【基于PLC的智能立体停车场的控制系统设计7200字（论文）】

基于PLC的智能立体停车场的控制系统设计 21.1课题来源及研究意义 21.2本文的主要研究内容 2第二章基于PLC的智能立体停车场总体方案 32.1立体停车场整体方案设计思路 2.1.1立体停车场的型号选择 32.1.2立体停车场各车位移动方案 32.2立体停车场控制系统控制方式 2.3立体停车场控制系统的总体控制结构 3第三章智能立体停车场的智能控制系统硬件设计 53.1立体停车场控制系统的硬件型号的选择 53.1.1PLC的选择 53.1.2电动机的选择 53.1.3传感器的选择 63.2控制系统I/O地址分配 73.3立体停车场硬件电路的确定 8第四章智能立体停车场控制系统软件设计 94.1编程软件简介 4.2软件总体控制流程设计 4.3控制系统系统各部分程序编写 1 摘要立体停车场是指一种可以运用立体空间设计实现汽车科学寄存的停车场。利用立体停车场就可以做到空间设计的最佳运用可有效地利用地上资源停放最大限度地车辆，通过采取智能化管理方法做到停车位立体化，采用了PLC的智能立体停车场控制系统设计并可以进行自动存取车，就可以有效减少和处理停车过难问题。本控制系统中，主要通过PLC方式实现系统控制，也可以实现立体停车场智能升降系统控制、横移系统控制、安全系统控制等方面，本文还将根据MCGS组态开展了立体停车场智慧系统监控分析，可以对整个立体停车场智能管理系统的实际工作状况进行即时监测。设计方式为可分组合式，模块式布置，简便灵巧，同时具备操作使用方便，设计造价较低等优势关键词立体停车场PLC国内目前在立体停车场智能化管理开发方面还是存在缺陷，因为很多立体停车场制造公司在智能化管理设施的制造技术和产品规格等方面都不能满足市场相应的需求，又缺少对立体停车场技术创新的开发经验，对当前立体停车场智能化管理系统的开发形成了一定负面的影响。在对立体停车场智能管理系统的建设发展方面，由于国家政策越来越关注于立体停车场的发展，政府还加大了在对立体停车场管理和立体停车位智能系统建设等方面的政策扶持，并带动了社会各界资本进入到对立体停车场的投资、开发、建设之中，从而有力促进了立体停做好对立体停车场智能控制器的关键技术研发工作，并开发出自动化水平较高的立体停车场智能控技术实现的信息系统管理将被在控制系统中主要应用，将逐步制定建设立体停车场硬件控制系统的具体方法，以便于完成立体停车场智能管理系统的移动整个控制系统、横移整个系统管理、安全整系统方案设计，从窗口设计，到汽车存取页面的产品设计与组态，均可以对整套立体停车场智慧管第二章基于PLC的智能立体停车场总体方案2.1立体停车场整体方案设计思路升降横转式的立体车房实行了模块化建筑设计，每单位可工程设计为两层.三层、四层、五层。45263如图2.1所示，通过plc控制，本立体停车场车位移动方案有三种，分别将1、2、3号车位作为号，3号移上二号。(3)3号定位，1号、2号可直接存取，四号车位存取时需将二号移上三号，1号移上2路；五号车位存取时需将二号移上三座，6号存取可直接上升下降。最终选择将2号位作为定位，最方便快捷。2.2立体停车场控制系统控制方式从目前情况来看，中国国内在立体停车场智能管理方面的控制器构成方案主要有三种，依次为继电器开关调节、数字单片机调节和PLC控制器。体系中主要选择了PLC控制器为系统控制中心2.3立体停车场控制系统的总体控制结构输出有：指示灯、数码管、闸门、升降电动机、横移电动机。系统总体框架如图2.2所示。升降电机升降电机传感器横移电机输入面板安全装置光电开关指示灯闸门限位开关第三章智能立体停车场的智能控制系统硬件设计在升降或横动式立体停车位智能控制器中，输入端口主要接收的控制器信息包括按键和各种开关等，而输出端口调用控制的元件则包括电动机、报警器等。因此PLC装置的选型十分关键，直接关系到整个立体停车位智能控制器的整体运作。因此按照整个立体停车位智能控制器的设计特点，必须保证整个立体停车位智能控制器的安全性和可靠性，还必须进行对存取车辆的智能管理。