PLC立体车库课程设计---升降横移式立体车库

1、PLC设计与调试课程名称电气限制与 PLC应用技术设计题目升降横移式立体车库课程设计考核和成绩评定方法 给出各项权重,综合评定.该设计考核教研室主任审核,主管院长审批备案.1.课程设计的考核由指导教师根据设计表现、设计报告、设计成果、辩论等几个方面,2成绩评定采用五级分制,即优、良、中、及格、不及格.3参加本次设计时间缺乏三分之二或旷课四天以上者,不得参加本次考核,按不及格处理.4课程设计结束一周内,指导教师提交成绩和设计总结.5设计过程考核和成绩在教师手册中有记载.课程设计报告内容课程设计报告内容、 格式各专业根据专业不同统一标准, 经教研室主任审核、 主 管院长审批备案.注：1. 课程设计

2、任务书和指导书在课程设计前发给学生,设计任务书放置在设计报告封面后和正文目录 前.2. 为了节省纸张,保护环境,便于保管实习报告,统一采用 A4 纸,实习报告建议双面打印正文 采用宋体五号字或手写.2021/2021学年第二学期PLC 应用技术 课程设计任务书地点：实训中央 512指导教师：蔡长青 冯雷 班级：自动化 0841、 2 班课程设计题目： 基于 PLC 的立体车库限制系统一、 课程设计目的 本课程设计的目的在于培养学生运用已学的 PLC 限制技术的根底知识和基 本理论,加以综合运用,进行 PLC限制系统设计的初等练习,掌握运用 PLC进 行系统限制设计的原那么、设计内容和设计步骤,

3、为从事 PLC 相关的毕业设计或 今后的工作需要打下良好的根底.二、 课程设计内容包括技术指标1、立体车库的工作原理 升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机 械式停车设备. 升降横移式立体车库每个车位均有载车板, 所需存取车辆的载车 板通过升、降、横移运动到达地面层,驾驶员进入车库,存取车辆,完成存取过 程.停泊在这类车库地面的车只作横移, 不必升降, 上层车位或下层车位需通过 中间层横移出空位, 将载车板升或降到地面层, 驾驶员才可进入车库内将汽车开 进或开出车库.图 2.0 为一个地上 7 车位的升降横移式停车设备, 其工作原理是： 三层三个车位可以升降, 二层两

4、个车位可以升降和平移, 一层的两个车位只能横 向横移,空车位供三层和二层的车位下降时借用. 1 、2 号车位可以直接存放车 辆;7 号车位需下降后再存放车辆 ;3 号车位,那么需先将 1 号和 2 号载车板右移, 再将 3号载车板下降 ; 4 号车位,那么需先将 2 号载车板右移,再将 4号存车板下 降；5 号车位需要先将 1、2、3、4 号四个载车板右移,再将 5号载车板下降； 6 号车位那么需要先将 2、4 号载车板右移,再将 6号载车板降下.由于升降横移式 停车设备对场地的适应性强,介绍系统各机械局部部件结构和功能 可根据不同 的地形和空间进行任意的组合、排列,规模可大可小,对土建的要求

5、比拟低,因 此,应用非常广泛.课程设计原那么1. 尽可能地满足被控对象的限制要求；2. 在满足限制的前提下,力求使限制系统简单、经济；3. 保证限制系统平安可靠；4. 考虑到被控对象的改良,在选择 PLC的I/O数量时,应适当留有余量.四、 课程设计步骤1. 对限制系统任务和要求作深入的调查研究,明确限制任务：2. 选择和确定用户I/O设备：3. 根据传统限制线路,确定出 PLC改造所需的各种输入/输出设备,即各种 按钮、开关、继电器和接触器等.4. 确定系统整体设计方案,选择 PLC型号确定系统整体设计方案十分重要,要在全面了解限制要求的根底上确定电气限制方案.根据所选用的电器或元件的类型和

6、数量,计算所需 PLC的输入/ 输出点数,选择适宜的点数.由于本设计中只涉及到开关量,因此在选择PLC 型号时,只需考虑I/O点数,并有一定的余量(10%15%)选择小型PLC.5. 限制系统的硬件设计(1) 主电路的设计；(2) 确定出输入、输出信号,画出 PLC的I/O接线图.6. 限制系统的软件设计(1) 首先分别设计出系统各局部的限制软件梯形图；(2) 整体限制软件梯形图设计.7. 联机调试.8. 撰写设计说明书.五、时间安排时间内容备注第14周周一集中讲解课程设计要求, 分配设计题目,明确任务 和具体安排XJ3-203 8： 00-10: 00周二调研、查阅资料、给出设TT方<

