畢業(yè)設(shè)計(jì)-立體車庫(kù)plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　編號(hào)： </p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題目：立體停車場(chǎng)的PLC控制設(shè)計(jì) </p><p>　　系 別： </p><p>　　專 業(yè)：

2、 </p><p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　成 績(jī)： </p><p&

3、gt;<b>　　2012 年 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　立體停車庫(kù)生產(chǎn)在中國(guó)是個(gè)新興行業(yè)，立體停車庫(kù)可緩解城市動(dòng)、靜態(tài)交通問(wèn)題，改善居住環(huán)境，有效利用土地價(jià)值。本系統(tǒng)采用PLC、計(jì)算機(jī)結(jié)合組態(tài)畫(huà)面監(jiān)控，按動(dòng)按鈕或控制組態(tài)畫(huà)面即可完成汽車存取過(guò)程，操作簡(jiǎn)單，存取方便。控制電路部分采用交流接

4、觸器傳統(tǒng)方式，使運(yùn)行安全可靠。設(shè)計(jì)采用可分組合，模塊式安裝，方便靈活，具備維護(hù)使用方便，造價(jià)低等特點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要的是對(duì)車庫(kù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及設(shè)備總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確?？蛻敉＼嚾≤嚪奖憧旖莺桶踩?。詳細(xì)論述了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，選擇兩層三列式車庫(kù)結(jié)構(gòu)為研究模型。升降橫移式立體車庫(kù)就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫(kù)結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。依據(jù)升降橫移式立體車庫(kù)的運(yùn)行原理，在對(duì)升降橫移

5、式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的PLC控制，運(yùn)用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。</p><p>　　關(guān)鍵詞：立體車庫(kù)，控制系統(tǒng)，可編程序控制器，鋼結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　中文

6、摘要Ⅰ</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1本題設(shè)計(jì)的背景1</p><p>　　1.2本題設(shè)計(jì)的內(nèi)容1</p><p>　　1.3本題設(shè)計(jì)的目的及意義2</p><p>　　2系統(tǒng)控制方案的設(shè)定3</p><

7、p>　　2.1自動(dòng)化立體車庫(kù)的描述3</p><p>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟3</p><p>　　3立體車庫(kù)系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計(jì)5</p><p>　　3.1升降橫移式立體車庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)5</p><p>　　3.2定位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.2.1定位控制系統(tǒng)的組成8<

8、;/p><p>　　3.2.2立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的原理8</p><p>　　3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇10</p><p>　　3.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理10</p><p>　　3.3.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型13</p><p>　　4升降橫移式立體車庫(kù)系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計(jì)15</p><p>　

9、　4.1可編程控制器的選擇15</p><p>　　4.1.1 PLC的概述15</p><p>　　4.1.2 PLC的選型及特點(diǎn)16</p><p>　　4.2定位控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.2.1檢測(cè)點(diǎn)與控制點(diǎn)的分布17</p><p>　　4.2.2 電氣系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)18<

10、/p><p>　　4.3 PLC定位控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.4存取車信號(hào)處理操作20</p><p><b>　　5結(jié)束語(yǔ)21</b></p><p><b>　　致 謝22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23

11、</b></p><p>　　附件1： PLC梯形圖設(shè)計(jì)24</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本題設(shè)計(jì)的背景</p><p>　　隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來(lái)越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止2007年底，市

12、區(qū)僅有公共停車場(chǎng)828處，共計(jì)車位5.7萬(wàn)個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車擁有量的8.6％，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無(wú)法樂(lè)觀，僅有的229個(gè)地下車庫(kù)使用面積不足60萬(wàn)平方米，只能滿足1.3萬(wàn)輛機(jī)動(dòng)車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢(shì)，比例高達(dá)64％，而且還有繼續(xù)上升之勢(shì)。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對(duì)全國(guó)15個(gè)大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動(dòng)車保有量與停車位之比平均為4：84：1，這一比值對(duì)于渴望“車者有其位”的車主來(lái)說(shuō)，形式不

13、容樂(lè)觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì)80年代初期，北京市權(quán)威部門對(duì)2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測(cè)僅僅是70萬(wàn)－80萬(wàn)輛，而事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預(yù)期多了100萬(wàn)輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達(dá)45萬(wàn)輛。面對(duì)迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開(kāi)發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設(shè)施的“欠賬”最保守估計(jì)應(yīng)為20－30％。</p><p>

14、　　停車問(wèn)題是城市在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通問(wèn)題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)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，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)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(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問(wèn)題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長(zhǎng)速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長(zhǎng)速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超

15、過(guò)停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度，因此，我們必須重視城市停車難的問(wèn)題，并積極探求解決的措施。</p><p>　　專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過(guò)政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場(chǎng)利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場(chǎng)的需求。而硬措施，主要包括增建停車場(chǎng)，建設(shè)地下及立體停車場(chǎng)、利用其它空間滿足停車需求。而無(wú)論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌

16、補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小</p><p>　　1.2本題設(shè)計(jì)的內(nèi)容</p><p>　　本課題的主要內(nèi)容是基于三菱FX2N系列PLC的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，升降橫移類機(jī)械停車庫(kù)利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛。其車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設(shè)計(jì)為多層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制,一般為2~4層(國(guó)家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)

17、以典型的地上2×3升降橫移式為例,說(shuō)明停車庫(kù)的運(yùn)行原理。</p><p>　　立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：底層只能平移,頂層只能升降。除頂層外,底層都必須預(yù)留一個(gè)空車位,供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時(shí),無(wú)需移動(dòng)其他托盤就可直接進(jìn)出車;頂層進(jìn)出車時(shí),先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空,不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理,直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作,進(jìn)出車完成后再上升回到原位置。其運(yùn)動(dòng)的總原則是：升降復(fù)位,平移不復(fù)

18、位。</p><p>　　1.3本題設(shè)計(jì)的目的及意義</p><p>　　作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅--停車場(chǎng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡(jiǎn)單的機(jī)械車庫(kù)向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體

19、交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。機(jī)械式立體車庫(kù)既可以大面積使用，也可以見(jiàn)縫插針設(shè)置，還能與地面停車場(chǎng)、地下車庫(kù)和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往

20、的地下車庫(kù)由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上21層立體式車庫(kù)的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)</p><p>　　機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的

21、人車分流。在地下車庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場(chǎng)均解決不了上述問(wèn)題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名

22、立體車庫(kù)，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)目的：是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段?？梢灶A(yù)見(jiàn)立體車庫(kù)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。</p><p>　　2 系統(tǒng)控制方案的設(shè)定</p><p>　　2.1 自動(dòng)化立體車庫(kù)的描述</p><p>　　目前，立體車庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式

23、、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對(duì)國(guó)內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫(kù)形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫(kù)十分普遍。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車庫(kù)。</p><p>　　2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p>　　立體車庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖2.1所

24、示 </p><p>　　圖2.1 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的修訂步驟</p><p>　　在本次課題設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1．深入的了解 和分析立體車庫(kù)的工藝條件和控制要求。</p><p>　　2．根據(jù)立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3．根據(jù)所設(shè)計(jì)的場(chǎng)

25、所，選擇電動(dòng)機(jī)的類型。</p><p>　　4．根據(jù)I/O的點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC的類型。</p><p>　　5．分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入、輸出點(diǎn)。</p><p>　　6．設(shè)計(jì)立體車庫(kù)系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)。</p><p>　　7．將程序輸入PLC程序進(jìn)行調(diào)試，查出錯(cuò)誤，讓程序更加完善。</p><p>　　3

26、 立體車庫(kù)系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1升降橫移式立體車庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　升降橫移式立體車庫(kù)是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機(jī)械式停</p><p>　　車設(shè)備。升降橫移式立體車庫(kù)每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過(guò)升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫(kù)，存取車輛，完成存取過(guò)程。停泊在這類車庫(kù)地面的車只作橫移

27、，不必升降，上層車位要將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進(jìn)入車庫(kù)內(nèi)將汽車開(kāi)進(jìn)或開(kāi)出車庫(kù)。圖3.1 為一個(gè)地上5車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是：第二層三個(gè)車位可以升降，一層的兩個(gè)車位只能橫向橫移，空車位供二層的車位下降時(shí)借用。1 、2號(hào)車位可以直接存放車輛;5號(hào)車位需下降后再存放車輛;3號(hào)車位，則需先將1 號(hào)和2號(hào)載車板右移，再將3號(hào)載車板下降; 4 號(hào)車位，則需先將2 號(hào)載車板右移，再將4號(hào)存車板下降；由于升降橫移式停車設(shè)備對(duì)場(chǎng)

28、地的適應(yīng)性強(qiáng)，介紹系統(tǒng)各機(jī)械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)土建的要求比較低，因此，應(yīng)用非常廣泛。</p><p>　　圖 3.1 五車位升降橫移式立體車庫(kù)工作原理圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)以兩層三列式立體車庫(kù)為模型建立研究對(duì)象。升降橫移式立體車庫(kù)主要由結(jié)構(gòu)框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)六大部分組成。下面

29、我們重點(diǎn)對(duì)車庫(kù)的主要組成(圖3.2所示)進(jìn)行分析。</p><p>　　圖 3.2 升降橫移式立體車庫(kù)主要組成</p><p><b>　　1．結(jié)構(gòu)框架</b></p><p>　　立體車庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫(kù)中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)(如圖3.3所示)。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)：</p>&

