畢業(yè)報(bào)告立體停車庫設(shè)計(jì).docx

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畢業(yè)設(shè)計(jì)報(bào)告 課題：立體停車庫設(shè)計(jì) 系 部 電氣工程系 專 業(yè) 電氣自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 目錄 目錄 I 摘要 II 第一章 序言 1 1.1 引言 1 1.2 立體停車庫的選題背景和意義 1 2.1 整體方案 3 2.1.1 控制系統(tǒng)的輸入,輸出分析 4 2.2. 元件的選型 5 2.2.1 PLC的選型 5 2.2.2 CPU的選型 7 2.2.3光電開關(guān)的選擇 7 2.2.4 控制按鈕的選擇 8 2.2.5 行程開關(guān)的選擇 8 2.2.6 電傳感器的選擇 8 2.2.7 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 9 2.3 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì) 10 2.3.1 外圍接線圖 11 2.4 模擬電路 12 3.1 硬件電路組成部分 14 3.3 流程圖 16 3.4 接口設(shè)計(jì) 16 第四章 立體停車庫的軟件設(shè)計(jì)及程序 20 4.2 Step7-Micro/WIN32編程軟件簡介 22 4.3 STEP7的程序結(jié)構(gòu) 24 4.4 PPI連接 24 4.5 程序分析 25 第五章 立體停車庫的監(jiān)控與調(diào)試 31 5.1 安全監(jiān)測系統(tǒng) 31 5.2 調(diào)試與仿真 31 第六章 結(jié)論 33 6.1、論文總結(jié) 33 6.2、感想 33 致 謝 34 摘要 當(dāng)汽車以一種改變生活方式的姿態(tài)向我們走來，并成為這個(gè)時(shí)代的城市標(biāo)志時(shí)，然而消費(fèi)者的汽車卻被迫停泊在城市規(guī)劃的無奈中。所以實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉儲(chǔ)設(shè)施迫切需求，而立體車庫的誕生解決了這一難題。 本文介紹了升降橫移式立體停車庫的工作原理，確定了以PLC為主控單元的控制方案，并對(duì)控制系統(tǒng)的輸入，輸出進(jìn)行了詳細(xì)分析，完成了控制系統(tǒng)的輸入，輸出分配和PLC選型，設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的程序流程圖，完成立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 立體停車庫屬于倉儲(chǔ)設(shè)施,專門為各類車輛自動(dòng)停放，科學(xué)寄存.其由鋼構(gòu)架、回轉(zhuǎn)臺(tái)（采用埋人式）、輸送車或升降電梯、監(jiān)控操作臺(tái)及輔助設(shè)備（消防、配電、防盜機(jī)構(gòu)）六大部分聯(lián)合構(gòu)成,目前，在國內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，人口密度較大的城市中開發(fā)推廣,并已經(jīng)日趨成熟。 關(guān)鍵詞：立體停車庫；PLC；行程開關(guān) 第一章 序言 1.1 引言 車輛無處停放的問題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近30-40年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(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，而如果采用雙層機(jī)械車庫，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，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(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，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機(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低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(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，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)眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 1.2 立體停車庫的選題背景和意義 當(dāng)前隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和人們購買力的增強(qiáng)，汽車已經(jīng)逐漸走入普通家庭，特別是私家車的數(shù)量迅速增長，一些大型城市面臨“車多位少”的困境，迫使很多車主直接把車停在道路上，一方面影響了交通暢通，帶來了交通安全隱患，另一方面也不利于車輛的管理，車輛容易被破壞或者被盜，給車主帶來財(cái)產(chǎn)損失，而與此相對(duì)應(yīng)的城市交通停車建設(shè)的緩慢，與現(xiàn)有的車輛數(shù)量產(chǎn)生很大的矛盾，形成目前城市停車現(xiàn)狀的尷尬局面。 盡管交管部門進(jìn)行了一些靈活變通的有益嘗試，主要是在不影響動(dòng)態(tài)交通（行車）、非機(jī)動(dòng)車和行人的前提下，設(shè)立路邊停車位，以及在臨時(shí)空地上設(shè)立停車場。 我國的土地資源緊張，在現(xiàn)有的土地資源上建設(shè)那么多的停車場，顯然是不可行的，如何才能充分利用有限的土地資源讓其盡可能的停放更多的車輛呢？通常有以下集中解決的辦法：廣場式停車場、路邊停車區(qū)、機(jī)械式立體停車庫、地下停車場等，在城市的中心寸土寸金的土地資源不可能用來做廣場型停車場和路邊停車，地下車庫由于其造價(jià)高和施工周期長的問題，而立體停車庫能充分的利用有限的土地資源，發(fā)揮其空間優(yōu)勢，在有限的土地上最大限度的停發(fā)車輛，同時(shí)也更好的對(duì)停放車輛進(jìn)行統(tǒng)一的管理，成為了解決停車問題的很有效的途徑，國家經(jīng)茂委已經(jīng)將“城市立體停車庫”列為近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)，因此立體停車庫是具有廣闊的發(fā)展前景的。 當(dāng)前立體車庫系統(tǒng)存在的問題： (1)機(jī)械停車設(shè)備應(yīng)用不廣泛,缺乏一定的了解與認(rèn)識(shí)； (2)機(jī)械停車泊位現(xiàn)狀供應(yīng)規(guī)模小,停車設(shè)備類型單一； (3)現(xiàn)有的械式停車庫基本屬于配建,實(shí)際投入運(yùn)營率不高； (4)缺乏政策扶持,推廣建設(shè)速度緩慢； (5)現(xiàn)有規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)陳舊落后,報(bào)建項(xiàng)目實(shí)施難度大。 但隨著人們對(duì)社區(qū)生活的要求不斷變化提高，對(duì)汽車的需求成為大多數(shù)人的愿望的時(shí)候，建造立體車庫一定會(huì)形成人們的共識(shí)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象除了和停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展本身涉及到停車立法、收費(fèi)政策、城市規(guī)劃、交通管理等諸多方面困難和阻礙之外，停車設(shè)備設(shè)計(jì)本身存在缺限，設(shè)計(jì)制造成本過高而導(dǎo)致的車輛收費(fèi)過高，關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)水平低下也是主要問題之一。