三層立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)與PLC設(shè)計(jì)

三層立體車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)與PLC設(shè)計(jì),三層,立體車(chē)庫(kù),結(jié)構(gòu),plc,設(shè)計(jì) 摘 要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市人口日益增多，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，城市汽車(chē)量的不斷增加。以往那種單層平面的停車(chē)場(chǎng)也越來(lái)越不能滿足市場(chǎng)的需求。對(duì)多停車(chē)位、少占空間、使用造作簡(jiǎn)單、安全可靠的立體停車(chē)庫(kù)的建設(shè)是解決目前寸土寸金的大城市內(nèi)停車(chē)難的有效辦法。 立體車(chē)庫(kù)是一種多平面的空間停車(chē)庫(kù)，通過(guò)可編程控制器PLC控制車(chē)位的空間位置變動(dòng)，使車(chē)位能夠?qū)崿F(xiàn)空間停車(chē)的功能。升降橫移立體車(chē)停車(chē)庫(kù)利用托盤(pán)移位產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)多層車(chē)位的升降來(lái)取車(chē)輛。 本文介紹了基于可編程控制器(PLC)的車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)述了3層3列式7車(chē)位升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、并通過(guò)PLC軟件設(shè)計(jì)及其優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)控制。整個(gè)系統(tǒng)由載車(chē)部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。用PLC內(nèi)的預(yù)置程序來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制車(chē)位的上下左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)存取車(chē)的自動(dòng)化。該系統(tǒng)又具有以下保護(hù)功能：急停、斷電保護(hù)。 關(guān)鍵詞：立體停車(chē)庫(kù) 可編程控制器 自動(dòng)控制 Abstract With the rapid development of China's economy, city population increasing, especially since the reform and opening up, increasing the amount of car city. The parking lot that single plane is also more and more can not meet the market demands. Of parking, occupies less space, using the construction of artificial simple, safe and reliable stereo garage is to solve the big city Cuntucunjin parking difficult effective way to.Stereo garage is a multi plane parking space, controlled by a programmable controller PLC parking space position changes, which can realize the function of parking space and parking. Up-down and translation stereo car garage by shifting the tray to produce the vertical channel, realize lifting multilayer berth to take the vehicle. Based on programmable controller (PLC) garage control system, this paper describes the the working principle and structural characteristics of 3 layer 3 - 7 parking spaces for up-down and translation stereo garage, and through the PLC software design and optimization, the realization of the automatic control of the stereo garage is introduced in this paper. The whole system consists of vehicle parts, transmission system, control system etc.. With the PLC within the preset program to control the operation of the entire system, with the motor to control the positive and negative parking spaces around the car to achieve the automatic access. The system has the following protection function: emergency stop, power off protection. Key words: Stereo parking garage PLC Auto-Control 目 錄 摘 要 I Abstract II 1 緒 論 1 1.1 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 1 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 1.3　課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 2 2 PLC的簡(jiǎn)介與立體車(chē)庫(kù)的概述 3 2.1　可編程控制器的介紹 3 2.2　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟 4 2.3　立體停車(chē)庫(kù)概述 5 3 升降橫移立體車(chē)庫(kù)硬件的設(shè)計(jì) 7 3.1　升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu) 7 3.2　立體停車(chē)庫(kù)的原理框圖 7 3.3　主電路圖 8 3.4　輔助電路設(shè)計(jì) 10 3.5　元器件介紹及選型 11 4 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 15 4.1　PLC設(shè)計(jì)流程圖 15 4.2 PLC的端子接線圖 16 4.3　立體車(chē)庫(kù)的I/O分配表 18 4.4　梯形圖設(shè)計(jì) 19 5 結(jié)論與展望 22 5.1　結(jié)論 22 5.2　展望 22 致謝 23 參考文獻(xiàn) 24 III 1 緒 論 1.1 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 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)保有量達(dá)到2.19億輛。其中，汽車(chē)保有量首次突破1億輛。而早在2000年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量?jī)H為1249萬(wàn)輛，汽車(chē)保有量為625萬(wàn)輛。