30、lt;p>　　圖3.3 立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)框架</p><p><b>　　a．可靠性高</b></p><p>　　鋼材在生產(chǎn)時(shí)，整個(gè)過(guò)程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體;鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對(duì)材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果可靠，所以說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高。&l

31、t;/p><p>　　b．材料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小</p><p>　　與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高，而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運(yùn)輸與安裝，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價(jià)。</p><p>　　c．材料的塑性和韌性好</p><p>　　鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件

32、不會(huì)因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會(huì)產(chǎn)生</p><p>　　顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。</p><p>　　d．鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短</p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化

33、程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時(shí)還可在地面拼裝成較大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。</p><p><b>　　e．鋼結(jié)構(gòu)密閉性好</b></p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。&

34、lt;/p><p>　　f．鋼材的耐銹蝕性差</p><p>　　在沒(méi)有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問(wèn)題并不嚴(yán)重。立體車庫(kù)多在沒(méi)有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費(fèi)用低。</p><p>　　結(jié)構(gòu)主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方便。<

35、/p><p>　　2．上載車板及其提升系統(tǒng)</p><p>　　每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。其工作原理如圖3.1所示，電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鏈條的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大

36、小。</p><p>　　3．下載車板及其橫移系統(tǒng)</p><p>　　由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動(dòng)輪，裝于長(zhǎng)傳動(dòng)軸兩端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板

37、作橫向平移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。</p><p><b>　　4．安全裝置</b></p><p>　　上載車板上裝有上下行程極限開(kāi)關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測(cè)各裝兩只掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動(dòng)套入

38、四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動(dòng)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。另外也防止制動(dòng)器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開(kāi)關(guān)和防碰撞板。行程極限開(kāi)關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動(dòng)停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時(shí)，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時(shí)，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止。</p><p><b>　　5．控制系

39、統(tǒng)</b></p><p>　　升降橫移式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動(dòng)、自動(dòng)、復(fù)位、急停四種控制方法。自動(dòng)控制應(yīng)用于平時(shí)的正常工作狀態(tài)，手動(dòng)控制應(yīng)用于調(diào)試、維修狀態(tài)，復(fù)位應(yīng)用于排除故障場(chǎng)合，急停應(yīng)用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場(chǎng)合。對(duì)于本文中所列的5車位升降橫移式立體停車設(shè)備，PLC 主要要控制二層三個(gè)升降電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和一層橫移電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和

40、系統(tǒng)報(bào)警顯示裝置等。</p><p>　　3.2定位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1定位控制系統(tǒng)的組成</p><p>　　系統(tǒng)主要由：PLC、組態(tài)監(jiān)控部分、電氣傳動(dòng)部分、檢測(cè)部分、手動(dòng)控制部分、支架模型組成。</p><p>　　PLC程序設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　a．１號(hào)車位、2號(hào)車位、3號(hào)車

41、位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)；</p><p>　　b．4號(hào)車位、5號(hào)車位只能左右移動(dòng)，不能上下移動(dòng)；</p><p>　　c．下排車位上的汽車可以直接開(kāi)出；</p><p>　　d．上排車位的汽車，要想開(kāi)出需要先按下相應(yīng)車位標(biāo)號(hào)呼叫按鍵，再按下叫車按鍵，然后下排車位先左右移動(dòng)，讓出位置，上排車位降至下層，再進(jìn)出車輛。</p><p>　　3

42、.2.2立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的原理</p><p>　　整個(gè)車庫(kù)設(shè)計(jì)由一臺(tái)PLC對(duì)車庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過(guò)PLC控制載車板縱橫傳動(dòng)裝置以完成對(duì)車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進(jìn)出。</p><p>　　立體車庫(kù)的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強(qiáng)電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號(hào)的采集、報(bào)警與控制輸出。PLC輸出信號(hào)給接

43、觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。強(qiáng)電系統(tǒng)包括載車板電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。車庫(kù)采用車位檢測(cè)裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位。系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開(kāi)關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停開(kāi)關(guān)，斷掉所有電機(jī)的電源，使載車盤無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。</p><p>　　系統(tǒng)輸出控制信號(hào)包括控制電機(jī)運(yùn)行方向信號(hào)，控制電機(jī)運(yùn)行信號(hào)，控制電磁鐵得、失電信號(hào)，控制燈光報(bào)警

44、信號(hào)，控制車庫(kù)照明信號(hào)。</p><p>　　升降橫移式立體車庫(kù)是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。其中，電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車庫(kù)的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)是整個(gè)車庫(kù)系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫(kù)系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”，框架是“軀體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著車庫(kù)的每個(gè)運(yùn)作過(guò)程，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。</p

45、><p>　　升降橫移式立體車庫(kù)的系統(tǒng)控制原理：操作者(人)要通過(guò)控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái)(界面)把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識(shí)別的控制信息通過(guò)輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來(lái)完成車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。其系統(tǒng)控制原理框圖，如圖3.4所示。</p><p>　　由于PLC的可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫(kù)，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制，特別是應(yīng)用在智能化要求

