件。中斷服務(wù)程序用來(lái)及時(shí)處理與用戶程序執(zhí)行時(shí)序無(wú)關(guān)的操作，或者不能事先預(yù)測(cè)何時(shí)發(fā)生的中斷事件。中斷服務(wù)程 序不是由用戶程序調(diào)用，而是在中斷事件發(fā)生時(shí)由操作系統(tǒng)調(diào)用。中斷服務(wù)程序是用戶編寫(xiě)的。因?yàn)椴荒茴A(yù)知何時(shí)會(huì)出現(xiàn)中斷事件，所以不允許中斷服務(wù)程序改寫(xiě)可能在其他程序中使用的存儲(chǔ)器。4.3電氣部分設(shè)計(jì)升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)PLC 控制系統(tǒng)的主要功能是存取車(chē)功能，選擇某車(chē)位進(jìn)行存取車(chē)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)確定車(chē)位移動(dòng)方案并調(diào)用相應(yīng)

49、的車(chē)位移動(dòng)程序，完成存取車(chē)操作。存取車(chē)控制的主要問(wèn)題是解決車(chē)位移動(dòng)問(wèn)題，選擇某車(chē)位進(jìn)行存取車(chē)操作時(shí)，要移開(kāi)它下面的所有車(chē)位，建立下行通道。當(dāng)選擇地面層車(chē)位存取車(chē)時(shí)，由于地面層車(chē)位車(chē)輛可以直接出入，因此不用考慮空位的位置，可以直接進(jìn)行存取車(chē)操作。若某層空位在該車(chē)位左側(cè)，則將該層的相關(guān)車(chē)位左移，若某層空位在該車(chē)位右側(cè)，則將該層的相應(yīng)車(chē)位右移，最終使所選車(chē)位的下面形成通道，便于該車(chē)位升降，完成存取車(chē)操作。如圖為立體車(chē)庫(kù)存取車(chē)控制流程圖：圖4-5控制系統(tǒng)流程圖4.4 I/O地址分配表本設(shè)計(jì)采用的是3x3的車(chē)庫(kù)模型來(lái)說(shuō)明運(yùn)行原理。首先把第一層兩個(gè)車(chē)庫(kù)從左到右依次命名為101、103車(chē)位和101、103車(chē)

50、盤(pán)；第二層依次是201、203車(chē)位和201、203車(chē)盤(pán)；第三層依次為301、302、303車(chē)位和301、302、303車(chē)盤(pán)。101、103車(chē)位的車(chē)可以直接將車(chē)開(kāi)出，201車(chē)位的車(chē)需要將101車(chē)位右移，然后下降開(kāi)出。203車(chē)位將103車(chē)位左移然后下降再開(kāi)出。301車(chē)位需要將101、201車(chē)位都右移，然后下降開(kāi)出來(lái)；302直接下降開(kāi)出；303車(chē)位要將103、203車(chē)位都左移，然后下降取車(chē)。圖4-6每層車(chē)位移動(dòng)示意圖表4-7輸入點(diǎn)清單輸入信號(hào)符號(hào)輸入點(diǎn)201車(chē)盤(pán)停、取車(chē)按鈕SB1I0.1203車(chē)盤(pán)停、取車(chē)按鈕SB2I0.2301車(chē)盤(pán)停、取車(chē)按鈕SB3I0.3302車(chē)盤(pán)停、取車(chē)按鈕SB4I0.4303

