基于plc的立體停車庫畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要………………………………………………………………………………..Ⅰ</p><p>　　1 緒 論……………………………………………………………………………… 1</p><p>　　1.1 立體停車庫發(fā)展概況</p><p>　　1.2研

2、究立體停車庫的意義</p><p>　　1.3本論文要完成的主要任務(wù)</p><p>　　2 可編程控制技術(shù)的研究</p><p>　　2.1 可編程控制器的發(fā)展歷程</p><p>　　2.2 可編程控制器的特點(diǎn)</p><p>　　2.3 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.

3、4 可編程控制器的應(yīng)用領(lǐng)域</p><p>　　2.5可編程控制器的工作原理</p><p>　　2.6 可編程控制器的編程語言</p><p>　　2.7 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的基本基本原則</p><p>　　3 立體停車庫硬件設(shè)計</p><p>　　3.1 硬件器件簡介</p><p>

4、　　3.1.1 行程開關(guān)</p><p>　　3.1.2 光電開關(guān)</p><p>　　3.1.3 升降電機(jī)</p><p>　　3.1.4 橫移電機(jī)</p><p><b>　　3.1.5 按鈕</b></p><p><b>　　3.2 硬件設(shè)計</b></p>

5、;<p>　　3.2.1 升降橫移式立體車庫簡介</p><p>　　3.2.2 車庫外觀圖設(shè)計</p><p>　　3.2.3 立體停車庫的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　3.2.4 立體停車庫的控制形式</p><p>　　4 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC型號的選擇<

6、;/p><p>　　4.1.1 I/O點(diǎn)數(shù)的確定</p><p>　　4.1.2 選定PLC</p><p>　　4.1.3 控制系統(tǒng)I/O地址分配</p><p>　　4.2 PLC控制程序設(shè)計</p><p>　　4.2.1控制流程圖</p><p>　　4.2.2 1號車位程序運(yùn)行過程及

7、說明</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　立體停車場PLC控制系統(tǒng)設(shè)計研究

8、</p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面

9、移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額。升降橫移式立體停車庫作為一種新興的停車設(shè)備，以其獨(dú)特的特點(diǎn)應(yīng)用在酒店、賓館、機(jī)關(guān)單位以及居民小區(qū)等各種場所。</p><p>　　S7-200 PLC是西門子公司生產(chǎn)的一種小型PLC，其許多功能達(dá)到大、中型PLC的水平，而價格卻和小型PLC一樣。因此，一經(jīng)推出就受到

10、廣泛的關(guān)注。特別是S7-200 CPU22*系列的PLC產(chǎn)品，由于它具有多種功能模塊和人機(jī)界面可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且很容易組成PLC網(wǎng)絡(luò)。同時，它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計時更加簡單，幾乎可以完成所有功能的控制任務(wù)。S7-200 CPU226 具有24個輸入點(diǎn)數(shù)，16個輸出點(diǎn)數(shù)，同時它還可以進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展后擴(kuò)展模塊的可用點(diǎn)數(shù)達(dá)到248個。</p><p>　　在

11、立體車庫控制系統(tǒng)中除了主控制器PLC以外，還需要一些其他的主令電器才能構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)，其中最主要的有光電開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、電動機(jī)、接觸器以及熱繼電器。光電開關(guān)是光電傳感器在系統(tǒng)中是用來檢測車輛是否超長及鏈條是否出現(xiàn)故障；行程開關(guān)應(yīng)用于限制載車板是否平移到預(yù)定位置；電動機(jī)通過正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)載車板的升降及左右移動；接觸器有很多觸點(diǎn)，可以通過接觸器來控制觸點(diǎn)的閉合與斷開；熱繼電器是為保護(hù)電動機(jī)而設(shè)置的，防止電動機(jī)出現(xiàn)過熱而燒毀。立體停

12、車庫系統(tǒng)的基本原理：從結(jié)構(gòu)上來說，通常立體停車庫除頂層外的其他層都必須留出一個空位，用來向載車盤提供上升和下降的通道。當(dāng)車輛位于底層時，無需移動其他托盤就可以直接取出車；若準(zhǔn)備將車存于底層，同樣不需要移動其他層的載車盤，直接將車駛?cè)爰纯?。但若車輛存于中間層或頂層，在存取車時，則需要判斷預(yù)存取車位處所在的下方是否為空，不為空則要通過橫移將車位以下的托盤調(diào)整為空，進(jìn)行平移操作后，在進(jìn)行下降至一層，進(jìn)行存取車。整體操作時，遵循底層托盤只進(jìn)行平

13、移操作，頂層托盤只能進(jìn)行升降操作，中間層既可平移又可升降操作的原則。升降橫移式立體停車庫根據(jù)其工作原理以及實際的運(yùn)動規(guī)</p><p>　　升降橫移式立體停車庫具有非常廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展前景，其未來的發(fā)展方向就是要使停車庫實現(xiàn)真正的智能化，以互聯(lián)網(wǎng)為依托，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。操作人可通過靈活多樣，比較友好的人機(jī)界面，控制靈活，系統(tǒng)的安全性和可靠性高。 </p><p>　　關(guān)鍵詞: 立體停車庫，

14、控制系統(tǒng)，可編程控制器</p><p>　　Introduction</p><p>　　As the car surge caused the problem of parking in the city continued to deteriorate, and as the solution of static traffic in city -- the effective mea

15、sures to the space, develop to the high level of automated parking equipment, with its small area, parking rate is high, flexibility, high efficiency and low consumption, cost-effective, safe and reliable, more and more

16、people in favor of. Currently on the market common stereo parking garage: the type of lifting, vertical circulation class, multil</p><p>　　S7-200PLC is a Siemens company production of a small PLC, many of it

17、s functions to achieve the big, medium-sized PLC level, while prices and small PLC. Therefore, once introduced by the widespread concern. Especially the S7-200CPU22* series PLC products, because it has a variety of funct

