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立体车库
PLC
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立体车库的PLC设计1,立体车库,PLC,设计
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常州工学院成人（继续）教育学院毕业设计（论文）任务书系：电气工程系 专业：工业电气自动化 班级：G自动化50801 学生姓名董洁指导教师高姝烨职称课题名称立体车库的PLC设计课题工作内容（1）结合现实生活中已经建成的升降横移式立体车库的项目，了解立体车库；（2）参阅了国内外的几种升降横移式立体车库的相关资料，对当前的车库技术发展前沿有了大概的了解。（4）对建立的车库模型进行安全和疲劳校核，检验设计知否合理。（5）归纳、总结并完善报告。指标目标要求（1） 升降横移式立体停车设备总体结构的设计与研究；（2）升降横移式立体停车设备的存取机构设计；（3）升降横移式立体停车设备的升降驱动机构研究；进程安排11月28日11月30日 选题、调研和资料收集12月1日12月27日 确定课题方案，进行课题设计12月28日12月29日 进行软件系统的设计12月30日1月2日 完成撰写论文，检查、修改并打印论文1月3日1月5日 学生答辩主要参与文献1史国生主编，电气控制与可编程控制器技术北京：化工出版社，2005.42高钦和主编，可编程控制器应用技术与设计实例北京：人民邮电出版社，20043何衍庆等编，可编程控制器编程语言及应用北京：电子工业出版社，20064郭宗仁主编，可编程序控制器及其通信网络技术北京：人民邮电出版社，19995廖常初主编，PLC编程及应用北京：机械工业出版社，20026汪晓平等编，PLC可编程控制器系统开发实例导航北京：人民邮电出版社，2004地点无锡技师学院启止日期2011-11-28至2012-1-5系主任： 指导教师： 年 月 日 年 月 日说明：毕业设计（论文）任务书由指导教师根据课题的具体情况填写，经系部审核签字后生效。常州工学院（成人教育） 毕 业 设 计（论文）题 目 立体车库的PLC设计 副标题 性 质： 毕业设计 毕业论文学生姓名 董洁 年 级 2008级 教 学 点 无锡技师学院 专 业 工业电气自动化 指导教师 高姝烨 评定成绩 优 良 中 及格 不及格常州工学院成人(继续)教育学院毕业设计（论文）指导记录（2011 /2012 学年 第 二 学期）专业 电气自动化 班级 G自动化50801 一、课题情况学生姓名课题名称董洁立体车库的PLC设计二、指导记录内容与要求指导记录前期课题落实情况、学生对毕业设计的内容，要求及方法步骤是否了解、有否工作计划、指导时间与方式是否落实。日期中期毕业设计的进度情况、素材的来源与选择、设计过程中遇到哪些困难与问题、是否有特殊情况。 日期后期按任务书要求学生完成毕业设计情况、毕业设计资料是否齐全、符合要求，对毕业设计内容审阅情况。 日期指导教师：高姝烨 年 月 日指导教师应按时分阶段填写指导记录，学生全部完成毕业设计后，随毕业设计成绩评定表一起交电气工程系。立体车库的PLC设计摘要立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率的双重因素。本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明，在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的PLC控制，运用欧姆龙公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器(PLC)作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统非常完美。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。关键词：立体车库，控制系统，可编程序控制器目录第1章 绪论31.1 课题的背景和意义31.1.1 立体停车场的外形51.2 国外的研究发展现状61.3 国内的研究发展现状7第2章 立体车库的概述及控制系统102.1 立体车库的概述102.2 立体车库的类型102.2.1 升降横移式102.2.2 巷道堆垛式102.2.3 垂直提升式112.2.4 液压吊挂式112.2.5 旋转入库式112.2.6 垂直循环式112.3立体车库控制系统112.3.1引导系统112.3.2检测系统122.3.3 保护系统13第3章 立体车库的电机选用153.1驱动电机的选定153.2 用于立体停车设备上的减速电机性能15第4章 立体车库编程控制的选用164.1 PLC的概述164.2 PLC的特点164.2.1 PLC的主要特点164.2.2 PLC的主要功能174.3 PLC工作原理184.4 PLC内部处理阶段184.5 常用PLC的介绍19第5章 单车进出程序的编写225.1 输入输出地址表225.2 状态流程图245.3 程序梯形图25第6章 结束语28致谢29参考文献30附录31第1章 绪论1.1 课题的背景及意义随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，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。