46、程度高、多車尾、大容量的現(xiàn)代化升降橫移式立體車庫(kù)中。PLC的可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　　圖 3.4 車庫(kù)系統(tǒng)控制原理框圖</p><p>　　在升降橫移式立體車庫(kù)中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn);其次是車庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上

47、升或下降到指定位置，采用了行程開(kāi)關(guān)。為了判斷載車板上有無(wú)車輛，采用了光電開(kāi)關(guān)。一般小型車庫(kù)選用按鈕操作，界面清楚，易于操作，但對(duì)于大型車庫(kù)來(lái)說(shuō)要用上位機(jī)來(lái)進(jìn)行對(duì)其控制。同時(shí)在車庫(kù)中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置，因本系統(tǒng)只有開(kāi)關(guān)量輸入而無(wú)模擬量輸入，憑可編程序控制器本身的抗干擾能力和隔離變壓器就能滿足要求，因此可不必再另外增加其它抗干擾措施。</p><p>　　3.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇</p

48、><p>　　3.3.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理</p><p>　　步進(jìn)式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是典型的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，執(zhí)行元件是步進(jìn)電機(jī)。它受驅(qū)動(dòng)控制線路的控制，將代表進(jìn)給脈沖的電平信號(hào)直接變換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移，并通過(guò)齒輪和絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。由于該系統(tǒng)沒(méi)有反饋檢測(cè)環(huán)節(jié)，它的精度較差，速度也受到步進(jìn)電機(jī)性能的限制。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，故在速度和精度要求不太高的場(chǎng)

49、合具有一定的使用價(jià)值。步進(jìn)電機(jī)的工作原理實(shí)際上是電磁鐵的作用原理。</p><p>　　目前，我國(guó)使用的步進(jìn)電機(jī)多為反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。在反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)中，有軸向分相和徑向分相兩種，圖3.1是一典型的單定子、徑向分相、反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。它與普通電機(jī)一樣，分為定子和轉(zhuǎn)子兩部分，其中定子又分為定子鐵心和定子繞組。定子鐵心由電工鋼片疊壓而成，其形狀如圖中所示。定子繞組是繞置在定子鐵心6個(gè)均勻分布的齒上的線圈，

50、在直徑方向上相對(duì)的兩個(gè)齒上的線圈串聯(lián)在一起，構(gòu)成一相控制繞組。圖3.5所示的步進(jìn)電機(jī)可構(gòu)成三相控制繞組，故也稱三相步進(jìn)電機(jī)。若任一相繞組通電，便形成一組定子磁極，其方向即圖中所示的NS極。在定子的每個(gè)磁極上，即定子鐵心上的每個(gè)齒上又開(kāi)了5個(gè)小齒，齒槽等寬，齒間夾角為9°，轉(zhuǎn)子上沒(méi)有繞組，只有均勻分布的40個(gè)小齒，齒槽也是等寬的，齒間夾角也是9°，與磁極上的小齒一致。此外，三相定子磁極上的小齒在空間位置上依次錯(cuò)開(kāi)1/3

51、齒距。</p><p>　　圖3.5單定子徑向分相反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的工作原理實(shí)際上是電磁鐵的作用原理。圖3.2是一種最簡(jiǎn)單的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，下面以它為例來(lái)說(shuō)明步進(jìn)電機(jī)的工作原理。</p><p>　　圖3.6(Ⅰ)中，當(dāng)A相繞組通以直流電流時(shí)，根據(jù)電磁學(xué)原理，便會(huì)在AA方向上產(chǎn)生一磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)電磁力的作用下，吸引轉(zhuǎn)子，使轉(zhuǎn)子

52、的齒與定子AA磁極上的齒對(duì)齊。若A相斷電，B相通電，這時(shí)新的磁場(chǎng)其電磁力又吸引轉(zhuǎn)子的兩極與BB磁極齒對(duì)齊，轉(zhuǎn)子沿順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)60°。通常，步進(jìn)電機(jī)繞組的通斷電狀態(tài)每改變一次，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度α稱為步距角。因此，圖3.6(Ⅰ)所示步進(jìn)電機(jī)的步距角α等于60°。如果控制線路不停地按A→B→C→A…的順序控制步進(jìn)電機(jī)繞組的通斷電，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子便不停地順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若通電順序改為A→C→B→A…，同理，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子將逆時(shí)針不

53、停地轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　上面所述的這種通電方式稱為三相三拍。還有一種三相六拍的通電方式，它的通電順序是：順時(shí)針為A → AB → B → BC → C → CA → A … ；逆時(shí)針為A → AC → C→ CB → B → BA →A…。若以三相六拍通電方式工作，當(dāng)A相通電轉(zhuǎn)為A和B同時(shí)通電時(shí)，轉(zhuǎn)子的磁極將同時(shí)受到A相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)和B相繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的共同吸引，轉(zhuǎn)子的磁極只好停在A和B兩相磁極之間，這