18、ion module and a man-machine interface options available, so the system is very convenient, and is easy to form PLC network. At the same time, it has fully functional programming and industrial control configurat</p&g

19、t;<p>　　In stereo garage control system in addition to the main controller PLC outside, still need some other main electrical appliances can constitute a complete system, of which the most important are photoelect

20、ric switch, trip switch, close to switch, motor, contactor, thermal relay. Photoelectric switch photoelectric sensor in the system is used to detect whether the vehicle length and whether the chain failure; the stroke sw

21、itch is applied to limit the car carrying board whether the translation to </p><p>　　Lifting transverse-moving stereo parking garage has a very broad space for development and prospects for development, its

22、development direction in the future is to make the garage to achieve real intelligence, based on the Internet, network. The operator can through flexible and diverse, friendly man-machine interface, flexible control, the

23、 system security and reliability.</p><p>　　Key words: stereo parking garage, control system, programmable controller</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1立體停車庫簡介</p>

24、;<p>　　立體停車庫設(shè)備的應(yīng)用已有30多年的歷史了發(fā)展較早、較好的有日本、韓國、臺灣省、德國等眾所周知，我國經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了近30年的高速增長之后，大眾對生活質(zhì)量的要求日益提高，“衣食住行”中的“行”提高到一個新的高度。隨之而來的交通方面的情況也日加緊張，而這包含了動態(tài)與靜態(tài)兩個方面。如同城市中由平房改建成高樓大廈一樣，停車也從平面轉(zhuǎn)向立體化停放，立體停車在靜態(tài)交通中已經(jīng)占有越來越重要的地位。立體停車庫與傳統(tǒng)的地下車庫相比

25、，在許多方面都顯示出優(yōu)越性首先是節(jié)地優(yōu)勢，以往的地下車庫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，而如果采用雙層立體停車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，可以節(jié)省土地資源和減少土建開發(fā)成本。例如北京印度尼西亞駐華大使館未建多層立體停車庫前平面只能放五輛車，現(xiàn)建成三層立體升降橫移類停車庫后，能停放13輛車，基本能滿足駐華大使館要求。

26、人們普遍認(rèn)為停車設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景良好，并已被譽(yù)為21世紀(jì)最熱門的行業(yè)之一。</p><p>　　1.2課題背景及研究意義</p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高，世界各大中城市轎車擁有量的迅速膨脹，車輛的增加、交通擁擠所造成的商場、酒店車位限制，使得車主為停車發(fā)愁。因此，擴(kuò)展停車場引起人們的廣泛關(guān)注。普通露天停車場和建筑物下的停車場雖然停車方便，但占地面積廣，且停車數(shù)量

27、有限，加上當(dāng)今土地價格突飛猛進(jìn)增長。因此，減少土地占用成本，充分利用立體空間，緩解城市中道路空間小的矛盾，減少污染，規(guī)范和科學(xué)管理汽車的停放，建立立體停車場已經(jīng)刻不容緩。升降橫移式立體停車庫是一種比較典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品形式，它主要涉及機(jī)械、電子、建工等多個領(lǐng)域，它需要各方面的專業(yè)技術(shù)人員協(xié)同工作。在現(xiàn)代化大都市中，升降橫移式立體車庫已經(jīng)滲入到人們的各個生活領(lǐng)域，在機(jī)關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，升降橫移式立體停車庫成了一道必不

28、可少的基礎(chǔ)設(shè)施。但是我國的機(jī)械式停車庫技術(shù)發(fā)展比較晚，大部分還沿用著日本80年代的技術(shù)。經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)械式車庫的現(xiàn)有功能已落后于人們的要求?，F(xiàn)有車庫技術(shù)的不足主要表現(xiàn)在取車得時間比較長，智能化程度比較低，安全程度不夠，設(shè)計型式比較陳舊。上海和北京等地現(xiàn)有的許多高質(zhì)量的立體停車庫，都是運(yùn)用大量的外匯從國外進(jìn)</p><p><b>　　1.3課題研究范圍</b></p>&l

29、t;p>　　本課題研究的是基于PLC的立體停車場，通過對升降橫移式智能立體車庫的研究，采用綜合比較的方法進(jìn)行系統(tǒng)選型與控制系統(tǒng)方案的確定，探討可編程控制器（PLC）作為控制核心在智能化立體車庫系統(tǒng)中的應(yīng)用，來實現(xiàn)對系統(tǒng)的智能化設(shè)計。</p><p>　　第一章主要講本課題的介紹、研究意義和研究范圍。第二章是系統(tǒng)整體設(shè)計，包括方案論證和具體的設(shè)計說明。第三章講可編程邏輯控制器(PLC)概述，包括PLC簡介，基

30、本結(jié)構(gòu)，應(yīng)用領(lǐng)域，編程語言和設(shè)計的基本原則。前三章為硬件的設(shè)計做了鋪墊。第四章講系統(tǒng)的硬件設(shè)計，介紹了設(shè)計中用到的主要硬件器件及車庫控制系統(tǒng)的硬件配置。第五章是軟件設(shè)計部分，包括I/O分析及分配，軟件的流程和典型程序的說明。</p><p>　　2 立體停車庫整體設(shè)計</p><p>　　2.1立體停車庫方案論證</p><p>　　隨著汽車的急增致使城市停車難問題

31、不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。</p><p>　　目前市面上常見的立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)車庫市場占有絕