上海的情况也让人无法乐观，仅有的227个地下车库使用面积不足60万平方米，只能满足1.3万辆机动车停放的要求，路边停车渐呈泛滥之势，比例高达64，而且还有继续上升之势。据建设部城市交通工程技术中心对全国15个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为4.84：1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足。上世纪80年代初期，北京市权威部门对2000年北京汽车发展数的预测仅仅是70万80万辆，而事实上到新世纪钟声敲响之前，北京市汽车总量则足足比预期多了100万辆，其中私人小客车的数量就高达45万辆。面对迅速发展的城市车流，停车设施建设的落后也就不足为奇。据建设部停车技术开发推广中心介绍，北京市停车设施的“欠账”最保守估计应为2030。图 1.1被汽车占领的城市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和资金都不小。图 1.2先进的自动化立体车库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。当前，我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展机械式立体停车产业。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。近年来，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽车数量的不断增加。截至2003年底，我国个人汽车保有量为12427672辆。其中，个人轿车4890387辆，比2002年增加1462441辆，增长率为42.7%，但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，由此带来停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。国家计委已明确机械式立体停车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业，1998年1月1日起执行的国家计委6号令把机械式停车库和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录”，国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税”、上述措施为我国立体车库产业的成长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车间题提供了机会。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。1.1.1 立体停车场的外形随着汽车使用量的增加，在解决停车问题的同时，停车场的美观也成为了人们所关注的方面。以往那种单层平面停车场也越来越不能满足市场的需求。在国外,造型美观，形形色色的立体停车场设计层出不穷。一般在设计的同时要考虑到实用性、耐用性、可靠性、可行性、还有日常维护所需的成本。立体停车场的运营有很大程度上与其外观及构造有极大的关系，目前出现一些地方的司机有立体停车场不停，宁愿挤到普通的停车场里，由此说明立体停车场的设计人性化是十分重要的，它带来的应该是便利而不是使用者的“叫好不叫座”，在整个停车楼的设计上一定要从使用者的角度去思考。下面是各地的摘摄的典型立体停车场的外形： 图1.3典型立体停车场的外形1.2 国外的研究发展现状早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备；利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备；适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔；利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制造应用。以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平，韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进-移植制造，得到了蓬勃发展，较好地解决了本地区的停车难，并开始向外输出技术和出口产品。图 1.4国外高容量的立体车库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。日本是最早应用机械式车库的国家之一，其在上世纪60年代初就开发并使用可最大限度的利用空间的机械式停车设备。当时日本全国汽车保有量大约为500万辆，大多采用的是垂直循环式停车设备。从80年代开始，日本开始向亚洲地区的韩国、中国及台湾地区出口产品及技术。韩国机械车库技术是日本机械停车技术的派生。其机械停车产业从20世纪70年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90年代开始为供应使用阶段。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30%左右。目前韩国停车设备行业进入稳步发展阶段。