51、車(chē)盤(pán)停、取車(chē)按鈕SB5I0.5201車(chē)盤(pán)手動(dòng)上升按鈕SB6I0.6203車(chē)盤(pán)手動(dòng)上升按鈕SB7I0.7301車(chē)盤(pán)手動(dòng)上升按鈕SB8I1.0302車(chē)盤(pán)手動(dòng)上升按鈕SB9I1.1303車(chē)盤(pán)手動(dòng)上升按鈕SB10I1.2101車(chē)盤(pán)右移行程開(kāi)關(guān)SQ1I1.3101車(chē)盤(pán)左移行程開(kāi)關(guān)SQ2I1.4103車(chē)盤(pán)右移行程開(kāi)關(guān)SQ3I1.5103車(chē)盤(pán)左移行程開(kāi)關(guān)SQ4I1.6201車(chē)盤(pán)右移行程開(kāi)關(guān)SQ5I1.7201車(chē)盤(pán)左移行程開(kāi)關(guān)SQ6I2.0203車(chē)盤(pán)右移行程開(kāi)關(guān)SQ7I2.1203車(chē)盤(pán)左移行程開(kāi)關(guān)SQ8I2.2201車(chē)盤(pán)上移行程開(kāi)關(guān)SQ9I2.3203車(chē)盤(pán)上移行程開(kāi)關(guān)SQ10I2.4301車(chē)盤(pán)上移行程開(kāi)關(guān)SQ

52、11I2.5302車(chē)盤(pán)上移行程開(kāi)關(guān)SQ12I2.6303車(chē)盤(pán)上移行程開(kāi)關(guān)SQ13I2.7201、301車(chē)盤(pán)下降行程開(kāi)關(guān)SQ14I3.0203、303車(chē)盤(pán)下降行程開(kāi)關(guān)SQ15I3.1302車(chē)盤(pán)下降行程開(kāi)關(guān)SQ16I3.2201車(chē)盤(pán)安全掛鉤開(kāi)關(guān)SQ17I3.3203車(chē)盤(pán)安全掛鉤開(kāi)關(guān)SQ18I3.4301車(chē)盤(pán)安全掛鉤開(kāi)關(guān)SQ19I3.5302車(chē)盤(pán)安全掛鉤開(kāi)關(guān)SQ20I3.6303車(chē)盤(pán)安全掛鉤開(kāi)關(guān)SQ21I3.7表4-8輸出點(diǎn)清單輸出信號(hào)名稱符號(hào)輸出點(diǎn)201車(chē)盤(pán)下降繼電器KM1Q0.1203車(chē)盤(pán)下降繼電器KM2Q0.2301車(chē)盤(pán)下降繼電器KM3Q0.3302車(chē)盤(pán)下降繼電器KM4Q0.4303車(chē)盤(pán)下降繼

53、電器KM5Q0.5201車(chē)盤(pán)上升繼電器KM6Q0.6203車(chē)盤(pán)上升繼電器KM7Q0.7301車(chē)盤(pán)上升繼電器KM8Q1.0302車(chē)盤(pán)上升繼電器KM9Q1.1303車(chē)盤(pán)上升繼電器KM10Q1.2101車(chē)盤(pán)左移繼電器KM11Q1.3101車(chē)盤(pán)右移繼電器KM12Q1.4103車(chē)盤(pán)左移繼電器KM13Q1.5103車(chē)盤(pán)右移繼電器KM14Q1.6201車(chē)盤(pán)左移繼電器KM15Q1.7201車(chē)盤(pán)右移繼電器KM16Q2.0203車(chē)盤(pán)左移繼電器KM17Q2.1203車(chē)盤(pán)右移繼電器KM18Q2.2201車(chē)位上升到位指示燈HL1Q2.3203車(chē)位上升到位指示燈HL2Q2.4301車(chē)位上升到位指示燈HL3Q2.5302車(chē)位上升到位指示燈HL4Q2.6303車(chē)位上升到位指示燈HL5Q2.7201、301車(chē)位下降到位指示燈HL6Q3.0203、303車(chē)位下降到位指示燈HL7Q3.1302車(chē)位下降到位指示燈HL8Q3.2201車(chē)盤(pán)安全掛鉤YB1Q3.3203車(chē)盤(pán)安全掛鉤YB2Q3.4301車(chē)盤(pán)安全掛鉤YB3Q3.5302車(chē)盤(pán)安全掛鉤YB4Q3.6303車(chē)盤(pán)安全掛鉤YB5Q3.74.5 PLC外部接線圖圖4-9 plc接線圖4.6車(chē)盤(pán)運(yùn)行程序.201