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以看出，短短10年里，中國(guó)的機(jī)動(dòng)車(chē)輛增加了17倍汽車(chē)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2007年底，市區(qū)僅有公共停車(chē)場(chǎng)828處，共計(jì)車(chē)位5.7萬(wàn)個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量的8.6萬(wàn)，停車(chē)環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無(wú)法樂(lè)觀，僅有的229個(gè)地下車(chē)庫(kù)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)停放的要求，路邊停車(chē)漸呈泛濫之勢(shì)，比例高達(dá)64，而且還有繼續(xù)上升之勢(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)保有量與停車(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)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，北京市權(quán)威部門(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)鐘聲敲響之前，北京市汽車(chē)總量則足足比預(yù)期多了100萬(wàn)輛，其中私人小客車(chē)的數(shù)量就高達(dá)45萬(wàn)輛。面對(duì)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)部停車(chē)技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣中心介紹北京市停車(chē)設(shè)施的“欠賬”最保守估計(jì)應(yīng)為20%—30% 。 停車(chē)問(wèn)題是城市在發(fā)展過(guò)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。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車(chē)輛平均增長(zhǎng)速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長(zhǎng)速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)停車(chē)基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度，因此，我們必須重視城市停車(chē)難的問(wèn)題，并積極探求解決的措施。 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.2.1　國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 我國(guó)機(jī)械式車(chē)庫(kù)的早期研究開(kāi)發(fā)工作是從80年代中期開(kāi)始，90年代開(kāi)始引進(jìn)和生產(chǎn)停車(chē)設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。目前停車(chē)設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類(lèi)型的停車(chē)設(shè)備，有些停車(chē)設(shè)備已開(kāi)始出口。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)是一種具有綜合性能的建筑，就停車(chē)設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車(chē)設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專(zhuān)業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停車(chē)技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車(chē)產(chǎn)業(yè)，開(kāi)發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。在我國(guó)的停車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問(wèn)題，如沒(méi)有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國(guó)外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場(chǎng)，采取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)停車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問(wèn)題，需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方面做出努力。市場(chǎng)方面應(yīng)建立車(chē)庫(kù)市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車(chē)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫(kù)空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營(yíng)車(chē)庫(kù)，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車(chē)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 1.2.2　國(guó)外現(xiàn)狀 日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車(chē)庫(kù)的國(guó)家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開(kāi)發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國(guó)汽車(chē)保有量大約為500萬(wàn)輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車(chē)設(shè)備。從80年代開(kāi)始，日本開(kāi)始向亞洲地區(qū)的韓國(guó)、中國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國(guó)機(jī)械車(chē)庫(kù)技術(shù)是日本機(jī)械停車(chē)技術(shù)的派生。其機(jī)械停車(chē)產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開(kāi)始起步，80年代開(kāi)始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化生產(chǎn)和本土化，90年代開(kāi)始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車(chē)設(shè)備得到普遍開(kāi)發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在30%左右。目前韓國(guó)停車(chē)設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 1.3　課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 介紹了基于可編程控制器的車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)述了3層3列式7車(chē)位升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、并通過(guò)PLC軟件設(shè)計(jì)及其優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)控制。整個(gè)系統(tǒng)由載車(chē)部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。