图 1.5韩国LG公司研发的塔式1.3国内的研究发展现状我国机械式车库的早期研究开发工作是从80年代中期开始，90年代开始引进和生产停车设备，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备本身而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国内外市场的需求。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。解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照发达国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠政策，使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费标准，逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展。图 1.6在我国广泛使用的升降横移式立体车库 第2章 立体车库的概述及控制系统2.1 立体车库概述车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果,立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近3040年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40 平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。2.2 立体车库的类型目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、液压吊挂式、旋转入库式、垂直循环式。2.2.1 升降横移式升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。产品特点：（1）节省占地，配置灵活，建设周期短。（2）价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。（3）可采用自动控制，构造简单，安全可靠。（4）存取车迅速，等候时间短。（5）运行平稳，工作噪声低。（6）适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。安全装置：防坠装置，光电传感器、限位保护器、急停开关等。2.2.2 巷道堆垛式巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。2.2.3 垂直提升式立体车库垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高（几十米），对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。2.2.4 液压吊挂式工作原理：存取的车辆通过指引到达停车位置，由特殊的液压挂钩装置将汽车按斜向轨道拉起到一定位置。该类系统包括钢结构导轨、载车板、液压系统、安全防护系统。其突出特点：对场地的空间利用力高，不受停车规模限制，停车方式新颖，较能吸引顾客。2.2.5 旋转入库式工作原理：存取的车辆抵达停车位位置后，停在载车板上，由整个停车库的旋转使汽车45后前移至车库。该类系统包括钢结构、载车板、液压系统、运动系统、安全防护系统。其突出特点：对车辆的保护较高，适合长期停放的寄存式停车。2.2.6 垂直循环式产品特点：（1）占地少，两个泊位面积可停610 辆车。（2）外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。（3）价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。（4）可采用自动控制，运行安全可靠。综合以上内容，升降横移式立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低，还有其优越的特点，所以本课题采用升降横移式的立体车库作为研究内容。2.3 立体车库的控制系统目前，停车库已由地面向地下或空中发展，由单层向多层发展。停车方式也由坡道式向智能立体机械式发展和机械停车场按其停放形式的不同，可分为机械立体停车库和机械复式停车库。机械立体停车库是库内无停车道、无人员停留的先进形式；机械复式停车库是库房内有停车道、且有人员停留的传统形式。而其机械系统只是类似于普通货架仓库中的货物存取装置。本章重点介绍的是立体停车机械系统。2.3.1 引导系统车位引导系统是随着车库规模的不断扩大而出现的一种提高停车服务水平的装置。它一般设置在停车库的主要通道上，如停车库入口处，每层停车区入口处，通过大型显示屏动态显示余车位数量，并对去往空车位的路径进行指引。在多层停车库和大容量停车区，采用停车引导系统，能帮助停车者方便的找到空车位，减少他们寻找车位的时间和由此产生的烦躁情绪，为他们创造有好的停车环境。由于停车引导技术的这些特点，近年来，越来越多的车厂经营管理公司开始在他们经营的停车场中应用了此项技术。有些新建停车库从开始建设就引入了这套系统，出于城市智能交通管理的需要，政府部门也开始在主要的停车场合设置停车引导装置，使停车者快速找到有的空车位。城市中心区也就成为停车引导技术最重要的应用市场。2.3.2 检测系统车库检测信号是控制程序执行的重要依据。控制程序根据检测到的信号顺序执行控制输出。人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。 