第二章 立體停車庫的電氣控制系統(tǒng) 2.1 整體方案 升降橫移立體停車庫車位結(jié)構(gòu)為N*M二維矩陣形式，可設(shè)計(jì)為多層，多列。由于受接連裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制，通常設(shè)計(jì)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(shí)際上可以根據(jù)泊車的多少?zèng)Q定立體停車庫的規(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，及車庫的層數(shù)，M為二維矩陣的列，即車庫的列數(shù)。 本次設(shè)計(jì)一個(gè)雙層5車位的升降橫移式立體停車庫：上平面U和下層面M。上平面U只能進(jìn)行升降動(dòng)作，下層平面M只能進(jìn)行平移動(dòng)作。立體車庫中總共有6個(gè)車位，其中一個(gè)為空車位向載車板提供上升和下降的通道，另外5個(gè)車位用于存放車輛。當(dāng)下層平面M車位進(jìn)出車時(shí)，不需要移動(dòng)其他托盤就可以直接進(jìn)行進(jìn)出車的處理。當(dāng)上平面U車位進(jìn)出車時(shí)，首先要判斷其對(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，直到下方為空才可以進(jìn)行下降動(dòng)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來的位置，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律存取車的過程包括三個(gè)步驟： 1. 為了燃?xì)饽莻€(gè)觸控為，載車板需要橫移； 2. 為了存取車，需要載車板的升降； 3. 載車板左右橫移一個(gè)準(zhǔn)確的停車位行程開關(guān)和升降到準(zhǔn)確的位置。 升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理：操作者(人)要通過控制系統(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)別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來完成車庫現(xiàn)場的運(yùn)作。其系統(tǒng)控制原理框圖,如圖2-1所示 圖2-1 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 在升降橫移式立體車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn);其次是車庫內(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，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。一般小型車庫選用按鈕操作，界面清楚，易于操作，但對(duì)于大型車庫來說要用上位機(jī)來進(jìn)行對(duì)其控制。同時(shí)在車庫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)只有開關(guān)量輸入而無模擬量輸入，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。 升降橫移立體停車庫以停放轎車為主,其代價(jià)較昂貴,而且立體停車庫使用時(shí)涉及到人身和車輛的安全,所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性要求非常高。整個(gè)車庫設(shè)計(jì)由一臺(tái)PLC對(duì)車庫進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，PLC采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置,集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體,可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便,適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣的環(huán)境,因此在立體停車庫控制系統(tǒng)中通常采用PLC作為電控系統(tǒng)的核心。 2.1.1 控制系統(tǒng)的輸入,輸出分析 輸入分析: (1) 觸摸屏. 觸摸屏是控制系統(tǒng)的操作界面,應(yīng)該設(shè)有車位的選擇,啟動(dòng)\停止,急停,自動(dòng)\手動(dòng)切換等控制按鈕. (2) 讀卡器. 讀卡器用于識(shí)別車主信息,便于管理. (3) 控制柜. 在入口處設(shè)有電器控制柜,所有電氣控制元件均裝于柜內(nèi),控制柜上還有手動(dòng)控制按鈕,用于實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控制. (4) 傳感器. 包括光電傳感器,行程開關(guān),限位開關(guān)等. 輸出分析: (1) 平移和升降電機(jī). 載車板的左右平移和上下移動(dòng)由電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制. (2) 防滑裝置. 當(dāng)頂層載車板停放完畢后,為防止載車板墜落,在相應(yīng)的位置裝有防墜裝置,由點(diǎn)此驅(qū)動(dòng)打開和關(guān)閉. (3) 車庫的指示裝置. 運(yùn)行燈,報(bào)警器和警鈴.車庫中的車位動(dòng)作時(shí),運(yùn)行燈亮,提醒人員注意;當(dāng)出現(xiàn)緊急狀態(tài)時(shí)，報(bào)警燈閃爍，同時(shí)警鈴響起。 2.2. 元件的選型 2.2.1 PLC的選型 PLC由原始可編程控制器發(fā)展至今,其產(chǎn)品種類繁多,功能也不盡相同,按其結(jié)構(gòu)形式的不同,主要可把PLC分為整體式(單元式)和組合式(模塊式). 整體式PLC是將中央處理器,存儲(chǔ)器,輸入單元,輸出單元,電源,通信端口,I\O口擴(kuò)展端口等組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成的一個(gè)整體,它具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊,體積小,性價(jià)比高的特點(diǎn).微型,小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu),整體式的結(jié)構(gòu)如圖2-2所示 圖2-2 整體式結(jié)構(gòu) 組合式PLC是把PLC的各個(gè)組合部分劃分為若干個(gè)單獨(dú)的模塊,并將這些模塊獨(dú)立地進(jìn)行物理封裝,如CPU模塊,電源模塊,I\O模塊和其他功能模塊,各個(gè)模塊可以插在帶有總線的底板上,組合結(jié)構(gòu)PLC的特點(diǎn)是配置靈活,輸入接點(diǎn),輸出接點(diǎn)的數(shù)目可以靈活選擇,各種功能模塊可以根據(jù)需要自由選擇,組合式PLC的組合如圖2-3所示 圖2-3 組合式PLC的組成示意圖 PLC的工作原理 可編程控制器作為一種基于計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制裝置,作為電氣控制裝置,PLC必須接入電路,與主令器件,傳感器及執(zhí)行器件共同構(gòu)成系統(tǒng)才能承擔(dān)控制任務(wù),PLC將工業(yè)控制中的各種信號(hào)和運(yùn)算結(jié)果存入自己的輸入儲(chǔ)存單元中,并將運(yùn)算結(jié)果通過設(shè)備去控制執(zhí)行器已完成各種工業(yè)任務(wù)控制. 