_plc課程設計（論文）-自動雙層停車場控制系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　機電工程學院</b></p><p><b>　　課程設計說明書</b></p><p>　　設計題目: 自動雙層停車場控制系統(tǒng)設計 </p><p>　　學生姓名： </p><p>　　學 號：

2、20094805 </p><p>　　專業(yè)班級： 機制F09 </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2012年 12 月 08 日</p><p><b>　　內容摘要</b><

3、/p><p>　　可編程序控制器（Programmable controller）簡稱PLC，是近年來一種極為迅速，應用極為廣泛的工業(yè)控制裝置。它是一種專為工業(yè)環(huán)境應用而設計的數字運行的電子系統(tǒng)，它采用可編程程序的存儲器，用來存儲用戶指令，通過數字或模擬的輸入/輸出完成確定的邏輯順序、定時、記數、運算和一些確定的功能來控制各種類型的機械或生產過程。</p><p>　　隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，以及

4、國家的經濟型社會、節(jié)約型經濟的政策、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等，決定了立體停車設備的發(fā)展和立體停車設施問題。 近年來由于汽車數量的快速增加，對停車場的需求必將日益提高，停車難的問題越來越突出，人們對停車的要求也越來越迫切。而對于快速發(fā)展的中國各個城市，停車難也隨著城市經濟的快速發(fā)展和汽車數量的激增接踵而來。</p><p>　　關鍵詞：plc; 自動化; 方便</p><p><b>　　

5、目 錄</b></p><p>　　前言······························

6、·······························1</p><p>　　第1章課程內容及設計

7、方案····································&#

8、183;2</p><p>　　1.1組成原理·······························

9、;···················2</p><p>　　第2章方案設計············&#

10、183;····································

11、3 </p><p>　　2.1取車過程····························

12、;······················3</p><p>　　2.2存車過程·········&#

13、183;····································

14、····4</p><p>　　2.3結構特點···························

15、83;······················5</p><p>　　2.4系統(tǒng)硬件設計········

16、3;····································&#

17、183;5</p><p>　　2.5外部硬件連接圖······························&#

18、183;·············6</p><p>　　2.6操作面板設計·················

19、83;····························7</p><p>　　2.7控制線路圖···

20、;····································

21、83;········7</p><p>　　2.8主電路圖·······················

22、···························8</p><p>　　第3章軟件設計····

23、83;····································&

24、#183;·······10</p><p>　　3.1系統(tǒng)軟件設計過程·······················

25、;···················10</p><p>　　3.1.1X10車盤的調試···········&

26、#183;····························10</p><p>　　3.1.2X11車盤的調試·

27、83;····································&

28、#183;·10</p><p>　　3.1.3X12車盤的調試····························

29、83;··········11</p><p>　　3.1.4X13，X14車盤的調試···················&

30、#183;··············11</p><p>　　3.2梯形圖················

31、3;····································11

32、</p><p>　　3.3語句表································

33、;·····················14</p><p>　　結束語···········

34、;····································

35、83;···17</p><p>　　謝辭····························

36、3;························18</p><p>　　參考文獻·······

37、83;····································&

38、#183;··········19</p><p>　　附錄·····················&#

39、183;····································

40、··20</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　PLC一經出現，由于它的自動化程度高、可靠性好、設計周期短、使用和維護簡便等獨特優(yōu)點，備受國內外工程技術人員和工業(yè)界廠商的極大關注，生產PLC的廠家云起。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在PLC中的應用，使PLC的功能不斷得到增強，產品得到飛速發(fā)展。</p><

41、p>　　國內家用汽車擁有量的迅速增加，使城市道路交通變得十分擁擠，各大城市高峰時塞車已經成為天天可見的一道景觀。家用汽車的停放也逐漸成為一個社會問題。我國大城市中由于停車位少，而土地越來越緊缺的情況下，停車位價格十分昂貴，為解決城市停車難的問題，立體車庫是必然出路。我國立體車庫發(fā)展雖經歷了近十年的發(fā)展，但仍處于初級的停車功能，是最原始的使用階段，它的設計水平、經濟價值還有待于完善和開發(fā)。為此對立體車庫設計方案優(yōu)化具有重大的現實意義