32、對優(yōu)勢的市場份額。升降橫移式立體停車庫作為一種新興的停車設(shè)備，以其獨(dú)特的特點(diǎn)應(yīng)用在酒店、賓館、機(jī)關(guān)單位以及居民小區(qū)等各種場所。</p><p>　　本文主要以升降橫移式立體停車庫為研究對象，對其進(jìn)行控制系統(tǒng)研究與設(shè)計。升降橫移式立體車庫利用托盤左右移位產(chǎn)生垂直通道，實現(xiàn)車位升降存取車輛。在系統(tǒng)中，PLC作為控制器直接控制車庫運(yùn)行，工控機(jī)作為上位機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)視整個車庫的運(yùn)行狀態(tài)，實現(xiàn)車庫的安全運(yùn)行和管理。停車庫

33、控制系統(tǒng)的硬件和軟件相互依托，相互補(bǔ)充，才能有效地以最低的成本完成對車庫系統(tǒng)的控制。升降橫移式立體停車庫具有非常廣闊的發(fā)展空間和發(fā)展前景，其未來的發(fā)展方向就是要使停車庫實現(xiàn)真正的智能化，以互聯(lián)網(wǎng)為依托，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。操作人可通過靈活多樣，比較友好的人機(jī)界面，控制靈活，系統(tǒng)的安全性和可靠性高。</p><p>　　在工業(yè)自動化控制中，最常用的三種控制方式有單片機(jī)控制、可編程控制器控制和繼電器控制，這三種控制方式各有優(yōu)

34、缺點(diǎn)。</p><p>　　在20世紀(jì)80年代以來單片微機(jī)依它的控制功能強(qiáng)、體積小、成本低、功耗小、成本低和使用方便等優(yōu)勢得到飛速發(fā)展。理論上也可用于立體停車庫系統(tǒng)，但實際上在立體停車庫的控制系統(tǒng)中，單片微機(jī)控制卻沒有得到廣泛的推廣應(yīng)用，其原因主要有以下幾點(diǎn):</p><p>　　單片機(jī)只是一個芯片，用單片機(jī)直接開發(fā)控制系統(tǒng)，還必須進(jìn)行系統(tǒng)硬軟件設(shè)計和抗干擾設(shè)計才能付諸應(yīng)用，這里包含大量個

35、性化及針對性的設(shè)計，對開發(fā)者要就相當(dāng)高，工作量大、成本高、編程比較復(fù)雜、開發(fā)周期長，有很強(qiáng)的針對性；</p><p>　　控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，系統(tǒng)調(diào)試耗時比較多；</p><p>　　抗干擾能力比較弱，所以對現(xiàn)場工作環(huán)境要求很苛刻；</p><p>　　單片機(jī)自身就是弱電驅(qū)動，若用于控制必須添加多個驅(qū)動裝置，而隨著驅(qū)動環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可靠性不僅下降，而且大大提

36、高系統(tǒng)的復(fù)雜程度，編程復(fù)雜，容易出錯；</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用范圍主要是大批量重復(fù)生產(chǎn)的民用消費(fèi)品以及小批量產(chǎn)品，特別是儀器儀表，家電以及小型控制系統(tǒng)。</p><p>　　PLC和繼電器相比具有明顯的優(yōu)勢：</p><p><b>　　A. 控制方式 </b></p><p>　　繼電器控制是采用硬件接線（硬接

37、線）實現(xiàn)過程控制，即利用導(dǎo)線把繼電器、接觸器的線圈以及它們的開關(guān)的觸點(diǎn)按邏輯關(guān)系順次連接起來完成既定的邏輯控制。一量系統(tǒng)設(shè)計完成后，若想改變或增加功能將十分困難；由于繼電器的觸點(diǎn)有限，其靈活性和擴(kuò)展性也受到制約。</p><p>　　PLC通過編制程序?qū)崿F(xiàn)各種邏輯控制，控制要求改變，只需改變用戶程序即可，故稱“軟連接”。它的接線少，體積和功耗小。</p><p><b>　　B.

38、 控制速度</b></p><p>　　繼電器控制是靠繼電器的觸點(diǎn)的通斷實現(xiàn)控制的，其動作頻率受制于機(jī)械結(jié)構(gòu)，動作速度慢；機(jī)械觸點(diǎn)的現(xiàn)抖動現(xiàn)象會引起系統(tǒng)的誤操作。</p><p>　　PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實現(xiàn)控制，速度極快并且PLC內(nèi)部有嚴(yán)格的同步，不會出現(xiàn)抖動問題。</p><p><b>　　C. 延時控制</b>

39、</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)的延時控制是靠時間繼電器的滯后動實現(xiàn)，精度不高且易受環(huán)境溫度和濕度的影響，調(diào)整時間困難。</p><p>　　PLC用半導(dǎo)體集成電路作定時器，精度高。定時器數(shù)量多，用戶可隨意更改設(shè)定值。</p><p><b>　　D. 控制數(shù)據(jù)類型</b></p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)一般只能

40、進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制。</p><p>　　PLC除了能進(jìn)行開關(guān)量的邏輯控制外，還具有模擬量控制、數(shù)據(jù)處理、能通訊聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)監(jiān)控等功能，可實現(xiàn)多種復(fù)雜控制。</p><p>　　E. 可靠性和可維護(hù)性</p><p>　　繼電器控制系統(tǒng)使用大量的機(jī)械觸點(diǎn)，連線多而復(fù)雜而且壽命短，系統(tǒng)的可靠性和維護(hù)性都較差。</p><p>　　PLC采用微電

41、子技術(shù)，開關(guān)動作由無觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路完成，因此壽命長，可靠性高。PLC本身的監(jiān)測和自診斷功能，方便現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)。</p><p>　　此外，PLC具有如下特點(diǎn)：</p><p>　　a. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。</p><p>　　PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。此外，PLC帶有硬件

42、故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。</p><p>　　b. 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)。</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。</p><p>　　c. 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。&l

43、t;/p><p>　　d. 系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造。</p><p>　　e. 體積小，重量輕，能耗低。</p><p>　　綜合以上原因，選擇PLC來進(jìn)行立體車庫控制是最為合適的。</p><p>　　2.2 整體方案設(shè)計</p><p>　　升降橫移立體車庫車位結(jié)構(gòu)為N*M二維矩陣形式，可設(shè)計為多