新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到厘米的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到 s的瞬间反应。此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。显然，要获取大量人类感官无法直接获取的信息，没有相适应的传感器是不可能的。许多基础科学研究的障碍，首先就在于对象信息的获取存在困难，而一些新机理和高灵敏度的检测传感器的出现，往往会导致该领域内的突破。一些传感器的发展，往往是一些边缘学科开发的先驱。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等极其广泛的领域。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。由此可见，传感器技术在发展经济、推动社会进步方面的重要作用，是十分明显的。世界各国都十分重视这一领域的发展。相信不久的将来，传感器技术将会出现一个飞跃，达到与其重要地位相称的新水平。（1）传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成：敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。 转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入抟换成电路参量。基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路（简称转换电路），便可转换成电量输出。传感器只完成被测参数至电量的基本转换，然后输入到测控电路，进行放大、运算、处理等进一步转换，以获得被测值或进行过程控制。（2）传感器的分类传感器是知识密集、技术密集的行业，它与许多学科有关，它的种类十分繁多。为了很好地掌握它、应用它，需要有一个科学的分类方法。第一，按传感器的工作机理，可分为物理型、化学型、生物型等。第二，按构成原理，可分为结构型与物性型两大类。第三，也有基于守恒定律和统计定律的传感器，但为数较少。第四，根据传感器的能量转换情况，可分为能量控制型传感器和能量转换型传感器。能量控制型传感器，在信息变化过程中，其能量需要外电源供给。如电阻、电感、电容等电路参量传感器都属于这一类传感器。基于应变电阻效应、磁阻效应、热阻效应、光电效应、霍尔效应等的传感器也属于此类传感器。能量转换型传感器，主要由能量变换元件构成，它不需要外电源。如基于压电效应、热电效应、光电动势效应等的传感器都属于此类传感器。第五，按照物理原理分类，可分为：电参量式传感器。包括电阻式、电感式、电容式等三个基本型式。磁电式传感器。包括磁电感应式、霍尔式、磁栅式等。压电式传感器。光电式传感器。包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式、红外式、摄象式等。气电式传感器。热电式传感器。波式传感器。包括超声波式、微波式等。射线式传感器。半导体式传感器。其它原理的传感器等。第六，可以按照传感器的用途来分类，例如位移传感器、压力传感器、振动传感器、温度传感器等等。第七，根据传感器输出是模拟信号还是数字信号，可分为模拟传感器和数字传感器；2.3.3 保护系统保护系统可保证系统的安全运转，给plc的稳定工作带来很大帮助。（1）安全监控系统数字图像监控系统，这是当今世界最得天独厚的计算机全数字压缩监控系统，具有传统的监控系统无法比拟的优点。它不受各种人为的干扰，对所监控的地点时行监控，具有视频报警功能，可以任意设置报警区域，自动向预定的电话（手机、呼机、单位电话等）报警，真正的做到了系统的安全性。它具有以下优势： 信息化：网络是在计算机的基础上建立起来的，数字监控系统以计算机为操作平台，为信息化的管理建立了基础，使公司、商场、超市、银行、工厂、仓库、企业等现代化场所管辖范围的信息； 智能化：以数字监控主机为操作中心，通过监控软件来实现系统的智能化控制，如监视、录像、多种画面分割、画面切换、视频报警、报警联动、回放检索、云台镜头控制、打印、网络远程传输等； 现代化：建立以数字监控主机为核心的监控系统，可以通过软件的控制，快速追踪最新通讯技术发展，通过解码器可以控制云台等前端设备，可以更清楚的看到您想要看的活动场景； 实用性：系统设备立足于用户对整个系统的具体要求，最大限度地发挥投资的效益，充分考虑软件、硬件技术的成熟性和性能价格比，注重实用性；系统标准化模块化，易于升级和扩展。远程录音监控系统，这是可以通过局域网或者电话MODEM进行远程管理的录音监控系统。该录音监控系统主要由三部分组成： 数据采集终端：数据采集终端可以工作在自动数据采集方式或者手动数据采集方式，工作在自动数据采集方式时数据采集终端会自动识别有话音到来并自动启动数据采集，当数据采集终端识别到话音中断后延时一定时间（可以设置）自动停止数据采集。如果数据采集终端工作在手动方式，数据采集的启动和停止靠人工来控制。 本地录音管理软件：本地录音管理软件接收数据采集终端传送来的数据并进行压缩，然后存入本地数据库，本地录音管理软件可以按时间查询、回放监控录音，也可以实时监听。如果不需要进行远程监控，数据采集终端和本地录音管理软件就可以组成一个本地录音监控系统。 远程中心管理软件：远程中心管理软件是实现远程录音监控的主要部件，它通过局域网或者电话MODEM与各地的本地录音监控系统建立连接并根据用户操作从本地录音数据库中读取录音数据然后解压回放，也可以实时的对某地的录音进行监听。