7、XJ3-203 8： 00-10： 00周三检查设计方案,XJ3-203 8： 00-10： 00周四上机调试工训512周五上机调试工训512第16周周一上机调试工训512周二上机调试工训512周三上机调试工训512周四写课程设计报告XJ3-203周五辩论工训512六、 根本要求(一) 课程设计报告1. 限制流程图一张(A4)2. 限制系统硬件设计图一张；(A4)3. 限制系统软件梯形图一张；(A4)4. 设计说明书一份,包括以下内容(3) 写出设计方案和根本步骤.(4) 写出限制要求并画出设计流程图.(5) 画出I/O分配表和I/O接线图.(6) 画出具体设计的梯形图,并加以注释.(7) 写

8、出调试过程和结果.(8) 写课程设计小结.(二) 成绩评定标准对学生进行全面考核,重点考核设计图纸、说明书质量；独立思考、独立工作水平,综合运用知识的水平；平时的工作态度及表现；辩论情况.最后按平时表现、报告质量、辩论成绩,其权重分别为0.2、0.4、0.4综合评定成绩,分优、良、中、及、不及格五个等级.组长：孟祥梅 组员:谭建一,王晓明,曹舒扬,黄旭,王翎浩,陈浩,刘远飞 任务分配:任务一任务二任务三梯形图的设计系统的调试程序框图王晓明谭建一曹舒扬,刘元飞王翎浩黄旭,孟祥梅陈浩车辆无处停放的问题是城市的社会、 经济、交通开展到一定程度产生的结果, 立体停车设备的开展在国外,尤其在日本已有近

9、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,已被广阔用户接受.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、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式.关键词: 立体车库,升降横移式,优势Abstract:Vehicles parked nowhere is the problem of the urban social, econom

10、ic and transport development to a certain extent the result, Garage Equipment development in foreign countries, especially in Japan nearly 30-40 years. Whether technically or in terms of experience had been a success. China is also in the beginning of the 1990s developed mechanical parking equipment

11、, which was 10 years in the past.Because a lot of new residents in the district with the ratio of 1:1 . To address the size of parking spaces for tenants and business areas contradictions 3D mechanical parking equipment with an average size of a small motorcycle's unique characteristics, the maj

12、ority of users have been accepted.Currently, three-dimensional garage mainly in the following forms: lifting and transferring, aisle stacking garage, vertical garage, vertical cycle, box-level cycle, the level of circulating round.目录1 绪论 11.1 立体车库的开展 11.2 国外研究现状 11.3 国内研究现状与趋势 22 升降横移式立体车库的设计 42.1 立

13、体车库的工作原理 42.2 立体车库初步设计思想 62.3 立体车库自动限制系统 62.4 升降横移式立体停车设备的泊车流程 82.5 立体车库机械局部部件结构和功能 83 立体车库电气限制系统设计 103.1 电气限制系统整体设计 103.2 电气系统关键局部设计 113.3 PLC 限制程序设计 123.4 限制程序时序图 163.5 系统硬件连接图 164 调试 164.1 调试环境 175 总结 176 参考文献 187 附录 197.1 T 型图 191 绪论 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

14、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1.1 立体车库的开展 现在所知的最早的立体车库建于 1918 年,位于美国伊利诺斯州芝加哥 市华盛顿西大街 215 号的一家宾馆 (Hotel La Salle) 的停车库,设计师是 Holabird 和 Roche ,该车库于 2005 年被推到, 在该原址上, 后来由 Jupiter Realty Corp. 兴建了一座 49 层的公寓大楼.在第十五届全国创造展览会项 目中交通、建筑类提到不占地立体车库的第一创造人：刘玉恩,该创造是一 种不占地位立体车库,包括：通行架,其可允许车辆正常通行；固设于通行 架上的车库群,其为多层结

