立体车库控制设计

1、福州职业技术学院毕业设计设计题目系 别年级专业学 号姓 名指导教师职 称2010年3 月 26 日目录内容摘要 2 关键词 2一、可编程控制器的简介 2（一）可编程控制器的定义2（二）可编程控制器的应用3（三）可编程控制器的特点3二、立体车库的构成及工作原理4三、双层立体车库控制要求5四、双层立体车库的硬件设计6（一）输入/输出（I/O）地址分配6（二）PLC的选型6（三）PLC外部接线图6五、双层立体车库控制系统软件设计7（一）流程图7（二）梯形图程序8六、指令表16 结论 22 参考文献 221立体车库控制设计【内容摘要】升降横移式立体车库由机电机构和控制系统构成，本文对其控制系统的工作原

2、理进行了分析，控制系统主要由车位扫描、叫车、车位移动等部分构成。设计采用三菱FX2n系列PLC为主控单元，应用三菱编程软件，完成梯形图的编写及仿真调试，并通过试验调试、运行，证明采用可编程控制器可以很好的对立体车库实现自动控制，具有稳定、可靠、操作方便、性价比高等优点。【关键词】立体车库 控制系统 可编程控制器随着汽车的急增致使城市停车难问题不断恶化,而作为解决城市静态交通的有效措施向空间、向高层发展的自动化立体停车设备,以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。目前市面上常见的机械式立体停车库有：升降横移类、垂直循环类、多层循环类、水平循环

3、类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和简易升降类等8种,其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点,在国内车库市场占有绝对优势的市场份额。升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道,实现高层车位升降存取车辆。其车位结构为2维矩阵形式,可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制,一般为24层(国家规定最高为4层),2层、3层者居多,现以典型的地上2X2升降横移式为例,说明停车库的运行原理。本系统采用三菱FX2N-40MR-D作为主控设计一种横移式立体车库的自动控制系统。一、可编程控制器的简介（一）可编程控制器的定义早期的可编程控制器主要是用来代替继电器控制系统的，

4、因此功能较为简单，只能进行开关量逻辑控制，称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称PLC。 随着微电子技术，计算机技术和通信技术的发展，20世纪70年代后期位处理器被用作可编程控制器的中央处理单元（Central Processing Unit,简称CPU）， 2从而大大扩展了可编程控制器的功能，除了进行开关量逻辑控制外，还具有模拟量控制、高速计数、PID回路调节、远程I/O和网络通信等许多功能。1980年，美国电气制造协会正式将其命名为可编程控制器简称PC，其定义为：PC是一种数字式的电子装置，它使用可编程序的存储器以及存储指令，能够完成逻辑、

5、顺序、定时、计数及算术运算等功能，并通过数字或模拟的输入、输出接口控制各种机械或生产过程。（二）可编程控制器的特点编程方法简单易学HTSS PLC配备了梯形图语言进行程序设计,梯形图语言的表达方式与继电器电路原理图中电路符号的表示法极为相似，且某些仅有开关量逻辑控制功能的PLC只有十几条指令。工程技术人员能够很快熟悉并掌握梯形图语言的使用方法并用他来编制用户程序,这就为使用者快速的编制出本单位所需要的控制程序提供了非常便捷的条件。PLC的硬件配套齐全,接线端子一目了然，便于用户使用HTSS 由于PLC的设计和生产大多是系列化和模块化的，其硬件配置相当灵活，可以组合成多种规模的，满足用户各种控制

6、要求的控制系统。（三）可编程控制器的应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。可归纳如下几类1、开关量的逻辑控制这是PLC最基本最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制。2、模拟量控制在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器能够处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的A/D转换及D/A转换，使可编程控制器用于模拟量控制。3、运动控制3PLC可用于圆周运动或直线运动的控制。如应用于各种机械、机床、机器人、电梯

7、等场合。4、过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5、数据处理现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸业、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6、通信及联网PLC通信包含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。二、立体车库的结构及工作原理立体车库有双层五个车位，由底盘、仓位、运动机械及电气控制四

