PLC和单片机控制自动化立体车库

1、自动化立体车库设计自动化立体车库设计课题研究背景和意义第 2 页2006到到2010年年2003到到2006年年上世纪上世纪八十年八十年代到代到20032003年年 上世纪上世纪80年代中国开始出现私人年代中国开始出现私人汽车汽车2003年社会保有量达到年社会保有量达到1219万辆万辆汽车的保有量达到了汽车的保有量达到了7000万辆万辆 私人汽车保有量私人汽车保有量突破突破2000万辆万辆自动化立体车库发展情况自动化立体车库发展情况第 3 页塔式垂直升降式垂直循环式升降横移式柱式堆垛式面积较小高度空间交大国外高容量的立体车库能利用多种场地条件大型高容量立体车库停车区域小又分散的停车场大型自动化

2、全封闭车库巷道堆垛式自动化立体车库自动化立体车库自动化立体车库可充分利用地上资源，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。主要分为四个板块进行介绍选用钢架结构选用钢架结构，钢架结构与其它建钢架结构与其它建筑结构相比具有可筑结构相比具有可靠性高、强度高，靠性高、强度高，自重小、材料的塑自重小、材料的塑性和韧性好、施工性和韧性好、施工工期短等优点，还工期短等优点，还能回收利用，能回收利用， 绿色绿色低碳环保。低碳环保。显示控制面板显示控制面板部分部分电气控制部分电气控制部分安全保护部分安全保护部分选用单片机作为选用单片机

3、作为显示的核心，显示的核心，LCD液晶显示屏和共阴液晶显示屏和共阴极发光二极管组成极发光二极管组成了立体车库的显示了立体车库的显示组件组件选用选用日本欧姆龙日本欧姆龙PLC控制，控制，PLC控控制系统有其他控制制系统有其他控制方法无法比拟的优方法无法比拟的优点，可靠性高，抗点，可靠性高，抗干扰能力强，编程干扰能力强，编程简单，组合灵活，简单，组合灵活，开发周期短等等开发周期短等等自动化立体车库自动化立体车库作为一个大型用电作为一个大型用电设备，其主要设备设备，其主要设备为三相交流电机，为三相交流电机，所以必须设置三相所以必须设置三相交流电机保护电路交流电机保护电路。车库结构部分车库结构部分自动

4、化立体车库动态演示过程自动化立体车库动态演示过程 比较图 1 和图 2 立体车库发现通道空闲车位在中间的时候（如图2）时，以存取3号车位的汽车为例，图 1时1,、2号车位整体朝右平移一个车位三号载车板才能下来。而图 2时只需要将1号载车板向右平移一个车位就行，存取车得时候横移载车板数目最少，最省功，比较节能。本着低碳绿色生活的原则,我们就选择（图2）7车位升降横移式立体车库作为研究对象图 1图 2车库机械结构部分只是做了一个简要的介绍车库机械结构部分只是做了一个简要的介绍升降横移式立体车库是指利用载车板的升降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或横向平移

5、存取停放车辆的机械式停车设备车位数从几个到上百个均可采用，能利用多车位数从几个到上百个均可采用，能利用多种场地条件，运用多种组合方式，有效利用种场地条件，运用多种组合方式，有效利用场地现有空间。场地现有空间。升降横移式立体车库简介升降横移式立体车库简介选用钢架结构选用钢架结构，钢架结构与其它建钢架结构与其它建筑结构相比具有可筑结构相比具有可靠性高、强度高，靠性高、强度高，自重小、材料的塑自重小、材料的塑性和韧性好、施工性和韧性好、施工工期短等优点，还工期短等优点，还能回收利用，能回收利用， 绿色绿色低碳环保。低碳环保。车库结构部分车库结构部分停车库单元设计尺寸为存放小型车（单位mm）一层车库尺

6、寸：595025502150 二层、三层车库尺寸：595025501700最大停车重量：2300kg升降速度：100mm/s、横移速度：180mm/s；最长存取车时间：120s选用钢架结构选用钢架结构，钢架结构与其它建筑结构相比具有可靠性高、强度高，自重小、钢架结构与其它建筑结构相比具有可靠性高、强度高，自重小、材料的塑性和韧性好、施工工期短等优点，还能回收利用，材料的塑性和韧性好、施工工期短等优点，还能回收利用， 绿色低碳环保。绿色低碳环保。在升降横移式车库中我们选用钢架结构 如图1图2所示结构框架结构框架横移系统横移系统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，两只为

7、从动轮。防坠落装置设计防坠落装置设计下超链接显示控制面板显示控制面板部分部分选用单片机作为选用单片机作为显示的核心，显示的核心，LCD液晶显示屏和共阴液晶显示屏和共阴极发光二极管组成极发光二极管组成了立体车库的显示了立体车库的显示组件组件改装开关改装开关（1）拆开按钮开关，去掉原有的）拆开按钮开关，去掉原有的24V单色灯泡和原有灯泡的引脚铁片，把三引脚单色灯泡和原有灯泡的引脚铁片，把三引脚两色发光二极管的引脚弯成如图所示的形状，两色发光二极管的引脚弯成如图所示的形状，（2）用电烙铁在按钮开关底座上烫一个洞，这样连上原来灯泡的两个引脚的引）用电烙铁在按钮开关底座上烫一个洞，这样连上原来灯泡的两个

