五车位立体车库系统设计.pdf

应用技术研究 贾俊刚 男 电气工程系助教 1 五车位立体车库系统设计五车位立体车库系统设计 贾俊刚贾俊刚 文章提要 文章提要 立体停车库生产在中国是个新兴行业 立体停车库可缓解城市动 静态交通问题 改善居住 环境 有效利用土地价值 本系统采用 PLC 计算机结合组态画面监控 按动按钮或控制组态画面即可完 成汽车存取过程 操作简单 存取方便 控制电路部分采用交流接触器传统方式 使运行安全可靠 设计 采用可分组合 模块式安装 方便灵活 具备维护使用方便 造价低等特点 关 键 词 关 键 词 立体车库 可编程控制器 组态监控 1 概述 1 概述 随着计算机控制技术的迅速发展 以微处理器 为核心的可编程序控制器 PLC 控制已逐步 取代 继电器控制 普遍应用于各行各业的自动化控制领 域 可编程序控制器原理及应用已经是我校电气专 业的主干专业课 为加强学生的实训应用能力 我 带领几位学生成功设计了左右横移式五车位立体 车库系统 立体车库可缓解城市动 静态交通问题 五车 位立体车库 以 PLC 为控制核心 采用自动空气开 关 交流接触器 按钮可完成汽车存取过程 操作 简单方便 鉴于 PLC 的先进性和可靠性 我们采用 大庆紫金桥软件技术有限公司向我校无偿提供的 紫金桥 监控组态软件 对 PLC 进行组态监控和动 态显示 并将数据传送到控制室的计算机中 进行 实时监测及报警显示 车位到位检测部分采用光电 传感器 使干扰信号大大降低 系统通过检测车位运行状态和其它参数 控制 电机轮流工作 合理调度 5 台电机运行 系统通过 计算机以图形 图像 数据 文字等方式 直观 形象 实时地 反映系统工作状态以及车位位置等 参数 并通过 PLC 通讯模块与监测监控主机实现数 据交换 该系统具有运行可靠 操作方便 自动 化程度高等特点 2 系统组成 2 系统组成 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 支架模型 系统图 2 1 核心控制部分 2 1 核心控制部分 系统核心部分采用三菱 FX2N 40MR 为控制元 件 它是 FX 系列中功能最强 速度最高的微型可 编程控制器 它的基本指令执行时间高达 0 08us 远远超过了很多大型可编程控制器 它功能强大实 用 价格便宜 工作稳定可靠 24 点输入 16 点 输出 采用继电器输出形式 可驱动交直流负载 负载电流在 2A 左右 220V AC 供电 并且输入端内 部自带 24V 直流电源 还可为负载提供直流电源 PLC 程序设计要求 号车位 2 号车位 3 号车位只能上下移 动 不能左右移动 4 号车位 5 号车位只能左右移动 不能上 下移动 下排车位上的汽车可以直接开出 上排车位的汽车 要想开出需要先按下相 应车位标号呼叫按键 再按下叫车按键 然后下排 车位先左右移动 让出位置 上排车位降至下层 应用技术研究 2 再进出车辆 针对本课题要求 我们规定了 PLC 输入点分配 其中 X0 到 X2 为呼叫开关 X3 到 X6 为功能开关 X10 至 X20 为限位开关 1 号车位上限开关 X10 3 号车位下限开关 X20 2 号车位上限开关 X11 1 号车位呼叫开关 X0 3 号车位上限开关 X12 2 号车位呼叫开关 X1 4 号车位上限开关 X13 3 号车位呼叫开关 X2 5 号车位上限开关 X14 复位开关 X3 6 号车位上限开关 X15 叫车开关 X4 1 号车位下限开关 X16 停止开关 X6 2 号车位下限开关 X17 关于输出点的定义 它们两两成对 构成控制交流 