15、构,每层至少包括有两个或两个以上可存放车辆 的单元车库；纵向升降机,其设于车库群及通行架中；横向移动架,其可在 升降机与单元车库之间移动；推举式交换装置,其可将横向移动架上的车辆 放置于单元车库上或可将单元车库上的车辆取回于横向移动架上；限制机 构,其限制存放或取出车辆.1.2 国外研究现状日本从 20世纪50年代中期开始停车场问题研究, 1960年建成了一座四个车位 的二段式立体停车场, 60年代末,仅东京市就引进西欧技术建成了各种形式的立 体停车场 40座,1971年开始开展装配自行式立体停车场. 据日本建设厅调查统计, 在日本从事立体停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家.目前日本

16、已经投入使用立体停车位超过 300万个,其中以升降横移式停车设备为主. 对于日本, 优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等 产发、制造、使用相结合的初步开展阶品上.韩国立体停车设备技术是日本段. 现在从事立体停车设备制造企业技术的派生.产业从 20世纪 70年代中已有 30余 家.产品经引进技术和自我期开始起步, 80年代开始引进日本技研制开发, 生产 技术水平有了很大的术, 经过消化生产和外乡化, 90年代提升. 如杭州西子石川 岛停车设备有开始为推广使用阶段.由于得到政府限公司的PCSL引式车库属于垂直升的高度重视,各种立体停车设备得到降立体停车场, 变压变

17、频(VVVF)驱普 遍开发和利用,韩国近几年增长速动和微机限制方式使整座车库实现低度都在30%左右.德国和意大利等欧振动、低噪音、低本钱和高效率的运洲国家从事停 车设备开发和生产比拟行；采用标准设计,内置自动升降旋转早.较好的公司有 意大利Sotefin、装置,配以先进的导航指示,无需司机In terpark、德国Palis 等.由于欧洲国倒车,存取方便、简易,即使是新手驾家土地资源比拟充裕,停 车问题表现驶也可放心使用.目前立体停车场国不很突出,停车设备应用量不是 很大.产化率到达50%以上.一些科研机构多数为巷道堆垛式产品.国外高容量的立体车库如下列图所示.1.3国内研究现状与趋势我国在2

18、0世纪80年代初开始研制和使用立体停车场.90年代以来,随着汽车 工业和建筑业的开展,尤其是轿车进入家庭后,立体停车场的应用逐步推广.到 2003年底,我国已有31个省份的56个城市,兴建了 879个立体停车库,车位8万多 个,其中有一半是用于住宅小区配套设施. 而且,这些停车库更多地集中在北京、 上海、江苏、浙江和广东等地.目前我国已经形成了新兴的停车行业,步入了引 进、开发、制造、使用相结合的初步开展阶段.现在从事立体停车设备制造企业 已有30余家.产品经引进技术和自我研制开发,生产技术水平有了很大的提升. 如杭州西子石川岛停车设备的 PC更引式车库属于垂直升降立体停车 场,变压变频VVV

19、F驱动和微机限制方式使整座车库实现低振动、低噪音、低成 本和高效率的运行； 采用标准设计, 内置自动升降旋转装置, 配以先进的导航指 示,无需司机倒车,存取方便、简易,即使是新手驾驶也可放心使用.目前立体 停车场国产化率到达 50以上.一些科研机构和大专院校也开始研究和开发符合 国情的立体停车场.由于计算机技术和电力电子技术的飞速开展, 由全电脑自动限制, 采用变频 调速技术的新一代立体停车场首先在日本、德国及美国兴起.英国、法国、瑞士 和韩国紧跟其后开始仿效. 现在日本在停车场的技术研究与开发、 制造、 治理等 方面的水平都处于国际领先地位, 所建成的立体停车场的数量和容车量也居于世 界前列

20、.当前立体停车场中有以下几个关键技术：1变频调速.变频调速技术是一门综合性的技术,它建立在限制技术、 电子电力技术、 微电子技术和计算机技术的根底上. 它与传统的交流拖动系统相 比,利用变频器对交流电动机进行调速限制有许多优点, 如节电、 容易实现对现 有电动机的调速限制、 可以实现大范围内的高效连续调速限制、 实现速度的精确 限制等.容易实现电动机的正反转切换, 可以进行高额度的起停运转, 可以进行 电气制动,可以对电动机进行高速驱动.2PLc程控器.此限制系统负责停车设备一切动作.自车辆进入动作区域泊车过程开始,在触摸屏输入载车板号,系统对入库车辆进行车高、车长、车 重全面检测,确认符合容