54、時(shí)它的步距角α等于30°。當(dāng)由A和B兩相同時(shí)通電轉(zhuǎn)為B相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子磁極再沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)30°，與B相磁極對(duì)齊。其余依此類推。采用三相六拍通電方式，可使步距角α縮小一半。圖3.6(Ⅱ)中的步進(jìn)電機(jī)，定子仍是A ，B ，C三相，每相兩極，但轉(zhuǎn)子不是兩個(gè)磁極而是四個(gè)。當(dāng)A相通電時(shí)，是1和3極與A相的兩極對(duì)齊，很明顯，當(dāng)A相斷電、B相通電時(shí)，2和4極將與B相兩極對(duì)齊。這樣，在三相三拍的通電方式中，步距角α等于30°

55、，在三相六拍通電方式中，步距角α則為15°。</p><p>　　圖3.6 步進(jìn)電機(jī)工作原理圖</p><p>　　(1) 步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子便轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)確定的角度，即步進(jìn)電機(jī)的步距角α；</p><p>　　(2) 改變步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向隨之改變；</p><p>　　(3) 步進(jìn)

56、電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)的改變速度越快，其轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度越快，即通電</p><p>　　狀態(tài)的變化頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速越高；</p><p>　　(4) 步進(jìn)電機(jī)步距角與定子繞組的相數(shù)m、轉(zhuǎn)子的齒數(shù)z、通電方式k有關(guān)，可用下式表示：</p><p><b>　　=360mzk</b></p><p>　　式中m相m拍時(shí)，k

57、=1；m相2m拍時(shí)，k=2；依此類推。</p><p>　　對(duì)于圖3.1所示的單定子、徑向分相、反應(yīng)式伺服步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)它以三相三拍通電方式工作時(shí)，其步距角為</p><p>　　=360mzk=36034013</p><p>　　若按三相六拍通電方式工作，則步距角為</p><p>　　=360mzk36034021.5</p>

58、<p>　　4.步進(jìn)電機(jī)的主要特性</p><p>　　(1) 步距角。步進(jìn)電機(jī)的步距角 是反映步進(jìn)電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過(guò)的角度。它是決定步進(jìn)伺服系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的重要參數(shù)。數(shù)控機(jī)床中常見(jiàn)的反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的步距角一般為 。步距角越小，數(shù)控機(jī)床的控制精度越高。</p><p>　　(2) 矩角特性、最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Mjmax和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Mq。矩角特性是步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)重

59、要特性，它是指步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩 與失調(diào)角 的變化規(guī)律。</p><p>　　(3) 啟動(dòng)頻率fq?？蛰d時(shí)，步進(jìn)電機(jī)由靜止突然啟動(dòng)，并進(jìn)入不丟步的正常運(yùn)行所允許的最高頻率，稱為啟動(dòng)頻率或突跳頻率。若啟動(dòng)時(shí)頻率大于突跳頻率，步進(jìn)電機(jī)就不能正常啟動(dòng)?？蛰d啟動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)定子繞組通電狀態(tài)變化的頻率不能高于該突跳頻率。</p><p>　　(4) 連續(xù)運(yùn)行的最高工作頻率fmax。步進(jìn)電機(jī)連續(xù)運(yùn)

60、行時(shí)，它所能接受的，即保證不丟步運(yùn)行的極限頻率，稱為最高工作頻率。它是決定定子繞組通電狀態(tài)最高變化頻率的參數(shù)，它決定了步進(jìn)電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速。</p><p>　　(5)加減速特性。步進(jìn)電機(jī)的加減速特性是描述步進(jìn)電機(jī)由靜止到工作頻率和由工作頻率到靜止的加減速過(guò)程中，定子繞組通電狀態(tài)的變化頻率與時(shí)間的關(guān)系。當(dāng)要求步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)到大于突跳頻率的工作頻率時(shí)，變化速度必須逐漸上升；同樣，從最高工作頻率或高于突跳頻率的工作頻率停

61、止時(shí)，變化速度必須逐漸下降。逐漸上升和下降的加速時(shí)間、減速時(shí)間不能過(guò)小，否則會(huì)出現(xiàn)失步或超步。我們用加速時(shí)間常數(shù)Ta和減速時(shí)間常數(shù)Td來(lái)描述步進(jìn)電機(jī)的升速和降速特性，如圖 3.7所示。</p><p>　　圖 3.7加減速特性曲線</p><p>　　3.3.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型</p><p>　　在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類型選擇，其次是具體的品種