8、个部分组成。机械部分由滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成，采用步进电机、支流电动机作为拖动元件。控制部分采用三菱FX型可编程控制器、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等元件组成。立体车库的工作原理如图1所示，PLC是车库控制系统的核心，当用户对操作平台进行动作时，PLC会接受并分析指挥用户的操作，判断检测元件的状态，读取执行元件的信息，然后通过软件作出合理的工控安排，反馈信息到执行元件、操作平台，拖动车位移动到相应的水平位置，实现车位的位置移动到相应的水平位置，实现车位的移动4图1立体车库工作原理图三、双层立体车库控制要求1、1、2、3号车位只能上下移动，不能左右移动，4、5车位只

9、可左右移动不可上下移动。2、4、5号车位可直接将车开出。3、如要呼叫上层车位，自动运行时，先按下车位编号按钮，再按下取车按钮，可自动运行将车移至下排车位。图2立体车库配置图5四、双层立体车库的硬件设计（一）输入/输出（I/O）地址分配（二）PLC的选型根据控制功能需要及输入输出点数选择三菱FX系列PLC：FX2N-64MR。 （三）PLC外部接线图图3 立体车库电气控制原理图6五、双层立体车库控制系统软件设计（一）流程图图4双层车库控制流程图7（二）梯形图程序1、车位扫描（032）当X10的常闭触点闭合X11和X12常开触点闭合时表明1号位为空位号，2号和3号位不为空，已停放了车，则输出M10

10、。其它车位同理。2、车位按键及叫车按键（3659）当按下对应的车位号按键时M1、M2、M3形成互锁，再按叫车。如按下1按钮，再按叫车按钮SB0，1号车位就将下降到底层。83、车位移动控制（63212）本段程序以叫1号车位为例说明具体的控制过程。按1号车位键SB1，X1常开触点闭合、M1接通并自锁，按叫车键SB0，X0常开触点M100常开触点闭合并自锁。1) 4号车位没车位（X13常闭触点闭合X14，X15常开触点闭合或M13闭合）M200接通并自锁、Y1接通，1号车位下行。当1号车位下行至4号位时，X13常闭触点断开，M200，Y1失电，1号车位停止，完成车位移动控制过程。92) 4号位有车位

11、、5号位没车位（X14常闭触点闭合X15，X13常开触点闭合或M14常开触点闭合）M201常开触点闭合并自锁，Y7接通，4号车位右移。当4号车位右行至5号位时，X14常闭触点断开，M201、Y7失电，4号车位停止。M201的下降沿触发M301使M200接通并自锁，Y1接通，1号车位下降。当1号车位下降至4号位时，X13常闭触点断开，M200、Y1失电，1号车位停止。3) 4号位有车位、5号位有车位、6号位没车位（X15常闭触点闭合X14、X13常开触点闭合或M15常开触点闭合）：M202常开触点闭合并自锁，Y11接通，5号车位右移。当5号车位右移至6号位时，X15常闭触点断开，M202、Y11

12、失电，5号车位停止。M202的下降沿触发M302使M201接通并自锁，Y7接通，4号车位右移。当4号车位右移至5号位时，X14常闭触点断开，M201、Y7失电，4号车位停止。M201的下降沿触发M301使M200接通并自锁，Y1接通，1号车位下降。当1号车位下降至4号位时，X13常闭触点断开，M200、Y1失电，1号车位停止。4) 4号位5号位6号位均有车位且2号位没车位（X11常闭触点闭合X12、X10常开触点闭合或M11常开触点闭合）：M203常开触点闭合并自锁，Y2接通，5号车位上升。当5号车位上升至2号位时,X11常闭触点断开，M203、Y2失电，5号车位停止。M203的下降沿触发M3

13、03使M201接通并自锁，Y7接通，4号车位右移。当4号车位右移至5号位时，X14常闭触点断开，M201、Y7失电，4号车位停止。M201的下降沿触发M301使M200接通并自锁，Y1接通，1号车位下降。当1号车位下降至4号位时，X13常闭触点断开，M200、Y1失电，1号车位停止。5) 4号位5号位6号位均有车位且3号位没车位（X12常闭触点闭合X10、X11常开触点闭合或M12常开触点闭合）：M204常开触点闭合并自锁，Y4接通，6号车位上升。当5号车位上升至3号位时，X12常闭触点断开，M204,Y4失电，6号车位停止。M204的下降沿触发M304使M202接通并自锁，Y11接通， 5号