作為輸入存儲(chǔ)單元及輸出存儲(chǔ)單元聯(lián)系的應(yīng)用程序則是控制的核心,即可編程控制器PLC的應(yīng)用程序是表達(dá)存儲(chǔ)單元之間相互聯(lián)系的,存儲(chǔ)單元的狀態(tài)代表控制系統(tǒng)中的各種事件,而可編程控制器執(zhí)行應(yīng)用程序以完成既定的控制任務(wù).如圖2-4所示 圖2-4 PLC的工作過程 PLC的運(yùn)行工作過程大體可以分為三部分. (1). 第一部分是上電處理過程,PLC開始工作是要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化,包括硬件初始化,I\O模塊配置檢查,停電范圍設(shè)置等,這些都需要通過上電處理. (2). 第二部分是掃描過程,當(dāng)PLC運(yùn)行時(shí),需要執(zhí)行縱多的操作,但CPU不能同時(shí)去執(zhí)行這么多的操作,只能按分時(shí)操作,這種工作方式就是串行工作方式,也成為PLC的掃描工作方式.PLC用掃描的工作方式執(zhí)行用戶程序時(shí),從第一條程序開始,在沒有中斷或者跳轉(zhuǎn)控制的情況下,按照用戶程序存儲(chǔ)的先后順序,逐條執(zhí)行程序,直到執(zhí)行完成,然后再次從頭開始,這樣往往復(fù)復(fù)的執(zhí)行下去. (3). 第三部分是出錯(cuò)處理,PLC在沒掃描一次,就會(huì)執(zhí)行自診斷檢查一次,確定PLC是否正常動(dòng)作,如CPU,電池電壓,I\O,程序存儲(chǔ)器等,如果出現(xiàn)異常,CPU自身的動(dòng)作面板上的LED及異常繼電器就會(huì)接通,在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼,當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí),CPU就會(huì)被強(qiáng)制停止為STOP方式,所有的掃描停止. PLC是目前世界上在工業(yè)控制方面應(yīng)用最為廣泛的控制器，發(fā)展到今天已經(jīng)具有較多的種類，每類PLC都有較多的型號(hào)。以三菱PLC為例，擁有FX1S,FX1N,FX2N,FX2NC等型號(hào)。各型號(hào)的輸入點(diǎn)數(shù)和輸出點(diǎn)數(shù)不同，輸出形式也不盡相同。本文中由于控制對(duì)象較多，各對(duì)象的工作過程也不盡相同，所以需要較多的輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)。通過前文的敘述，共有41個(gè)輸入點(diǎn)和20個(gè)輸出點(diǎn)，且控制對(duì)象就是電動(dòng)機(jī)。所以選用型號(hào)FX2N-128MP-001的PLC作為控制單元。 2.2.2 CPU的選型 S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。 S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。 CPU單元設(shè)計(jì) 集成的24V負(fù)載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA?？捎米髫?fù)載電源。 　 不同的設(shè)備類型 CPU 221-226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓、 數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)。 　　CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224XP具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。 可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？墒褂梅抡嫫鳎ㄟx件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶程序。 2.2.3光電開關(guān)的選擇 光電開關(guān)(光電傳感器)是光電接近開關(guān)的簡稱,它是利用被檢測物體對(duì)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.物體不限于金屬,所有能夠反射光線的物體均被檢測到.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是否?？康轿?光電開關(guān)由投光器和電源組成,投光器常用發(fā)光二極管,受光器再根據(jù)接收道德光線的強(qiáng)弱或有無對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測.如圖2-5所示 圖2-5 光電開關(guān)的發(fā)射端和接收端 光電開關(guān)是傳感器大家族中的成員,它把發(fā)射端和接收端之間光的強(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(即電絕緣),所以它可以在許多場合得到應(yīng)用. 2.2.4 控制按鈕的選擇 在本設(shè)計(jì)中，需要用按鈕對(duì)電源以及輸入點(diǎn)進(jìn)行控制，根據(jù)不同的功能選用一下幾種按鈕： （1） 開啟式按鈕：用于控制臺(tái)，控制柜的面板。 （2） 緊急急停按鈕：有紅色大蘑菇頭突出于按鈕螺旋帽之外，供需要緊急切斷電源時(shí)使用。 （3） 旋轉(zhuǎn)式按鈕:用于總電源的開關(guān)轉(zhuǎn)換按鈕。 （4） 帶燈按鈕：帶有指示燈的按鈕，尚可兼做指示燈。 2.2.5 行程開關(guān)的選擇 升降式立體停車庫橫移和升降定位所運(yùn)用的檢測器件為行程開關(guān)。行程開關(guān)是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電氣控制，應(yīng)用于車庫系統(tǒng)限位保護(hù)盒行程控制。行程開關(guān)靠外加機(jī)械力使觸點(diǎn)動(dòng)作，可分為三種:快速動(dòng)作，非快速動(dòng)作和微動(dòng)。非快速行程開關(guān)在機(jī)械系統(tǒng)的移位控制中被廣泛的使用，其缺點(diǎn)就是觸頭的通，斷速度與機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件推動(dòng)推桿的速度有關(guān)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移位較慢時(shí)，觸頭打開與閉合的速度緩慢，觸頭斷開時(shí)產(chǎn)生的電弧維持時(shí)間長，容易損壞觸頭。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度小于0.4m/min時(shí)應(yīng)當(dāng)選用快速動(dòng)作的行程開關(guān)。停車庫中的部件的運(yùn)動(dòng)速度均大于這個(gè)速度，使用的均為非快速行程開關(guān)。 2.2.6 電傳感器的選擇 升降橫移式立體停車庫中，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是否?？康轿缓褪欠癯荨９怆婇_關(guān)由投光器，受光器和電源組成，投光器常用發(fā)光二極管，受光器常用光敏元件。它的工作原理：使投光器和受光器相對(duì)，當(dāng)被檢測物體擋住從投光器射出的光線時(shí)，受光器得到信號(hào)。并根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)檢測方式分為：透光方式和反射方式。在停車庫中所應(yīng)用的光電開關(guān)均有這兩種形式。 