44、層、多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時間的限制，通常設(shè)計為2到4層(國家規(guī)定最高為4層)，其中以2、3層者居多，實際上可以根據(jù)泊車的多少決定立體車庫的規(guī)模。車庫提供的總車位容量為：P=N*M-(N-1)，其中N為二維矩陣的行，即車庫的層數(shù)；M為二維矩陣的列，即車庫的列數(shù)。</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上來說，通常立體停車庫除頂層外的其他層都必須留出一個空位，用來向載車盤提供上升和下降的通道。當(dāng)車輛位于底層時，無需移動其

45、他托盤就可以直接取出車；若準(zhǔn)備將車存于底層，同樣不需要移動其他層的載車盤，直接將車駛?cè)爰纯?。但若車輛存于中間層或頂層，在存取車時，則需要判斷預(yù)存取車位處所在的下方是否為空，不為空則要通過橫移將車位以下的托盤調(diào)整為空，進(jìn)行平移操作后，在進(jìn)行下降至一層，進(jìn)行存取車。整體操作時，遵循底層托盤只進(jìn)行平移操作，頂層托盤只能進(jìn)行升降操作，中間層既可平移又可升降操作的原則。</p><p>　　本次設(shè)計一個雙層5車位的升降橫移

46、式立體車庫，兩層平面為：上平面U和下層平面M。上平面U只能進(jìn)行升降動作，下層平面M只能進(jìn)行平移動作。立體車庫中總共有6個車位，其中一個為空位向載車盤提供上升和下降的通道，另外5個車位用于存放車輛。當(dāng)下層平面M車位進(jìn)出車時，不需要移動其他托盤就可直接進(jìn)行進(jìn)出車處理。當(dāng)上平面U車位進(jìn)出車時，首先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降動作到達(dá)下層平面M，進(jìn)行進(jìn)出車處理，進(jìn)出車完畢后上升回到原位置

47、。根據(jù)運(yùn)動的規(guī)律存取車的過程主要包括3個步驟:</p><p>　　1.為了讓出空位，載車板需要橫移;</p><p>　　2.為了存取車，需要載車板的升降;</p><p>　　3.載車板左右橫移一個準(zhǔn)確的停車位行程和升降到準(zhǔn)確的位置。</p><p>　　下圖是一個兩層平面立體車庫的結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　

48、圖 2-1 立體停車庫示意圖</p><p>　　3 可編程邏輯控制器(PLC)概述</p><p>　　3.1 PLC 簡介</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，具有大量的開關(guān)量順序控制，要求按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集等。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）

49、公司公開招標(biāo)，提出研制能夠取代繼電器的控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，簡稱Programmable Controller（PC）。</p><p>　　個人計算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Co

50、ntroller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。</p><p>　　PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字量、模擬量的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與

51、工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。</p><p>　　上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30-40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，而且在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。</p><p>　　現(xiàn)今，PLC已經(jīng)具有通用性強(qiáng)、使用

52、方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。在可預(yù)見的將來，PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的主導(dǎo)地位，是其他控制技術(shù)無法取代的。</p><p>　　3.2 PLC基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC采用典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，其實質(zhì)就是一種工業(yè)控制計算機(jī)。PLC主要由中央處理單元、存儲器、輸入/輸出接口、編程器、電源以及其他電路組成。如圖3-1所示。</p>

53、<p>　　圖3-1 PLC基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1、中央處理單元CPU</p><p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成。CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來

54、的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令，但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。</p>

55、<p><b>　　2、I/O模塊</b></p><p>　　輸入模塊和輸出模塊簡稱I/O模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU 模塊的橋梁。PLC通過I/O接口可以檢測被控對象或被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)。以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為PLC對被控對象進(jìn)行控制的信息依據(jù)。同時PLC又通過I/O接口將處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，以實現(xiàn)控制。</p><p><b

56、>　　3、內(nèi)存</b></p><p>　　內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。不同機(jī)型的PLC期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機(jī)單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機(jī)型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴(kuò)展。</p><p><b>　　4、編程器</b></p><p>　　編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的

57、器件，用于編寫程序、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。某些PLC也配有手持型編程器，目前一般由計算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。</p><p><b>　　5、電源模塊</b></p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流

58、電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。</p><p>　　6、PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備</p><p>　　為了擴(kuò)展PLC的功能，除了I/O接口外，PLC還配置了其他一些接口，主要有：</p><p><b>　　I/O擴(kuò)展接口</b></p><p><b>　　智能I/O接口&l

59、t;/b></p><p><b>　　通信接口</b></p><p><b>　　3.3 工作原理</b></p><p>　　最初研制生產(chǎn)的PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的： </p><p>　　繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，

60、即如果這個繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)（包括其常開或常閉觸點(diǎn)）在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。 </p><p>　　PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作。 </p><p>　　為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異

61、，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動作時間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合，PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。 </p><p><b>　　1、掃描技術(shù) </b></p><p>　　當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過

62、程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。</p><p>　　A. 輸入采樣階段 </p><p>　　在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階

63、段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 </p><p>　　B.用戶程序執(zhí)行階段 </p><p>　　在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的

64、控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果

65、會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 </p><p><b>　　C.輸出刷新階段 </b></p><p>　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路

66、驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　2、PLC的I/O響應(yīng)時間 </p><p>　　為了增強(qiáng)PLC的抗干擾能力，提高其可靠性，PLC的每個開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)和為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC采用了不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式（掃描技術(shù)）。以上兩個主要原因，使得PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時