用PLC內(nèi)的預(yù)置程序來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制車(chē)位的上下左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)存取車(chē)的自動(dòng)化。該系統(tǒng)又具有以下保護(hù)功能：急停、斷電保護(hù)。 2 PLC的簡(jiǎn)介與立體車(chē)庫(kù)的概述 2.1　可編程控制器的介紹 2.1.1　可編程控制器的概述 可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。 2.1.2　可編程控制器的結(jié)構(gòu) PLC實(shí)質(zhì)是一種專(zhuān)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為： (1)電源：PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般交流電壓波動(dòng)在+10%~+15%范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。 (2)中央處理單元(CPU)：中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來(lái)對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。 (3)存儲(chǔ)器：存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 (4)輸入輸出接口電路：現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道?，F(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 (5)功能模塊：如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。 (6)通信模塊：如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。 2.1.3　可編程控制器的的特點(diǎn)及應(yīng)用 (1)PLC的特點(diǎn) ①可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)? ②通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便。 ③功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣? ④編程簡(jiǎn)單，容易掌握。 ⑤減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量。 ⑥體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便。 (2) PLC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)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)：①開(kāi)關(guān)量的邏輯控制；②模擬量控制；③運(yùn)動(dòng)控制；④過(guò)程控制；⑤數(shù)據(jù)處理；⑥通信及聯(lián)網(wǎng)。 2.2　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則和步驟 2.2.1　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。而在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)原則往往會(huì)涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計(jì)原則可以歸納為4點(diǎn)： (1)完整性原則：最大限度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。 (2)可靠性原則：確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。 (3)經(jīng)濟(jì)型原則：力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、合理。 (4)發(fā)展性原則：適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進(jìn)的需要，在I/O接口、通信能力等方面留有余地[5]。 2.2.2　PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。所謂硬件設(shè)計(jì)，是指PLC外部設(shè)備的設(shè)計(jì)，而軟件設(shè)計(jì)即PLC應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分以下5步進(jìn)行： (1)熟悉被控對(duì)象 深入了解被控系統(tǒng)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)，認(rèn)真調(diào)查研究，收集資料，并于相關(guān)技術(shù)人員和操作人員一起分析討論，相互配合，共同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題。這一階段必須對(duì)被控對(duì)象所有功能全面的了解，對(duì)對(duì)象的各種動(dòng)作及動(dòng)作時(shí)序、動(dòng)作條件、必要的互鎖與保護(hù)；電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動(dòng)及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系；PLC與其他設(shè)備的關(guān)系，PLC之間是否通信聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量及顯示方式等。 (2)硬件選擇 ①系統(tǒng)I/O設(shè)備的選擇:輸入設(shè)備包括按紐、位置開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及各種傳感器等；輸出設(shè)備包括繼電器、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈及其它執(zhí)行器等。 ②選擇PLC：PLC選擇包括對(duì)PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源等的選擇。 ③PLC的I/O端口分配：在進(jìn)行I/O通道分配時(shí)應(yīng)給出I/O通道分配表，表中應(yīng)包含I/O編號(hào)、設(shè)備代號(hào)、名稱及功能等。 ④繪制PLC外圍硬件線路圖：畫(huà)出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入PLC的控制電路等。由PLC的I/O連接圖和PLC外圍電氣線路圖組成系統(tǒng)的電氣原理圖,到此為止系統(tǒng)的硬件電氣線路已經(jīng)確定。 ⑤計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及內(nèi)部輔助繼電器的地址分配。 (3)編寫(xiě)應(yīng)用程序 根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來(lái)設(shè)計(jì)PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫(xiě)實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容： ①初始化程序：在PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動(dòng)作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對(duì)某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。 ②檢測(cè)、故障診斷和顯示等程序：這些程序相對(duì)獨(dú)立，一般在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)再添加。 ③保護(hù)和連鎖程序：保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。 (4)程序調(diào)試 程序調(diào)試分為2個(gè)階段，第一階段是模擬調(diào)試、第二階段是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 程序模擬調(diào)試：以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。 ①硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺(tái)PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)。 ②軟件模擬法是在PLC中另外編寫(xiě)一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，其簡(jiǎn)單易行，但時(shí)效性不易保證。模擬調(diào)試過(guò)程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試：當(dāng)控制臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)施工完畢，程序模擬調(diào)試完成后，就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，如不能滿足要求，須重新檢查程序和接線，及時(shí)更正軟硬件方面的問(wèn)題。 2.3　立體停車(chē)庫(kù)概述 根據(jù)立體車(chē)庫(kù)的修建位置在空間伸縮方向的不同，立體停車(chē)庫(kù)的主要類(lèi)型有：升降橫移式，垂直升降式，巷道堆垛式，水平循環(huán)類(lèi)機(jī)械式和垂直循環(huán)式等。它們的類(lèi)型眾多，設(shè)計(jì)各有不同，庫(kù)容量變化比較打，可滿足不同用戶要求。但它們都具有建筑面積小，停車(chē)層數(shù)多，地上河底下空間利用率高的優(yōu)點(diǎn)。聽(tīng)相同數(shù)量車(chē)的情況下，在車(chē)輛流量打的繁華地段建一座立體停車(chē)場(chǎng)比建一地面停車(chē)場(chǎng)節(jié)省將近50%—70%的投資。嚴(yán)格的車(chē)庫(kù)管理還保證了車(chē)庫(kù)運(yùn)行的安全性和可靠性，為存車(chē)人提供了最大的方便，存車(chē)人只需把車(chē)開(kāi)到指定的位置，下面的事都可以由車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)來(lái)完成。 (1)升降橫移式立體車(chē)庫(kù) 升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)是指利用載車(chē)版在升降或橫向平移存取停放車(chē)輛在機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)每個(gè)車(chē)位均有載車(chē)板，所需存取車(chē)輛在載車(chē)板通過(guò)升、降橫移運(yùn)動(dòng)到地面層，駕駛員進(jìn)入車(chē)庫(kù)，存取車(chē)，完成存取過(guò)程。停泊在這類(lèi)車(chē)庫(kù)地面的車(chē)只做橫移，不必做升降，上層車(chē)位或下層車(chē)位需通過(guò)中間層橫移出空位。將載車(chē)板升貨降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車(chē)庫(kù)將汽車(chē)開(kāi)進(jìn)貨開(kāi)出車(chē)庫(kù)。其形式較多，規(guī)模可大可小，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)。 (2)垂直升降式立體停車(chē)庫(kù) 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)習(xí)慣上稱為電梯式立體停車(chē)庫(kù)亦稱為塔式立體車(chē)庫(kù)，它是通過(guò)提升機(jī)的升降和裝在提升機(jī)升的橫移機(jī)構(gòu)將車(chē)輛或載車(chē)板橫移，實(shí)現(xiàn)存取車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。 (3)垂直循環(huán)式停車(chē)庫(kù) 垂直循環(huán)式立體車(chē)庫(kù)，采用了鏈傳動(dòng)帶動(dòng)轎廂在垂直方向上循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車(chē)停在轎廂上，轎廂隨傳動(dòng)系統(tǒng)做升降運(yùn)動(dòng)，或者將所要存車(chē)的空間降到地面，循環(huán)往復(fù)地將轎廂或空車(chē)位送到車(chē)庫(kù)出入口，完成車(chē)輛的存取工作。該類(lèi)型車(chē)庫(kù)非常適用于土地資源比較緊張，而停車(chē)位需求卻很大的場(chǎng)所使用。 (4)巷道堆垛式停車(chē)庫(kù) 巷道堆垛式停車(chē)庫(kù)由三個(gè)系統(tǒng)組成，即機(jī)械系統(tǒng)，堆垛機(jī)搬運(yùn)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)。采用以巷道堆垛機(jī)或橋式起重器將進(jìn)到搬運(yùn)器的車(chē)輛水平且垂直移動(dòng)到村車(chē)位，是一種集機(jī)、光、電、自動(dòng)控制為一體的全自動(dòng)化立體停車(chē)庫(kù)，它的出現(xiàn)解決了人們希望解決的大型自動(dòng)化停車(chē)難題：全封閉車(chē)庫(kù)，存車(chē)安全等特點(diǎn)。巷道堆垛式立體停車(chē)庫(kù)主要適用于大型密集式存車(chē)的地方。 (5)水平循環(huán)式立體車(chē)庫(kù) 水平循環(huán)立體停車(chē)庫(kù)主要由機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)兩部分組成，機(jī)械系統(tǒng)由起升機(jī)構(gòu)、交接機(jī)構(gòu)、評(píng)議機(jī)構(gòu)、和車(chē)位載車(chē)板等組成。電氣系統(tǒng)由出入口檢測(cè)系統(tǒng)和搬運(yùn)控制系統(tǒng)等組成，分別完成汽車(chē)停車(chē)位置檢測(cè)和載車(chē)板搬運(yùn)工作。 (6)多層循環(huán)式立體停車(chē)庫(kù) 多層循環(huán)式立體停車(chē)庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)框架，車(chē)板旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，車(chē)板升降機(jī)構(gòu)，載車(chē)板，載車(chē)板橫移機(jī)構(gòu)，自動(dòng)控制系統(tǒng)組成。是采用了同U哦使載車(chē)板做剩下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛多層存放的多層循環(huán)式停車(chē)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)減少占地面積，提高存取車(chē)自動(dòng)化程度的機(jī)械式停車(chē)庫(kù)。此類(lèi)停車(chē)庫(kù)最適宜建于地形細(xì)長(zhǎng)且地面只允許設(shè)置一個(gè)出入口的場(chǎng)所。 (7)平面移動(dòng)式立體停車(chē)庫(kù) 平面移動(dòng)式立體車(chē)庫(kù)中放置轎車(chē)的托盤(pán)是一種橫向小車(chē)，通過(guò)控制臺(tái)操作移動(dòng)，轎車(chē)可以自由出入，自由移動(dòng)的停車(chē)托板將轎車(chē)從中央通道的平臺(tái)運(yùn)到車(chē)位的電梯或出口。通過(guò)增加升降機(jī)可多層設(shè)置平面往返式停車(chē)場(chǎng)，停車(chē)量大出車(chē)速度快。 (8)簡(jiǎn)易升降式立體停車(chē)庫(kù) 簡(jiǎn)易升降式立體車(chē)庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)，載車(chē)板，傳動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，安全防護(hù)系統(tǒng)組成，適用于家庭，小團(tuán)體單位停車(chē)。把車(chē)位分成了上下兩層或兩層以上，借助升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車(chē)存入或取出。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、是最經(jīng)濟(jì)的一種停車(chē)設(shè)備。目前最受人們關(guān)注的就屬升降橫移立體車(chē)庫(kù)了，升降橫移式立體車(chē)庫(kù)有效利用空間，提高空間利用率達(dá)數(shù)倍。存取車(chē)快捷便利，獨(dú)特跨梁設(shè)計(jì)，車(chē)輛出入無(wú)故障。它采用了PLC控制，自動(dòng)化程度高。尤其環(huán)保節(jié)能，低噪音的設(shè)計(jì)更是滿足現(xiàn)代人。 3 升降橫移立體車(chē)庫(kù)硬件的設(shè)計(jì) 3.1　升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu) 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)是指利用載車(chē)板的升降或橫向平移存取停放車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē)設(shè)備。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)每個(gè)車(chē)位均有載車(chē)板所需存取車(chē)輛的載車(chē)板通過(guò)升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車(chē)庫(kù)，存取車(chē)輛，完成存取過(guò)程。 本次設(shè)計(jì)一個(gè)3層3列7車(chē)位的升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，頂層只能進(jìn)行升降動(dòng)作，底層平面只能進(jìn)行平移動(dòng)作。立體車(chē)庫(kù)中總共有9個(gè)車(chē)位，中間和底層各預(yù)留一個(gè)空位向載車(chē)盤(pán)提供上升和下降的通道,另外七個(gè)車(chē)位用于存放車(chē)輛。當(dāng)?shù)讓悠矫孳?chē)位進(jìn)出車(chē)時(shí)，不需要移動(dòng)其他托盤(pán)就可直接進(jìn)行進(jìn)出車(chē)處理。當(dāng)頂層車(chē)位進(jìn)出車(chē)時(shí)，首先要判斷其對(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，直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作到達(dá)下層平面，進(jìn)行進(jìn)出車(chē)處理，進(jìn)出車(chē)完畢后上升回到原位置。根據(jù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律存取車(chē)的過(guò)程主要包括3個(gè)步驟: (1)為了讓出空位載車(chē)板需要橫移; (2)為了存取車(chē)需要載車(chē)板的升降;(3)載車(chē)板左右橫移一個(gè)準(zhǔn)確的停車(chē)位行程和升降到準(zhǔn)確的位置。下圖為平面示意圖：(102與202是空車(chē)位) 5 6 7 3 202 4 1 102 2 圖3.1七車(chē)位升降橫移式立體車(chē)庫(kù)平面圖 3.2　立體停車(chē)庫(kù)的原理框圖 PLC 狀態(tài)檢測(cè) 實(shí)施單元 操作部分 圖3.2 系統(tǒng)原理框圖 3.2.1檢測(cè)系統(tǒng)：? (1)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)。 (2)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。 (3)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)板下降和上升是否到位。 3.2.2　電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 整個(gè)車(chē)庫(kù)由一臺(tái)PLC對(duì)車(chē)庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過(guò)PLC控制平臺(tái)傳動(dòng)裝置以完成對(duì)車(chē)輛的存取操作。各車(chē)位內(nèi)車(chē)輛的調(diào)入、調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車(chē)位的車(chē)輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車(chē)輛進(jìn)出。 立體車(chē)庫(kù)的自動(dòng)存取車(chē)控制系統(tǒng)主要包括： (1)各種信號(hào)的采集和控制輸出。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷，同時(shí)將車(chē)位的空閑情況用燈泡顯示。 (2)電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器、到位限位、平臺(tái)的上下行程限位及閘門(mén)的開(kāi)閉。車(chē)庫(kù)采用車(chē)位檢測(cè)裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車(chē)到位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開(kāi)關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停開(kāi)關(guān)，斷掉所有電機(jī)的電源，使平板無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。 3.2.3　電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)是使汽車(chē)迅速準(zhǔn)確地對(duì)號(hào)入位。為使載車(chē)裝置自動(dòng)準(zhǔn)確到達(dá)對(duì)應(yīng)泊位，每層設(shè)有行程開(kāi)關(guān)，升降機(jī)構(gòu)碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速直至電機(jī)停止運(yùn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，平移工作臺(tái)向前平移，送車(chē)入號(hào)；反之，送車(chē)出號(hào)。一個(gè)存取任務(wù)完成后，升降載車(chē)系統(tǒng)等待下一個(gè)存取指令。在升降橫移式立體車(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臅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，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了判斷載車(chē)板上有無(wú)車(chē)輛，將采用光電開(kāi)關(guān)。在電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)方面，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。1號(hào)與2號(hào)只能平移各用一臺(tái)電機(jī)控制，3號(hào)4號(hào)能橫移與升降各用2臺(tái)電機(jī)控制， 5號(hào)6號(hào)7號(hào)只能升降各用一臺(tái)電機(jī)控制?？偣?臺(tái)橫移電機(jī)和5臺(tái)升降電機(jī)。 