42、和潛在的市場經濟效益。采用基于PLC的控制系統(tǒng)來取代原來由單片機、繼電器等構成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結構，具有良好的可移植性和可維護性。對提高企業(yè)生產和管理自動水平有很大的幫助，同時又提高了生產線的效率、使用壽命和質量，減少了企業(yè)產品質量的波動，因此具有廣闊的市場前景。用PLC進行開關量控制的實</p><p>　　例很多，在冶金、機械、紡織、輕工、化工、鐵路等行業(yè)幾乎都需用到它，如燈光照明、機床電控、食品加工、

43、印刷機械、電梯、自動化倉庫、液體混合自動配料系統(tǒng)、生產流水線等方面的邏輯控制，都廣泛應用PLC來取代傳統(tǒng)的繼電器控制。本次設計是將PLC用于自動雙層停車場控制，對學習與實用是很好的結合。</p><p>　　第1章 課程內容及設計方案</p><p><b>　　1.1組成原理</b></p><p>　　自動雙層停車場的運行原理即升降橫移類機

44、械停車庫利用托盤移位產生垂直通道，實現高層車位升降存取車輛。其車位結構為2維矩陣形式，可設計為多層和多列。由于受收鏈裝置及進出車時間的限制，一般為2-4層，2層、3層者居多，現以較為典型的地上3×3升降橫移式為例，說明停車庫的運行原理。</p><p><b>　　圖</b></p><p>　　圖1-1 自動雙層停車場原理圖</p><

45、p>　　下排車位只需直接將車子開出即可。如果要呼叫上排車位，只需[叫車]按鈕,再按下按下1至3的按鈕，擇所按車位將降至下層，而下排車位將左右移動，讓出位置讓上層車位降下來。即底層只能平移，頂層只能升降。除頂層外，底層都必須預留一個空車位，供進出車升降之用。當底層車位進出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；頂層進出車時，先要判斷其對應的下方位置是否為空，不為空時要進行相應的平移處理，直到下方為空才可進行下降動作，進出車完成后再上升

46、回到原位置。由于停車設備對場地的適應性強，系統(tǒng)各機械部分可以根據不同地形和空間進行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚。瑢ν两ǖ囊蟊容^低，因此，應用非常廣泛</p><p><b>　　第2章 方案設計</b></p><p><b>　　2.1取車過程：</b></p><p>　　自動雙層車庫控制系統(tǒng)通過人機界面來實現。取

47、車時人機界面進去取車界面，按取車按鈕，直接選擇想要取車的庫位，判斷無誤后按確定，自動完成驅車過程。</p><p>　　發(fā)布取車指令，將相應信號送給PLC，判斷無誤后按確認，進入取車操作。根據庫位位置，PLC判斷所取車位是否下降，4和5號車位是否左右移，并復位。并檢測升降臺是否到位，司機把車從升降臺上開出，按下完成按鈕后，各車位恢復原來位置，取車過程結束。流程圖見下圖</p><p>　　

48、圖2-1 取車流程圖</p><p><b>　　2.2存車過程</b></p><p>　　自動雙層車庫控制系統(tǒng)通過人機界面來實現。取車時人機界面進去取車界面，按存車按鈕，直接選擇想要存車的庫位，判斷無誤后按確定，自動完成存車過程。</p><p>　　發(fā)布存車指令，將相應信號送給PLC，判斷無誤后按確認，進入存車操作。根據庫位位置，PLC判

49、斷所取車位是否下降，4和5號車位是否左右移，并復位。并檢測升降臺是否到位，司機把車開進升降臺，按下完成按鈕后，各車位恢復原來位置，存車過程結束。流程圖見下圖</p><p>　　圖2-2 存車流程圖</p><p><b>　　2.3結構特點</b></p><p>　　此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低，產品特點：</

50、p><p>　　1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設周期短。</p><p>　　2) 價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。</p><p>　　3) 可采用自動控制，構造簡單，安全可靠。</p><p>　　4) 存取車迅速，等候時間短。</p><p>　　5) 運行平穩(wěn)，工作噪聲低。</p><p&

