畢業(yè)設(shè)計（論文）

題目 基于PLC的升降橫移式立體自動化設(shè)計

姓 名 孔策

所在院系 電氣與控制

專業(yè)班級 機電1841

指導(dǎo)教師（校內(nèi)）謝安

指導(dǎo)教師（校外）

2021 年 4 月

南京科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）

誠信承諾書

1.本人鄭重承諾所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下嚴(yán)格按照學(xué)校有關(guān)規(guī)定完成的。

2.本人在畢業(yè)設(shè)計（論文）中引用他人的觀點和參考資料均加以注釋和說明。

3.本人承諾在畢業(yè)設(shè)計（論文）選題和研究內(nèi)容方面沒有抄襲他人研究成果和偽造相關(guān)數(shù)據(jù)等行為。

4.在畢業(yè)設(shè)計（論文）中對任何侵犯知識產(chǎn)權(quán)方面的行為，由本人承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。

學(xué)生簽名： 日期：

摘 要

伴隨著我國經(jīng)濟的超速發(fā)展，國內(nèi)人口不斷增加，特別是自改革開放以來，我國已經(jīng)進(jìn)入了機動化程度快速提高的時期。在過去，一層停車場已經(jīng)無法滿足人民的需要。建設(shè)一個擁有更多車位，更少空間，簡單操作，安全可靠的“自動停車場”，是解決當(dāng)今大城市停車?yán)щy的有效途徑。本次設(shè)計已經(jīng)實現(xiàn)了基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計。本次設(shè)計研究了立體車庫的發(fā)展與現(xiàn)狀，研究并分析了三行三列升降車庫和橫向立體車庫的工作原理和結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計了立體車庫的控制系統(tǒng)，并根據(jù)其工作原理設(shè)計PLC程序。

關(guān)鍵詞：PLC；立體車庫；控制系統(tǒng)；智能控制

Abstract

With the rapid development of Chinas economy, the urban population is increasing day by day.Especially since the reform and opening up, China has entered a time when the car ownership rate is rising rapidly.The previous type of single-floor parking lot is increasingly unable to meet the market demand.The construction of ”automatic parking lot“ with more parking Spaces, less space, simple operation, safety and reliability is an effective way to solve the parking problem in most cities where land is very expensive.The design of a three-dimensional garage control system based on PLC design.This design discusses the development of the three-dimensional garage and the current situation, discusses the analysis of three levels of three horizontal lifting three-dimensional garage operation principle and structural characteristics, the design of the three-dimensional garage control system, and according to its operation principle designed the PLC program.Keywords:PLC;Three-dimensional garage;Control system;Intelligent control