67、間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。 </p><p>　　所謂I/O響應(yīng)時間指從PLC的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號的改變所需的時間。其最短的I/O響應(yīng)時間如圖3-2與最長的I/O響應(yīng)時間如圖3-3所示： </p><p>　　圖3-1 最短I/O響應(yīng)時間</p><p>　　圖3-2 最長I/O響應(yīng)時間</p>&l

68、t;p>　　以上是一般的PLC的工作原理，但在現(xiàn)代出現(xiàn)的比較先進(jìn)的PLC中，輸入映像刷新循環(huán)、程序執(zhí)行循環(huán)和輸出映像刷新循環(huán)已經(jīng)各自獨(dú)立的工作，提高了PLC的執(zhí)行效率。在實際的工控應(yīng)用之中，編程人員應(yīng)當(dāng)知道以上的工作原理，才能編寫出質(zhì)量好、效率高的工藝程序。</p><p><b>　　3.4 應(yīng)用領(lǐng)域</b></p><p>　　PLC已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在很多工業(yè)

69、部門，隨著其性能價格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個方面：</p><p>　　A. 邏輯控制功能。用PLC的與、或、非指令取代繼電器觸電串聯(lián)、并聯(lián)和其他邏輯連接，進(jìn)行控制。</p><p>　　B. 定時/計數(shù)控制功能。用PLC提供的定時器，計數(shù)器指令實現(xiàn)對某種操作的定時和計數(shù)控制。</p><p>　　C. 順序控制功能。用步進(jìn)指令來實現(xiàn)在

70、有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制。</p><p>　　D.數(shù)據(jù)處理功能。PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算數(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼操作。</p><p><b>　　E.運(yùn)動控制功能。</b></p><p><b>　　F.通信聯(lián)網(wǎng)功能。</b></p&

71、gt;<p><b>　　G.監(jiān)控功能。</b></p><p><b>　　3.5 編程語言</b></p><p>　　PLC是專為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，主要使用對象是廣大工程技術(shù)人員及操作維修人員。為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用微機(jī)的編程語言，而常常采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程。主要有梯形

72、圖（LAD/LD），順序功能圖（SFC/流程圖），功能塊圖（FBD），指令表（STL/助記符）。本設(shè)計用梯形圖（LAD/LD）。梯形圖的特點(diǎn)：</p><p>　　梯形圖中的繼電器不是物理繼電器(硬件繼電器)，每個繼電器實際上是映像寄存器中的一位，因此稱為“軟繼電器”。相應(yīng)位的狀態(tài)為“l(fā)”時，表示該繼電器線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開；相應(yīng)位的狀態(tài)為“0”時，表示該繼電器線圈失電，其常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)

73、閉合。梯形圖是由這些“軟繼電器”組成的控制線路，但它們并不是真正的物理連接，而是邏輯關(guān)系上的連接，稱為“軟接線”。 </p><p>　　每個繼電器對應(yīng)映像寄存器中的一位，其狀態(tài)可以反復(fù)讀取，因此可以認(rèn)為繼電器有無限多個常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，在程序中可以被反復(fù)使用，沒有數(shù)量限制。假想電流”(虛電流、概念電流、能流)。假想電流只能單方向流動：從左向右流動，層次改變只能先上后下。輸入繼電器供PLC接收外部輸入信號，而不

74、是由內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)驅(qū)動，因此，梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)輸入繼電器的線圈。</p><p>　　輸出繼電器供PLC作輸出控制用。梯形圖中可出現(xiàn)輸出繼電器的觸點(diǎn)和線圈。當(dāng)梯形圖中輸出繼電器線圈滿足接通條件時，就表示在對應(yīng)的輸出點(diǎn)有輸出信號。當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時，PLC就開始按照梯形圖符號排列的先后順序(從上到下、從左到右)逐一處理，也就是說，PLC對梯形圖是按掃描方式順序執(zhí)行程序。</p

75、><p>　　3.6 設(shè)計的基本原則</p><p>　　任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時，應(yīng)遵循以下基本原則：</p><p>　　A. 最大限度地滿足被控對象的控制要求</p><p>　　B. 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠</p><p>　　C.

76、 力求簡單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便</p><p>　　D. 適應(yīng)發(fā)展的需要</p><p>　　4 立體停車庫硬件設(shè)計</p><p><b>　　4.1系統(tǒng)硬件組成</b></p><p>　　立體停車庫主要是由框架結(jié)構(gòu)部分、傳動部分、載車板部分、控制部分、安全防護(hù)措施五大部分配置而成的。</p><

77、;p>　　4.1.1 框架結(jié)構(gòu)部分</p><p>　　停車設(shè)備框架主要為鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)框架主要由橫梁、縱梁、導(dǎo)軌、托盤等部件組成?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是整個車庫的支撐部分，主框架體系由水平方向的梁和垂直方向的梁通過剛性節(jié)點(diǎn)連接而成。鋼結(jié)構(gòu)框架采用熱軋H型鋼、槽鋼、角鋼、鋼板焊接成型、鋼帶，用高強(qiáng)度螺栓聯(lián)接成框架結(jié)構(gòu)，具有較好的強(qiáng)度和剛度，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)要求，有單柱形式、跨梁形式、后懸臂形式等。跨梁形式中應(yīng)用比較典型的

78、是二柱結(jié)構(gòu)型式，這種型式的停車設(shè)備的最大優(yōu)點(diǎn)視野寬闊，存取車方便。不利的方面主要表現(xiàn)在對設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)框架的強(qiáng)度、剛度、設(shè)計要求高。它主要用于二層升降橫移類立體停車庫。</p><p><b>　　4.1.2傳動部分</b></p><p>　　傳動部分是升降橫移式立體車庫的主要組成部分。在整個車庫中傳有兩大部分:一是橫移傳動部分;二是升降傳動部分。</