另外，为提高整个立体停车位的存取车辆效能，PLC还必须提高速度计算能力，以确保整个立体停车位智能控制器都可以迅速完成对存取车路线的选择与控制。综上，选用了西门子s7—200系列的按照控制系统的功能特点，以及各方面因素来考虑，选用了西门子S7—200系列PLC,作为主机。由于立体停车场控制系统，需要输入输出端口，而且其控制方式相对复杂，采用CPU226,220VAC供电。选择输入输出点共40个，再加个EM223拓展模块，一共48个点，够本系统使用，选择的这款plc是热继电器输出，不需要加入中间继电器。实物图如下3-1所示。(1)在本立体停车场智能管理系统当中，要达到自动、智能管理，必须使用各种电机，进行汽车存取、旋转等作业。一般而言，PLC的硬件结构构成，电动机有两种，可以包括直流电动机、交流发电机。其中，由于直流电动机有着比较优秀的调压特性，而且可以直接实现对电流的调控，因此可以在调速要求比较高的系统中加以使用。不过，由于直流电动机必须借助方向机进行连续的工作，在一定程度上提高了生产成本。而交流电机则主要通过相互交换供电系统的方式供给动力，而不需实现对电流转向的调节。因此交流电机具有构造简便，安全可靠等优点，在工业生产控制中也有着相当普遍的使用。1)依据系统的负荷特点以及工艺对系统的开启.刹车.反转、调压的特点，选定系统型式；2)按照负载转矩、频率变动范围和起动频繁性范围等条件，并充分考虑电机的温升控制.依据超载工作能力和起动转矩，选定电机输出功率，并决定冷却通风方案.所选电机宜留有多余电量，负荷效率一般取0.8-0.9.较大的设备输出功率因子也会使电机效能降低，至于感应电动机，其输出功率因子也将变坏，并使按电机最大扭矩校验强度的生产机械费用增加；3)针对应用场合的环境要求，如气温、潮湿.粉尘.雨水.瓦斯以及腐蚀性和易燃易爆气体等考虑必要的保护方式，并选用电动机的基本结构形式；4)根据具体的电网电压要求以及对电动机功率因子的需求，设定相应的压力级别和种类；5)依据生产机器的最高速度，及对机械减速器组织的复杂化情况，选定了计算机最高速度。除此以外，选用计算机时还需要满足节能条件，考虑运转安全性，设备的供应状况、备品备件的通用性.安装检修设备的难度，以及价格.建造费用、运营与维护费用、制造过程中前后期的系统与输出功率变化关系等各种因素升降纵向位移型立体停车库系统的控制内核单位确定了与监控任务直接相关，每二层五车位立体停车库均有三个升降的大电动机，以及三个水平横移小电动机，由主控单元的输入及输出点监控，并需要进行正倒转.由于立体停车库的主控内核单位均采用了可编程控制器，而可编程控制器的内部控制都是弱电直流元件，所以小电动机对应外接的电源三百八十V工频运行交流电，对每一个电动机，而可编程控制器的输入输出单元均有二个输入及输出点，可以单独控制。载车板的下降运动主要是通过下降电器的带动实现，而立体停车位智能管理系统对下降电源的需求就更高一些，因此必须要保证在载车板的下降过程中的平稳与安全。该系统中人每天只能完成一次汽车的装存取车作业，所以只需要考虑一辆车的搬运问题即可。按照设计，载车板墙体的自重为五百kg,再加上车体材料、行李质量等的总重量约为二千二百五十kg,但考虑到实际运行中的余量问题，拟以二千五百kg进行设计；根据立体停车场智能管理系统应用的特点，停车存取操作不可过缓，为满足用户随时存取的需求，该管理系统选用了YLZC160M-4/11KW升降台专用电机，实物图如下3-2所示。载车板的横移运动主要依靠横移电机的驱动完成，横移电机通过控制连接轴的方式驱动载车板进行相应的横移操作。本系统中主要选择苏州东力立体停车场电机IPL22-0500-50S3B型号的500W横移电机，实物图如下3-3所示。智能立体停车位管理系统还需要实现对车库场地状况的监测、汽车运动情况的监测等。该任务要求大量的电子检测设备与传感装置。当选用检测传感设备时，该设备通常应当符合下列条件：1)在输入与输出信息之间，需要一定的函数关联。