目 錄

摘 要 1

Abstract 2

第1章 引言 1

1.1 課題背景和意義 1

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2

1.3 課題任務(wù)與具體要求 3

第2章 總體設(shè)計方案 4

2.1 立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計 4

2.2 工作原理及方案選擇 4

2.3 總體設(shè)計方案 6

第3章 立體車庫硬件設(shè)計 8

3.1 PLC的簡介及特點與功能 8

3.2 PLC的選型 8

3.3 其他硬件選型 10

3.4 I/O分配表 11

3.5 PLC外部接線圖 11

第4章 立體車庫軟件設(shè)計 14

4.1 系統(tǒng)流程圖 14

4.2 梯形圖設(shè)計 17

4.3 程序調(diào)試 22

4.4 組態(tài)調(diào)試 24

第5章 總結(jié)及未來展望 28

5.1 總結(jié) 28

5.2 未來展望 28

結(jié)束語 29

參考文獻(xiàn) 30

答謝辭 31

第1章 引言

1.1 課題背景和意義

伴隨著我國城市經(jīng)濟與汽車行業(yè)的快速發(fā)展，大部分的家庭擁有了私家車。2014年8月，我國的機動車數(shù)量快要達(dá)到2.4億輛。在其中，汽車擁有量第一次超過了1億。2002年，我國的汽車數(shù)量僅為1279萬輛，汽車數(shù)量為627萬輛。從以上數(shù)據(jù)可以看出，短短十年間，中國的汽車數(shù)量增加了17輛，汽車數(shù)量增加了16輛。這對應(yīng)于城市停車條件的尷尬。以北京為例。然而到2008年底，市區(qū)卻只有927個公共停車場，共有58,000個停車位，僅占城市車輛擁有量的8.6％。停車環(huán)境與城市規(guī)劃之間的管理非常重要，上海的停車情況也不容樂觀。在600,000平方米的面積中只有229個地下車庫，只能滿足13,000輛汽車的停車需求。路邊停車位逐漸泛濫，占64％。并且有持續(xù)的上升趨勢。

停車這個關(guān)乎民生的問題，是城市在快速發(fā)展過程中必然會出現(xiàn)的靜態(tài)交通問題。靜態(tài)流量是與動態(tài)流量相關(guān)的流量的一種形式。兩者相互依存，相互影響。停車是城市靜力學(xué)的主要內(nèi)容，隨著車輛的不斷發(fā)展和車輛數(shù)量的不斷增加，對停車場的需求也在增加。如果兩者之間不能繼續(xù)相互制約，城市中一定出現(xiàn)一系列困難的停車問題。數(shù)據(jù)顯示，近年來，我國城市機動車的平均增長率為15％至20％，而同期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長率不僅為2％至3％，其中大城市的汽車增長率直線上升。它遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了城市建設(shè)停車場的效率。因此，必須注意城市停車的難點，積極尋求解決方案。

立體車庫具有很大的停車容量。與傳統(tǒng)的地下車庫作對比，立體車庫擁有面積較小的優(yōu)勢，并且還可以停放各種類型的車輛，包括小汽車。與同等容量的地下停車場相比，投資少，施工時間短，能耗低。3D車庫具有比較完善的安全系統(tǒng)，比如障礙物確認(rèn)裝置，防止側(cè)翻裝置，緊急制動裝置，過載保護(hù)裝置，防止泄漏裝置，對車輛的長寬高的檢測裝置等等。訪問過程可以手動完成，也可以通過組裝IT設(shè)備自動完成，這也為將來的開發(fā)和設(shè)計留出了很大的空間。外觀與建筑物相協(xié)調(diào)，管理實用。立體停車設(shè)備最適用于商業(yè)區(qū)如大型商場，酒店賓館，CBD和游玩景點。許多設(shè)備不需要專門的操作人員，并且可以由一個人完成。

一個城市的可利用空間是有限的，但是人類社會的進(jìn)步是無限的，人類的對未來的探索也是無限的。立體停車設(shè)備將使用最有限的空間來解決更加棘手的問題。立體車庫將使人們發(fā)現(xiàn)停車會變得更加方便快捷。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

隨著技術(shù)的快速持續(xù)發(fā)展，電子，信息和通信技術(shù)開始進(jìn)入各個領(lǐng)域，現(xiàn)有的停車控制系統(tǒng)成為智能系統(tǒng)。先進(jìn)可靠的停車場控制系統(tǒng)在停車場管理系統(tǒng)中相當(dāng)于大腦發(fā)揮著舉足輕重的作用。該軟件系統(tǒng)以PLC為核心，記錄車輛的輸入和輸出信息，并通過智能傳感器技術(shù)和工業(yè)控制自動化機電控制外圍設(shè)備，控制停車場內(nèi)不同車輛的出入。

