立體車(chē)庫(kù)控制課程設(shè)計(jì)

1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 立體車(chē)庫(kù)控制設(shè)計(jì) 系 部 電氣工程系 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電3143班 姓 名 趙英標(biāo) 學(xué) 號(hào) 1302143157 指導(dǎo)老師 曾勁松、趙曉瑩 2016 2017學(xué)年第一學(xué)期指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)1目錄摘 要 1一、可編程控制器的簡(jiǎn)介 2（一）可編程控制器的定義2（二）可編程控制器的應(yīng)用2（三）可編程控制器的特點(diǎn)2 二、立體車(chē)庫(kù)的構(gòu)成及工作原理 4 三、雙層立體車(chē)庫(kù)控制要求 5四、雙層立體車(chē)庫(kù)的硬件設(shè)計(jì) 6（一）輸入/輸出（I/O）地址分配6（二）PLC的選型6（三）PLC外部接線(xiàn)圖6五、雙層立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)8（一）流程圖 8（二）梯形圖程序 9 六

2、、指令表 13 結(jié)論 14 參考文獻(xiàn) 15摘要隨著汽車(chē)的急增致使城市停車(chē)難問(wèn)題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車(chē)設(shè)備,以其占地面積少、停車(chē)率高、布置靈活、高效低耗、性?xún)r(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來(lái)越受到人們的青睞。目前市面上常見(jiàn)的機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)有：升降橫移類(lèi)、垂直循環(huán)類(lèi)、多層循環(huán)類(lèi)、水平循環(huán)類(lèi)、平面移動(dòng)類(lèi)、巷道堆垛類(lèi)、垂直升降類(lèi)和簡(jiǎn)易升降類(lèi)等8種,其中升降橫移類(lèi)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)車(chē)庫(kù)市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)份額。升降橫移類(lèi)機(jī)械停車(chē)庫(kù)利用托盤(pán)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

3、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2X2升降橫移式為例,說(shuō)明停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行原理。本系統(tǒng)采用三菱FX2N-40MR-D作為主控設(shè)計(jì)一種橫移式立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)?！娟P(guān)鍵詞】立體車(chē)庫(kù) 控制系統(tǒng) 可編程控制器 一、可編程控制器的簡(jiǎn)介（一）可編程控制器的定義早期的可編程控制器主要是用來(lái)代替繼電器控制系統(tǒng)的，因此功能較為簡(jiǎn)單，只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制，稱(chēng)為可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。 隨著微電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，20世紀(jì)70年代后期位處理器被用作可編

4、程控制器的中央處理單元（Central Processing Unit,簡(jiǎn)稱(chēng)CPU），從而大大擴(kuò)展了可編程控制器的功能，除了進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制外，還具有模擬量控制、高速計(jì)數(shù)、PID回路調(diào)節(jié)、遠(yuǎn)程I/O和網(wǎng)絡(luò)通信等許多功能。1980年，美國(guó)電氣制造協(xié)會(huì)正式將其命名為可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)PC，其定義為：PC是一種數(shù)字式的電子裝置，它使用可編程序的存儲(chǔ)器以及存儲(chǔ)指令，能夠完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算等功能，并通過(guò)數(shù)字或模擬的輸入、輸出接口控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。（二）可編程控制器的特點(diǎn)編程方法簡(jiǎn)單易學(xué) PLC配備了梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì),梯形圖語(yǔ)言的表達(dá)方式與繼電器電路原理圖中電路符號(hào)的表示法極

5、為相似，且某些僅有開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能的PLC只有十幾條指令。工程技術(shù)人員能夠很快熟悉并掌握梯形圖語(yǔ)言的使用方法并用他來(lái)編制用戶(hù)程序,這就為使用者快速的編制出本單位所需要的控制程序提供了非常便捷的條件。PLC的硬件配套齊全,接線(xiàn)端子一目了然，便于用戶(hù)使用HTSS 由于PLC的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)大多是系列化和模塊化的，其硬件配置相當(dāng)靈活，可以組合成多種規(guī)模的，滿(mǎn)足用戶(hù)各種控制要求的控制系統(tǒng)。（三）可編程控制器的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)?？蓺w納如下幾類(lèi)1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是PLC最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代

6、傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制。2、模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器能夠處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量和數(shù)字量之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制PLC可用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的控制。如應(yīng)用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4、過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)