通常需要单值和线性函数的关系。2)敏感度高，信噪比大。敏感度高，即感应器在检测值有细微改变时会输出较大，并要求感应器的自身信噪比较低，且不易引起外部的干扰噪声；3)响应速度快，不丢失。它还要求在输出信号与输入信号不同的时候响应持续时间越短。4)宽线性区域。每个感应器都具备一定的线形区域，并同时在线性区域内产出与投入成正比。线形区域越大，感应器的工作也就越大；5)可靠性较好，抗干扰能力较强。稳定性是指环境传感器的输出特性，在长时间使用后并没有变化。温度与环境传感器的性能，而环境则包括潮湿、高温、粉尘、震动、电场、外磁场影响等的环境6)精度高。传感器的准确度可以表示为传感器输出和被检测的对应程度，以及重复性的程度；7)输出信号方便与电脑接口。对于控制器，要求传感器的输入输出信息尽量符合计算机控制器8)结构要简单，安装更换方便，维护方便，性价比高。在选用传感器监测装置时，应当以上述规定为基础。本系统选用欧姆龙电感式接近开关，其物根据系统设计要求，其输入接口大致有：传感器、行程开关、光电开关、操作面板按钮；输出根据系统设计的特点和所选定的PLC型号，可以确定系统的I/O地址分配如表3-1所示：输入I/O地址输出I/O地址一号平台上升二号平台上升急停按钮一号平台下降二号平台下降绿灯红灯四号平台左移四号车位左限开关四号平台右移四号车位右限开关1号车位存取开关1号防坠电磁阀2号防坠电磁阀3号防坠电磁阀出闸门上升电传感器出闸门下降1、2、3载车板上升按钮出门光电传感器出闸门上限开关出闸门下限开关闸门，满了就拒绝开闸门。存车红灯闪烁，取车绿灯闪烁，手动控制黄灯。3.3立体停车场硬件电路的确定系统的接线电路如图3-4所示第四章智能立体停车场控制系统软件设计4.1编程软件简介本系统所采用的是西门子S7-200PLC及其配套的编程软件STEP7Microwin。上面说明了总体构成和硬件选择，接着就要进行设计程序部分，首先按照总体设计要求以及plc的控制器I/O分配表，根据本智能立体停车场智能管理系统的控制特点，本程序设计中包括了自动控制模型和自动化控制技术模式二类，通过使用控制器信息对控制器模块实现切换，在它们的自动控制方式下，管理人才能够实现载车板的下降运行或者横向转移运行，主要是为特定状况而设定的，在自动化控制技停车场在手动控制模式下，控制系统会向PLC发出进行自动控制的命令，而控制器也会转换成自动控制模块，在半动控制模式下通常是在对控制系统进行检测和调试的状况下，才会使用的，总体流程如图4-1所示。弹开防坠挂钩系统安全检测吗?NN载车板达到最高点?确定以下各层那伸出防坠挂钩载车板左移载车板右移上层存取车完成仕古N载车板上升底否?否?载车板下移图4-1总流程图立体车库存取车时间久了或多或少都会出现大大小小的问题，这时候系统就会自检，如不能解决就会响起警报，进入紧急停车进入手动操作，当然会有专业人员操作；如自建解决了问题，则继续检测下层是否空出位置让载车板下降用户取车，存车也是如此。车库存车会优先让车存第二层，通过一层的二号定位，一三号载车板通过横移让出位置让上层载车板降下存取车。智能立体停车场在智能系统运作之前，系统就会完成一些动作，比如，初始化操纵和安全检查，没有发生故障，操作系统才会继续完成正常的存车和取车等动作，存车流程如图4-2所示。NNN位N图4-1存车流程图当用户存车时，plc上电自检后检测载车板是否到位，如收到存车信号就向plc发出存车信号，调用存车程序，载车板运动到一层让用户停车，检测车是否停好，没停好信号灯提示，载车板也不会运动，如停好车，用户离开停车场范围并启动停车，载车板按程序自动运动到上层空车位，安全开始开始位?位?打开?号?NNNN信号后发出取车信号，防坠挂钩打开，调用程序检测下方是否有车，一层载车板移到相应位置，载车板下降，检测是否下降到一层，如果是则打开闸门，用户取车，用户把车开走，检测车位上是否流程图可以更简洁的描述控制过程。在立体停车场使用前，会有专门的工作人员来检查启动控状况，确定安全运行；