51、gt;　　6) 適用于商業(yè)、機關、住宅小區(qū)配套停車場的使用。</p><p>　　2.4 系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　表2-1 詳細的I/O輸入信號的地址分配</p><p>　　2.5外部硬件連接圖</p><p>　　圖2-3 外部硬件連接圖</p><p><b>　　2.6操作面板設計</

52、b></p><p><b>　　圖2-4 操作面板</b></p><p><b>　　2.7控制線路設計</b></p><p>　　圖2-5 控制線路圖</p><p><b>　　2.8主電路設計</b></p><p>　　圖2-6主電路

53、設計圖</p><p><b>　　第3章軟件設計</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)軟件設計過程</p><p>　　在本停車庫操作系統(tǒng)中，由于底層不需要升降，只需左、右橫移頂層只能上下不能左右。本系統(tǒng)的操作方法：先確定存車或者取車，假如車主存車，則需先按存車按鈕，再按想要存放的車位，開車進車盤后，還需要按下完成按鈕，讓車進入車位，方便

54、后面的車停放。比如，想存在一號車位（假設一號車位沒車），則“存車”——“1”——開車入庫——“OK”，在本系統(tǒng)中，如果不按“存車”，單按車位按鈕是無效的。同樣，取車也是一樣。當想要存放的車位中早已有車，則就算按步驟操作也依然無效，系統(tǒng)無反應，需要從新選擇車位。比如一號車位已經停放有車，按”存車”，再按“1”，系統(tǒng)無反應。此時，一號車位只能按“取車”，再按“1”才能下降。</p><p>　　3.1.1 X10車

55、盤的調試：</p><p>　　X10車盤存車的調試</p><p><b>　　假設4號車位沒車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，在正常情況下。當按下SB1（I0.0）啟動存車按鈕，KV1（M0.1）線圈得電，由于4號車位沒車，SB13常閉按鈕連通，此時，按下一號車位按鈕，SB3導通，KM1自鎖，其電機正轉帶動X10車盤下降。當車盤

56、下降到行程開關 SQ1.1(I0.3)時，啟動制動X10車盤停止。司機將車開進去后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM2導通并自鎖，電機反轉帶動X10車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ1.0處時，KM2失電，啟動制動X10車盤停止，完成存車過程。</p><p><b>　　假設4號車位有車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，當按下SB1（I0.0）啟動存車按

57、鈕，KV1（M0.1）線圈得電，由于4號車位有車，SB13常開按鈕連通，此時，按下一號車位按鈕，SB3導通，KM7，KM9通電并自鎖，電機正轉帶動4,5號車位右移，當車盤移到行程開關SQ4.1，SQ5.1時，KM7，KM9失電，電機停止，同時，SQ4.1的常開按鈕關閉，KM1得電并自鎖，其電機正轉帶動X10車盤下降。當車盤下降到行程開關 SQ1.1(I0.3)時，啟動制動X10車盤停止。司機將車開進去后，按OK按鈕，此時，KV1失電，K

58、M2導通并自鎖電機反轉帶動X10車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ1.0處時，KM2失電，啟動制動X10車盤停止，此時，SQ1.0常開按鈕關閉，KM8，KM10得電，其電機反轉，帶動4,5號車盤左移，當移到SQ4.0，SQ5.0行程開關時，KM8，KM10失電，電機停止并制動，完成存車過程。</p><p>　　X10車盤取車的調試：</p><p><b>　　假設4號車位沒車

59、</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，在正常情況下。當按下SB2（I0.1）啟動取車按鈕，KV2（M0.2）線圈得電，由于4號車位沒車，SB13常閉按鈕連通，此時，按下一號車位按鈕，SB3導通，KM1自鎖，其電機正轉帶動X10車盤下降。當車盤下降到行程開關 SQ1.1(I0.3)時，啟動制動X10車盤停止。司機將車開出后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM2導通并自鎖，電機反轉帶動X10車盤上升