21、车尺寸,动作区域无异常,系统开始运行,载车板垂直 升降和水平运输, 取车时由停车系统把汽车从泊车位取出并运送到地面交付司机 开走,整个操作过程的所有动作完全由 PLd动限制.可预防人员操作失误而发 生意外事故.3光电开关侦测电眼.光电开关装设于停车设备车辆入口处、 左右两侧、 前前方向、 横移载车板上等处. 入口处检测车辆是否停妥, 车辆尺寸是否符合规 定的容车尺寸, 入口处有无人、 物逗留；左右两侧的光电开关是检测升降载车板 在升降过程中是否有人、物从设备两侧进入动作区域；设备中部设置的光电开关 是检测车辆高度；通过它们严格监控动作区域,并将检测信息输入计算机对车辆 泊取作业进行严格治理.在

22、运行过程中如有意外进入动作区, 设备即自动停止运 行,排除意外后重新启动才可再作运行,保证平安.停车问题是一种社会环境问题,是城市开展过程中客观出现的社会现象.我 国立体停车场的应用与研究正处于起步阶段, 立体停车场行业在我国还是新兴行 业,建设的数量远远缺乏,规模也不大,大型的主要靠进口,小型的应用还不广 泛,综合国内外市场的需求,可以断定拥有高技术含量、高附加值、采用机电一 体化技术的立体停车场具有广阔的市场前景.在我国广泛使用的升降横移式立体 车库,如下列图：2升降横移式立体车库的设计2.1立体车库的工作原理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

23、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.1. 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可采用自动限制,构造简单,平安可靠.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.2. 平安装置：防坠装置,光电传感器、限位保护器、急停开关等.升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备.升降横移式立体车库每个车位均有载车板,所需存取车辆的载车 板通过升、降、横移运动到达地面层,驾驶员进入车库,存取车辆,完成存取过 程.停泊在这类

24、车库地面的车只作横移, 不必升降,上层车位或下层车位需通过 中间层横移出空位,将载车板升或降到地面层,驾驶员才可进入车库内将汽车开 进或开出车库.下列图为一个地上7车位的升降横移式停车设备,其工作原理是： 三层三个车位可以升降,二层两个车位可以升降和平移,一层的两个车位只能横 向横移,空车位供三层和二层的车位下降时借用.1、2号车位可以直接存放车辆；7号车位需下降后再存放车辆;3号车位,那么需先将1号和2号载车板右移, 再将3号载车板下降；4号车位,那么需先将2号载车板右移,再将4号存车板下降;5号车位需要先将1、2、3、4号四个载车板右移,再将5号载车板下降；6号车位 那么需要先将2、4号载

25、车板右移,再将6号载车板降下.由于升降横移式停车设备 对场地的适应性强,介绍系统各机械局部部件结构和功能可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列,规模可大可小,对土建的要求比拟低,因此,应用 非常广泛.2.2 立体车库初步设计思想根据升降横移式立体车库的工作过程设计限制程序. 本次所设计的车库只有 三层七个车位, 其中底层的两个车位的停取车过程不需要限制, 直接进行停取车 就行.因此设计过程主要针对的上面两层的停取车过程,包括 3,4,5,6,7 五个车 位.以3号车位的设计过程为例： 当来车需要将车存到 3号车位时, 需由工作人员 按下3号车位按钮, 那么1,2 车位由电动机限制右移, 由

26、限位开关确定停止位置. 停 止之后, 3好车位才启动下移,同样由限位开关限制停止位置.停好之后就可以 进去存车了, 将车开到载车板上, 由红外线扫描停车是否符合标准, 确定标准之 后,当人员停车完毕离开之后,在启动复位按钮, 3号载车板自动上升复位, 1,2 左移复位. 其中的过程都是用电机的正反转来实现. 编程思路就是先一个车位一 个车位的实现限制, 也就是分成5局部程序,最后再组合到一起, 实现统一限制 . 程序的调试也可以先分局部调试,确定正确后在整体调试.由于实验设备有限, 在实现方面不可能做到实物, 所以整个过程我们在试验 台上模拟演示, 用指示灯来表示载车板的方向性运动, 用灯的发