79、p><p><b>　　A.橫移傳動部分</b></p><p>　　橫移轉(zhuǎn)動系統(tǒng)負(fù)責(zé)停車托盤在橫梁上的橫移運(yùn)動。橫移轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)一般由電機(jī)、變頻器、驅(qū)動輪和從動輪、導(dǎo)軌組成。底層橫移轉(zhuǎn)動系統(tǒng)與載車板做成一體，其它層的橫移轉(zhuǎn)動系統(tǒng)均置于車位架上，轉(zhuǎn)動軸工作性能好壞將直接影響到整個車庫的工作狀況，由升降橫移式立體停車庫的工作原理可知，除了頂層的載車板不需要橫移外，其他層載車板均

80、需要通過每層的橫移導(dǎo)軌左右移動，為上層的載車板升降提供空位。</p><p><b>　　B.升降傳動部分</b></p><p>　　升降轉(zhuǎn)動是車庫轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的主要部分，負(fù)責(zé)托盤與車輛的升降運(yùn)動。它利用電動機(jī)、鏈條等裝置將車板從底層車位提升到上層車位，或?qū)④嚢鍙纳蠈榆囄幌陆抵恋讓榆囄唬瑢崿F(xiàn)升降存取車，升降轉(zhuǎn)部分由電動機(jī)、變頻器、鏈輪、鏈條等組成，運(yùn)行時，電動機(jī)帶動鏈輪

81、轉(zhuǎn)動，鏈輪帶動鏈條，通過電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制托盤的上下升降運(yùn)動。在存取車操作時，升降系統(tǒng)將所要存取的車輛通過停車托盤提升到指定位置，或?qū)⑤d有車輛的托盤從指定位置落下。</p><p>　　4.1.3 載車板部分</p><p>　　載車板用來承載車輛的裝置，按結(jié)構(gòu)形式有框架式和拼板式兩種?？蚣苁禽d車板用型鋼和鋼板焊接承載框架，并多數(shù)采用中間突起結(jié)構(gòu)，在兩側(cè)停車通道和中間凸起的頂面鋪設(shè)不同厚度

82、的鋼板。這種載車板的優(yōu)點(diǎn)是可按需要設(shè)置行車通道寬度，并具有較好的導(dǎo)入功能，適合車型變化較多的小批量生產(chǎn)。拼板式載車板用鍍鋅鋼板一次沖壓或滾壓成組裝件，采用咬合拼裝成載車板，用螺栓緊固連接，拼裝前可以先對組件進(jìn)行各種表面處理，如電鍍、烤漆等，使載車板輕巧、美觀。</p><p>　　4.1.4控制系統(tǒng)部分</p><p>　　升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)主要由主回路和控制回路組成。主回路主

83、要控制載車板的升降和橫移，其設(shè)備主要是橫移小電機(jī)(專用減速機(jī))和升降大電機(jī)(專用減速機(jī)，帶剎車)。控制回路主要是針對人、車的安全而設(shè)計的各種控制回路。</p><p>　　控制系統(tǒng)的控制形式有可編程控制器PLC(Programmable Logic Controller)控制、微電腦控制和總線控制等，這些硬件通過軟件來控制各類繼電器、接觸器的動作，來完成設(shè)備的升降、橫移動作。</p><p&g

84、t;　　4.1.5 安全防護(hù)裝置與可靠性</p><p>　　為了保證載車板運(yùn)行過程的安全性，必須采取傳動系統(tǒng)自鎖保險設(shè)計和安全掛鉤保險設(shè)計。如鏈條傳動采用制動電機(jī)，無論發(fā)生什么情況，都處于自我保護(hù)狀態(tài)。控制安全掛鉤運(yùn)動的電磁鐵上，必須有一反饋信號，以指示掛鉤是否已把托盤掛好。</p><p><b>　　A. 安全防護(hù)</b></p><p>

85、;　　系統(tǒng)由安全掛鉤、光電傳感器、反饋元件、上下限位開關(guān)、橫移限位開關(guān)等組成。由反饋元件輸出監(jiān)測信號至PLC，安全鉤的收放動作由PLC控制繼電器予以執(zhí)行。該部分充分利用各種限位開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)、光電開關(guān)檢測托盤、車體的位置與運(yùn)行狀態(tài)，采用接觸器、繼電器執(zhí)行對電動機(jī)的啟停控制，系統(tǒng)要求開關(guān)邏輯嚴(yán)格互鎖，保障存取車的安全可靠。</p><p><b>　　B.可靠性措施</b></

86、p><p>　　系統(tǒng)通過精確定位來提高人員在存取車過程中的安全可靠性，如行程開關(guān)的設(shè)置保證托板能平移到預(yù)定位置以及托盤能上升或下降到準(zhǔn)確位置，行程開關(guān)邏輯要嚴(yán)格互鎖，系統(tǒng)連鎖控制。</p><p><b>　　4.2主要元器件</b></p><p>　　在本文設(shè)計的升降橫移式立體停車庫系統(tǒng)中主要用來實現(xiàn)系統(tǒng)功能的硬件有行程開關(guān)、光電開關(guān)、控制按鈕

87、、接觸器、中間繼電器及熱繼電器。下面作簡單的介紹。</p><p>　　4.2.1 行程開關(guān)</p><p>　　行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，當(dāng)其與生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動部件產(chǎn)生碰撞，行程開關(guān)便發(fā)出控制信號，將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以實現(xiàn)對機(jī)械運(yùn)動的電氣控制。</p><p>　　圖4-1 行程開關(guān)外形圖</p><p>　　行程開關(guān)的種類很多，它有動合觸