（2）防盗报警系统防盗报警系统是指在一个或多个单位构成的区域范围内，采用无线、专用线或借用线的方式将各种防盗报警探测器、报警控制器等设备连接构成集中报警信息探测、传输、控制和声、光响应的完整系统。它能及时发现警情，并将报警信息传送至有关部门，达到及时发现警情、迅速传递、快速反应。组建一套合理、适用的报警系统，将起到了预防、制止和打击犯罪的重要作用，能使损失减少到最低程度。系统主要功能：报警主机可与闭路监控系统多媒体计算机中央（报警）控制主机及其控制软件联动操作，集成了闭路电视监控、入侵报警监视等安防系统管理和控制功能，并可通过标准的计算机网络通讯等手段与巡更系统、通讯联络系统、火灾自动（消防）报警系统等诸多系统的控制主机联网，进行必要的数据交流与共享，进行多等级、分范围、分功能、分优先权的保密管理和控制，协调各系统的运行，构成综合安全防范体系。系统工作原理：本系统主要由多媒体控制软件、报警主机、报警接口及报警探测器等组成。前端设备主要由红外/微波双鉴探测器、紧急报警按钮组成。入侵报警监视系统的前端设备用于实时监测楼宇内各区域的状态，并依次作为判断是否有非正常事件发生的主要依据。各种前端报警器有常开或常闭式触点，就近与分布在各楼层的报警收集器通过双芯控制电缆相连接，当前端报警器检测到现场出现的异常情况超出了设定的范围时，常开或常闭式触点的状态发生改变。防区报警收集器与控制主机相连结并实时进行通讯，一旦检测到前端报警器状态发生变化，即刻将发生报警信号的前端报警器的编号等信息，以特定的编码格式传送到控制主机。系统控制主机可自动判别报警信号的来源，并依据设定的系统自动响应程序，同时为用户提供现场多方面的信息，包括现场视频图像、声音信号等，为用户正确判断非正常事件发生的可靠性和事态的严重性提供必要的决策依据。 第3章 立体停车场的电机选用3.1 驱动电机的选定像一般的驱动机，是根据旋转而进行“工作”的机器。但是，因为工作形式各具风格，所以驱动机也有擅长和不擅长的情形。因此，我们要捉住负载的特征取得最佳组合方式，这点是非常重要的。本文中系统采用减速的电机，因为减速电机是机械立体车库的动力源泉，可以使传动机构简单，而且速度减慢。它对立体车库的性能和寿命提供了保证。譬如，风机和水泵等是“转速要随着负载加大而加快”。我们以运行传送带的减速电机考虑，驱动机所需要的动力是与承载物品的重量大小成比例的，若需要运送的速度变快，就需要大的输出的电动机。仅仅是那种只是工作量大的说法。这个可以说成“摩擦负载”。那下面我们来看离心分离机。在最初时无论如何，转速也不会马上提高，即应该是“惯性”大。一般认为GD2大的机械，让其旋转部分工作，需要对应加速时的负载的大小进行选定，称谓“惯性负载”。立体停车设备的载车板的起落是什么状态的负载呢？这种负载需要与车的重量和卷上速度成比例的动力，因此被称作“重力负载”。另外，若让台车下降，需要制动力（刹车）。3.2 用于立体停车设备上的减速电机性能多段式立体停车设备使用“升降”和“横移”用这两种减速电机。全都是作为“搬送机用”使用，不过作为“升降”的驱动机是“重力负载”，制动力（刹车）也是很重要的。作为“横行”用，需要有战胜在横移起动时的大的静止摩擦转矩的高启动转矩的减速电机。第4章 立体车库编程控制的选用考虑到通用性，同时使用点位控制较为方便，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对停车进行控制。当停车的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。最为主要的原因在于液压系统本身包括液压站，都是随车运动的。如果采用传统的继电器逻辑线路控制，不但结构复杂，控制柜体积亦大；而且各个继电器均在运动中动作，易受震动干扰，可靠性差。为此，我采用(PLC)对机械进行控制。4.1 PLC的概述可编程序控制器是六十年代末在美国首先出现的，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能，由此日本称它为顺序控制器（Sequence Controller)。PLC 问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA(National Electrical Manufactory Association)经过四年的调查工作，于1984 年首先将其正式命名为PC（Programmable Controller），并给PC 作了如下定义：“PC 是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC 之功能，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”以后国际电工委员会（IEC）又先后颁布了PLC 标准的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。4.2 PLC的特点4.2.1 PLC的主要特点(1)高可靠性所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms。各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。采用性能优良的开关电源。对采用的器件进行严格的筛选。良好的自诊断功能，一旦电源或其他软、硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。