27、光时间来表示载 车板运行的距离,用按钮来限制存取车过程和载车板复位过程.2.3 立体车库自动限制系统立体车库自动化限制系统主要包含以下五个子系统： 自动收费治理系统, 自 动存取车系统,远程诊断系统,自动道闸, 监控安保系统.1) 自动收费治理系统自动收费采用非接触式IC卡.IC卡分长期卡与储值卡两种.对固定用户, 发行长期卡,费用可在固定用户交纳治理费用时一并交纳； 对临时用户, 发行储 值卡,即：用户交纳的费用存在卡内,每次停车读卡自动从卡中扣除费用.2) 自动存取车过程自动存取车系统由小型可编程限制器 PLC空制,包括卡号识别与移动载车板 两个过程.用户进入车库时,在门口刷卡进入,读卡机

28、自动把数据传送到PLC空制系统,PLC系统通过判断卡号,自动把对应的载车盘移动到人车交接的位置, 开启车库门,缩短存取车的时间.存车时,司机根据指示灯信号指引入库,只有 当车辆停放在平安位置后, 停车正常指示灯才会亮启. 存取车完成后, 车库门自 动关闭.移动载车盘时, 系统严格根据各种检测信号的状态进行移动, 检测信号 包括超长检测、到位检测、极限位置检测、人员误入检测、急停信号检测等.假设 有载车板运行不到位或车辆长度超出车库允许的长度,所有载车盘将不进行动 作,假设检测到急停信号,将停止一切动作,直至急停信号消失.以上信号均为硬 件信号,除此之外,还可从限制软件中设置保护信号,比方时间保

29、护,以保证因 硬件损坏而导致信号失灵时保证主体设备及车辆的平安.3) 远程诊断系统现场限制器可以通过网卡、Hub等网络设备与限制中央的局域网相连接,可 以通过MODE实现远程治理,监测现场运行情况,当现场出现故障时,在限制中 心即可进行解决,方便治理人员、安保人员异地办公.4) 自动道闸在车库出入口处各设非接触式读卡器、 感应线圈及道闸, 用户在车库出入口 处刷卡后,系统自动判别该卡是否有效,假设有效,那么道闸自动开启,通过感应线 圈后,自动栅栏自动关闭；假设无效,那么道闸不开启,同时声光报警.5) 监控安保系统监控安保系统是指在中央限制室进行监视限制车库现场的运行状况. 它具有运动检测、车牌

30、识别、网络连接、各种类型的报警系统实现连动等功能,可以实 现无人看守.系统简介：视频监控功能：在车库各出入口, 值班室和车库内主要区段安装定焦摄像机, 在大范围车位区安装球形云台, 以便实现对车库全方位的实时监控. 如果在车库 光照条件不好的情况下,可选用黑白摄像机.运动检测功能： 可以在夜间设置车库的运动检测区域, 当检测区有移动目标 时,运动检测功能发出报警信号,提醒值班人员.车牌识别功能： 它能够设置车库参照车辆的车牌、 车型.当参照车辆进入车 库监视区域,系统自动比照参照车辆图像,有异常情况,发出报警信号,并自动 切换和记录相关图像.报警连动功能： 可以连动各类报警主机, 如启动继电器

31、发出声光报警通知安 保人员自动放下道闸拦截车辆出入.数字录像功能： 可以连续记录一个同在车库所发生事件, 可以同步回放多个 图像,可选择任意图像进行整体放大和局部放大,记录、回放、备份可同步进行 各种信息.据介绍,已经开始有越来越多的居住小区开始采用机械停车库了. 考虑到成 本及维修, 目前多数小区采用的是多层升降横移式立体停车设备, 大规模的仓储 式机械停车库还很少.2.4 升降横移式立体停车设备的泊车流程1、红绿黄指示灯指示车库运行状态 红色指示灯指示有人正在进行操作, 请稍候；绿色指示灯指示目前无人操作, 可进行操作；黄色指示灯指示有故障发生,车库不能工作.2、存车操作 司机驾驶车辆从车

32、库入口进入. 在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以 下自己的 IC 卡,感应过程完毕,栅栏自动升起,司机开车进入车库.车辆进入 后,栅栏自动关闭.划卡的同时,限制器读取车位号,车库内对应的载车盘自动 移动到人车交接的位置,车库单元门自动翻开.司机开车进入,停车到位,拉手 刹,下车走出车库,用 IC 卡在车库出口处晃一下 IC 卡,车库单元门自动关闭. 完成存车操作3、取车操作 司机进入车库时,在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己的 IC 卡,限制器自动读取车位号,车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置, 车库单元门自动翻开, 司机进入车库, 开车出来, 在车库出口处的自动读卡机前

