基于plc的立體車庫設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題　　目：　基于PLC的立體車庫設(shè)計　</p><p><b>　　二○一三年四月</b></p><p><b>　　內(nèi)容摘要及關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　【摘要】：隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，

2、城市人口日益增多，特別是隨著改革開放以來，我國進入了汽車擁有率迅速上升時候。以往那種單層平面停車場也越來越不能滿足市場的需求。對多停車位、少占空間、使用操作簡單、安全可靠的“立體停車庫”的建設(shè)， 是解決目前寸土寸金的大都市內(nèi)停車難的有效辦法。 立體車庫是一種以單層平面停車場為核心、多平面的空間停車車庫，通過可編程 控制器(Programming Logic Controller，簡稱PLC)控制車位空間位置的變動,使車位能夠?qū)崿F(xiàn)空間到平

3、面的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)多重單層平面停車的功能。升降橫移式立體車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道，實現(xiàn)多層車位的升降來存取車輛。本研究課題對升降橫移式立體車庫原理的研究與設(shè)計，介紹了兩層立體車庫模型實現(xiàn)情況。利用三菱FX-2N型PLC編程，采用哪個基于WINDOWS平臺的工控組態(tài)軟件MCGS，通過對組態(tài)軟件數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建、動畫的連接及控制流程的編制、調(diào)試，進行模擬仿真。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：立體車庫； 可編程控制器PL

4、C； 升降橫移； MCGS組態(tài)軟件； 模擬仿真 </p><p>　　Content summary and Keywords :</p><p>　　[Abstract]: With the rapid development of China's economy, the urban population growing number, especially with th

5、e since the reform and opening up, China has entered a rapid increase of the rate of car ownership when. The past kind Monolayer parking also increasingly unable to meet the demand of the market. Multi parking occupy as

6、little space, using simple, safe and reliable operation of the the stereo garage building, is an effective way to solve the parking is difficult in the current high c</p><p>　　[Key words]: three-dimensional

7、garage; programmable controller PLC; lifting and transferring; MCGS configuration software; simulation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1．引　　言1</b></p><p>　

8、　1.1 研究意義1</p><p>　　1.2 主要方法和研究進展1</p><p>　　1.3 主要內(nèi)容2</p><p>　　1.4 解決的關(guān)鍵問題2</p><p>　　第1章 立體車庫總方案選擇3</p><p>　　1.1 五車位立體車庫總方案分析3</p><p>　　

9、1.2 空車位的選擇4</p><p>　　1.3 控制環(huán)節(jié)設(shè)計5</p><p>　　第2章 立體車庫的電氣控制部分設(shè)計6</p><p>　　2.1 工作原理6</p><p>　　2.2 車庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計6</p><p>　　2.3 檢測系統(tǒng)設(shè)計8</p><p>　　2

10、.3.1 車位認址信號8</p><p>　　2.3.2 車位停車信號9</p><p>　　2.3.3 車位正確停放信號9</p><p>　　2.3.4 車位信號檢測10</p><p>　　2.3.5 火災(zāi)報警信號10</p><p>　　2.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計10</p><

11、p>　　2.5 控制流程及PLC選擇10</p><p>　　2.5.1 控制流程圖10</p><p>　　2.5.2 PLC設(shè)計要求13</p><p>　　2.5.3 PLC輸入、輸出點分配13</p><p>　　2.5.4 PLC的選擇16</p><p>　　2.5.5 PLC接線圖17&

12、lt;/p><p><b>　　第3章 程序17</b></p><p>　　3.1 梯形圖18</p><p>　　3.2 指令表21</p><p>　　第4章 MCGS組態(tài)設(shè)計及仿真21</p><p>　　4.1 MCGS組態(tài)介紹21</p><p>　　4.

13、2 基于MCGS仿真實現(xiàn)的意義22</p><p>　　4.3 MCGS界面的設(shè)計及仿真23</p><p><b>　　第5章 結(jié)論26</b></p><p><b>　　5.1 總結(jié)26</b></p><p><b>　　5.2 展望27</b></p&

14、gt;<p><b>　　致 謝28</b></p><p><b>　　參考文獻29</b></p><p><b>　　附錄一30</b></p><p><b>　　附錄二31</b></p><p><b>　

15、　附錄三38</b></p><p><b>　　1．引　　言</b></p><p><b>　　1.1 研究意義</b></p><p>　　停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通問題，靜態(tài)交通是相對于動態(tài)交通而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷

16、發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現(xiàn)停車難的一系列問題。因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。傳統(tǒng)的停車場不僅越來越不能滿足現(xiàn)代人們的需求，而且占用了大量空間，浪費了土地資源。[2]</p><p>　　現(xiàn)代先進的自動化機械立體車庫是一種多平面的空間立體車庫，它以單層平面停車庫為核心，通過計算機對車庫進行統(tǒng)一的管理與監(jiān)控加上PLC控制來進