(2)丰富的I/O 接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备，如：按钮行程开关接近开关传感器及变送器电磁线圈控制阀直接连接另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块；为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。(3)采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外绝大多数PLC 均采用模块化结构PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计由机架及电缆将各模块连接起来系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。(4)编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式对使用者来说不需要具备计算机的专门知识因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。(5)安装简单维修方便PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行各种模块上均有运行和故障指示装置便于用户了解运行情况和查找故障。由于采用模块化结构因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。4.2.2 PLC主要的功能（1）逻辑控制（2）定时控制（3）计数控制（4）步进（顺序）控制（5）PID控制（6）数据控制4.3 PLC的工作原理PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。即PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描。如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直到程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。周而复始。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段，并进行周期性循环。如图所示：输入采样程序执行输出刷新一个扫描周期表4-1扫描工作过程4.4 PLC内部处理阶段PLC系统内部的工作原理可分为5个步序：内部处理、通讯服务、输入处理、程序执行、输出处理。 （1）内部处理：PLC完成对自身硬件的自检测，当发现自身硬件有问题或硬件配置与实际对不上时，PLC将产生错误指示。Haiwell PLC对此种错误以主机上的ERR错误指示灯闪烁指示。（2）通讯服务：PLC处理与计算机、PLC、编程器及别的智能设备的通讯。（3）输入处理：PLC在输入操作上采用定时采样的方式。即在一个扫描周期的固定时刻（一般在扫描周期的开始）一次性集中采样所有的外部输入点，采样结果用二进制的形式存入到RAM中一个区域（输入映像寄存器区）。这样在执行程序时，所需的现场讯息全部从输入映像区中取用，不直接从现场取样。（4）程序执行：PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中顺序排列。在无跳转指令的情况下，CPU从第一条指令开始执行，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束，执行指令时，从元件映像存储区中读出元件的状态及当前值，并据指令的需要进行相应的逻辑运算及赋值操作，最后的运算结果写入到线圈或输出类指令对应的元件映像存储区中。（5）输出处理：PLC在输出操作上采用定时输出的方式。即在一个扫描周期的固定时刻（一般在扫描周期的结束）先将它们存放在RAM中的一个区域（输出映像寄存器区），扫描周期结束时再将输出映像区中控制信息集中输出。PLC的工作模式分为运行模式（RUN）与停止模式（STOP）两种。当PLC处于RUN模式时，PLC按步序从内部处理开始，到输出处理结束一个执行周期，一个执行周期结束后，将立即开始下一个周期的执行，即返回到第一个步序-内部处理，如此一直循环下去；当PLC处于STOP模式时，PLC按步序从内部处理开始，只执行前两个步序，即到通讯服务结束一个执行周期。PLC的这种运行方式称为循环扫描方式，而每执行一个执行周期所需时间称为循环扫描时间或扫描周期。在PLC的存储器中，设置了一区域用于存放输入/输出信号的状态及当前值，它们分别称为输入映像区和输出映像区。PLC的其它地址元件也有对应的映像存储区，它们统称为元件映像存储区。通过建立元件映像存储区，使PLC成为一个真正的数字采样控制系统；虽然PLC不可能像继电器控制柜那样随时根据现场输入实时控制现场输出状态，但只要采样周期足够短，即采样频率足够高，这样的采样系统应该完全符合实际系统的需要。以上是PLC的工作过程,若PLC的I/O响应时间小于扫描周期的话,就不叫PLC了,没有实时性可言,而PLC本身就是要的是实时性,这样控制精度才高,才能按用户的程序要求作出实时的响应。4.5 常用PLC的介绍(1)西门子S7-200系列可编程控制器介绍：SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合的检测、监测及控制的自动化。