33、 感应区域晃一下自己的 IC 卡,感应完毕,读卡机接受信息,上位限制机自动记 录、扣费,栅栏自动升起,司机开车出场,出场后,栅栏自动关闭；同时,限制 器自动读取车位号,对应的车库单元门自动关闭.取车操作完毕.车库在运行过程中,有完备的自我保护装置.一系列光电开关、接近开关、 行程开关等对载车板准确运行到位起着决定性的作用； 独特的防坠落装置、 断绳 报警装置、超速保护装置对车辆的平安起到保护作用. 车辆超长检测、车辆停 车不到位检测、以及人员误入检测等信号对车辆及人员的平安起着决定性的作 用.2.5 立体车库机械局部部件结构和功能升降横移式立体车库主要由结构框架局部、载车板局部、横移系统、提升

34、系 统、限制系统、平安防护系统六大局部组成.下面我们重点对车库的主要组成图 2-1所示进行分析.图2-1升降横移式立体车库主要组成 结构框架立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主,在升降横移式车库中我们选 用钢架结构如图1所示.钢架结构与其它建筑结构相比,具有如下特点：a. 可靠性高b. 材料的强度高,钢结构自重小c. 材料的塑性和韧性好d. 钢结构制造简便,施工工期短e. 钢结构密闭性好f. 钢材的耐锈蚀性差 上载车板及其提升系统每块上载车板都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统.其工作原理如图2.1.1 ,电机顺时针旋转时,载车板上升,电机逆时针旋转时,载车 板下降.根据载车板

35、及车重确定链条所需的传动力.根据传动力及载车板的移动 速度确定电机功率.根据车身高度确定上下载车板间的距离, 根据这个距离确定 链条的长度,最后根据传动力确定链轮大小,链节形状及大小. 下载车板及其横移系统由于下载车板不需悬挂链条,所以为了节省材料,下载车板比上载车板要短. 每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统,藏于载车板内.在下 载车板底部装有四只钢轮, 可以在导轨上行走, 其中两只为主动轮, 装于长传动 轴两端, 另两只为独立安装的从动轮. 电机减速机驱动长传动轴运转, 长传动轴 上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动. 根据载车板及 车辆的重量、行走速度、

36、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率. 平安装置上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落平安装置. 防坠落平安装置装在 纵梁与上载车板上停位之间, 在纵梁两测各装两只挂钩, 上载车板两侧相应位置 处各装两只耳环, 当上载车板上升到位后, 纵梁下面的四只挂钩便自动套入四只 耳环内,以预防升降电机常闭制动器慢释放后, 上载车板在汽车和载车板本身的 重力作用下慢慢下滑, 压坏下层汽车. 另外也预防制动器一旦失灵, 上载车板从 上停车位坠落, 砸坏下层汽车. 下载车板的平安装置主要是行程极限开关和防碰 撞板.行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止. 防碰撞板的作用是： 下载车板横移时,如

37、果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时,切断横移电机电源, 横移停止. 限制系统升降横移式立体停车设备的限制系统采用 PLC 可编程序限制器限制, 主要有 手动、自动、复位、急停四种限制方法.自动限制应用于平时的正常工作状态, 手动限制应用于调试、 维修状态, 复位应用于排除故障场合, 急停应用于发现异 常的紧急场合.对于本文中所列的 7车位升降横移式立体停车设备, PLC 主要要 限制二、 三层五个升降电机的正反转和一、 二层四个横移电机的正反转. 此外要 限制上层车位上平安钩的电磁铁和系统报警显示装置等3 立体车库电气限制系统设计3.1 电气限制系统整体设计立体车库的自动存取车限制系统包括弱电与

38、强电两套系统. 弱电系统主要包 括各种信号的采集、显示与限制输出.PLC输出信号给接触器线圈,限制接触器 的接通与关断. 强电系统包括载车板电机限制线路、 限制电机正反转接触器、 到 位限位及载车板的上下行程限位. 车库采用车位检测装置代替人工找位, 用升降 装置输送汽车到位. 系统在面板处设有急停开关, 当发生意外时, 按下急停开关. 车库系统限制原理框图如图 3-1 所示.限制系统 检测系统图3-1 车库系统限制原理框图由于PLC的可靠性、抗干扰水平强.在升降横移式立体车库中,限制系统中 主控单元的主要限制对象首先是车库内的横移电机和升降电机,限制系统就是使它们在不同的时间内实现正反转；其