我國對立體車庫的首次研發(fā)始于80年代末期，但是停車設(shè)備的引進(jìn)與生產(chǎn)則始于90年代，在北京，上海，廣州，深圳等大型城市地方使用。近年來，已經(jīng)參考日本和其他國家的標(biāo)準(zhǔn)制定了我國的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，停車設(shè)備制造商的數(shù)量已增加到數(shù)千家，它們生產(chǎn)各種各樣的停車設(shè)備，并且其中一些開始出口流入外地。立體車庫是具有整體性能的建筑物。它不僅包含車設(shè)備，而且其規(guī)劃和建設(shè)涉及該地區(qū)的整個景觀，交通改道，建筑結(jié)構(gòu)，電源和照明，通信監(jiān)控，通風(fēng)和排水，環(huán)境保護(hù)，安全和防火，收費管理和其他學(xué)科。至于停車設(shè)備本身，其機械結(jié)構(gòu)的發(fā)展形成了其獨特的技術(shù)特點。他需要整合國內(nèi)外的技術(shù)，以及多個學(xué)科，多個專業(yè)方面的頂尖人才才能不斷修改完善。國外多個公司成熟的技術(shù)被引入到了中國的停車行業(yè)，并開發(fā)了安全，經(jīng)濟，可靠，高效，節(jié)能和節(jié)省占地面積的產(chǎn)品，以滿足國內(nèi)外市場的需求。

目前，全球的停車行業(yè)正在不斷地向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)包括機械，電子，液壓，光學(xué)，磁控制和計算機技術(shù)中幾乎所有最頂尖和成熟的技術(shù)。使用了許多新材料和新的與機器相關(guān)的過程。設(shè)備的設(shè)計是模塊化的，切方便組裝和使用，易于安裝和拆卸。鋼結(jié)構(gòu)由新型優(yōu)質(zhì)鋼制成，不僅增加了設(shè)備的強度和剛度，而且相比之前的產(chǎn)品更加輕巧和柔韌度。背板由一次性成型的鍍鋅板或彩色涂層板組裝而成，美觀，堅固，耐用。在控制技術(shù)上，矢量變頻可變電壓調(diào)速和矢量變頻的閉環(huán)控制技術(shù)被廣泛使用，以實現(xiàn)高速，穩(wěn)定的運行，節(jié)省能源，能量，并使振動和噪聲最小化?？刂品椒òò粹o類型，按鍵鎖定類型，IC卡類型，鍵盤類型，觸摸屏類型，遙控器類型等。安全元件采用各種陣列顯示屏，光電管，機械位移開關(guān)，磁性接近開關(guān)，光敏響應(yīng)開關(guān)等。安全保護(hù)裝置越來越完善，例如聲音的引導(dǎo)和進(jìn)出車輛的聲光引導(dǎo)和定位，自動識別汽車的大小，重量和速度限制，多種機制的保護(hù)和鎖定，自動跟蹤停車位，出車報警鏈和鋼絲繩的到達(dá)距離長度，自動彈性變形補償，對比汽車圖像攝影的安全檢測，滅火系統(tǒng)自動滅火等。

我國停車行業(yè)的發(fā)展仍然存在問題，例如缺乏統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；大多數(shù)產(chǎn)品是通過模仿或引進(jìn)國外技術(shù)制成的，技術(shù)水平較低。缺乏一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；混亂和個性化的市場競爭為了占領(lǐng)市場，公司引入了低成本競爭。研發(fā)部門并沒有重視選擇不予理睬，其技術(shù)創(chuàng)新能力以及指導(dǎo)方針沒有絲毫進(jìn)展，停車位的設(shè)計和管理嚴(yán)重滯后。為了解決上述問題，我們需要在市場政策，治理和技術(shù)領(lǐng)域做出努力。該準(zhǔn)則應(yīng)參考發(fā)達(dá)國家的相關(guān)準(zhǔn)則和規(guī)定。但是前提是要有足夠的專用和公共停車位，以實現(xiàn)投資公司，車庫管理屬性，停車價格標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)優(yōu)惠條件的多樣化。面向投資者和運營商的指南，包括“賺錢”。市場需要通過使用價格杠桿來增加在繁忙道路上停車的成本并逐步消除擁堵，從而為車庫市場創(chuàng)建一種工作機制。促進(jìn)停車場按市場規(guī)律經(jīng)營，實行國家監(jiān)管和政治法規(guī)，確保停車業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1.3 課題任務(wù)與具體要求

設(shè)計主要集中在立體車庫的設(shè)計上。本設(shè)計主要以PLC作為整個控制系統(tǒng)的基本控制器，并以傳感器作為輔助設(shè)備來設(shè)計立體車庫系統(tǒng)。主要內(nèi)容是基于PLC的立體車庫系統(tǒng)的設(shè)計。立體車庫利用托盤的運動產(chǎn)生一個垂直通道，以達(dá)到提升高車位和車輛通行的目的。