60、，當車盤上升到行程開關SQ1.0處時，KM2失電，啟動制動X10車盤停止，完成取車過程。</p><p><b>　　假設4號車位有車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，當按下SB2（I0.1）啟動存車按鈕，KV1（M0.1）線圈得電，由于4號車位有車，SB13常開按鈕連通，此時，按下一號車位按鈕，SB3導通，KM7，KM9通電并自鎖，電機正轉帶動4,5號車位

61、右移，當車盤移到行程開關SQ4.1，SQ5.1時，KM7，KM9失電，電機停止，同時，SQ4.1的常開按鈕關閉，KM1得電并自鎖，其電機正轉帶動X10車盤下降。當車盤下降到行程開關 SQ1.1(I0.3)時，啟動制動X10車盤停止。司機將車開出后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM2導通并自鎖電機反轉帶動X10車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ1.0處時，KM2失電，啟動制動X10車盤停止，此時，SQ1.0常開按鈕關閉，KM8，KM10

62、得電，其電機反轉，帶動4,5號車盤左移，當移到SQ4.0，SQ5.0行程開關時，KM8，KM10失電，電機停止并制動，完成取車過程。</p><p>　　3.1.2 X11車盤的調試：</p><p><b>　　假如5號車盤沒車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，在正常情況下。當按下SB1（I0.0）啟動存車按鈕，KV1（M0.1）

63、線圈得電，由于5號車位沒車，SB14常閉按鈕連通，此時，按下2號車位按鈕，SB5導通，KM3自鎖，其電機正轉帶動X11車盤下降。當車盤下降到行程開關 SQ2.1(I2.0)時，啟動制動X11車盤停止。司機將車開進去后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM4導通并自鎖，電機反轉帶動X11車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ2.0處時，KM4失電，啟動制動X11車盤停止，完成存車過程。</p><p><b>

64、　　假設5號車位有車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，當按下SB1（I0.0）啟動存車按鈕，KV1（M0.1）線圈得電，由于5號車位有車，SB13常開按鈕連通，此時，按下2號車位按鈕，SB5導通，KM11通電并自鎖，電機正轉帶動5號車位右移，當車盤移到行程開關SQ5.1時，KM9失電，電機停止，同時，SQ5.1的常開按鈕關閉，KM3得電并自鎖，其電機正轉帶動X11車盤下降。當車盤下降到行程開

65、關SQ2.0時，啟動制動X10車盤停止。司機將車進去后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM4導通并自鎖電機反轉帶動X11車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ2.0處時，KM4失電，啟動制動X11車盤停止，此時，SQ2.0常開按鈕關閉，KM10得電，其電機反轉，帶動5號車盤左移，當移到SQ5.0行程開關時，KM10失電，電機停止并制動，完成存車過程。</p><p>　　X11車盤取車的調試</p>&

66、lt;p><b>　　假如5號車盤沒車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，在正常情況下。當按下SB2（I0.1）啟動取車按鈕，KV2（M0.2）線圈得電，由于5號車位沒車，SB14常閉按鈕連通，此時，按下2號車位按鈕，SB5導通，KM3自鎖，其電機正轉帶動X11車盤下降。當車盤下降到行程開關 SQ2.1(I2.0)時，啟動制動X11車盤停止。司機將車開出后，按OK按鈕，此時，K

67、V1失電，KM4導通并自鎖，電機反轉帶動X11車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ2.0處時，KM4失電，啟動制動X11車盤停止，完成取車過程。</p><p><b>　　假設5號車位有車</b></p><p>　　系統(tǒng)上電以后，當按下SB2（I0.1）啟動取車按鈕，KV2（M0.2）線圈得電，由于5號車位有車，SB13常開按鈕連通，此時，按下2號車位按鈕，SB5導

68、通，KM11通電并自鎖，電機正轉帶動5號車位右移，當車盤移到行程開關SQ5.1時，KM9失電，電機停止，同時，SQ5.1的常開按鈕關閉，KM3得電并自鎖，其電機正轉帶動X11車盤下降。當車盤下降到行程開關SQ2.0時，啟動制動X10車盤停止。司機將車開出后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM4導通并自鎖電機反轉帶動X11車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ2.0處時，KM4失電，啟動制動X11車盤停止，此時，SQ2.0常開按鈕關閉，KM1