39、次是车库内的各种辅助装置,如指示灯及其 各种平安设施等.为了保证载车板能横移到预定位置以及载车板能上升或下降到 指定位置,采用了限位开关.为了判断载车板上有无车辆,采用了光电开关.一 般小型车库选用按钮操作,界面清楚,易于操作,但对于大型车库来说要用上位 机来进行对其限制.同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以及平安预 警装置,因本系统只有开关量输入而无模拟量输入, 凭可编程序限制器本身的抗 干扰水平和隔离变压器就能满足要求,因此可不必再另外增加其它抗干扰举措. PLC的硬件系统结构框图如图3-2所示.图3-2 PLC的硬件系统结构框图3.2电气系统关键局部设计在升降横移式立体停车库中,

40、限制系统中主控单元的主要限制对象首先是车库内的横移电机和升降电机,限制系统就是使它们在不同的时间内实现正反转 电机正反转限制原理图如图3-3所示FU23.3 PLC限制程序设计本文所设计的PLC存取车限制系统只针对上2层和3层的车位, 而对于1层车 位,存取车直接开进开出即可.限制软件采用梯形图语言编写.程序流程见图 5-1需要说明的是, 载车板用链条依靠载车板上的吊点悬吊在托架上,在静止状态时,防坠平安挂钩挂住载车板.在设计不同层进出车程序时运用了 “并 行分支与集合的技巧,所谓并行分支指的是各分支流程可同时执行,待各流程动作全部结束后,根据相应执行条件, 集合状态动作.即如果选择第3层载车

41、板进出车,可以使一层二层同时平移左移或右移, 这样,限制系统能自动 处理设备动作顺序之间的联锁或双重输出,而且限制系统的试运行及故障检查非常方便,可节约大量时间, 提升工作效率.NNNN图3-4存取车程序流程图根据车库的运行限制要求,用编程软件支持的梯形图逻辑语言编写, 程序设 计方案如下：1初始化程序提出系统的限制信息,扫描各到位开关信号；2主限制程序根据进车优先的原那么,将最多的车位保持在进车位置.每 个载车板运动之前,需要先判断目的地是否有空位,有空位才可以动作,前后动 作互锁.判断是否有空位是根据横移电机所对应的到位行程开关动作信息来确定的.液压升降系统启、停动作也是根据相应的到位行程

42、开关来确定；限制程序采用模块化编程形式,车位运行过程中只需调用子程序模块,这 样大大降低了程序的复杂程度, 方便了程序的修改, 而且为车位的拓展提供了 便利条件.整个程序包括主程序模块、手动按键子程序模块、紧急停车按键子程 序模块、初始化程序模块、载车板平移运动显示模块、载车板升降运动显示模块 和故障报警子程序模块.程序所用状态元件、定时器及数据存储器均选用具有掉电保护功能的元件,当系统掉电时元件保持掉电前的状态,以保存现场信息,待上电后继续完成被中断的动作当发生意外情况时,按下急停按钮中止系统的运行并保存现场断点信息当出现电气或机械故障时,如电机过载、过热时自动中止系统运行, 并发出声光报警

43、,同时系统转人手动方式进行故障处理.所谓输入输出点定义是指整体输入输出点的分布和每个输入输出点的名称 定义,它们会给程序的编制、系统的调试和文本的打印等带来很多方便.由于本 系统是对开关量限制的应用系统,并对限制速度要求不高,选用一般的可编程序 限制器,其具有的自诊断功能和采用的循环扫描工作方式完全能满足要求.本系统输入端有自动/手动选择开关,自开工作时有总开、总停按钮,有上、下、左、 右移动按钮,车位号信号输入假设干.输出端需要限制9台电机4台横移小电机和5 台升降大电机,加上一些用于人机交流及平安检测的数字量输入输出,如数字 键盘输入、指示灯显示、平安检测、及各种操作按钮等.再考虑到系统的