17、行車位的空間位置變動，使車位由空間轉(zhuǎn)化為平面，從而實現(xiàn)多層平面停車的功能[2]</p><p>　　通過國內(nèi)外機械停車設(shè)備研究及使用的經(jīng)驗總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)人們在利用機械停車設(shè)備存取車時，首先追求的是存取車速度、等待時間以及方便程度。隨著我國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃的完善，機械停車設(shè)備行業(yè)將成為一個充滿生機的朝陽行業(yè)，機械停車設(shè)備的技術(shù)也將得到長足的發(fā)展。立體車庫作為一種機械停車方式，可以充分發(fā)揮其用地少、可化整

18、為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。[6]</p><p>　　1.2 主要方法和研究進展</p><p>　　對研究課題的詳細的分析思考，制定明確的設(shè)計大綱。去圖書查閱與該項目有關(guān)的書籍，利用網(wǎng)絡(luò)資源對立體車庫相關(guān)的信息檢索，收集有關(guān)資料，并對收集到的材料進行歸納分析，為論文作鋪墊。通過已有的案例來分析學習三菱FX2N的可編程控制器（PLC）工作原理及應(yīng)用

19、，編制PLC控制程序。應(yīng)用力控組態(tài)軟件對PLC進行監(jiān)控設(shè)計。提出自己的觀點， 運用軟件多進行模擬試驗操作，收集相關(guān)的實驗數(shù)據(jù)，做到理論與實際相結(jié)合，在實驗中尋求科學有效的方法來完善相應(yīng)的理論并解決問題。 在自己沒辦法完成的時候，積極向指導(dǎo)老師請教。</p><p><b>　　1.3 主要內(nèi)容</b></p><p>　　本課題的主要內(nèi)容是立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)

20、核心部分采用三菱FX2N-48MR為控制元件，它是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程控制器。</p><p>　　升降橫移類機械停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實現(xiàn)高層車位升降存取車輛?，F(xiàn)以兩層升降橫移式為例,說明停車庫的運行原理。</p><p>　　此系統(tǒng)設(shè)計的車位分為上下兩層，上下層都有三個車位，上層的三個車位可全用于停車，下層的車位要有一個空位，用于上層所停車輛的上與下。根據(jù)

21、設(shè)計任務(wù)書的基本要求和給出的相關(guān)依據(jù)，列出了三種方案進行比較，以供選擇選擇。a)底層邊位作為出入口兼周轉(zhuǎn)空車位。b)底層中間位作為出入口兼周轉(zhuǎn)空車位。c)底層中間座位出口兼周轉(zhuǎn)空位，其余兩個也可作為出口。經(jīng)過比較后：方案c)底層中間座位出口兼周轉(zhuǎn)空位，其余兩個也可作為出口，移動的車輛最少，省去了很多麻煩，所以是最適合的方案?？刂骗h(huán)節(jié)：1、停車：當車輛要進入停車庫時，此時在控制面板上點擊空車位，如果空車位剛好位于下層，車輛進入停車庫進行停

22、車；如果空車位位于上層，載車板會自動下降到下限位，此時，車輛進入停車庫開始停車。2、取車：取車時，在操作面板上點擊所取車輛所在的車位，若車輛位于下層停車位，直接將車輛取走即可；如果車輛位于上層停車位（以取3號車位上的車為例），上層停車板下降到下限位之前先判斷6號車位是否有車輛：若檢測開關(guān)檢測到6號車位沒有停有車輛，上層載車板直接下降到下限位；若檢測開關(guān)檢測到6號車位停有車輛，6號車位的載車板先橫移到5號車位上，移動到位，遇到</p

23、><p>　　1.4 解決的關(guān)鍵問題</p><p>　　程序所用狀態(tài)元件、定時器及數(shù)據(jù)存儲器均選用具有掉電保護功能的元件,當系統(tǒng)掉電時元件保持掉電前的狀態(tài),以保存現(xiàn)場信息,待上電后繼續(xù)完成被中斷的動作;當發(fā)生意外情況時,按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運行并保存現(xiàn)場斷點信息。 </p><p>　　第1章 立體車庫總方案選擇</p><p>　　1.1

24、五車位立體車庫總方案分析 </p><p><b>　　方案分析圖1-1</b></p><p>　　圖1-1 方案分析圖</p><p>　　升降橫移類機械式停車設(shè)備：采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式停車設(shè)備，每組設(shè)備必須留有至少一個空車位。</p><p>　　此車位分為 上下兩層，上下層都有三個車位，上層的三

25、個車位可全用于停車，下層的車位要有一個空位，用于上層所停車輛的上與下。車位的編號如上圖所示。</p><p>　　下面列出了四種方案進行比較，以供選擇：</p><p>　　a)底層邊位作為出入口兼周轉(zhuǎn)空車位；</p><p>　　b)底層中間位作為出入口兼周轉(zhuǎn)空車位；</p><p>　　c)底層3個車位均為出入口，其中任意一個均可用于周轉(zhuǎn)

26、；</p><p>　　d)底層中間座位出口兼周轉(zhuǎn)空位，其余兩個也可作為出口。</p><p>　　以上四種方案的示意圖如圖1-2所示。</p><p>　　圖1-2 四種方案的示意圖</p><p>　　對這四種方案的比較如下表1-1：</p><p>　　方案比較表 1-1 </p><p>