光電開關(guān)的布置 光電開關(guān)布置在不同的位置有不同的功能：分別安裝在托盤底層左右兩邊的光電開關(guān),可以檢測托盤上汽車停放是否到位;在托盤對(duì)角線上安放的光電開關(guān)可以檢測托盤上有無車;裝設(shè)于停車庫車輛入口處左右兩側(cè)的光電開關(guān)還可以用于檢測外界的錯(cuò)誤動(dòng)作和車位移動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的異常情況等,如車輛未停妥、動(dòng)作區(qū)域有人或物、運(yùn)行過程中有車想開進(jìn)等意外情況,光電開關(guān)光線被遮,會(huì)給PLC一個(gè)電平變化信號(hào),從而改變PLC的輸入,蜂鳴器發(fā)音報(bào)警,設(shè)備不作運(yùn)行或停止運(yùn)行。如圖2-6，2-7所示 圖2-6 光電開關(guān)接線圖 圖2-7 光電開光電路圖 2.2.7 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇 在此驅(qū)動(dòng)元件是完成車庫托盤的橫移和升降的專用減速電機(jī)，查閱相關(guān)資料得知升降速度4-6m/min；橫溢速度8-10m/min;最大提升重量2200kg;升降機(jī)構(gòu)電機(jī)功率2.2kw；橫溢機(jī)構(gòu)電機(jī)功率0.7kw。則本設(shè)計(jì)選用的Y80M1-2三相異步電動(dòng)機(jī)，升降選用Y90L-2三相異步電動(dòng)機(jī)，兩種型號(hào)電動(dòng)機(jī)性能技術(shù)數(shù)據(jù)如表2-8所示電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù) 表2-8 驅(qū)動(dòng)電機(jī)選擇數(shù)據(jù) 由于升降橫移式立體停車庫的控制核心單元選用可編程控制器，可編程控制器內(nèi)部驅(qū)動(dòng)都是弱電直流器件，內(nèi)部最大的電壓不超過+24v，所以電機(jī)應(yīng)外接電源380v工業(yè)交流電。對(duì)于每一部電機(jī)，可編程控制器的輸出單元都有兩個(gè)輸出點(diǎn)，分別驅(qū)動(dòng)。現(xiàn)已驅(qū)動(dòng)三號(hào)車位為例，實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的兩個(gè)交流接觸器如圖2-9所示 圖2-9 實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的交流接觸器 2.3 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì) PLC接線設(shè)計(jì)：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(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，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。同時(shí)在車庫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，其簡化接線圖,如圖5-3所示 2.3.1 外圍接線圖 型號(hào)為FX2N-128MR-001的PLC外圍接線圖如圖2-10所示，清楚的表明了其I/O口的分配和使用情況。 圖2-10 FX2N-128MR-001的PLC外圍接線圖 2.3.2 LC程序編寫 程序編寫過程的分析： （1） 當(dāng)在第一層7停車位和8號(hào)停車位存取車輛時(shí)，載車板不需要移動(dòng)，可直接存取。 （2） 當(dāng)在第二層4號(hào)停車位和5號(hào)停車位存取車輛時(shí)，首先將第一層的載車板在水平方向上移空，然后第二層的載車板下降到第一層進(jìn)行車輛的存取。 （3） 當(dāng)在第三層的1號(hào)停車位2號(hào)停車位和3號(hào)停機(jī)位存取車輛時(shí)，首先將第一層和第二層上的停車位對(duì)應(yīng)的載車板向右移動(dòng)，然后第三層載車板下降到第一層進(jìn)行車輛的存取。 以在2號(hào)停車位存取車輛為例進(jìn)行編寫的分析： 首先在操作面板處依次按下2號(hào)停車位和存車或取車按鈕，PLC控制5號(hào)停車位和8號(hào)停車位的載車板向右運(yùn)動(dòng)。如果5號(hào)停車位和8號(hào)停車位的載車板檢測結(jié)果由常開變?yōu)槌ｉ]，表明該停車位的載車板已經(jīng)開始移動(dòng)。6號(hào)停車位的載車板（號(hào)9車位）的限位開關(guān)檢測為常閉，即5停車位的載車板（和8號(hào)停車位的載車板）已經(jīng)向右運(yùn)動(dòng)到6號(hào)停車位（9號(hào)停車位），2號(hào)停車位的載車板準(zhǔn)備向下運(yùn)動(dòng)；當(dāng)8號(hào)停車位限位開關(guān)的狀態(tài)變?yōu)槌ｉ]時(shí)（即2號(hào)位載車板已經(jīng)移動(dòng)到8號(hào)停車位）。載車板的檢測同樣為常閉時(shí)，車輛即可停放到8號(hào)停車位的2號(hào)載車板上，直到光電開關(guān)檢測車輛為常閉，為保證安全延時(shí)3秒鐘后載車板再向上移動(dòng)，當(dāng)2號(hào)停車位上的限位開關(guān)檢測為常閉時(shí)，車輛的存取過程結(jié)束。 2.4 模擬電路 模擬電路如下圖2-11，2-12，2-13所示 圖2-11 模擬電路圖1 圖2-12 模擬電路圖2 圖2-13 模擬電路圖3 電路中原點(diǎn)限位開關(guān)I0.2和一層限位開關(guān)I0.4一直處于開的狀態(tài)，當(dāng)選擇停車所在的行列數(shù)，以二層二列為例，二列限位開關(guān)I2.1輸入，二列選擇開關(guān)I2.4輸入，二層限位開關(guān)I0.5輸入，二層選擇開關(guān)I2.4輸入。這樣就給托盤一個(gè)水平向左的信號(hào)，表現(xiàn)在模擬電路中就是Q0.1對(duì)應(yīng)的燈亮，到達(dá)二列后輸出一個(gè)垂直向上的信號(hào)，表現(xiàn)在模擬電路中就是Q0.2對(duì)應(yīng)的燈亮，這是到達(dá)二層二列，輸出一個(gè)托盤水平向前運(yùn)轉(zhuǎn)的信號(hào)Q0.4，表現(xiàn)在模擬電路中就是Q0.4對(duì)應(yīng)的燈亮，這樣車就停好了，在這一系列的動(dòng)作之后托盤回到水平原點(diǎn)，等待下一次的存車。取車的時(shí)候跟上述過程一樣，最后一步的托盤水平向前運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)Q0.4變成托盤向后運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)Q0.5，表現(xiàn)在模擬電路中就是對(duì)應(yīng)的Q0.5的燈亮。這樣就做到了立體停車庫的存取車工作。第三章 立體停車庫的硬件電路設(shè)計(jì) 3.1 硬件電路組成部分 觸摸屏作為控制系統(tǒng)的操作界面,包含密碼設(shè)置及保護(hù)程序,存取車管理等功能,除顯示時(shí)鐘與日期,空車位提示外,還設(shè)有位選擇,啟動(dòng)\停止,急停,自動(dòng)\手動(dòng)切換等功能軟鍵. 運(yùn)行方式分自動(dòng)和手動(dòng)兩種,可通過開關(guān)切換,在車庫正常運(yùn)行時(shí)使用自動(dòng)方式,在設(shè)備維修和調(diào)試是可使用手動(dòng)方式.自動(dòng)方式和手動(dòng)方式均采用PLC可編程控制器控制,因此可保證設(shè)備在任何方式下的安全運(yùn)行.系統(tǒng)硬件組成如圖3-1所示。 