44、可扩展 性,选用OMRON同的SYSMAC列的CPM2A可编程序限制器13个信号输入点, 16个输出点完全满足容量的要求.我们在分配输入输出点时根据限制功能分段, 相同功能的输入板和输出板组成一组. 一般情况下输入点与输入信号,输出点与 输出限制一对应.分配好后,按系统配置的通道与接点号分配给每一个输入信号 和输出信号.升降横移式立体停车库的输入点、输出点的具体分布可按表3-1所示.表3-1 输入输出I/O端子表输入输出总启动000001载车板右移01000总停止000011载车板左移010013号车位开关000022载车板右移010024号车位开关000032载车板左移010035号车位开关

45、:000043载车板右移010046号车位开关000053载车板左移010057号车位开关000064载车板右移010063号复位开关000074载车板左移010074号复位开关000083载车板下移011005号复位开关000093载车板上移011016号复位开关000104载车板下移011027号复位开关000114载车板上移01103一号限位开关001005载车板下移01104二号限位开关001015载车板上移01105三号限位开关001026载车板下移01106四号限位开关001036载车板上移01107五号限位开关001047载车板下移01106六号限位开关001057载车板上移01

46、107七号限位开关00106八号限位开关00107九号限位开关00108程序设计中,采用了模块化的编程形式,车位运行过程中只需调用子程序模块,这样大大降低了程序的复杂程度,方便了程序的修改,而且对于车位的拓展 提供了便利的条件.当车位从层数或排数上增加时,只需就其中的一个子程序和 主程序进行相应的改动,而其它的子程序根本不必改动,大大减轻了以后重新编 程的任务.在全自动方式下由于载车板的位置是随机的,即使对于二、三层的同一载车板进出车时,它下层载车板的位置也可能不同,我们不可能把每一种情况 都编制一个程序,经过分析,我们发现同一层载车板的进出动作是相似的, 可以 把载车板进行分层处理,同一层的

47、使用同一类处理程序,就样就使得程序大大减 化了.为了减少进出车的时间,软件在设计不同层处理程序时采用 “并行分支与 集合的技巧,即如果选择三层载车板的进出,可以使一层和二层同时平移,这 样可以节约大量的时间,提升效率.主程序限制整个车库的运行情况,调用子程序处理各种请求,当开机后,车 库限制系统处于待命状态,当进行车辆存取时,先存下层车位,然后再存上层车 位,一层车位的存取直接进行,一层以上车位的存取要进行车位的横移和升降才 能完成.在主程序中有自动程序和手动程序的转换开关 ；有出现紧急情况时的总 停开关;有正常运行时的运行指示灯,当有人进入车库时,由于人挡住了光电开 关,运行灯停止,车库自动

48、停止运行；还有每个车位和立柱两侧的光电开关用它 们来检测车辆,当检测到不符合规定的工程时,车库不能运行.另外还带有灭火 和紧急情况报警等装置.3.4限制程序时序图4¥皤丄文伴® 蹋磁 V100邮咛囱口總脚也盲 PLcmnugttns.蓼皿匚e避锂舉匿n时间期也視啊ff xLD LL 0WTi亏厅前间田删-序止救宇3.5系统硬件连接图指示灯1指示灯9我们采用指示灯来模拟显示载车板的上下左右移动,经过把程序传入到PLC中,经过调试来验证我们的程序是否正确,最终根本实现了我们所想的功能,完 美的完成了任务4.1 调试环境本次课程设计用到的软件是 CX-Programmer. CX

49、-Programmer 是一个用于对OmronCSI系列PLC、CV系列PLC、以及C系列PLC建立、测试和维护程序的 工具.它是一个支持PLC设备和地址信息、OMRON PL和这些PLC支持的网络 设备进行通信的方便工具5 总结在调试的过程中, 我们遇到了很多设计前想不到的实际问题, 困扰了我们很 长时间,不过经过我们到处查找资料和请教老师和同学, 终于问题得以化解. 最 终我们把自己的设计通过实验设备展现在了自己面前, 因此困难是不可怕的, 可 怕的是我们懒惰的心以及缺少面对困难的勇气. 幸运的是我们完美的完成了我们 的设计任务,虽然付出了汗水但得到了更多.6 参考文献1 国家机械工业局,机械行业标准?升降横移类机械式停车设备? .2007.2 卢金鼎,山静民 . 机电一体化技术 M. 中国轻工业出版社, 2021.3 张启