27、;　　由表1-1第（1）項——滿載時存取車時最多/最少移動的車輛數(shù)的分析結(jié)果可知:方案3、4在存取某一輛車時,對其他車位上車輛的影響最小。這樣車庫工作時就最安全，速度最快，顧客滿意度最高。</p><p>　　由表1-1第（2）項——橫移機構(gòu)數(shù)目的分析結(jié)果可知：方案3、4的橫移機構(gòu)只有底層的一套，前兩個方案則在二層也須設(shè)計安裝橫移機構(gòu)。而在二層安裝橫移機構(gòu)一方面要考慮該橫移機構(gòu)與升降機構(gòu)的合理過渡，另一方面對車庫

28、的整個框架建筑也提出了更高的承載和結(jié)構(gòu)要求。這都給設(shè)計及施工帶來一定的困難，也必然增加相應(yīng)的建設(shè)資金。</p><p>　　方案3與方案4相比：存車時，若4、5號車位都有車，若要在3號車位停車，需要4、5號載車板都橫移來提供四號空位。若空車位兼周轉(zhuǎn)車位留在5號車位，只需移動一個載車板即可。由此看來，將空車位留在5號車位更經(jīng)濟劃算。因而，采用方案4.</p><p>　　1.2 空車位的選擇

29、</p><p><b>　　以取車為例：</b></p><p>　　方案（1）：將4、6車位任何一個作為空車位</p><p>　　以4車位作為空車位進行說明：</p><p>　　若3號車位的正下方?jīng)]有停有車輛，若要取3號車位上的車，只需讓3號在車板垂直下降即可：若3號車位的正下方剛好停有車輛，且5號車位也停有車輛

30、，要取3號車位上的車時，首先要將要5號車位上的車橫移至4號車位上，再將6號車位上的車橫移至5號車位上空出6號車位，此時，再將3號載車板下降。</p><p>　　方案（2）：將5號車位作為空車位</p><p>　　若要取2號車位上的車，直接讓2號在車板下降即可.若要取1號或是3號車位上的車.如果它們的下方剛好是空車位，直接讓載車板下降即可；如果正下方停有車輛（以取3號車為例進行說明），只

31、需將3號車正下方的6號停車位的車橫移至5號空位，將3號載車板下降即可。</p><p>　?。?）、（2）方案相比較很容易看出，將5號車位設(shè)置為空車位移動的車輛最少，節(jié)省了電源，省去了很多麻煩。因而，空車位的選擇采用方案(2)。</p><p>　　1.3 控制環(huán)節(jié)設(shè)計</p><p>　　停車：當車輛要進入停車庫時，此時在控制面板上點擊空車位，如果空車位剛好位于下

32、層，車輛進入停車庫進行停車；如果空車位位于上層，載車板會自動下降到下限位，此時，車輛進入停車庫開始停車。</p><p>　　取車：取車時，在操作面板上點擊所取車輛所在的車位，若車輛位于下層停車位，直接將車輛取走即可；如果車輛位于上層停車位（以取3號車位上的車為例），上層停車板下降到下限位之前先判斷6號車位是否有車輛：若檢測開關(guān)檢測到6號車位沒有停有車輛，上層載車板直接下降到下限位；若檢測開關(guān)檢測到6號車位停有車

33、輛，6號車位的載車板先橫移到5號車位上，移動到位，遇到限位開關(guān)，3號載車板開始下降。車輛取走后，3號載車板回到原來的位置，6號載車板從回到5號車位回到6號車位的位置。</p><p>　　第2章 立體車庫的電氣控制部分設(shè)計</p><p><b>　　2.1 工作原理</b></p><p>　　立體車庫的工作原理如圖所示?？刂破魇擒噹炜刂葡到y(tǒng)

34、的核心，由單片機,PLC完成。當用戶對操作平臺進行動作時，單片機或PLC會接收并分析用戶操作，判斷檢測原件的狀態(tài)，讀取執(zhí)行元件的信息，然后做出合理的工控安排，并反饋信息到執(zhí)行元件，操作平臺，以拖動車位移動到相應(yīng)的水平和垂直位置，實現(xiàn)車位的位置移動。工作原理示意圖如下圖2-1：[9]</p><p>　　圖2-1 立體車庫工作原理</p><p>　　2.2 車庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計</p

35、><p>　　立體車庫控制系統(tǒng)包括硬件和軟件兩方面的設(shè)計內(nèi)容。硬件集中安放在控制箱內(nèi)，控制箱采用的金屬外殼起到屏蔽作用，以保護系統(tǒng)運行的可靠性。本研究控制系統(tǒng)采用PLC控制器。PLC是計算機技術(shù)及微電子技術(shù)結(jié)合形成的微機系統(tǒng)，很適合邏輯控制，特別是PLC的梯形圖編程語言。PLC在設(shè)過程中考慮了對工業(yè)環(huán)境的適應(yīng)性，因而抗干擾行強，穩(wěn)定性好。車庫控制系統(tǒng)硬件主要分為4個部分：</p><p>　　