62、選擇，在該立體車庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用2相8拍混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；在進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比i、軸向力Tt、額定轉(zhuǎn)矩Tn和運(yùn)行頻率Fy，以確定不進(jìn)電動(dòng)機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。</p><p>　　步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有如下特點(diǎn)：</p><p>　　1、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移與輸入脈沖數(shù)嚴(yán)格成正比。因此,當(dāng)它轉(zhuǎn)一

63、圈后,沒(méi)有累計(jì)誤差,具有良好的跟隨性。</p><p>　　2、由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電路組成的開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng),既簡(jiǎn)單、廉價(jià),叉非?？煽俊Ｍ瑫r(shí),它也可以與角度反饋環(huán)節(jié)組成高性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,易于啟停、正反轉(zhuǎn)及變速。</p><p>　　4、速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)整,低速下仍能獲得較大轉(zhuǎn)矩,因此一般可以不用減速器而直

64、接驅(qū)動(dòng)負(fù)載。</p><p>　　5、步進(jìn)電機(jī)只能通過(guò)脈沖電源供電才能運(yùn)行,不能直接使用交流電源和直流電源。</p><p>　　6、步進(jìn)電機(jī)存在振蕩和失步現(xiàn)象,必須對(duì)控制系統(tǒng)和機(jī)械負(fù)載采取相應(yīng)措施。</p><p>　　4 升降橫移式立體車庫(kù)系統(tǒng)軟件方面的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1可編程控制器的選擇</p><

65、;p>　　系統(tǒng)核心部分采用三菱FX2N為控制元件，它是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程控制器。它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá)0.08us，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了很多大型可編程控制器。它功能強(qiáng)大實(shí)用，價(jià)格便宜，工作穩(wěn)定可靠，24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，采用繼電器輸出形式，可驅(qū)動(dòng)交直流負(fù)載，負(fù)載電流在2A左右。220V AC供電。并且輸入端內(nèi)部自帶24V直流電源，還可為負(fù)載提供直流電源。</p><p>　　4.1.1 PL

66、C的概述</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)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(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 可編程序控制器是六十年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)的，目的是

67、用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（Sequence Controller)。 提出PLC 概念的是美國(guó)通用汽車公司。當(dāng)時(shí)，根據(jù)汽車制造業(yè)生產(chǎn)線的需要，希望用電子化的新型控制器替代繼電器控制盤，以減少汽車改型時(shí)，重新設(shè)計(jì)制造繼電器控制盤的成本和時(shí)間。隨著半導(dǎo)體技術(shù)尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展， 到七十年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出組件和外圍電路也都

68、采用了中 、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時(shí)的“PLC”已不再是僅有邏輯 （Logic）判斷功能了，同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通訊功能。 美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA</p><p>　　4.1.2 PLC的選型及特點(diǎn)</p><p>　　1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　?。?）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)

69、部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。 （3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。</p><p>

70、　　2 .通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便</p><p>　　PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。</p><p>　　3.功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣</p&

71、gt;<p>　　現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。</p><p>　　4.編程簡(jiǎn)單，容易掌握</p><p>　　目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工

72、廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。</p><p>　　5.減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量</p><p>　　由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中

73、間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。</p><p>　　6.體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便</p><p>　　PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PL

74、C的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。以三菱公司的F1-40M型PLC為例：其外型尺寸僅為305×110×110mm，重量2.3kg，功耗小于25VA；而且具有很好的抗振、適應(yīng)環(huán)境溫、濕度變化的能力?，F(xiàn)在三菱公司又有FX系列PLC，與其超小型品種F1系列相比：面積為47%,體積為36%，在系統(tǒng)的配置上既固定又靈活，輸入輸出可達(dá)24～128點(diǎn)。</p><p>　　

75、4.2定位控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1檢測(cè)點(diǎn)與控制點(diǎn)發(fā)分布 </p><p><b>　　1 檢測(cè)點(diǎn)分布：</b></p><p>　?。?）載車板上汽車停放到位否檢測(cè)</p><p>　　采用光電開(kāi)關(guān)在底層進(jìn)行掃描檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在載車板前后位置均進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)有

76、車輛停放不到位時(shí)，車就把光電關(guān)光源擋住，此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作，只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。</p><p>　?。?）載車板上有無(wú)車檢測(cè)</p><p>　　在每個(gè)載車板上的一條對(duì)角線上安放一套光電開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)載車板上有無(wú)車。</p><p>　　（3）車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位檢測(cè)</p><p>　　只有下層載車板有平移運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)車位

77、上分別安裝一只限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)載車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位。</p><p>　?。?）載車板升降是否到位檢測(cè)</p><p>　　只有上層載車板有升降運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)載車板垂直運(yùn)動(dòng)的軌道上，在低層和上層分別安裝一只限位開(kāi)關(guān)，用于檢測(cè)載車板下降和上升是否到位。</p><p>　　（5）上層載車板吊鉤是否掛好檢測(cè)</p><p>　　控制吊鉤動(dòng)作的電