圖3-1 系統(tǒng)硬件組成 3.2 電路圖 圖3-3 PLC外部接線圖 手動(dòng)控制部分： 為了保證立體停車庫能更加安全的運(yùn)行和控制，在停車控制系統(tǒng)中增加了不少手動(dòng)控制部分，這些手動(dòng)部分一方面為了安全方面的考慮，另一方面也有易于停車庫的維修，在停車庫軟件控制系統(tǒng)中所有的狀態(tài)元件、存儲(chǔ)器，定時(shí)器都采用具有掉電保護(hù)功能的元器件，以保證上電后系統(tǒng)能夠按照原來的數(shù)據(jù)程序繼續(xù)運(yùn)行，系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的緊急開關(guān)，以防止發(fā)生意外情況后能夠立即中斷系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)電機(jī)過熱或其他的機(jī)械故障，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警指示，能夠迅速終止系統(tǒng)運(yùn)行并轉(zhuǎn)為手動(dòng)操作。考慮到一些意想不到的突發(fā)情況，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了緊急開關(guān)，便于在任何情況下系統(tǒng)都能夠終止系統(tǒng)的運(yùn)行。因此在停車控制系統(tǒng)中的手動(dòng)部分的設(shè)計(jì)使得停車庫的停車更加安全便捷。 3.3 流程圖 取車的流程圖跟存車的流程圖類似。如圖3-4示 開始 是否到位 啟動(dòng)急停開關(guān) 否 啟動(dòng)N列限位開關(guān)，N列選擇開關(guān) 是 啟動(dòng)M列限位開關(guān)，M列選擇開關(guān) 托盤向前移動(dòng)進(jìn)車 托盤向后移動(dòng)開始復(fù)位動(dòng)作 啟動(dòng)水平原點(diǎn)限位開關(guān) 托盤復(fù)位，回到原點(diǎn)，系統(tǒng)復(fù)位，等待存取車 圖3-4 存取車的流程圖 3.4 接口設(shè)計(jì) 電力接線通信技術(shù)，英文簡稱PLC，是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和話音信號(hào)的一種通信方式。該技術(shù)是把載有信息的高頻加載于電流，然后用電線傳輸，接受信息的調(diào)制解調(diào)器再把高頻從電流中分離出來，并傳送到計(jì)算機(jī)或電話上，以實(shí)現(xiàn)信息傳遞。該技術(shù)在不需要重新布線的基礎(chǔ)上，在現(xiàn)有電線上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)，語音和視頻等多業(yè)務(wù)的承載，也就是實(shí)現(xiàn)四網(wǎng)合一。終端用戶只要插上電源插頭，就可以實(shí)現(xiàn)因特網(wǎng)的接入。 隨著計(jì)算機(jī)硬件、軟件的快速發(fā)展，特別是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，著名工控廠家及系統(tǒng)集成商大力開發(fā)以太網(wǎng)產(chǎn)品，關(guān)注PLC的直接上網(wǎng)問題。 （1） 直接接入 PLC 每種PLC CPU的串口或一般通訊模塊所支持的普遍方式是從（Slave）方式，即使它支持主（Master）方式，相應(yīng)通訊協(xié)議也是專有協(xié)議，不是開放的協(xié)議。對(duì)于一些PLC如GE90系列PLC，它有一種模塊，該模塊通訊方式為主方式，可以使用不同通訊協(xié)議編程，與智能設(shè)備通訊，這是解決方法之一。結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示 圖3-5 PLC接入圖 這種方法智能設(shè)備與PLC的數(shù)據(jù)交換的速率是串口的速率，智能設(shè)備采集的數(shù)據(jù)可以在PLC控制流程中使用。設(shè)備通訊協(xié)議一致且數(shù)量不多時(shí)，比較適合這種方式，總的通訊速度就會(huì)較慢，通訊的協(xié)議不一致，就會(huì)占用該模塊較多內(nèi)存。 3.5 I/O口連接 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)場之間的連接不見。PLC通過輸入接口可以檢測被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，一這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象以實(shí)現(xiàn)控制目的。在本次立體停車庫的設(shè)計(jì)中是選用S7-200系列PLC中的226DC/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DC/DC/DC，可用到其中的16個(gè)輸入和14個(gè)輸出，I/O點(diǎn)的分配是輸入從I0.0至I1.7，輸出從Q0.0到Q0.7。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，其輸入點(diǎn)共30個(gè)，：車位選擇開關(guān)6個(gè)，車位限位開關(guān)6個(gè)，光電檢測2個(gè)，下層載車板平移行程開關(guān)3個(gè)，鏈條檢測輸入3個(gè)，緊急停止按鈕和復(fù)位按鈕各1個(gè)，防墜落安全裝置的電磁鐵輸入3個(gè)，電動(dòng)機(jī)熱繼電器輸入5個(gè)。輸出點(diǎn)共10個(gè)：電動(dòng)機(jī)接觸器輸出5個(gè)，電磁鐵輸出3個(gè)，蜂鳴器和警燈。 根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求及選定的PLC型號(hào)，確定系統(tǒng)I/O地址分配如下圖3-6所示： 圖3-6 系統(tǒng)I/O地址分配 第四章 立體停車庫的軟件設(shè)計(jì)及程序 4.1手動(dòng)控制部分 由于PLC的穩(wěn)定性，可靠性，適應(yīng)性都很強(qiáng)，且其編寫程序簡單，目前立體停車庫的設(shè)計(jì)大都采用PLC的設(shè)計(jì)，PLC編程語言分為梯形圖語言、助記符語言、順序功能圖語言，其中梯形圖語言使用最為普及，因此本次設(shè)計(jì)采用PLC的梯形圖語言進(jìn)行編程，根據(jù)控制要求，系統(tǒng)輸入地址分配如表4-1所示，輸出如表4-2所示。 圖4-1 系統(tǒng)輸入地址分配 圖4-2 系統(tǒng)輸出地址分配 圖4-3 201自動(dòng)存取車 圖4-4 202自動(dòng)存取車 圖4-5 203自動(dòng)存取車 根據(jù)立體停車庫控制流程圖以及實(shí)際設(shè)計(jì)所遇到的問題，采用PLC梯形圖語言進(jìn)行編程病不斷修改，將立體停車庫二層的三個(gè)車位自動(dòng)存取采用順序編程，以及手動(dòng)部分的編程，總體采用主程序調(diào)用的方法對(duì)自動(dòng)和手動(dòng)子程序進(jìn)行調(diào)用，從而實(shí)現(xiàn)立體停車庫存取車的控制，立體停車庫的程序見附錄。 4.2 Step7-Micro/WIN32編程軟件簡介 S7-200可編程控制器使用STEP7-Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程。STEP7-Micro/WIN32編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，有西門子公司專為S7-200系列可編程控制器設(shè)計(jì)開發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子S7-200用戶不可缺少的開發(fā)工具。 STEP7-Micro/WIN32的主界面如圖6-1所示。與傳統(tǒng)的Windows的窗口相似，界面包括菜單欄、工具欄、瀏覽欄、指令樹窗口、程序編輯器窗口、輸出窗口和狀態(tài)欄窗口等部分。 菜單欄包括文件（File）、編輯（Edit）、視圖（View）、PLC、調(diào)試（Debug）、工具（Tools）、窗口（Windows）和幫助（Help）等8個(gè)主菜單項(xiàng)，菜單欄還提供了使用鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行操作的主要方式。幾乎所有的軟件功能都可以在菜單欄上找到操作的方法。 