8、引脚的引出通道，就有三个引脚引出通道，三引脚发光二极管就能通过此通道引出。出通道，就有三个引脚引出通道，三引脚发光二极管就能通过此通道引出。（3）把发光二极管插到通道里面，在看看按键是否挡住，能否正常按下。）把发光二极管插到通道里面，在看看按键是否挡住，能否正常按下。（4）然后安装外壳。然后拆开开关按键顶盖，在卸下顶盖上的白塑料片，在用）然后安装外壳。然后拆开开关按键顶盖，在卸下顶盖上的白塑料片，在用黑色彩笔在顶盖白塑料片上写上相应的车位号，或者功能，在安装好。黑色彩笔在顶盖白塑料片上写上相应的车位号，或者功能，在安装好。 （1）本显示控制面板使用继电器开关量信号作为单片机的输入信号，信号属于

9、电信号，要加按键防抖动程序的话，只需要给按键按下的瞬间加一个5ms的延迟，然后在重新扫描按键是否按下，不用加按键弹起扫描程序。（2）为了使单片机循环扫描各个电磁继电器常开触点的接通情况，我们加入一个while（1）语句，进行大循环，让程序一直在while（1）语句里面执行程序。（3）LCD显示时注意本显示控制面板LCD只写入程序，不用读入程序，所以R/W=0PSB=1表示当前LCD数据通信选用并行口通信，让单片机P3口作为数据通信口，并且注意8位并行时序连接图。显示面板单片机程序显示面板单片机程序程序已经经过李忠老师高瑜老师检查程序已经经过李忠老师高瑜老师检查验收，程序完全可行。预期功能能够验

10、收，程序完全可行。预期功能能够实现实现本次设计我选用欧姆龙本次设计我选用欧姆龙PLC C2OOH系列的系列的160点可编程序控制器点可编程序控制器(96个信号输个信号输入点，入点，64个继电器输出点个继电器输出点)完全满足容量的要求完全满足容量的要求,但由于学校实验室设备限制但由于学校实验室设备限制,只只能使用能使用40点位的欧姆龙点位的欧姆龙CPM1A PLC（24点输入点输入16点输出）进行一个车位存取的点输出）进行一个车位存取的演示，其他车位存取程序类似，只是输入输出点地址不同，所使用的主要器演示，其他车位存取程序类似，只是输入输出点地址不同，所使用的主要器件另行介绍，只使用一组对射型光

11、电开关连接电路，其他用一个开关代替，件另行介绍，只使用一组对射型光电开关连接电路，其他用一个开关代替，旨在说明原理和可实现性。旨在说明原理和可实现性。电气控制部分电气控制部分选用选用日本欧姆龙日本欧姆龙PLC控制，控制，PLC控控制系统有其他控制制系统有其他控制方法无法比拟的优方法无法比拟的优点，可靠性高，抗点，可靠性高，抗干扰能力强，编程干扰能力强，编程简单，组合灵活，简单，组合灵活，开发周期短等等开发周期短等等电机控制原理图PLC控制接触器线圈得电情况，进而控制电机的正反转，实控制接触器线圈得电情况，进而控制电机的正反转，实现载车板的上下移动或者左右移动。现载车板的上下移动或者左右移动。简

12、化PLC接线图PLC程序流程图使用限位开关， 用于检测载车板是否到位。控制吊钩动作的电磁铁上有一反馈信号， 可用于指示吊钩是否已把载车板挂好。PLC编程以编程以3 3号车位的存取情况为例进行程序介绍。号车位的存取情况为例进行程序介绍。010011号车位电机右移线圈01005 存车指示灯010021号车位电机左移线圈01006防坠落电磁铁线圈010033号车位电机下移线圈01007取车指示灯010043号车位电机上移线圈0000启动按钮00041号左行程开关00013号车位按钮00053号右行程开关00023号车位光电检测00063号左行程开关00031号右行程开关表3.3输入点分配表3.4输出

13、点分配1、由于自动化立体车库主要设备就是三相交流电机，所以必须设置三相交流电机保护电路。短路保护、过流保护、温度保护、缺相保护等等。2、防人、异物误闯入红外线检测装置：先进行声音警报，并且设置自动锁闭系统，当设备运转时，如有人或异物进入设备中，设备将会紧急报警，人员或者人员没有按时撤离车库设备就会自动急停。待人员或异物离开设备后，按动“复位”按钮，设备将恢复运行。保证设备安全运转，以防误伤人员。用光电开关检测。3、车辆定位：载车板的末端装有前、后、左、右限位装置。载车板上有汽车车轮双边桥，载车板前端有前轮横杠，这样就能使汽车停放在载车板大概重心位置。载车板末端有一对光电开关，检测车辆长度是否满

14、足自动化停车库的长度要求。4、防止载车板坠落装置5、警示灯及警示蜂鸣器：设置设备运转信号显示。提示设备处于运转状态及对异常情况报警。6、电机自带刹车装置：防止载车板自动滑，电磁抱闸。安全保护部分安全保护部分自动化立体车库自动化立体车库作为一个大型用电作为一个大型用电设备，其主要设备设备，其主要设备为三相交流电机，为三相交流电机，所以必须设置三相所以必须设置三相交流电机保护电路交流电机保护电路。1-触头 2-锁键塔钩 3-过电流线圈 5-加热电阻丝 6-衔铁 欠电压 7-停止按钮自动空气开关具有多种保护功能自动空气开关具有多种保护功能(过载、短路、欠电压保护等过载、短路、欠电压保护等)、动作、动作值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。值可调、分断能力高、操作方便、安全等优点，所以目前被广泛应用。低压断路器低压断路器防坠落装置防坠落装置二层和三层的每个车位都安装