3.3　主電路圖 主電路它包括從電源到電動(dòng)機(jī)的電路，是強(qiáng)電流通過(guò)的部分連接著。9臺(tái)電動(dòng)機(jī)，M1控制1號(hào)車(chē)位托盤(pán)的左右移動(dòng)，M2控制2號(hào)車(chē)位托盤(pán)的左右移動(dòng)，M3控制3號(hào)車(chē)位托盤(pán)的左右移動(dòng)，M4控制3號(hào)車(chē)位托盤(pán)的上下移動(dòng)，M5控制4號(hào)車(chē)位托盤(pán)的左右移動(dòng)，M6控制4號(hào)車(chē)位托盤(pán)的上下移動(dòng)，M7控制5號(hào)車(chē)位托盤(pán)的上下移動(dòng)，M8控制6號(hào)車(chē)位托盤(pán)的上下移動(dòng)，M9控制7號(hào)車(chē)位托盤(pán)的上下移動(dòng)。系統(tǒng)中采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)。 圖3.3　立體車(chē)庫(kù)主電路圖 3.4　輔助電路設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)輔助電路是為了給可編程控制器供電直流24V，以及變壓器的接線等。以及主電路控制部分的接線。如圖3.4所示。 圖3.4 輔助電路設(shè)計(jì)圖 3.5　元器件介紹及選型 3.5.1　PLC的選型 (1)選擇PLC機(jī)型的基本原則 在滿足控制要求的前提下，保證工作可靠，使用維護(hù)方便，以獲得最佳的性能價(jià)格比。 PLC的型號(hào)種類(lèi)很多，對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)選用小型PLC就能滿足要求。這里選用FX2N系列。 (2)PLC容量的估算 I/O的點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)器的容量。 ①I(mǎi)/O點(diǎn)數(shù)是衡量PLC規(guī)模大小的重要指標(biāo)，根據(jù)控制任務(wù)估算出所需I/O的點(diǎn)數(shù)是硬件設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。 一般來(lái)說(shuō)，輸入點(diǎn)與輸入信號(hào)、輸出點(diǎn)與輸出控制是一一對(duì)應(yīng)的。輸入信號(hào)有多少輸入點(diǎn)選多少，輸出信號(hào)有多少輸出點(diǎn)也應(yīng)與之對(duì)應(yīng)。 ②PLC用戶程序所需內(nèi)存容量一般與開(kāi)關(guān)量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，模擬量輸入、輸出點(diǎn)數(shù)及用戶程序的編寫(xiě)質(zhì)量等有關(guān)。 對(duì)控制較復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理較大的系統(tǒng)，要求的存儲(chǔ)容量就要大些。對(duì)于同樣的系統(tǒng)，不同的用戶編寫(xiě)的程序也可能會(huì)使程序長(zhǎng)度和執(zhí)行時(shí)間差別很大。 本設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)際情況要求和PLC選型的原則，選出PLC的型號(hào)為西門(mén)子可編程控制器S7-200 CPU226可以滿足控制要求,其擴(kuò)展單元為EM223,EM221。 3.5.2　光電開(kāi)關(guān) 光電開(kāi)關(guān)也稱光電傳感器，是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。 光電開(kāi)關(guān)是由發(fā)射器、接收器和檢測(cè)電路三部分組成。發(fā)射器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來(lái)源于半導(dǎo)體光源，發(fā)光二極管LED、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。受脈沖調(diào)制的光束輻射強(qiáng)度在發(fā)射中經(jīng)過(guò)多次選擇，朝著目標(biāo)不間接地運(yùn)行。接收器有光電二極管或光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。在其后面的是檢測(cè)電路，它能濾出有效信號(hào)和應(yīng)用該信號(hào)。本設(shè)計(jì)選型為E3F-5DN1 5L光電開(kāi)關(guān)：電源電壓:DC:6-36V AC:90 V -250V，輸出方式：電壓；使用環(huán)境溫度：常溫。 3.5.3　行程開(kāi)關(guān)的選型 行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)，可以安裝在相對(duì)靜止的物體上或者運(yùn)動(dòng)的物體上。當(dāng)物體接近靜物時(shí)，開(kāi)關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的及誒單分段或者斷開(kāi)的接點(diǎn)閉合。由開(kāi)關(guān)接點(diǎn)開(kāi)、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作。根據(jù)需要選用YKXX1-111(T)適用用于熱電流為5A的控制電路中。 3.5.4　電機(jī)的選型 電機(jī)是最終的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，最終功能的實(shí)現(xiàn)要依靠電機(jī)。本設(shè)計(jì)選用三相異步電機(jī)帶動(dòng)，電機(jī)表示如圖. 圖3.3　異步電機(jī)表示 車(chē)庫(kù)升降電機(jī)一般要求功率為2.2KW.根據(jù)功率選擇三相異步電機(jī)Y90L-2，額定功率2.2KW，額定電流4.83A。橫移電機(jī)一般要求功率為0.2KW，選擇三相異步電機(jī)Y801-2額定功率0.75KW，額定電流1.83A。 3.5.5　其他硬件的選擇 (1)熔斷器的選型 熔體額定電流的選擇： 保護(hù)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)，熔體的額定電流按(3.1)所示選取。 (3.1) 式中：為電動(dòng)機(jī)的額定電流。 熔斷器類(lèi)型的選擇：根據(jù)負(fù)載保護(hù)特性的短路電流大小及安裝條件來(lái)選擇。保護(hù)多臺(tái)電動(dòng)機(jī)，若各臺(tái)電動(dòng)機(jī)不同時(shí)啟動(dòng)熔體的額定電流按下式（3.1）選取。 (3.2) 式中：為容量最大一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的額定電流；是除容量最大的電動(dòng)機(jī)之外，其余電動(dòng)機(jī)額定電流之和。 根據(jù)計(jì)算和實(shí)際情況的分析，本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)中電源熔斷器FU的額定電流應(yīng)大于35A所以熔斷器FU選用XRNM1-10額定斷開(kāi)電流40A。保護(hù)升降電機(jī)的熔斷器額定電流在7.3A~12A，選擇RC1A-15型熔斷器，其熔體額定電流為10A。保護(hù)橫移電機(jī)的熔斷器額定電流在2.8A~4.6A，選擇RT18-32/4A型熔斷器，其熔體額定電流為4A (2)交流接觸器的選型 選擇時(shí)主要考慮主觸點(diǎn)的額定電壓與額定電流、輔助觸點(diǎn)的數(shù)量、吸引線圈的電壓等級(jí)、使用類(lèi)別、操作頻率等。 額定電壓與額定電流： 選擇交流接觸器，其主觸點(diǎn)的額定電流應(yīng)等于或大于負(fù)載或電動(dòng)機(jī)的額定電流；額定電壓應(yīng)不小于負(fù)載的額定線電壓，其額定電壓可由公式（3.3）計(jì)算選型，額定電流由公式（3.4）計(jì)算。 (3.3) (3.4) 式中：為接觸器的額定電壓；為負(fù)載的額定線電壓；為接觸器的額定電流；為接觸器主觸點(diǎn)電流；為電動(dòng)機(jī)額定功率；為電動(dòng)機(jī)額定線電壓；為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；取1~1.4。 