78、磁鐵上有一反饋信號(hào)，可用于指示吊鉤是否已把載車板掛好。</p><p><b>　　2 控制點(diǎn)分布</b></p><p>　?。?）一層載車板左右平移控制</p><p>　　一層載車板只有兩個(gè)，每個(gè)載車板只有左右移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，采用帶自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。</p><p>　?。?）二層載車板升降橫移運(yùn)動(dòng)控制&l

79、t;/p><p>　　二層載車板有三個(gè)，每個(gè)載車板有橫移、升降四個(gè)動(dòng)作，采自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。</p><p><b>　?。?）吊鉤動(dòng)作控制</b></p><p>　　只有二的載車板使用吊鉤，每個(gè)載車板用2 套吊鉤，吊鉤用電磁鐵控制。</p><p>　　根據(jù)依據(jù)需要控制的電機(jī)、電磁鐵和檢測(cè)點(diǎn)等條件，建立電氣線路

80、。</p><p>　　4.2.2 電氣系統(tǒng)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　PLC接線設(shè)計(jì)：在升降橫移式立體停車庫(kù)中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開(kāi)關(guān)。為了判斷載車板上有無(wú)車輛，采

81、用了光電開(kāi)關(guān)。同時(shí)在車庫(kù)中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置，其簡(jiǎn)化接線圖見(jiàn)圖4.2所示。</p><p>　　圖 4.2 簡(jiǎn)化PLC接線圖</p><p>　　電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)：在存取車時(shí)車位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個(gè)動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時(shí)，地面層車位不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個(gè)車位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。這些在

82、程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來(lái)解決。如圖4.3所示。</p><p>　　圖 4.3 電機(jī)控制原理圖</p><p>　　本文所設(shè)計(jì)的PLC存取車控制系統(tǒng)只針對(duì)上層的車位，而對(duì)于1層車位，存取車直接開(kāi)進(jìn)開(kāi)出即可。控制軟件采用梯形圖語(yǔ)言編寫。程序流程見(jiàn)圖。需要說(shuō)明的是，載車板用鏈條依靠載車板上的吊點(diǎn)懸吊在托架上，在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，防墜（安全）掛鉤掛住載車板。在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時(shí)運(yùn)用了“并行分

83、支與匯合”的技巧，所謂并行分支指的是各分支流程可同時(shí)執(zhí)行，待各流程動(dòng)作全部結(jié)束后，根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動(dòng)作。即如果選擇第二層載車板進(jìn)出車，可以使一層平移左移或右移，這樣，控制系統(tǒng)能自動(dòng)處理設(shè)備動(dòng)作順序之間的聯(lián)鎖或雙重輸出，而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便，可節(jié)約大量時(shí)間，提高工作效率。</p><p>　　本設(shè)計(jì)的動(dòng)作規(guī)則：1、2、3號(hào)車位的車只能上下移動(dòng)，不可橫移。5、6號(hào)車位只能橫移，不可上下。因

84、為車位只有1到6號(hào)，所以鍵盤只可輸入1到6當(dāng)中的數(shù)字。輸入其他數(shù)字無(wú)效，同時(shí)只能輸入一個(gè)數(shù)字，新輸入的數(shù)字將覆蓋舊的輸入值。</p><p>　　4.3 PLC定位控制系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　見(jiàn)附錄1</b></p><p>　　4.4存取車信號(hào)處理操作</p><p>　　自動(dòng)存取車系統(tǒng)一般

85、由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號(hào)識(shí)別與移動(dòng)載車盤兩個(gè)過(guò)程。用戶進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過(guò)判斷卡號(hào)，自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置，開(kāi)啟車庫(kù)門，縮短存取車的時(shí)間。存車時(shí)，司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入庫(kù)，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車完成后，車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉。移動(dòng)載車盤時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)包括超長(zhǎng)檢測(cè)、到位檢測(cè)、極限位置

86、檢測(cè)、人員誤入檢測(cè)、急停信號(hào)檢測(cè)等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長(zhǎng)度超出車庫(kù)允許的長(zhǎng)度，所有載車盤將不進(jìn)行動(dòng)作，若檢測(cè)到急停信號(hào)，將停止一切動(dòng)作，直至急停信號(hào)消失。以上信號(hào)均為硬件信號(hào)，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號(hào)，比如時(shí)間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號(hào)失靈時(shí)保證主體設(shè)備及車輛的安全。</p><p><b>　　1 存車操作</b></p><p>　　司

87、機(jī)駕駛車輛從車庫(kù)入口進(jìn)入。在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過(guò)程完畢，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開(kāi)車進(jìn)入車庫(kù)。車輛進(jìn)入后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉。劃卡的同時(shí)，控制器讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫(kù)單元門自動(dòng)打開(kāi)。司機(jī)開(kāi)車進(jìn)入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫(kù)，用IC卡在車庫(kù)出口處晃一下IC卡，車庫(kù)單元門自動(dòng)關(guān)閉。完成存車操作。</p><p><b>　　2 取車操作&l