接触器吸合条件 1 号车平台上升 Y0 1号车平台下降Y1 2 号车平台上升 Y2 2号车平台下降Y3 3 号车平台上升 Y4 3号车平台下降Y5 4 号车平台左移 Y6 4号车平台右移Y7 5 号车平台左移 Y10 5号车平台右移Y11 2 2 组态监控部分 2 2 组态监控部分 组态监控部分采用大庆紫金桥软件技术有限 公司向我校无偿提供的授权紫金桥 监控组态软 件 系统通过图形动态显示车位位置和电动机的运 行状态 采用改变图形颜色和闪烁功能 进行事故 报警 实时显示车库具体情况 监测监控主机可 动态显示车库系统运行的模拟图 运行参数图表 记录系统运行和故障数据 并显示故障点以提醒操 作人员注意 紫金桥 主要的设置之一是串行通讯的设置 串行通信是 PLC 与计算机之间通常采用的通信方 式 这种方式直接用串行通信电缆把设备接到计算 机的串口上 串行通信方式使用标准 RS 232 通信 协议 波特率为9600 数据位8位 停止位1位 采 用偶校验 运行紫金桥HMI 开发系统 在数据库组 态浏览器中找到设备驱动对应的三菱PLC编程口选 项 这样设置之后 就实现了PLC与计算机的是数 据通讯 数据管理和数据交互 组态监控画面 2 3 电气传动部分 2 3 电气传动部分 为了运行稳定及和工业现场应用相符 电气控 制部分我们采用了 PLC 控制交流接触器 传动部分 采用单相交流 220V 恒速电动机 转速为 9 转 MIN 它可提供稳定的力矩 使车库升降横移平缓稳定 PLC 的 10 个输出分别控制 10 个交流接触器 交流 接触器控制 5 个单相恒速交流电动机的正反转动 以达到控制立体停车位的左右及上下移动 为防 止车库动作出现危险 在 PLC 编程时进行了软件的 互锁设计 同时考虑在硬件设计上进行了接触器的 互锁 车位只能在前一个动作完成后下一个动作才 能执行 这样保证了立体车库安全可靠的运行 电气接线图 2 4 车位检测部分 FX2N 40MR 可编程控制器采用直流输入形式 车 库所有车位到位及限位检测采用了光电对管 检测 电路电源使用 PLC 内部提供的 24V 直流电源 其最 大驱动电流可达 400mA 光电对管的导通电流在 30mA 左右 内阻为 600 为满足光电对管的性能 指标 我们将可编程控制器的内置 24V 直流电源上 应用技术研究 3 串联了一个 200 1W 的大功率电阻 立体车库共 有 6 个上下到位检测光电对管和 3 个左右到位检测 光电对管 总驱动电流为 9 30mA 270mA 小于可编 程控制器 24V 直流电源的最大输出电流 满足设计 要求 2 5 手动控制部分 考虑到组态控制可能出现问题的情况 我们也 设计了最基本的手控控制 设计了车库上层三个车 位的选择按钮 呼叫车位按钮和复位按钮 并且考 虑到如果车位动作出现错误 设计了急停按钮 这 样能使车库系统无论处于何种运行状态都能立即 停止运行 避免事故的发生 2 6 支架模型 传动部分的轴承座滑轮 由于数量较少 我们 只能采用手工制作 在精度方面有些欠缺 使车板 动作不够平衡 出现了一些偏差 这在后面调试工 作中了较多困难 外部支架采用钢结构 使整体的 结构稳定 3 运行调试 系统在软 硬件设计完成后 我们分别进行了 一系列的调试 首先对 PLC 控制系统进行调试 系 统工作符合我们的设计要求 达到了预计的目标 并且系统结构分明 容易理解接受 特别是完整的 体现了一个自动控制系统 特别适合学生进行毕业 前的整体训练 下一步为了能将此系统运用到 可 编程控制器 的实验教学中去 我们正进行局部的 修改和完善 4 结束语 本