工具欄將最常用的操作以按鈕形式設(shè)定到主窗口，提供給用戶最便利的鼠標(biāo)訪問。用戶可以根據(jù)需要和習(xí)慣定制工具欄的內(nèi)容和外觀。該軟件提供三組工具——標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)試和指令。可用如下方法選擇：單擊“視圖”（ View ） “工具欄”（ Toolbars） 標(biāo)準(zhǔn)(Standard) 、調(diào)試（Debug）、指令（Instruction)，選中的工具組將出現(xiàn)在工具欄中。如圖4-1所示 圖4-1 STEP7-Micro/WIN32的主界面 瀏覽欄提供快速切換用戶窗口的控制按鈕，包括視圖項(xiàng)（View）和工具項(xiàng)（Tools）兩部分。視圖項(xiàng)由程序塊（Programe Block）、符號(hào)表（Symbol Table）、狀態(tài)圖（Status Chart）、數(shù)據(jù)塊（Data Block）、系統(tǒng)快（System Block）、交叉引用（Cross Referance）和通信（Communication）按鈕。單擊任一按鈕，可打開此按鈕對(duì)應(yīng)的窗口。工具欄提供程序設(shè)計(jì)向?qū)?，包括：PID向?qū)?、NETR/NETW向?qū)АSC向?qū)Ш蚑D向?qū)?。在瀏覽欄單擊“工具”（Tools），然后淡季對(duì)應(yīng)的“指令系統(tǒng)”（Instruction Wizard），出現(xiàn)如圖4-2所示的界面，可進(jìn)一步進(jìn)行選擇。 圖4-2“指令向?qū)А背跏冀缑? SteP7可通過編程器在windows環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置、程序編制、調(diào)試和監(jiān)視，編程功能強(qiáng)盜，用戶界面友好。其編程語言主要有三種:語句表編程語言(STL)、梯形邏輯編程語言(LAD)和功能塊圖編程語言(FBD)，其它編程語言作為可選軟件包使用。 4.3 STEP7的程序結(jié)構(gòu) 為了容易閱讀和理解，編程中常常將程序分成若干部分。STEP7中，將這種具有其自身技術(shù)和功能基礎(chǔ)的程序部分稱之為“塊”。在STEP7中，主要包括用戶塊和系統(tǒng)塊，它們在功能、使用方法和結(jié)構(gòu)上各有不同。系統(tǒng)塊包含在操作系統(tǒng)中，包括:系統(tǒng)功能塊(SFB)、系統(tǒng)功能(SFC)和系統(tǒng)功能塊(SDB)。系統(tǒng)塊中包含重要的系統(tǒng)功能函數(shù)，如通信功能、一操縱CPU的內(nèi)部時(shí)鐘等。用戶可以調(diào)用系統(tǒng)功能和系統(tǒng)功能塊，但是沒有對(duì)其進(jìn)行修改的權(quán)利。SFB和SFC不占用存儲(chǔ)空間，但SFB被調(diào)用時(shí)，其背景數(shù)據(jù)塊需占用用戶的存儲(chǔ)空間。 4.4 PPI連接 SIEMENS提供的MicroWin軟件，采用的是PPI(Point to Point)協(xié)議，僅僅可以用來傳輸、調(diào)試PLC程序，并不向外界公布源代碼。在現(xiàn)場應(yīng)用中，當(dāng)需要PLC與上位機(jī)通信時(shí)，普遍使用自定義協(xié)議與上位機(jī)通信。在這種通信方式中，需要編程者首先定義自己的自由通信格式，在PLC中編寫代碼，利用中斷方式控制通信端口的數(shù)據(jù)收發(fā)。采用這種方式，PLC編程調(diào)試較為繁瑣，占用PLC的軟件中斷和代碼資源，而且當(dāng)PLC的通信口定義為自由通信口時(shí)，PLC的編程軟件無法對(duì)PLC進(jìn)行監(jiān)控，給PLC程序調(diào)試帶來不便。 利用PPI協(xié)議實(shí)現(xiàn)通信，可以大大簡化控制程序的編寫難度。SIEMENS S7-200PLC的編程通信接口，內(nèi)部固化PPI通信協(xié)議，如果上位機(jī)利用編程通信口遵循PPI協(xié)議來讀寫PLC，就可以省略編寫自定義模式下的PLC的通信代碼，可通過讀寫的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和控制命令的通信，如下圖4-3所示。 圖4-3 PPI協(xié)議 4.5 程序分析 PLC作為控制器，需要相應(yīng)的程序來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)行，在PLC所有的編寫程序中，梯形圖是用的最廣泛的一種，在此設(shè)計(jì)中程序也是用梯形圖來編的。 PLC由STOP轉(zhuǎn)為RUN狀態(tài)時(shí)，初始脈沖SM0.1對(duì)狀態(tài)進(jìn)行初始復(fù)位，并將狀態(tài)S0.0置1.此段程序用到特殊狀態(tài)存儲(chǔ)器SM0.1 SM系統(tǒng)狀態(tài)賦值如下： 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(gè)位，在每次掃描期結(jié)尾處由S7-200CPU更新。程序可以讀取這些位的狀態(tài)，然后根據(jù)位值做出決定。 符號(hào)名 SM地址 用戶程序讀取SMB0狀態(tài)數(shù)據(jù) Always_On SM0.0 該位總是打開 Clock_60s SM0.4 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在1分鐘的周期時(shí)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(shí)鐘脈沖。 Clock_1s SM0.5 該位提供時(shí)鐘脈沖，該脈沖在1秒鐘的周期時(shí)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(shí)鐘脈沖。 Clock_Scan SM0.6 該位是掃描時(shí)鐘周期，為一次掃描打開，然后為下一次掃描關(guān)閉。該位可用作掃描計(jì)數(shù)器輸入。 Mode_Switch SM0.7 該位表示“模式”開關(guān)的當(dāng)前位置（關(guān)閉=“終止”位置，打開=“運(yùn)行”位置）。開關(guān)位于RUN（運(yùn)行）位置時(shí)，您可以使用該位啟用自由口模式，可使用轉(zhuǎn)換至“終止”位置的方法重新啟用帶PC/編程設(shè)備的正常通訊。 若此時(shí)有存取車的需要，將1號(hào)載車板下降到地面為例，此時(shí)可按下TD200面板上的F1按鈕，程序跳轉(zhuǎn)到S0.1狀態(tài)，S0.0復(fù)位。 本設(shè)計(jì)程序中用的最多的指令為順序控制繼電器指令。西門子S7-200系列PLC提供了順序流程的相關(guān)指令，即順序控制繼電器指令LSCR,SCRT,SCRE。 使用SCR時(shí)有以下限制：不能在不同的程序中使用相同的S位，如PLC控制流程有兩部分，則這兩部分之間不能用相同的位，否則兩部分的流程會(huì)混亂。不能在SCR指令中使用JMP和LBL指令，使用JMP和LBL指令，即不允許用跳入或跳出的方法跳入或跳出SCR段，其實(shí)對(duì)于用順序控制流程指令都能實(shí)現(xiàn)跳轉(zhuǎn)，完全可不用JMP。不能在SCR段中使用FOR,NEXT,END語句。 程序根據(jù)下層3個(gè)限位開關(guān)的信號(hào)判定下層兩個(gè)車位的移動(dòng)方向。下層3個(gè)限位開關(guān)有以下三種情況： （1） 下層4號(hào)、5號(hào)載車板分別停在1號(hào)、2號(hào)載車板下方 （2） 下層4號(hào)、5號(hào)載車板分別停在1號(hào)、3號(hào)載車板下方 （3） 下層4號(hào)、5號(hào)載車板分別停在2號(hào)、3號(hào)載車板下方,1號(hào)載車板下方的位置為空。 