吸引線圈的電流種類(lèi)及額定電壓： 對(duì)于頻發(fā)動(dòng)作的場(chǎng)合，宜選用直流勵(lì)磁方式，一般情況下采用交流控制。線圈額定電壓應(yīng)根據(jù)控制電路的復(fù)雜程度，維護(hù)、安全要求，設(shè)備所采用的控制電壓等級(jí)來(lái)考慮。 考慮輔助觸點(diǎn)的額定電流、種類(lèi)和數(shù)量，根據(jù)使用環(huán)境選擇有關(guān)系列接觸器或特殊用的接觸器。 根據(jù)計(jì)算和實(shí)際情況，本設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)中橫移電機(jī)啟動(dòng)、停止交流接觸器KM的額定電流大于2.4A到3.4A 所以選用選用CJX2-09型接觸器，其額定電流為9A。升降電機(jī)啟動(dòng)、停止交流接觸器的額定電流大于7.2A到10A 所以選用CJX2-12，其額定電流為12A。 3.5.6　主要電氣元件目錄表 根據(jù)選型，本設(shè)計(jì)的主要電氣目錄表如表3.1所示。 4 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 根據(jù)車(chē)庫(kù)的運(yùn)行控制要求，應(yīng)用程序采用模塊化結(jié)構(gòu)， 由主循環(huán)程序和若干子程序構(gòu)成?？刂瞥绦虿捎媚K化編程形式，車(chē)位運(yùn)行過(guò)程中只需調(diào)用子程序模塊，這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度，方便了程序的修改，而且為車(chē)位的拓展提供了便利條件。 4.1　PLC設(shè)計(jì)流程圖 圖4.1　控制系統(tǒng)流程圖 4.2 PLC的端子接線圖 PLC的端子接線圖就是PLC的外圍接線圖，分輸入與輸出端口，本控制系統(tǒng)中，輸入端子有按鈕、光電開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)；輸出端子有中間繼電器、報(bào)警燈、燈泡顯示。PLC端子接線圖如圖4.2。 圖4.2　PLC端子接線圖 4.3　立體車(chē)庫(kù)的I/O分配表 根據(jù)PLC的端子接線圖輸入有55個(gè)輸入端子，26個(gè)輸出端子。I/O分配表如表4.1。 表4.1　I/O分配表 輸入點(diǎn)分配 I0.0 啟動(dòng)按鈕 I2.5 4號(hào)車(chē)位下限開(kāi)關(guān) I0.1 斷電按鈕 I2.6 4號(hào)車(chē)位右限開(kāi)關(guān) I0.2 停止按鈕 I2.7 4號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I0.3 存車(chē)按鈕 I3.0 4號(hào)車(chē)位下限開(kāi)關(guān) I0.4 取車(chē)按鈕 I3.1 5號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I0.5 3 車(chē)位按鈕 I3.2 6號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I0.6 202車(chē)位按鈕 I3.3 7號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I0.7 4車(chē)位按鈕 I3.4 102號(hào)車(chē)位右限開(kāi)關(guān) I1.0-1.2 5-7車(chē)位按鈕 I3.5 102號(hào)車(chē)位左限開(kāi)關(guān) I1.4 1號(hào)車(chē)位左限開(kāi)關(guān) I3.6 102號(hào)車(chē)位下限開(kāi)關(guān) I1.5 1號(hào)車(chē)位下線開(kāi)關(guān) I3.7 202號(hào)車(chē)位右限開(kāi)關(guān) I1.6 2號(hào)車(chē)位右限開(kāi)關(guān) I4.0 202號(hào)車(chē)位左限開(kāi)關(guān) I1.7 2號(hào)車(chē)位下限開(kāi)關(guān) I4.1 202號(hào)車(chē)位下限開(kāi)關(guān) I2.0 3號(hào)車(chē)位左限開(kāi)關(guān) I4.2 202號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I2.1 3號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I4.3-4.7 車(chē)位光電開(kāi)關(guān) I2.2 3號(hào)車(chē)位下限開(kāi)關(guān) I5.0 車(chē)位光電開(kāi)關(guān) I2.3 4號(hào)車(chē)位右限開(kāi)關(guān) I5.1-5.7 檢測(cè)托盤(pán)按鈕 I2.4 4號(hào)車(chē)位上限開(kāi)關(guān) I6.0-6.5 檢測(cè)托盤(pán)按鈕 輸出點(diǎn)分配 Q0.0 電源燈 Q1.3 4號(hào)電機(jī)右移 Q0.1 存車(chē)運(yùn)行燈 Q1.4 4號(hào)電機(jī)左移 Q0.2 取車(chē)運(yùn)行燈 Q1.5 4號(hào)電機(jī)上移 Q0.3 1號(hào)電機(jī)右轉(zhuǎn) Q1.6 4號(hào)電機(jī)下移 Q0.4 1號(hào)電機(jī)左移 Q1.7 5號(hào)電機(jī)上移 Q0.5 2號(hào)電機(jī)右移 Q2.0 5號(hào)電機(jī)下移 Q0.6 2號(hào)電機(jī)左移 Q2.1 6號(hào)電機(jī)上移 Q0.7 3號(hào)電機(jī)右移 Q2.2 6號(hào)電機(jī)下移 Q1.0 3號(hào)電機(jī)左移 Q2.3 7號(hào)電機(jī)上移 Q1.1 3號(hào)電機(jī)上移 Q2.4 7號(hào)電機(jī)下移 Q1.2 3號(hào)電機(jī)下移 Q2.5-3.4 車(chē)位顯示燈 4.4　梯形圖設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的控制過(guò)程是：按下啟動(dòng)按鈕， 等待取車(chē)或存車(chē)的信號(hào)，當(dāng)取車(chē)(存車(chē))按鈕按下時(shí)，判斷該層與其它層的狀態(tài)，執(zhí)行相應(yīng)的子程序。 4.4.1　啟動(dòng)及存取車(chē)信號(hào) 按下啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)供電等待存取車(chē)信號(hào)，如圖4.3。 圖4.3　啟動(dòng)及存取車(chē)信號(hào) 按下啟動(dòng)按鈕I0.0，I0.1為斷電按鈕，I0.3為存車(chē)按鈕，I0.4為取車(chē)按鈕，I0.2為存取車(chē)完成后的斷開(kāi)存取車(chē)信號(hào)，為下一次的信號(hào)做準(zhǔn)備。 4.4.2　車(chē)位狀態(tài)顯示 每個(gè)車(chē)位上裝有一個(gè)光電開(kāi)關(guān)與燈泡用于顯示車(chē)位是否空閑，如圖4.4所示。 圖4.4　車(chē)位狀態(tài)顯示 4.4.3　取車(chē)程序 由于車(chē)位的對(duì)稱，車(chē)位的程序大部分相似。所以介紹取3號(hào)車(chē)位的程序 (1)3號(hào)車(chē)位主程序，如圖4.5。 圖4.5　3號(hào)車(chē)位的主程序 當(dāng)I0.5按下時(shí)，代表輸入了取3號(hào)車(chē)位的車(chē)的信號(hào)，當(dāng)上層托盤(pán)下降時(shí)需要下層為空。所以，首先判斷1號(hào)車(chē)位是否有托盤(pán)，當(dāng)1號(hào)托盤(pán)有托盤(pán)時(shí)，在判斷102車(chē)位是否有托盤(pán)，當(dāng)1號(hào)車(chē)位無(wú)托盤(pán)時(shí)，3號(hào)托盤(pán)可以直接下降。 (2)3號(hào)車(chē)位的子程序 ① 1號(hào)和102號(hào)都有托盤(pán)時(shí)，如圖4.6。 