36、（1）電源部分：在第一個空氣開關(guān)前設(shè)有熔斷器，以防止過高的電流流入電路而燒壞電氣元件，起到保護整個電路的作用。取220V的交流電供給PLC，而這個220V的交流電又并接到一個PSW上，從而得到24V的直流電供給操作面板和行程開關(guān)等低壓元件。這個220V交流電的取得是在接第一個接觸器即主接觸器KO前完成的，是PLC得電工作而升降電機和橫移電機不得電工作，更安全的控制升降電機和橫移電機。在主接觸器之前接有相序保護器，起作用時在交流電發(fā)生相序

37、不正常是使電路發(fā)生斷路，從而保護電氣元件不被破壞。[7]</p><p>　　（2） PLC部分：PLC由220V交流供電，并與操作面板直接連接。本研究采用三菱FX2N-48MR (24點輸入/24點輸出，220V交流/24V直流輸入)控制。</p><p>　　（3）安全防墜部分：上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩側(cè)各裝有兩

38、只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝有兩只耳環(huán)，當上載車板上升到位后，縱梁下面得四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板得作用是：下載車板橫移時，如果碰到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電源，橫移停止。[7]防墜機構(gòu)的簡圖2-2所示：</p&g

39、t;<p>　　圖2-2防墜機構(gòu)的簡圖</p><p>　　工作原理：默認狀態(tài)下掛鉤被彈簧片彈向右側(cè)，防止載車板墜落；電磁鐵通電掛鉤被拉向左側(cè)釋放載車板。</p><p>　?。?） 升降電機部分：在主接觸器后導(dǎo)出兩路電路分別接到升降電機組和橫移電機組，控制電動機的正反轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)車板的升降。在每個接觸器后各接有一個熱繼電器FR2其作用是保護電機。與3個電機分別相接的接觸器，用

40、于控制各個電路的通斷，即控制電機是否轉(zhuǎn)動。[1]</p><p>　?。?） 橫移電機部分：與升降電機部分相似，在主接觸器后并接兩個接觸器KM1和KM2以控制車般的左右橫移。在接觸器后皆有1個熱繼電器FR1用于保護電機。與2個電機分別相連的接觸器，用于控制各個電路的通斷。[1]</p><p>　　實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的兩個交流接觸器如圖2-3所示。</p><p>　　圖2

41、-3 正反轉(zhuǎn)接線圖</p><p>　　2.3 檢測系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　在自動化立體車庫中，車庫檢測信號是控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)?？刂瞥绦蚋鶕?jù)檢測到的信號順序執(zhí)行，控制輸出。在本設(shè)計中，檢測系統(tǒng)有：車位限位信號檢測（載車板上下左右移動位置檢測）、車位是否停有車輛信號檢測、正確停放信號檢測、是否有空車位信號檢測、煙霧報警檢測。</p><p>　　2.3.1

42、 車位認址信號</p><p>　　升降橫移式立體車庫，通過載車板的升降橫移運動實現(xiàn)車庫存取車操作。在本設(shè)計的二層五位立體車庫設(shè)計中，一層車位只有橫移動作，二層車位只有升降動作。因此，一層車位載車板橫移動作需要左右限位信號，二層車位載車板升降動作需要上下限位信號。</p><p>　　在本設(shè)計中，車位認址信號選用在車庫中安裝接近開關(guān)來實現(xiàn)。相比傳統(tǒng)的限位開關(guān)，接近開關(guān)具有工作可靠、壽命長、

43、功耗的、復(fù)定位精度高、操作頻率高等優(yōu)點。接近開關(guān)感測元件安裝在載車板上隨載車板運動，將接近開關(guān)觸點安裝在車庫制動點上固定。</p><p>　　2.3.2 車位停車信號</p><p>　　立體停車庫中，載車板上是否停放車有車輛，通過采用光電開關(guān)實現(xiàn)。在此采用紅外對射式光電開關(guān)，在載車板的對角線上安裝。當有車輛停放時，阻擋紅外對射信號，光電開關(guān)無輸出，當無車輛停放時，存在紅外對射信號，光電

44、開關(guān)有輸出。</p><p>　　紅外光電開關(guān)是一種對射式光電傳感器，其物體不限于金屬。該傳感器具有探測距離遠、可調(diào)節(jié)測量范圍的優(yōu)點。如示意圖2-4所示：</p><p>　　水平高度差不多為1米</p><p><b>　　圖2-4 示意圖</b></p><p>　　2.3.3 車位正確停放信號</p>

45、<p>　　立體停車庫中，為保證系統(tǒng)正常的運行以及車輛的停放安全，對車輛的停放有一定的要求，要求只有車輛正確停放在載車板的一定區(qū)域內(nèi)系統(tǒng)才能正確的運行。在此設(shè)計中，亦采用在載車板中安裝紅外對射式光電開關(guān)實現(xiàn)對車輛正確停放的信息的檢測。將開關(guān)布置于載車板正確停放區(qū)域的邊線上。當有車輛停放時，車輛在載車板正確停車區(qū)域內(nèi)，車輛沒有阻擋紅外對射信號，檢測器不產(chǎn)生輸出；當車輛錯誤停放時，車輛就會阻擋紅外對射信號，檢測器產(chǎn)生輸出報警信息