上段程序?yàn)榍闆r1，即下層4號(hào)，5號(hào)載車板分別停在1號(hào)，2號(hào)載車板下： 如果下層4號(hào)，5號(hào)載車板分別停在1號(hào)，2號(hào)載車板下，則跳轉(zhuǎn)到S2.3狀態(tài)，S0.1復(fù)位，Q0.3得電即5號(hào)載車板右移接觸器得電，5號(hào)車位開始右移，直至碰到有限位開關(guān)，I2.2接通，5號(hào)載車板右移停止。狀態(tài)跳轉(zhuǎn)回到S0.1，S2.3復(fù)位，再次判斷當(dāng)前下層載車板的位置。 上段程序?yàn)榍闆r2，即4號(hào)，5號(hào)載車板分別位于1號(hào)，3號(hào)載車板下方，此時(shí)程序跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)S2.1，同時(shí)S0.1復(fù)位。S2.1置位后，Q0.1得電即4號(hào)載車板在右移接觸器得電，4號(hào)載車板開始右移，直至碰到中間限位開關(guān)，I2.1接通，4號(hào)載車板右移停止。狀態(tài)回到S0.1，S2.1復(fù)位。 上段程序情況為3，即4號(hào)，5號(hào)載車板分別位于2號(hào)，3號(hào)載車板下方。此時(shí)1號(hào)載車板下方位置為空，程序跳轉(zhuǎn)到S1.0，S0.1復(fù)位。狀態(tài)S1.0置位后Q2.0被置位即1號(hào)電磁鐵得電吸合，1號(hào)載車板防墜勾脫開，T37常開觸點(diǎn)接通1號(hào)載車板開始下降，T38開始計(jì)時(shí)，5s后T38常閉觸電接通，Q2.0被復(fù)位，電磁鐵釋放。1號(hào)載車板下降到位，碰到下限位開關(guān)，I0.6接通，下降停止，M0.1-M0.6復(fù)位，并跳轉(zhuǎn)到時(shí)S0.0狀態(tài)。此時(shí)1號(hào)載車板下降到位，可以進(jìn)行存取車操作。 存取車完畢后，按下TD200面板上F5（Shift+F1）按鈕，M0.4接通，狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到S0.6，檢測載車板上所停車輛是否超長。 若超長報(bào)警中間繼電器M3.0被置位，警燈及蜂鳴器進(jìn)行聲光報(bào)警，再排除此報(bào)警源后，按下操作面板的RESET按鈕，將M3.0復(fù)位，并跳轉(zhuǎn)到S0.0狀態(tài)。 若車輛沒有超長，則跳轉(zhuǎn)到狀態(tài)S1.1，Q0.4得電，1號(hào)車位開始上升。直至碰到上限位開關(guān)I0.0，上升停止，M0.1-M0.6復(fù)位，程序跳轉(zhuǎn)到S0.0狀態(tài)。 主程序以及控制程序分析見附錄B。 第五章 立體停車庫的監(jiān)控與調(diào)試 5.1 安全監(jiān)測系統(tǒng) （1）緊急停止裝置：設(shè)置緊急制動(dòng)開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 （2）車輛有無檢測：為了判斷載車板是否存有車輛，每個(gè)載車板上應(yīng)安裝檢測車輛有無得傳感器。 （3）準(zhǔn)確定位監(jiān)測：為了保證載車板是否運(yùn)動(dòng)到指定位置，應(yīng)在相應(yīng)的車位上安裝檢測載車板是否升降或橫移到位的監(jiān)測裝置。 （4）汽車長度限制裝置：設(shè)置超長光電檢測裝置，當(dāng)進(jìn)入設(shè)備的車輛超過適停車輛尺寸時(shí)，設(shè)備自動(dòng)封閉并報(bào)警提示。 （5）汽車重量限制裝置：當(dāng)進(jìn)入設(shè)備的車輛超過適停車輛的重量時(shí)，設(shè)備自動(dòng)封閉并報(bào)警提示。 5.2 調(diào)試與仿真 為了檢驗(yàn)程序的安全可靠性，必須對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試仿真，本次調(diào)試仿真采用西門子S7-200系列PLC開發(fā)的模擬仿真軟件，由于本次設(shè)計(jì)涉及到的輸入輸出接口較多，因此采用CPU226和數(shù)字?jǐn)U展模塊為EM223的組合配置，在立體停車庫系統(tǒng)中由于底層不需要升降移動(dòng)，只需要左右移動(dòng)，所以底層的車輛可以直接進(jìn)行停取車操作。 （1）201車位存取車調(diào)試 按下所需存取車位按鈕I0.4上電，再按下存車按鈕I0.0，在正常的情況下，主程序調(diào)用201自動(dòng)存取車子程序，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，101車盤右移到102車位，當(dāng)車盤移動(dòng)到1025右限位開關(guān)I2.4時(shí)，啟動(dòng)能耗制動(dòng)，101車盤停止，同時(shí)使得201車盤掛鉤得電動(dòng)作， Q2.0輸出信號(hào)I3.3,從而使得KM5得電，201車盤下降，當(dāng)車盤下降到101限位開關(guān)時(shí)，電機(jī)制動(dòng)201車盤停穩(wěn)，進(jìn)行存取車。 當(dāng)車輛正確聽到201車盤上后，會(huì)觸發(fā)光電開關(guān)信號(hào)I4.0，當(dāng)人離開車時(shí)觸發(fā)的離車信號(hào)I4.3同時(shí)滿足時(shí)或者當(dāng)檢測車輛不在車盤上的車輛檢測信號(hào)I4.5滿足時(shí)，使得線圈KM2得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)201車盤上升，當(dāng)車盤上升到201上限位開關(guān)I3.0時(shí)，使得201車盤掛鉤動(dòng)作輸出信號(hào)I3.3，從而使得KM2線圈得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)101車盤左移，當(dāng)左移到101左限位開關(guān)I2.1時(shí)，電機(jī)制動(dòng)使得101車盤停穩(wěn)，即整個(gè)201車位停取車完成。 （2）202車位停取車調(diào)試 按下所存取車位按鈕I0.5上電，再按下存取車按鈕I0.0，在正常情況下，主程序調(diào)用202車盤存取車子程序，使得202車盤掛鉤得電動(dòng)作Q2.1，輸出信號(hào)I3.4，從而使得線圈KM6得電，202車盤下降，當(dāng)其下降到102下限位開關(guān)時(shí)電機(jī)制動(dòng)使得車盤停穩(wěn)，進(jìn)行存取車。 當(dāng)車輛正確停到位后，會(huì)觸發(fā)光電開關(guān)I4.1得到信號(hào)，離車信號(hào)輸入端I4.4也得到滿足時(shí)或者離車信號(hào)I4.7得到滿足時(shí)，會(huì)使得KM2得電，從而使得電機(jī)反轉(zhuǎn)車盤102上升，當(dāng)車盤上升到202上限位開關(guān)時(shí)，使得202車盤安全掛鉤動(dòng)作輸出信號(hào)I3.4，即202車位整個(gè)存取過程完成。 （3）203車位存取車調(diào)試 按下所需存取車位按鈕I0.6上電，再按下存車按鈕I0.0，在各項(xiàng)指示正常的情況下，主程序調(diào)用203車盤存取車子程序，使得KM4線圈得電，其電機(jī)正轉(zhuǎn)使得103車盤左移到102車位，當(dāng)車盤一動(dòng)道102左限位開關(guān)I2.3時(shí)，啟動(dòng)能耗制動(dòng)，103車盤停止，同時(shí)使得203車盤安全掛鉤Q2.2得電動(dòng)作，輸出信號(hào)I3.5，從而使得KM7得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)203車盤下降，擋車盤下降到103下限位開關(guān)時(shí)，電機(jī)制動(dòng)203車盤停穩(wěn)，進(jìn)行存取車。 