14、车位右移。当5号车位右移至6号位时，X15常闭触点断开，M202、Y11失电，5号车位停止。M202的下降沿触发M302使M201接通并自锁，Y7接通，4号车位右移。当4号车位右移至5号位时，X14常闭触点断开，M201、Y7 10失电，4号车位停止。M201的下降沿触发M301使M200接通并自锁，Y1接通，1号车位下降。当1号车位下降至4号位时，X13常闭触点断开，M200、Y1失电，1号车位停止。同理可分析“叫2号车位” “叫3号车位”时的控制过程。111213144、输出（216251）15八 指令表0 LDI X10 1 AND X11 2 AND X12 3 OUT M10 4 L

15、D X10 5 ANI X11 6 AND X12 7 OUT M11 8 LD X10 9 AND X11 10 ANI X12 11 OUT M11 12 LDI X13 13 AND X14 14 AND X15 15 OUT M13 16 LD X13 17 ANI X14 18 AND X15 19 OUT M14 20 LD X13 21 AND X14 22 ANI X15 23 OUT M15 24 LDI X13 25 ANI X14 26 ANI X15 27 OUT M1628 LD X13 29 ANI X14 30 ANI X15 31 OUT M17 32 LD X

16、13 33 AND X14 34 AND X15 35 OUT M18 36 LD X1 37 OR M1 38 ANI M2 39 ANI M3 40 OUT M1 41 LD X2 42 OR M2 43 ANI M1 44 ANI M3 45 OUT M2 46 LD X3 47 OR M3 48 ANI M1 49 ANI M2 50 OUT M3 51 LD M1 52 AND X0 53 OR M100 54 OUT M100 55 LD M21656 AND X0 57 OR M101 58 OUT M101 59 LD M3 60 AND X0 61 OR M102 89 OU

17、T M202 90 LD M202 91 PLF M302 94 LD M11 95 OR M203 96 AND M100 62 OUT M102 63 LD M13 64 OR M200 65 OR M301 66 AND M100 67 ANI X13 68 OUT M200 69 LD M200 70 PLF M300 73 LD M14 74 OR M201 75 OR M303 76 OR M302 77 AND M100 78 ANI X14 79 OUT M201 80 LD M201 81 PLF M301 84 LD M15 85 OR M202 86 OR M304 87

18、 AND M100 88 ANI X1597 ANI X11 98 OUT M203 99 LD M203 100 PLF M303 103 LD M12 104 OR M204 105 AND M100 106 ANI X12 107 OUT M204 108 LD M204 109 PLF M304 112 LD M14 113 OR M205 114 OR M306 115 OR M307 116 AND M101 117 ANI X14 118 OUT M205 119 LD M205 120 PLF M305 123 LD M13 124 OR M206 125 OR M308191

19、26 AND M101 127 ANI X13 128 OUT M206 129 LD M206 130 PLF M306 133 LD M15 164 ANI X15 165 OUT M210 166 LD M210 167 PLF M310 170 LD M14 171 OR M211 134 OR M207 135 OR M309 136 AND M101 137 ANI X15 138 OUT M207 139 LD M207 140 PLF M307 143 LD M10 145 AND M101 146 ANI X10 147 OUT M208 148 LD M208 149 PL

20、F M308 152 LD M12 153 AND M101 154 ANI X12 155 OUT M209 156 LD M209 157 PLF M309 160 LD M15 161 OR M210 162 OR M311 163 AND M102172 AND M102 173 ANI X14 174 OUT M211 175 LD M211 176 PLF M310 179 LD M14 180 OR M211 181 AND M102 182 ANI X14 183 OUT M211 184 LD M211 185 PLF M311 188 LD M13 189 OR M212

21、190 OR M314 191 AND M102 192 ANI X13 193 OUT M212 194 LD M212 195 PLF M312 198 LD M11 199 OR M213 200 AND M10220201 ANI X11 202 OUT M213 203 LD M213 204 PLF M313 207 LD M10 208 OR M214 228 ANI X14 229 OUT Y3 230 LD M204 231 OR M209 232 ANI X12 233 OUT Y4 209 AND M102 210 ANI X10 211 OUT M214 212 LD M214 213 PLF M314 216 LD M200 217 ANI X13 218 OUT Y1 219 LD M208 220 OR M214 221 ANI