69、0得電，其電機反轉，帶動5號車盤左移，當移到SQ5.0行程開關時，KM10失電，電機停止并制動，完成取車過程。</p><p>　　3.1.3 X12車盤的調試：</p><p>　　系統(tǒng)上電以后，在正常情況下。當按下SB1（I0.0）啟動存車按鈕，KV1（M0.1）線圈得電，此時，按下3號車位按鈕，SB6導通，KM5自鎖，其電機正轉帶動X12車盤下降。當車盤下降到行程開關 S3.1時，

70、啟動制動X12車盤停止。司機將車開進后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM6導通并自鎖，電機反轉帶動X12車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ3.1處時，KM6失電，啟動制動X10車盤停止，完成存車過程。</p><p>　　X12車盤取車的調試：</p><p>　　系統(tǒng)上電以后，在正常情況下。當按下SB2啟動取車按鈕，KV2（M0.2）線圈得電，此時，按下3號車位按鈕，SB6導通，KM5

71、自鎖，其電機正轉帶動X12車盤下降。當車盤下降到行程開關 S3.1時，啟動制動X12車盤停止。司機將車開出后，按OK按鈕，此時，KV1失電，KM6導通并自鎖，電機反轉帶動X12車盤上升，當車盤上升到行程開關SQ3.1處時，KM6失電，啟動制動X10車盤停止，完成取車過程</p><p>　　3.1.4 X13、X14車盤的調試：</p><p>　　由于本停車場設計規(guī)則上層只能上下不能左

72、右，底層的只能左右不能上下。故在下層取車時，不需要任何操作方可把車直接開出。</p><p><b>　　3.2梯形圖</b></p><p><b>　　3.3語句表</b></p><p><b>　　第4章結束語</b></p><p>　　自動停車場集中了現代多方面的先

73、進技術，是科技含量較高的車庫，其中雙層自動停車場停車方便、存取速度快、車庫結構靈活、造價低的特點，將可能成為今后停車庫發(fā)展的主要形式。立體停車庫目前在全國各地的很多新建小區(qū)內逐漸開始應用，今后隨著家庭轎車的增加，經濟實用的自動的立體停車庫必將興起，車庫實現自動化控制是未來車庫技術發(fā)展的主方向?？梢栽O置PC機作為控制系統(tǒng)的上位機，通過靈活、友好的人機界面，以互聯(lián)網作為信息通道，可實現對停車庫的遠程網絡化控制和管理。</p>

74、<p>　　根據雙層自動停車場的運動原理及特點，明確了運動規(guī)律，通過對PLC的輸入、輸出信號數量的確定合理的對PLC進行了選型。并對其運行過程進行了PLC控制程序的編程?？傮w來說，此次設計給我的影響頗大，讓我知道了怎樣做好一件事情，也明白了以往所學PLC課程還很不夠，所以在本設計中可能存在考慮不周全、設計漏洞等問題。我希望大家提出寶貴意見與建議。</p><p><b>　　第5章謝辭<

75、/b></p><p>　　在本次的課程設計中，我首先得感謝王老師的精心指導以及各位同學的誠心幫助，我的課程設計才得以順利完成。因為有了大家的幫助，以及思路分析的分歧，才得以讓不同的知識在此刻碰撞產生了智慧的火花，并燃燒了我心中求知的熱情。THANK YOU.</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]王宗才

76、.機電傳動與控制.北京：電子工業(yè)出版社.2011.</p><p>　　[2]于慶廣.可編程電氣原理與系統(tǒng)設計.北京：清華大學出版社.2004.</p><p>　　[3]胡學林.電氣控制與PLC.北京：冶金工業(yè)出版社.1997.</p><p>　　[4]孫振強.可編程控制原理及應用教程.北京：清華大學出版社.2003.</p><p>　

77、　[5]羅偉、鄧木生.PLC與電氣控制.北京：中國電力出版社.2005.</p><p>　　[6]劉子林.電機與電氣控制.北京：電子工業(yè)出版社.2003.</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　附圖1 1號車盤下降</p><p>　　附圖2 1號車盤上升</p><p>