46、。[3]</p><p>　　2.3.4 車位信號檢測</p><p>　　當有車輛進入停車系統(tǒng)時，為了能夠很快得判斷是否有空車位，來顯示車輛的存放情況。在設(shè)計中有一個滿車位信號的紅色指示燈，并且還有各個車位的指示燈，指示燈亮則表示該車位停有車輛。</p><p>　　2.3.5 火災(zāi)報警信號</p><p>　　立體停車庫中，為保證車庫的正

47、常安全運行，在檢測系統(tǒng)中采用了煙霧探測器，進行火災(zāi)報警。報警信號接入控制系統(tǒng)中，當車庫內(nèi)的煙霧達到一定的濃度時，傳感器會檢測到并產(chǎn)生報警信號，人員接到信號后進行滅火。</p><p>　　2.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　本系統(tǒng)中PLC主要檢測各載車板位置及運行狀態(tài)并控制電機的啟動和停止。利用光電開關(guān),行程開關(guān)檢測載車板位置狀態(tài)：用接觸器，繼電器控制點擊的啟動和停止。當要對

48、車輛進行存取操作時，PLC根據(jù)在控制面板上輸入的指令，首先判斷各檢測元件的狀態(tài)，然后讀取車庫機械部分的反饋信息到電機，帶動載車板實現(xiàn)升降或橫移。在整個過程中，通過光電檢測、限位開關(guān)、過載保護等裝置，來確保整個系統(tǒng)的安全、平穩(wěn)運行。[2]</p><p>　　2.5 控制流程及PLC選擇</p><p>　　2.5.1 控制流程圖</p><p>　　（以存取1號車為

49、例）</p><p>　　將車存于1號車位的流程圖如圖2-5所示：</p><p>　　圖2-5 將車存于1號車位的流程圖</p><p>　　將1號車位上的車取出的流程圖如圖2-6所示：</p><p>　　圖2-6 將1號車位上的車取出的流程圖</p><p><b>　　分析及說明：</b&g

50、t;</p><p>　　存車時，當車輛進入車庫時按下1號車位存車按鈕，首先要確定4號車板上是否停有車輛。若4號車板上停有車輛，系統(tǒng)會自動將4號載車板橫移至5號車位，當4號載車板碰到限位開關(guān)時停止運動，1號停車板下降。將車輛開進1號載車板，光電開關(guān)檢測到車輛停放后，1號載車板會自動上升，上升到位后，4號載車板從5號車位回到4號車位，完成停車過程；若關(guān)電檢測開關(guān)檢測到4號車位沒有車輛時，1號載車板直接下降，當車輛停

51、放在1號載車板上，光電開關(guān)檢測到停放好后，1號載車板直接上升。完成停車過程。</p><p>　　取車時當按下1號車位取車按鈕，首先要確定4號車板上是否停有車輛。若4號車板上停有車輛。系統(tǒng)會自動將4號停車板向左移動，當4號停車板碰到左限位開關(guān)時停止運動，1號停車板下降。光電開關(guān)檢測到車輛取走后，1號停車板會自動上升，遇到上限位開關(guān)停止運動。此時，4號停車板回到原來的位置。若4號停車板上沒有停有車輛， 1號停車板直

52、接下降，取走車后，1號停車板仍要回到原來的位置。</p><p>　　對于下層的車輛，若要取走，可直接開出車庫。</p><p>　　當不用停車庫時，為了節(jié)省電源，要將這個系統(tǒng)處于卸荷狀態(tài)。即，上層的停車板也要下降到下限位。直到啟動整個停車系統(tǒng)時，用到上層的載車板，車開到載車板上，載車板再上升。</p><p>　　2.5.2 PLC設(shè)計要求</p>

53、<p>　?。?）1號車位、2號車位、3號車位只能上下移動，不能左右移動；</p><p>　?。?）4號車位、5號車位只能左右移動不能上下移動；</p><p>　　（3）頂層車位的汽車，要想開出需要先按下相應(yīng)車位標號呼號按鍵，然后底層車位左右移動，讓出空位，使頂層的車下降到底層之后開出。</p><p>　?。?）底層的車可以直接開入或者開出。<

54、/p><p>　　2.5.3 PLC輸入、輸出點分配</p><p>　　輸入點分配如表2-7所示：</p><p><b>　　輸入點分配表2-7</b></p><p><b>　　表2-7</b></p><p>　　其中： X3-X4為限位開關(guān);X15-X17及X23為控

55、制面板上的操作開關(guān)；X20-X22和X24-X27為光電開關(guān);X25為煙霧檢測開關(guān)；X0為啟動開關(guān)；X1為停止開關(guān)；X2為急停開關(guān)。</p><p>　　I/O分配表如表2-8所示</p><p>　　輸入I/O分配表如表2-8</p><p><b>　　表2-8</b></p><p>　　（2）輸出點分配如表2-9