7、運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙業(yè)、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6、通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信包含PLC間的通信及PLC與其他智能設(shè)備間的通信。二、立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)及工作原理 立體車(chē)庫(kù)有雙層五個(gè)車(chē)位，由底盤(pán)、倉(cāng)位、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制四個(gè)部分組成。機(jī)械部分由滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、支流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)元件。控制部分采用西門(mén)子PLC可編程控制器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開(kāi)關(guān)電源、位置傳感器等元件組成。 立體車(chē)庫(kù)的工作原理如圖1所示，PLC

8、是車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的核心，當(dāng)用戶(hù)對(duì)操作平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)作時(shí)，PLC會(huì)接受并分析指揮用戶(hù)的操作，判斷檢測(cè)元件的狀態(tài)，讀取執(zhí)行元件的信息，然后通過(guò)軟件作出合理的工控安排，反饋信息到執(zhí)行元件、操作平臺(tái)，拖動(dòng)車(chē)位移動(dòng)到相應(yīng)的水平位置，實(shí)現(xiàn)車(chē)位的位置移動(dòng)到相應(yīng)的水平位置，實(shí)現(xiàn)車(chē)位的移動(dòng)車(chē)位執(zhí)行單元PLC操作平臺(tái)用戶(hù)狀態(tài)檢測(cè)單元 圖1立體車(chē)庫(kù)工作原理圖三、雙層立體車(chē)庫(kù)控制要求 1、1、2、3號(hào)車(chē)位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)，4、5車(chē)位只可左右移動(dòng)不可上下移動(dòng)。2、4、5號(hào)車(chē)位可直接將車(chē)開(kāi)出。3、如要呼叫上層車(chē)位，自動(dòng)運(yùn)行時(shí)，先按下車(chē)位編號(hào)按鈕，再按下取車(chē)按鈕，可自動(dòng)運(yùn)行將車(chē)移至下排車(chē)位。 圖2立體車(chē)庫(kù)配置圖四、雙層

9、立體車(chē)庫(kù)的硬件設(shè)計(jì)輸入/輸出（I/O）地址分配符號(hào)地址數(shù)據(jù)類(lèi)型注釋符號(hào)地址數(shù)據(jù)類(lèi)型注釋P_ONM0.0BOOL開(kāi)始按鈕P_OF_ONEM4.1P_OFFM0.1BOOL停止按鈕P_OF_TWOM4.2P_FXM2.0放行P_OF_THRM4.3P_CHM0.2BOOL車(chē)位選擇開(kāi)關(guān)P_OF_FOURM4.4P_ONEM1.1BOOL1號(hào)車(chē)位開(kāi)關(guān)P_OF_FIVEM4.5P_TWOM1.2BOOL2號(hào)車(chē)位開(kāi)關(guān)P_ON_ONEM3.1BOOL1號(hào)存車(chē)P_THRM1.3BOOL3號(hào)車(chē)位開(kāi)關(guān)P_ON_TWOM3.2BOOL2號(hào)存車(chē)P_FOURM1.4BOOL4號(hào)車(chē)位開(kāi)關(guān)P_ON_THRM3.3BOOL3

10、號(hào)存車(chē)P_FIVEM1.5BOOL5號(hào)車(chē)位開(kāi)關(guān)P_ON_FOURM3.4BOOL4號(hào)存車(chē)P_FXCM3.0BOOL放行P_ON_FIVEM3.5BOOL5號(hào)存車(chē)符號(hào)地址數(shù)據(jù)類(lèi)型注釋符號(hào)地址數(shù)據(jù)類(lèi)型注釋L_ONQ0.0BOOL開(kāi)始按鈕指示燈L_FXQ2.0放行信號(hào)L_OFFQ0.1BOOL停止按鈕指示燈L_FXCQ3.0放行信號(hào)L_CHQ0.2BOOL車(chē)位選擇指示燈L_FXGQ2.1欄桿L_ONEQ1.1BOOL1號(hào)車(chē)位指示燈L_FXGQ3.1欄桿L_TWOQ1.2BOOL2號(hào)車(chē)位指示燈L_ONEQ3.1BOOL1號(hào)載車(chē)板指示燈L_THRQ1.3BOOL3號(hào)車(chē)位指示燈L_TWOQ3.2BOOL2