88、t;/b></p><p>　　司機(jī)進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫(kù)單元門自動(dòng)打開(kāi)，司機(jī)進(jìn)入車庫(kù)，開(kāi)車出來(lái)，在車庫(kù)出口處的自動(dòng)讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機(jī)接受信息，上位控制機(jī)自動(dòng)記錄、扣費(fèi)，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開(kāi)車出場(chǎng)，出場(chǎng)后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉；同時(shí)，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，對(duì)應(yīng)的車庫(kù)單元

89、門自動(dòng)關(guān)閉，取車操作完畢。車庫(kù)在運(yùn)行過(guò)程中，有完備的自我保護(hù)裝置。一系列光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)等對(duì)載車盤準(zhǔn)確運(yùn)行到位起著決定性的作用；獨(dú)特的防墜落裝置、斷繩報(bào)警裝置、超速保護(hù)裝置對(duì)車輛的安全起到保護(hù)作用。 車輛超長(zhǎng)檢測(cè)、車輛停車不到位檢測(cè)、以及人員誤入檢測(cè)等信號(hào)對(duì)車輛及人員的安全起著決定性的作用。</p><p><b>　　5 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p&

90、gt;　　隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的騰飛，城市化進(jìn)程加快，汽車越來(lái)越快的走進(jìn)工薪階層家庭，而土地越來(lái)越緊缺的情況下，為解決城市停車難的問(wèn)題，立體車庫(kù)是必然出路。我國(guó)立體車庫(kù)發(fā)展雖經(jīng)歷了十來(lái)年的發(fā)展，但仍處于初級(jí)的停車功能，是最原始的使用階段，它的設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待于完善和開(kāi)發(fā)。為此對(duì)立體車庫(kù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和潛在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。本文在參閱了國(guó)內(nèi)外有關(guān)立體停車庫(kù)的大量資料的前提下，對(duì)升降橫移式立體車庫(kù)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)裝置和控制系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致

91、研究，得出了以下重要的結(jié)論：</p><p>　　1.通過(guò)大量的調(diào)研工作，對(duì)自動(dòng)化立體車庫(kù)的發(fā)展特點(diǎn)和發(fā)展方向進(jìn)行了總結(jié)，通過(guò)對(duì)市場(chǎng)需求的分析和對(duì)比國(guó)內(nèi)外立體車庫(kù)的發(fā)展?fàn)顩r，分析了智能立體車庫(kù)廣闊的市場(chǎng)前景和趨勢(shì)。</p><p>　　2.為提高車庫(kù)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)車庫(kù)構(gòu)架的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，節(jié)省了鋼材，降低了建造成本。</p><p>　　3.在分析目前立體

92、車庫(kù)常用的傳動(dòng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，確定了本車庫(kù)的機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)方案。分析各種載車板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟(jì)的方案。</p><p>　　4.針對(duì)智能立體車庫(kù)的功能要求，提出了控制系統(tǒng)的詳細(xì)方案。為達(dá)到車庫(kù)中的檢測(cè)要求，確定了經(jīng)濟(jì)而適用的傳感器。在車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)中，選用了三菱公司的PLC可編程控制器，并對(duì)PLC功能和特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)的分析，給出了接線圖和控制程序。</p><p><

93、;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張啟君，《立體車庫(kù)的主要型式及技術(shù)特點(diǎn)》，機(jī)電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，1999</p><p>　　[2] 付翠玉，關(guān)景泰，《立體車庫(kù)發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[M]》，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2005</p><p>　　[3] 中國(guó)重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)，停車設(shè)備管理委員會(huì)編， 《機(jī)械式立體車庫(kù)[M]》，海洋出版社， 2

94、001</p><p>　　[4] 中國(guó)重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)，停車設(shè)備管理委員會(huì)編， 《機(jī)械式立體車庫(kù)[M]》，海洋出版社， 2001</p><p>　　[5] 任伯森等，《機(jī)械式立體車庫(kù)》，海洋出版社，2001</p><p>　　[6] 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《簡(jiǎn)易升降類機(jī)械式停車設(shè)備》1999</p><p>　　[7] 中華人民共

95、和國(guó)機(jī)械工業(yè)部，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《機(jī)械式停車設(shè)備類別、型式與基本參數(shù)》，1998</p><p>　　[8] 國(guó)家機(jī)械工業(yè)局，機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備》，1999</p><p>　　[9] 李正吾等編著，《機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用[M]》，機(jī)械工業(yè)出版社，1990</p><p>　　[10] 盧金鼎，山靜民主編，《機(jī)電一體化技術(shù)[M]》，中國(guó)輕工業(yè)出版社