56、所示：</p><p><b>　　輸出分配表2-9</b></p><p><b>　　表2-9</b></p><p>　　具體情況如表2-10所示：</p><p>　　輸出I/O分配表2-10</p><p><b>　　表2-10</b><

57、;/p><p>　　2.5.4 PLC的選擇</p><p>　　早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller PLC)，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種采用微型計算機技術(shù)的工業(yè)控制裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PLC。但是為了避免與個人計算機(Personal Com

58、puter)的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱PLC,PLC自1966年美國數(shù)據(jù)設(shè)備公司（DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行美國，日本，德國的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。 PLC = Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器，一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式

59、輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分。[4]</p><p><b>　　PLC的選擇：</b></p><p>　　目前PLC的品牌有：美國AB，ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺達，富士，施耐德，信捷，和利時等。</p><p>　　其中三菱的PLC有以下優(yōu)勢：　</p><p>　

60、　三菱FX系列的PLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出16～25點的獨立用途外，還可以適用于多個基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。</p><p><b>　　特點：</b></p><p>　　1）系統(tǒng)配置即固定又靈活；</p><p>&

61、lt;b>　　2）編程簡單；</b></p><p>　　3）備有可自由選擇，豐富的品種；</p><p>　　4）令人放心的高性能；</p><p><b>　　5）高速運算；</b></p><p>　　6）使用于多種特殊用途； </p><p>　　7）外部機器通訊簡單化；

62、</p><p>　　8）共同的外部設(shè)備。 </p><p>　　基于三菱公司的FX系列的PLC具有以上優(yōu)點，我決定選用三菱FX系列的PLC作為本設(shè)計立體車庫的核心控制系統(tǒng)PLC。[8]</p><p>　　根據(jù)設(shè)計的I/O輸入輸出口的點數(shù)，選擇FX-2N48MR型PLC，其具有24個輸入和24個輸出, 滿足設(shè)計的要

63、求。</p><p>　　2.5.5 PLC接線圖</p><p><b>　　見附錄一</b></p><p><b>　　第3章 程序</b></p><p>　　程序主要由啟動停止、煙霧報警、是否有車位指示、車位存取四部分組成，其中車位存取中，又可分為防墜電磁閥打開程序、下層車位有車移動否則下

64、降程序、移動到位下降程序、下降到位存取情況程序、車板上升程序、上升到位下層車板回位程序、車位存取結(jié)束程序。</p><p>　　程序中所用I/O口對應(yīng)的輸入輸出見PLC輸入、輸出點分配 圖3-2、圖3-4</p><p><b>　　3.1 梯形圖</b></p><p>　　梯形圖是PLC使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。

65、梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。[4]</p><p><b>　　啟動停止程序：</b></p><p><b>　　煙霧報警程序：</b></p><p><b>　　是否有車指示程序：

66、</b></p><p>　　當有車輛進入停車系統(tǒng)時，為了能夠很快得判斷是否有空車位，來顯示車輛的存放情況。在設(shè)計中有一個滿車位信號的紅色指示燈，并且還有各個車位的指示燈，指示燈亮則表示該車位停有車輛。 </p><p><b>　　車位存取跳轉(zhuǎn)程序：</b></p><p>　　在系統(tǒng)啟動時，車位存取車跳轉(zhuǎn)程序就隨之啟動，當按下相

67、應(yīng)的車位存取按鈕時，會跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的子程序。</p><p>　　在存取車位時，需要先打開相應(yīng)的防墜電磁閥，在延時時間到后，判斷下層的車位是否有車，若有車則需要先移動下層的車位，待到下層車位移動到位后上層車位才能下降；但是下層沒有車時上層車位則可以直接下降。</p><p>　　上層車位下降到位后，若是存車則存車驅(qū)動繼電器通電，進行存車；若是取車則取車驅(qū)動繼電器通電，進行取車。</p&

68、gt;<p>　　除上面的程序外，車位存取的子程序見附錄二</p><p><b>　　3.2 指令表</b></p><p><b>　　見附錄三</b></p><p>　　第4章 MCGS組態(tài)設(shè)計及仿真</p><p>　　4.1 MCGS組態(tài)介紹</p><

69、p>　　MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平臺的，用于快速構(gòu)造和生成上位機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件系統(tǒng)，MCGS為用戶提供了解決實際工程問題的完整方案和開發(fā)平臺，能夠完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集、實時和歷史數(shù)據(jù)處理、報警和安全機制、流程控制、動畫顯示、趨勢曲線和報表輸出以及企業(yè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)等功能。MCGS組態(tài)軟件的系統(tǒng)構(gòu)成：MCGS組態(tài)軟件（以下簡稱MCGS）由“MCGS組態(tài)環(huán)境