11、號(hào)載車(chē)板指示燈L_FOURQ1.4BOOL4號(hào)車(chē)位指示燈L_THRQ3.3BOOL3號(hào)載車(chē)板指示燈L_FIVEQ1.5BOOL5號(hào)車(chē)位指示燈L_FOURQ3.4BOOL4號(hào)載車(chē)板指示燈L_ON_ONEQ4.11號(hào)車(chē)位指示燈L_FIVEQ3.5BOOL5號(hào)載車(chē)板指示燈L_ON_TWOQ4.22號(hào)車(chē)位指示燈MOV_ONE_YMW341號(hào)存車(chē)位L_ON_THRQ4.33號(hào)車(chē)位指示燈MOV_TWO_YMW362號(hào)存車(chē)位L_ON_FOURQ4.44號(hào)車(chē)位指示燈MOV_THR_YMW383號(hào)存車(chē)位L_ON_FIVEQ4.55號(hào)車(chē)位指示燈MOV_FOUR_YMW404號(hào)存車(chē)MOVE_ONEMW10小車(chē)1MO

12、V_FIVE_YWM285號(hào)存車(chē)MOVE_TWOMW12小車(chē)2MV_ONE_YMW581取車(chē)MOVE_THRMW14小車(chē)3MV_TWO_YMW622取車(chē)MOVE_FOURMW16小車(chē)4MV_THR_YMW663取車(chē)MV_FIVE_YMW725取車(chē)MV_FOUR_YMW704取車(chē)五、雙層立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 開(kāi)始選擇存取車(chē)位輸入345號(hào)車(chē)位車(chē)板是否有車(chē)移走下層車(chē)位載車(chē)板下降汽車(chē)開(kāi)出載車(chē)板YN是否存車(chē)？汽車(chē)存入載車(chē)板載車(chē)板上升恢復(fù)下層載車(chē)板駛出停車(chē)庫(kù)YYNN駛往/返停車(chē)庫(kù)進(jìn)入停車(chē)庫(kù) （二）梯形圖程序立體車(chē)庫(kù)的PLC控制程序如下 結(jié)論隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，城市化進(jìn)程加快，汽車(chē)越來(lái)越快的走進(jìn)工薪階層

13、家庭，而土地越來(lái)越緊缺的情況下，為解決城市停車(chē)難的問(wèn)題，立體車(chē)庫(kù)是必然出路。我國(guó)立體車(chē)庫(kù)發(fā)展雖經(jīng)歷了十來(lái)年的發(fā)展，但仍處于初級(jí)的停車(chē)功能，是最原始的使用階段，它的設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待于完善和開(kāi)發(fā)。為此對(duì)立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和潛在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。本文在參閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)立體停車(chē)庫(kù)的大量資料的前提下，對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)裝置和控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致研究，得出了以下重要的結(jié)論：1.通過(guò)大量的調(diào)研工作，對(duì)自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)需求的分析和對(duì)比國(guó)內(nèi)外立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了智能立體車(chē)庫(kù)廣闊的市場(chǎng)前景和趨勢(shì)。2.為提高車(chē)庫(kù)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)車(chē)庫(kù)構(gòu)架

14、的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省了鋼材，降低了建造成本。3.在分析目前立體車(chē)庫(kù)常用的傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，確定了本車(chē)庫(kù)的機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案。分析各種載車(chē)板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟(jì)的方案。4.針對(duì)智能立體車(chē)庫(kù)的功能要求，提出了控制系統(tǒng)的詳細(xì)方案。為達(dá)到車(chē)庫(kù)中的檢測(cè)要求，確定了經(jīng)濟(jì)而適用的傳感器。在車(chē)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，選用了西門(mén)子公司的PLC可編程控制器，并對(duì)PLC功能和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出了接線(xiàn)圖和控制程序 致 謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了校內(nèi)的指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)。在理論、實(shí)踐中遇到問(wèn)題都會(huì)給予我們耐心地輔導(dǎo)、分析提示。這種認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神和深厚的理論水平都使我受益匪淺。這使我在設(shè)計(jì)方面的理論分析能力得到提高，從而能使設(shè)計(jì)能夠順利完成。在此表示衷心的感謝！ 參考文獻(xiàn) 1 泰沖.基與PLC升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)J.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012年. 2 李德倉(cāng). 低成本、開(kāi)放型機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì)D. 蘭州交通大學(xué)，2011年. 3 吳昊. 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)D. 西南交通大學(xué)，2010年. 4 胡清明.立體車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與智能控制D.華南理工大學(xué)，2010年. 5 廖常初.PLC編程及應(yīng)用.第三版，2008年. 6 仝保軍. 城