88、點(diǎn)和動斷觸點(diǎn)，由裝在運(yùn)動部件上的擋塊來撞動。當(dāng)運(yùn)動部件到達(dá)一定行程位置時，其上的擋塊撞動行程開關(guān)，使動合觸點(diǎn)閉合，動斷觸點(diǎn)斷開。</p><p>　　行程開關(guān)的結(jié)構(gòu)可以分為操作頭、觸頭系統(tǒng)和外殼3部分。它的工作原理是:當(dāng)操作頭感受到運(yùn)動部件的碰撞后，將力傳遞到觸頭系統(tǒng)，使觸頭的開閉狀態(tài)發(fā)生變換，觸頭已接在控制電路中，從而使相應(yīng)的電器動作，達(dá)到控制的目的。為了保證存取車可靠安全,系統(tǒng)要精確定位，行程開關(guān)的設(shè)置保證了

89、載車板能平移到預(yù)定位置，但行程開關(guān)邏輯要嚴(yán)格互鎖。</p><p><b>　　4.2.2光電開關(guān)</b></p><p>　　光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測是否存在物體。物體不僅限于金屬，所有能夠反射光線的物體均可被檢測到。立體停車庫中，光電開關(guān)主要用來檢測車庫有無車的檢測裝置以及檢測車庫

90、是否?？康轿?。光電開關(guān)由投光器、受光器和電源組成，投光器常用發(fā)光二級管，受光器常用光敏元件。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號后射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。</p><p>　　光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端（圖3-1）和接收端（圖3-2）之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達(dá)到探測的目的。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合

91、得到應(yīng)用。</p><p>　　4.2.3 控制按鈕</p><p>　　控制按鈕是一種接通或分?jǐn)嘈‰娏麟娐返闹髁铍娖?，其結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。觸頭允許通過的電流電流較小，一般不超過5 A，主要用在低壓控制中，手動發(fā)出控制信號。</p><p>　　控制按鈕由按鈕帽、復(fù)位彈簧、橋式動靜觸頭和外殼等組成。一般為復(fù)合式，即同時具有常開、常閉觸頭。按下時常閉觸頭先斷，然后

92、常開觸頭閉合。去掉外力后在復(fù)位彈簧的作用下，常開觸頭斷開，常閉觸頭復(fù)位。</p><p><b>　　4.2.4接觸器</b></p><p>　　接觸器是一種用于頻繁的接通或斷開的交直流電路、大容量控制電路等大電流電路的切換電器。在功能上接觸器除了能自動切換外，還有手動開關(guān)所缺乏的遠(yuǎn)距離操作動能和施壓保護(hù)功能，但沒有自動開關(guān)所具有的過載和短路保護(hù)功能。</p&

93、gt;<p>　　它的工作原理是：當(dāng)接觸器線圈通電后，線圈電流會產(chǎn)生磁場，產(chǎn)生的磁場使靜鐵心產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心，并帶動交流接觸器點(diǎn)動作：常閉觸點(diǎn)斷開，常開觸點(diǎn)閉合，兩者是聯(lián)動的。當(dāng)線圈工作原理斷電時，電磁吸力消失，銜鐵在釋放彈簧的作用下釋放，使觸點(diǎn)復(fù)原：常開觸點(diǎn)斷開，常閉觸點(diǎn)閉合。</p><p>　　接觸器按流過接觸器觸頭的電流性質(zhì)可分為交流接觸器和直流接觸器。</p><

94、p>　　交流接觸器適用于控制電壓至380V、電流至600A的50Hz的交流電路。鐵芯由雙E型硅鋼片疊成，在靜鐵芯端面上嵌入短路環(huán)。</p><p>　　直流接觸器主要用于電壓440V、電流600A以下的直流電路中，其結(jié)構(gòu)與工作原理基本上與交流接觸器相同，所不同的是除了觸頭電流和線圈電壓為直流外，其觸頭大多采用滾動接觸的指型觸頭，輔助觸頭則采用點(diǎn)接觸的橋型觸頭。</p><p>　　4

95、.2.5 中間繼電器</p><p>　　中間繼電器的結(jié)構(gòu)和原理和交流接觸器基本相同，和接觸器的主要區(qū)別在于：接觸器的主觸頭可以通過大電流，而中間繼電器的觸頭只能通過小電流。所以，它只能用于控制電路中。 它一般是沒有主觸點(diǎn)的，因為過載能力比較小。所以它用的全部都是輔助觸頭，數(shù)量比較多。　　中間繼電器是將一個輸入信號變成一個或多個輸出信號的繼電器。它的輸入信號為線圈的通電或斷電。它的輸出是觸頭的動作（所帶常開點(diǎn)閉

96、合，常閉點(diǎn)打開），它的觸點(diǎn)接在其它控制回路中，通過觸點(diǎn)的變化導(dǎo)致控制回路發(fā)生變化（例如導(dǎo)通或截止）。當(dāng)線圈通電時,靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力,將動鐵芯吸合,由于觸頭系統(tǒng)是和動鐵芯聯(lián)動的,因此動鐵芯帶動動觸片同時運(yùn)行,觸點(diǎn)閉合,從而接通電源。當(dāng)線圈斷電時,吸力消失, 動鐵芯聯(lián)動部分依靠彈簧的反作用力而分離,使主觸頭斷開,切斷電源。</p><p>　　4.2.6 熱繼電器</p><p>　　熱繼電

97、器是用于電動機(jī)或其它電氣設(shè)備、電氣線路的過載保護(hù)的保護(hù)電器。 </p><p>　　電動機(jī)在實際運(yùn)行中，如拖動生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行工作過程中，若機(jī)械出現(xiàn)不正常的情況或電路異常使電動機(jī)遇到過載，則電動機(jī)轉(zhuǎn)速下降、繞組中的電流將增大，使電動機(jī)的繞組溫度升高。若過載電流不大且過載的時間較短，電動機(jī)繞組不超過允許溫升，這種過載是允許的。但若過載時間長，過載電流大，電動機(jī)繞組的溫升就會超過允許值，使電動機(jī)繞組老化，縮短電動機(jī)的使用