70、”和“MCGS運行環(huán)境”兩個系統(tǒng)組成。用戶的所有組態(tài)配置過程都在組態(tài)環(huán)境中進行，組態(tài)環(huán)境相當于一套完整的工具軟件，它幫助用戶設(shè)計和構(gòu)造自己的應(yīng)用系統(tǒng)。用戶組態(tài)生成的結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫文件，稱為組態(tài)結(jié)果數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　MCGS組態(tài)軟件五大組成部分：</p><p>　　4.2 基于MCGS仿真實現(xiàn)的意義</p><p>　　利用MCGS可視化仿真技術(shù)，可以

71、實現(xiàn)滿足要求的仿真界面，能提供一個多角度、多層次的觀察仿真過程。在計算機上實現(xiàn)工程的模擬測試和仿真，用戶可以根據(jù)需要直接修改各種仿真參數(shù)，從而大大降低了開發(fā)費用和難度，系統(tǒng)人員可以集中更多的精力在最優(yōu)方案的選擇和設(shè)計上，而非語言的編程上。達到可以在較短的開發(fā)周期內(nèi)、以較少的代價完成較好的效果。[5]</p><p>　　基于MCGS軟件設(shè)計基本步驟可以概括以下幾點: </p><p>&l

72、t;b>　　1、組織材料</b></p><p>　　2、設(shè)計窗口、組織系統(tǒng)工程 </p><p>　　3、構(gòu)造實時數(shù)據(jù)庫 </p><p>　　4、制作動畫顯示畫面 </p><p>　　5、編寫腳本控制流程程序 </p><p>　　6、整體運行、程序調(diào)試</p><p>

73、　　4.3 MCGS界面的設(shè)計及仿真</p><p>　　MCGS用數(shù)據(jù)對象來表述系統(tǒng)中的實時數(shù)據(jù)，用對象變量代替?zhèn)鹘y(tǒng)意義的值變量。把用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理的所有數(shù)據(jù)對象的集合稱為實時數(shù)據(jù)庫。實時數(shù)據(jù)庫是MCGS的核心，是應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心，如下圖所示，系統(tǒng)各個部分均以實時數(shù)據(jù)庫為公用區(qū)交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)各個部分協(xié)調(diào)動作。設(shè)備窗口通過設(shè)備構(gòu)件驅(qū)動外部設(shè)備，將采集的數(shù)據(jù)送入實時數(shù)據(jù)庫；由用戶窗口組成的圖形對象，與實時數(shù)據(jù)

74、庫中的數(shù)據(jù)對象建立連接關(guān)系，以動畫形式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化；運行策略通過策略構(gòu)件，對數(shù)據(jù)進行操作和處理。[2]</p><p><b>　　實時數(shù)據(jù)庫的設(shè)計：</b></p><p><b>　　設(shè)備窗口的設(shè)計：</b></p><p>　　MCGS實現(xiàn)設(shè)備驅(qū)動的基本方法是：在設(shè)備窗口內(nèi)配置不同類型的設(shè)備構(gòu)件，并根據(jù)外部設(shè)備的

75、類型和特征，設(shè)置相關(guān)的屬性，將設(shè)備的操作方法，如硬件參數(shù)配置、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、設(shè)備調(diào)試等都封裝在構(gòu)件之內(nèi)，以對象的形式與外部設(shè)備建立數(shù)據(jù)的傳輸通道連接。系統(tǒng)運行過程中，設(shè)備構(gòu)件由設(shè)備窗口統(tǒng)一調(diào)度管理，通過通道連接，向?qū)崟r數(shù)據(jù)庫提供從外部設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，從實時數(shù)據(jù)庫查詢控制參數(shù)，發(fā)送給系統(tǒng)其它部分，進行控制運算和流程調(diào)度，實現(xiàn)對設(shè)備工作狀態(tài)的實時檢測和過程的自動控制。[5]</p><p><b>　　用戶窗

76、口的設(shè)計：</b></p><p>　　主要用于設(shè)置工程中人機交互的界面。</p><p>　　仿真時選擇菜單欄中的工具-下載配置，在模擬運行中選擇工程下載，直到工程下載成功。</p><p>　　工程下載成功后點擊啟動運行，進行仿真。</p><p><b>　　第5章 結(jié)論</b></p>

77、<p><b>　　5.1 總結(jié)</b></p><p>　　本設(shè)計是關(guān)于五車位立體停車系統(tǒng)的設(shè)計。用PLC控制編程，來實現(xiàn)存車和取車的半自動化控制。設(shè)計中主要對控制方案的選擇、PLC軟件和相關(guān)器件的選用以及控制編程做了重點描述。</p><p>　　設(shè)計的過程中，我做了以下工作：</p><p>　　(1)收集和整理了國內(nèi)外立體車庫

78、設(shè)計方案及監(jiān)控管理研究現(xiàn)狀的資料，分析了不同立體車庫類型的原理，得出“安全、快適、經(jīng)濟”的升降橫移式立體車庫適合我國現(xiàn)狀。 </p><p>　　(2)通過對升降橫移式立體車庫運行原理的分析，探討了用可編程控制器PLC實現(xiàn)車庫控制系統(tǒng)的基本方法，實現(xiàn)了對五車位立體車庫模型的控制，對PLC在復(fù)雜控制系統(tǒng)中的靈活應(yīng)用有一定的理論意義和較大的實際價值。 </p><p>　　(3