當(dāng)車輛省卻停在203車盤上后，會(huì)觸發(fā)光電信號(hào)I4.2，當(dāng)人離車時(shí)的觸發(fā)的離車信號(hào)I4.5同時(shí)滿足時(shí)或者當(dāng)檢測到的車輛不在車盤上的車輛檢測信號(hào)I5.0滿足時(shí)，使得線圈KM2得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)203車盤上升，當(dāng)車盤上升到203上限位開關(guān)I3.2時(shí)，使得203車盤的安全掛鉤動(dòng)作輸出信號(hào)I3.5，從而使得KM2得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng)103車盤右移，當(dāng)右移到103右限位開關(guān)時(shí)，電機(jī)制動(dòng)使得103車盤停穩(wěn)，即整個(gè)203車位存取車完成。 （4） 手動(dòng)存取車調(diào)試 手動(dòng)存取車過程中的載車板的每個(gè)動(dòng)作都是獨(dú)立的，通過每個(gè)動(dòng)作堵塞輸入按鈕可以使載車板一動(dòng)道相應(yīng)的位置。 第六章 結(jié)論 6.1、論文總結(jié) 立體停車庫集中了現(xiàn)代多方面的先進(jìn)技術(shù)，是科技含量較高的車庫，其中升降橫移式立體停車庫的停車方便、存取速度快、車庫結(jié)構(gòu)靈活、造價(jià)低的特點(diǎn)，成為今后停車庫發(fā)展的主要形式。論文在參考查閱大量的相關(guān)專業(yè)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)立體停車庫控制系統(tǒng)進(jìn)行了認(rèn)真和深入的研究。對(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路、設(shè)備選型、調(diào)試安裝以及程序編制等進(jìn)行了詳細(xì)的說明?？傻贸鼋Y(jié)論隨著科技的發(fā)展，各種新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，立體停車設(shè)備的研究將會(huì)有廣闊的前景。在如何提高車庫存取效率方面，可以進(jìn)行存取策略的進(jìn)一步研究，探索更好的策略，或者結(jié)合控制系統(tǒng)方面考慮，進(jìn)一步完善車庫對(duì)多種復(fù)雜情況的處理能力。本文試圖詳盡、清楚地介紹和分析基于PLC的立體停車庫控制系統(tǒng)，由于時(shí)間關(guān)系以及經(jīng)驗(yàn)方面存在的不足，系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)過程中還有一些不夠完善的地方，比如在控制層、監(jiān)控層的穩(wěn)定性、安全性，以及實(shí)時(shí)監(jiān)控這一發(fā)展方向還需要做深入的探索，另外如何保證遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中服務(wù)器的安全性也是需要進(jìn)步解決的問題。 6.2、感想 立體停車庫是一個(gè)新新的產(chǎn)物，同時(shí)對(duì)于我來說是一個(gè)全新的領(lǐng)域，以前所學(xué)的PLC知識(shí)只是簡單的控制一些電機(jī)，沒有像這次真正的應(yīng)用到實(shí)際的研究中，通過查閱大量的文獻(xiàn)，大概了了解了立體停車庫的種類和工作原理，同時(shí)體會(huì)到在這方面仍然存在很大的研究空間。 對(duì)于這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)我也有很多的收獲：首先,它提高了我們的自學(xué)能力，讓我們通過查閱資料,參考別人的優(yōu)秀作品,學(xué)到了許多書本上根本就沒有的知識(shí);然后,進(jìn)一步提高了我們對(duì)PLC的理解,以及對(duì)STEP7編程的熟練度。所以說，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)這樣一個(gè)鞏固和學(xué)習(xí)的過程,不僅使我對(duì)西門子PLCS7-200型號(hào)的PLC有了更深的認(rèn)識(shí)，并且通過這一次的設(shè)計(jì)使我把所學(xué)的知識(shí)融入到生活中去了。雖然這個(gè)過程可能會(huì)有點(diǎn)辛苦，但是辛苦之后的成就感是難以言喻的。 不可否認(rèn)PLC有其先進(jìn)性的一面，但在人們平時(shí)的生活中卻很少能接觸到有關(guān)的東西，往往在工廠生產(chǎn)中才能更好的發(fā)揮其功能，因此我們所學(xué)到的只是皮毛中的皮毛而已。 致 謝 首先要感謝的當(dāng)然是我的論文指導(dǎo)老師——田老師，負(fù)責(zé)任的她，因?yàn)閾?dān)心我們其他的事情耽誤了我們畢業(yè)論文的寫作，從一開學(xué)她就開始給我們指導(dǎo)，從選題到寫作的內(nèi)容，她都一一細(xì)心地指點(diǎn)和教導(dǎo)，論文中細(xì)微的錯(cuò)誤都給予了我們改正。但更難能可貴的是，田老師很尊重我們自己的想法，她對(duì)我們的指導(dǎo)不強(qiáng)硬要求我們?nèi)堪此挠^點(diǎn)去做，而是給了我們很大的自由思考的間空。 當(dāng)然，除了指導(dǎo)老師外，我也不會(huì)忘記教會(huì)我這些知識(shí)的任課老師，正是有了他們孜孜不倦的教導(dǎo)，我才可以掌握這些識(shí)知，打好扎實(shí)的理論基礎(chǔ)。 此外，我還要感謝我的舍友，有時(shí)候論文搞得很晚，打擾到她們休息，但是她們都很體諒我，不怪責(zé)我。還有我的同學(xué)們，在選題寫作時(shí)都給了我意見，讓我更好更快地完成論文。 大學(xué)三年過去了，我感謝的人怎么能少了我親愛的父母親，正是因他們給了我良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，給了我無限的關(guān)愛，我才可以在大學(xué)里面安心學(xué)習(xí)，以優(yōu)秀的成績回報(bào)他們。 我也很感謝我的母?！K信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，我們學(xué)校環(huán)境優(yōu)美，安靜，學(xué)風(fēng)好，為我的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了良好的環(huán)境。參 考 文 獻(xiàn) [1]伊大成，汽車停車場自動(dòng)控制系統(tǒng)[J]，電子電路制作，2003年，第七期； [2]張毅剛，彭喜元，董繼成，單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]，高等教育出版社，2004年1月，第一版； [3]康華光，鄒壽彬，電子技術(shù)基礎(chǔ)_數(shù)字部分[M]，高等教育出版社，1998年7月； [4]周堅(jiān)，單片機(jī)輕松入門，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004年； [5]徐瑋，C51單片機(jī)高效入門，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007年； [6]李朝青，單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M]，北京航空航天大學(xué)出版社，1998年； [7]王幸之，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社,，1999年； [8]何為民，低功耗單片微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004年； [9]何立民，單片機(jī)高級(jí)教程[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2000年； [10]張克勤，趙玉，,田芳，非接觸式光纖聲發(fā)射傳感器設(shè)計(jì)[J]，自動(dòng)化儀表，1999年。 [11] 付翠玉，關(guān)景泰，立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)，機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2005。 附錄B