98、壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)闺妱訖C(jī)繞組燒毀。所以，這種過載是電動機(jī)不能承受的。熱繼電器就是利用電流的熱效應(yīng)原理，在出現(xiàn)電動機(jī)不能承受的過載時切斷電動機(jī)電路，為電動機(jī)提供過載保護(hù)的保護(hù)電器。 </p><p>　　4.3 I/O 地址分配</p><p>　　輸入/輸出單元通常也稱I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件。 PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)

99、作為PLC對被控制對象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對象，以實現(xiàn)控制目的。在本次立體停車場的設(shè)計中是選用S7—200系列中的CPU226 DC/DC/DC，它的可用輸入點(diǎn)數(shù)為24，可用輸出點(diǎn)數(shù)為16。系統(tǒng)CPU采用的是24輸入／16輸出的西門子S7-200系列PLC中的226DC／DC／DC，用到其中的16個輸入和14個的輸出，I／O點(diǎn)分配是輸入從IO．O至I1.7，輸出從QO.0到Q0.7。</p&

100、gt;<p>　　根據(jù)設(shè)計要求,其輸入點(diǎn)共30個：車位選擇開關(guān)6個,車位限位開關(guān)6個，光電檢測2個，下層載車板平移行程開關(guān)3個，鏈條檢測輸入3個，緊急停止按鈕和復(fù)位按鈕各1個，防墜落安全裝置的電磁鐵輸入3個，電動機(jī)熱繼電器輸入5個。輸出點(diǎn)共10個：電動機(jī)接觸器輸出5個，電磁鐵輸出3個，蜂鳴器和警燈。 </p><p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計的要求及選定的PLC型號,確定系統(tǒng)I/O地址分配如下表所

101、示：</p><p>　　表4-1 I/O地址分配表</p><p><b>　　續(xù)表4-1 </b></p><p>　　根據(jù)I/O分配表，可以畫出PLC主機(jī)的硬件接線圖見附錄A。</p><p><b>　　5 軟件設(shè)計</b></p><p><b>　

102、　5.1控制流程圖</b></p><p>　　本文設(shè)計的升降橫移式立體停車庫系統(tǒng)其存取車控制只針對上層(2層)車位,而對于下層（1位）車位存取車直接開進(jìn)開出即可。</p><p>　　軟件在設(shè)計不同層進(jìn)出車程序時運(yùn)用了“并行分支與匯合”的技巧,所謂并行分支指的是各分支流程可同時執(zhí)行,待各流程動作全部結(jié)束后,根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件,匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第二層托盤進(jìn)出車,可以使一層

103、平移(左移或右移),這樣控制系統(tǒng)能自動處理設(shè)備動作順序之間聯(lián)鎖和雙重輸出,而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便,可節(jié)約大量時間,提高工作效率。</p><p><b>　　流程圖說明:</b></p><p>　　(1) PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，初始脈沖SM0.1對狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位。</p><p>　　(2)復(fù)位后對系統(tǒng)進(jìn)行安全檢

104、測，如果系統(tǒng)沒有出現(xiàn)故障，則選取上層將要存取車的載車板號位。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障則對系統(tǒng)進(jìn)行故障處理，直到系統(tǒng)安全。</p><p>　　(3)選取車位號后判斷該車位對應(yīng)的下層是否有托盤，如果有托盤則對托盤進(jìn)行左右平移直到建立了下降通道為止。</p><p>　　(4) 建立下降通道后，把所選載車板上的防墜落掛鉤彈開，彈開后載車板開始下降</p><p>　　(5)下降

105、到底層后進(jìn)行存取車</p><p>　　(6)存取車完畢后，托盤上升直到頂層</p><p><b>　　程序流程見下圖:</b></p><p>　　5.4 主程序梯形圖</p><p>　　PLC作為控制器，需要相應(yīng)的程序來實現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行，在PLC所有編寫的程序中，梯形圖是用的最廣泛的一種，在此次設(shè)計中程序也是用梯形

106、圖來編的，對程序的分析如下。</p><p>　　PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時，初始脈沖SM0.1對狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位，并將狀態(tài)S0.0置1。</p><p>　　此段程序用到特殊狀態(tài)寄存器SM0.1。</p><p>　　SM系統(tǒng)狀態(tài)位賦值如下：</p><p>　　SM是特殊標(biāo)志寄存器，特殊內(nèi)存字節(jié)SM0.0 - SM0.7提供八個位，

107、在每次掃描周期結(jié)尾處由S7-200 CPU更新。程序可以讀取這些位的狀態(tài)，然后根據(jù)位值作出決定。</p><p>　　符號名 SM 地址 用戶程序讀取SMB0狀態(tài)數(shù)據(jù)</p><p>　　Always_On SM0.0 該位總是打開。</p><p>　　First_Scan_On SM0.1 首次掃描周期時該位打開，一種用途

108、是調(diào)用初始化子程 序。</p><p>　　Retentive_Lost SM0.2 如果保留性數(shù)據(jù)丟失，該位為一次掃描周期打開。該位 可用作錯誤內(nèi)存位或激活特殊啟動順序的機(jī)制。</p><p>　　RUN_Power_Up SM0.3 從電源開啟條件進(jìn)入RUN（運(yùn)行）模式時，該位為一次掃描周期打開。該位可用于在啟動操作之前提供機(jī)器預(yù)熱時間。</p&

109、gt;<p>　　Clock_60s SM0.4 該位提供時鐘脈沖，該脈沖在1分鐘的周期時間內(nèi)OFF（關(guān)閉）30秒，ON（打開）30秒。該位提供便于使用的延遲或1分鐘時鐘脈沖。</p><p>　　Clock_1s SM0.5 該位提供時鐘脈沖，該脈沖在1秒鐘的周期時間內(nèi)OFF（關(guān)閉）0.5秒，ON（打開）0.5秒。該位提供便于使用的延遲或1秒鐘時鐘脈沖。</p>