79、)討論了基于MCGS對控制系統(tǒng)虛擬仿真的實現(xiàn)，探討了MCGS實現(xiàn)仿真的方法和制作過程，作為仿真技術(shù)的應(yīng)用，該軟件較直觀、真實體現(xiàn)了車庫的控制功能，并且為實際中的控制裝置(包括軟件、硬件)的開發(fā)與調(diào)試開辟一條經(jīng)濟、可靠的途徑。[5]</p><p>　　其中，總方案的設(shè)計與程序設(shè)計是本次設(shè)計的重點內(nèi)容。</p><p>　　雖然這個停車系統(tǒng)只有五個停車位，但是，五位停車系統(tǒng)是大型停車系統(tǒng)的一

80、個縮影。但是由于知識寬度和深度的限制，我的設(shè)計還存在諸多問題。在這方面，我的能力還需要很大的提高。在今后的道路上，我一定再接再厲，不斷攀登。</p><p><b>　　5.2 展望</b></p><p>　　根據(jù)論文研究，我認為為還需要以下方面繼續(xù)努力： </p><p>　　(1)關(guān)于控制方面的展望：在我國，立體車庫的發(fā)展還處在初級

81、階段，并且車庫的控制大多處在員工到現(xiàn)場手動控制低級階段，隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)控制等先進控制理論的不斷發(fā)展，對現(xiàn)有的功能模塊不斷更新有助于控制系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。 </p><p>　　(2)對組態(tài)軟件MCGS展望:好的仿真軟件不但可以很好地模擬控制系統(tǒng)，并且支持實際控制過程中的數(shù)據(jù)采集，擴展能力強、支持opc等工業(yè)標準，在這一方面，MCGS有待進一步的努力。 </p>

82、<p>　　(3)由于時間有限，本系統(tǒng)的仿真實現(xiàn)是基于現(xiàn)有的軟件，但是作為車庫控制系統(tǒng)設(shè)計與仿真系統(tǒng)的一部分，它不僅需要針對某種類型硬件的仿真能力，還需要能根據(jù)所選硬件的情況動態(tài)生成相應(yīng)的虛擬仿真環(huán)境進行仿真，從這個意義上說，較完整地開發(fā)出相應(yīng)的仿真軟件是很有必要的，本文所做的工作只是一個開端。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p

83、>　　三年的大學生活就快走入尾聲，我的校園生活就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程。</p><p>　　回首三年，我取得了些許成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師三年來對我孜孜不倦的教誨以及對我成長的關(guān)心和愛護。</p><p>　　三年的風風雨雨，朋友們和我一起走過，和朋友相處的日子里，充滿了歡欣和愉悅，這些都是我值得珍藏的最美好

84、的回憶。</p><p>　　在我的十幾年求學歷程里，離不開父母的鼓勵和支持，是他們辛勤的勞作，無私的付出，為我創(chuàng)造良好的學習條件，我才能順利完成學業(yè)，感激他們一直以來對我的撫養(yǎng)與培育。</p><p>　　在此，我要特別感謝幫助過我的所有老師。他們那淵博的學識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、科學求實的作風、忘我的敬業(yè)精神和虛懷若谷的學術(shù)作風給我留下了深刻的印象。是他們在我做畢業(yè)設(shè)計的過程中給予我指導(dǎo)和

85、幫助,鼓勵我一直認真走下去，使我能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計，并將激勵我在今后的道路上不懈攀登！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 黃莉等.廣州市機械立體停車庫應(yīng)用規(guī)劃研究[R].起重運輸機械,2006</p><p>　　[2] 王永華 現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京航空航天大學出版社</p

86、><p>　　[3] 王炎玉、秦展田.PLC在升降移位立體停車庫控制中的應(yīng)用[J].桂林航天工業(yè)高等?？茖W校學報.</p><p>　　[4] 張培志.電氣控制與可編程序控制器［Ｍ］.北京：化學工業(yè)出版社，2007</p><p>　　[5] 胡瑜.基于組態(tài)控制技術(shù)的智能立體停車庫[J].起重機與運輸機械,2006</p><p>　　[6]

87、 程懷洲.基于PLC的多層升降橫移立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計[J],電子設(shè)計應(yīng)用,2009（4）</p><p>　　[7] 郝艷芳等.自動化立體停車設(shè)備的安全技術(shù)[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新.</p><p>　　[8] 呂景泉．可編程控制器技術(shù)教程［Ｍ］.北京：高等教育出版社，2001</p><p>　　[9] 蔣圣平、顏景龍、裴煥斗.PLC在立體停車庫系統(tǒng)中

88、的應(yīng)用.</p><p>　　[10] 陽勝峰．西門子PLC與變頻器、觸摸屏綜合應(yīng)用教程［Ｍ］.北京：中國電力出版社，2009</p><p><b>　　附錄一</b></p><p><b>　　附錄二</b></p><p><b>　　附錄三</b></p>