强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列产品具有极高的性能/价格比。在以下几方面均有出色的表现：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块。S7-200系列PLC在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。S7-200产品凭借其先进性、成熟性和广泛的适用性在自动化产品中受到广泛的重视，相信此次发布的新产品一定能够满足部分用户的需求，同时在自动化领域中获得更广泛的应用。(2)OMRON C200H 可编程控制器介绍：先进的、小型化的可编程序控制器.OMRON的可编程序控制器更加小型化。SYSMAC CPM1A的大小仅相当于一个PC卡(对于10点的机型来说)，从而使安装体积大幅度减小，同时也进一步节省了控制柜的空间。它不仅具备了以往小型PLC所具备的功能，而且还可连接可编程序终端，为生产现场创造了新的环境。可连接可编程终端，选用通讯适配器以相应的上位Link或高速NT Link与PT之间进行高速通讯。 有10点至40点多种CPU单元。CPU单元与扩展I/O并用，可完成10点到100点的输入输出要求。并有AC和DC两种电源型号可选择。 汇集了各种先进的功能，如高速响应功能、高速计数功能、中断功能，还备有2个模拟量设定。 充足的程序容量，具有2048字的用户程序存储器和1024字的数据存储器。 编程环境与CQM1及SYSMAC A等机种相同。由于原有SYSMAC支持软件及编程器都可继续使用，故而系统的扩展及维护都可简单进行。 (3)松下可编程控制器介绍：包括FPO，FP1，FP2，FP3，FPe，FP-X等系列 FP-X特点：超高速处理，浮点数PID运算只有32s，基本指令只需0.32s， 可快速扫描充裕的程序容量达到32K步，注释区域也可以保证；I/O最多 300点；通过8位密码和禁止上传功能，有效保护程序：配备USB端口，可与计算机实现简单连接。FPe（晶体管输出，继电器输出）特点：面板式安装型控制器，电源电压24VDC， 程序容量2.7K步，运算速度0.9s。FP2、FP3、FP10sh系列（输出类型同上）：最多可控制2048点（使用远程I/O），程序容量大16K，30K步，可扩展到120K步，CUP运行世界最快（1ms/20步，快速起运0.1ms以下）。FPO系列（输出同上）：世界产品体积最小，扫描周期1ms，选择点从10到128点。(4)三菱FX系列可编程控制器介绍：FX系列可编程控制器是当今国内外最新、最具特色、最具代表性的微型PLC。特与日本三菱电机公司研发的。在FX中，除基本的指令表编程方式外，还可以采用梯形图编程及对应机械动作流程进行顺序设计的SFC顺序功能图编程，而且这些程序可互相转换。在FX系列PLC中设置了高数计数器，对来自特定的输入继电器的高频脉冲进行中断处理，扩大了PLC的应用领域。其FX2N PLC还可以采用作为扩展设备的硬件计数器，可获取最高50kHz的高速脉冲。FX系列PLC基于“基本功能、高速处理、便于使用”的研发理念，使其具有数据传送与比较，四则运算与逻辑运算、数据循环与移动等应用指令系统。除此之外，还具有输入输出刷新、中断、高速计数器比较指令、高速脉冲输出等高速处理指令，以及在SFS控制方面，将机械控制的标准动作封装化的状态初始化指令等，使功能大大增加。FX系列PLC在特殊控制方面不但具备模拟量输入输出控制，而且具有定位控制PID系统控制。在通信方面，能够方便地与PC计算机链接实现数据交换与管理。FX系列的可编程控制器的系统配置灵活，用户除了可以选用不同的系列之外，还可以选用多种基本单元、扩展单元和扩展模块，组成不同I/O点和不同功能的控制系统，各种不同的配置都可以获得很高的性价比。FX系列的硬件配置就像模块式可编程控制器一样灵活，因为它的基本单元采用整体式结构，又具有比模块式可编程控制器更高的性价比。日本三菱电机公司生产的可编程序控制器主要有F、F1、F2系列，FX0、FX2系列以及A系列。F、F1、F2系列是整体式结构的小型PLC。FX系列是继F、F1、F2系列之后推出的新产品。FX系列兼有整体式PLC简单、实用及模块式PLC功能强大，组合灵活的优点。FX1N系列是功能很强大的微PLC，可扩展到多达128 I/O点，并且能增加特殊功能模块或扩展板。通信和数据链接功能选项使得FX1N在体积、通信和特殊功能模块等重要的应用方面非常完美。FX1S系列PLC把优良的特点都融合进一个很小的控制器中。FX1S适用于最小的封装，提供多达30个I/O，并且能通过串行通信传输数据，所以它能用在紧凑型PLC不能应用的地方。FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。由于FX2n系列具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能,它可以为你的工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。三菱PLC各部分名称35mm宽DIN导轨安装孔4个（4.5）电源、辅助电源、输入信号用的装卸式端子台（带盖板）输入指示灯扩展单元、扩展模块、特殊单元、特殊模块、接线插座盖板输出用的装卸式端子台输出动作指示灯DIN导轨装卸用卡子 面盖板外围设
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