圖4.6　3號(hào)車(chē)位的子程序 首先讓2號(hào)車(chē)位的托盤(pán)右移當(dāng)碰到2號(hào)車(chē)位的右限開(kāi)關(guān)I1.6時(shí)，停止轉(zhuǎn)動(dòng)然后1號(hào)托盤(pán)右移當(dāng)碰到102號(hào)車(chē)位的右限開(kāi)關(guān)I3.4時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，3號(hào)車(chē)位托盤(pán)開(kāi)始下降當(dāng)碰到1號(hào)車(chē)位的下限開(kāi)關(guān)I3.5停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)車(chē)取完成后光電開(kāi)關(guān)I4.2閉合3號(hào)托盤(pán)開(kāi)始上升碰到3號(hào)車(chē)位的限位開(kāi)關(guān)I2.1停止轉(zhuǎn)動(dòng)代表復(fù)位完成。 ② 1號(hào)有托盤(pán)102號(hào)無(wú)托盤(pán)時(shí)，如圖4.7。 圖4.7　3號(hào)車(chē)位的子程序 1號(hào)托盤(pán)右移當(dāng)碰到102號(hào)車(chē)位的右限開(kāi)關(guān)I3.4時(shí)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，3號(hào)車(chē)位托盤(pán)開(kāi)始下降當(dāng)碰到1號(hào)車(chē)位的下限開(kāi)關(guān)I1.5停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)車(chē)取完成后光電開(kāi)關(guān)I4.2閉合3號(hào)托盤(pán)開(kāi)始上升碰到3號(hào)車(chē)位的限位開(kāi)關(guān)I2.1停止轉(zhuǎn)動(dòng)代表復(fù)位完成。 ③ 1號(hào)和102號(hào)無(wú)托盤(pán)時(shí)，如圖4.8。 圖4.8　3號(hào)車(chē)位的子程序 3號(hào)車(chē)位托盤(pán)下降當(dāng)碰到1號(hào)車(chē)位的下限開(kāi)關(guān)I1.5停止轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)車(chē)取完成后光電開(kāi)關(guān)I4.2閉合3號(hào)托盤(pán)開(kāi)始上升碰到3號(hào)車(chē)位的限位開(kāi)關(guān)I2.1停止轉(zhuǎn)動(dòng)代表復(fù)位完成. 5 結(jié)論與展望 5.1　結(jié)論 立體車(chē)庫(kù)是一種多平面的空間立體停車(chē)庫(kù)，它以單層平面停車(chē)場(chǎng)為核心，通過(guò)可編程控制器PLC控制的車(chē)位的空間變動(dòng)使車(chē)位能夠?qū)崿F(xiàn)空間到平面的轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了多重單層平面停車(chē)的功能。 本次設(shè)計(jì)采用可編程控制器PLC和電機(jī)的結(jié)合來(lái)達(dá)到控制立體車(chē)庫(kù)自動(dòng)手動(dòng)運(yùn)行目的，由于PLC的安全可靠性強(qiáng)和停車(chē)系統(tǒng)的智能化，大容量的要求，PLC的特點(diǎn)很適合作為這樣的控制系統(tǒng)，本次設(shè)計(jì)采用PLC的梯形圖設(shè)計(jì)，直觀易懂，易于擴(kuò)展，更容易合理的安排編程模塊，設(shè)計(jì)中采用PLC仿真，也很直觀的觀察到設(shè)計(jì)的可靠性，正確性。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，將課堂上的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成實(shí)踐設(shè)計(jì)，通過(guò)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，做出軟件和硬件方面的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步理解了PLC與電機(jī)的結(jié)合控制方法，也進(jìn)一步學(xué)會(huì)了程序的編程以及程序的調(diào)試仿真方法和技巧。 5.2　展望 在我國(guó)，立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，并且車(chē)庫(kù)的控制大多處于員工到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制階段，隨著模糊控制、可編程控制器PLC等先進(jìn)控制理論的不斷發(fā)展更新有助于控制系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。由于知識(shí)局限，本次系統(tǒng)的仿真實(shí)現(xiàn)是基于現(xiàn)有的軟件，但是作為車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真系統(tǒng)的一部分，它不僅需要針對(duì)某種類(lèi)型硬件的仿真硬件的仿真能力還需要根據(jù)所選硬件的情況動(dòng)態(tài)生成生成相應(yīng)的虛擬仿真環(huán)境進(jìn)行仿真，從這個(gè)意義上說(shuō)，較完整地開(kāi)發(fā)相應(yīng)的仿真軟件是很有必要的，本文所做的工作只是一個(gè)開(kāi)端。 致謝 緊張充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，我們的生活也到了尾聲。 回想起以往的美好時(shí)光，此時(shí)感慨萬(wàn)千，首先感謝指導(dǎo)教師在畢業(yè)設(shè)計(jì)中對(duì)我的幫助，鼓勵(lì)和精心指導(dǎo)，方老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄廓，關(guān)鍵是指導(dǎo)有方嚴(yán)格要求，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。 老師淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、孜孜不倦的鉆研精神以及平易近人的作風(fēng)為我樹(shù)立了榜樣，激勵(lì)著我?jiàn)^發(fā)向上，努力學(xué)習(xí)。置身方老師的指導(dǎo)過(guò)程中，不僅我的思想觀念煥然一新，也改善了我的思考方式，而且還明白了許多待人接物與為人處世的道理。其嚴(yán)以律己，寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力，令我如沐春風(fēng)，倍感溫馨。微言寸語(yǔ)豈能祥訴感激之情，只好銘記心中。 同時(shí)，也將祝福送給每一位幫助我的老師。同時(shí)感謝我的同學(xué)在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程其中對(duì)我莫大的鼓勵(lì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成也算是對(duì)我們學(xué)習(xí)生涯的一個(gè)句號(hào)，回想在學(xué)時(shí)光，與老師和同學(xué)們的點(diǎn)點(diǎn)滴滴，你們給與我的種種幫助，使我得以今天能順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成學(xué)業(yè)。謝謝你們，我所有的老師與同學(xué)。最后衷心的祝愿你們工作順利、家庭幸福、身體健康！感謝我的朋友和同學(xué)們?cè)谖业纳詈蛯W(xué)習(xí)中對(duì)我的幫助，再次感謝各位老師和同學(xué)，希望大家以后工作順利。謝謝！ 參考文獻(xiàn) [1] 宋明學(xué). 基于松下PLC脈沖控制機(jī)械手系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J]. 機(jī)電工程技術(shù). 2010(09) [2] 張淑紅,王熙雛. 基于PLC的機(jī)械手物料分選裝置的控制[J]. 廣西輕工業(yè). 2010(12) [3] 呂漢生. 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