立體車庫的結(jié)構(gòu)特征如下：底層不能左右橫移，頂層不能上下升降，中間層可以橫移升降。除頂層外，必須在底層保留一個空的停車位，以便您上下車。當(dāng)較低的停車位進(jìn)出轎廂時，您可以直接進(jìn)出轎廂而無需移動其他托板；當(dāng)最后一層進(jìn)入和離開轎廂時，首先確定相應(yīng)的下部位置是否為空。如果不為空，請執(zhí)行相應(yīng)的翻譯過程，直到背景為空。執(zhí)行下降動作，然后在進(jìn)出汽車后返回原始位置。

第2章 總體設(shè)計方案

2.1 立體車庫結(jié)構(gòu)設(shè)計

立體車庫由五個部分組成：車庫整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，轎廂觸控面板設(shè)計，傳動裝置，控制系統(tǒng)和安全保護(hù)系統(tǒng)。

（1）汽車面板

轎廂面板是旋轉(zhuǎn)的電梯轎廂面板，并且獨立的電動機用于在電梯轎廂面板上進(jìn)行傳輸。轎廂板的材料也采用了重量輕，柔韌度強和強度高的鋼結(jié)構(gòu)材料。

（2）傳動系統(tǒng)

傳動系統(tǒng)使用齒輪馬達(dá)實現(xiàn)運動，（3）控制系統(tǒng)

旋轉(zhuǎn)電梯式立體停車設(shè)備的控制系統(tǒng)由PLC可編程控制器控制，主要有四種控制方式：手動，自動，復(fù)位和緊急停車。在正常工作條件下使用自動控制，在調(diào)試和維護(hù)條件下使用手動控制，在故障排除條件下使用重置，在檢測到異常的緊急情況下使用緊急停止。

（4）安全裝置

有多種形狀可用于安全保護(hù)，包括制動器等。

2.2 工作原理及方案選擇

立體車庫中的每個停車位底部都設(shè)有一個底板。車輛停在汽車面板上。最底層的停車位只能左右橫向移動，不能抬起或下降。中間的停車位可以左右橫向移動也可以上下移動，而最頂層的停車位只能上下移動，不能橫向移動。如果需要進(jìn)入中層停車位，則下部轎廂必須先移出空余空間，然后再降入空曠空間。最頂層的停車位必須進(jìn)入轎廂，并且必須進(jìn)入下方的停車位。您必須退出空白區(qū)域才能下降到較低的水平。當(dāng)汽車被收起時，當(dāng)汽車面板就位時，駕駛員將汽車駛過汽車面板并下車。汽車的中部和頂部面板被抬起；上車時，較低的停車位被直接從頂部和中間逐出。在地面上，在木板跌落到底部之后，駕駛員進(jìn)入車庫并開車，木板回到水平位置。

對于四號車，則需要先將第一和第二輛車移至右側(cè)，然后進(jìn)入第三輛車才可以向下移動。四號車則需要將下方的二號車向右移動至空位置才可以向下移動。五號車必須首先將四個托盤一、二、三和四位的托盤向右移動，然后在五號車才可以向下降低高度。六號車必須先將二號車和四號車向右移動，然后才可以向下降低高度直至底部。

車庫的原理圖 如圖2-1所示

圖2-1 原理圖

解決方案1：（1）單片機的噪聲性能低，因此對本地操作環(huán)境的要求非常嚴(yán)格。（2）單片機控制系統(tǒng)的開發(fā)時期較長，校準(zhǔn)時間也較長。

（3）單片機本身是弱驅(qū)動電流，但是對于停車場操作系統(tǒng)，執(zhí)行部件是電動機，是強電流系統(tǒng)。它需要弱電流才能傳導(dǎo)強電流。隨著管道連接數(shù)的增加，系統(tǒng)的可靠性降低。

（4）單片機控制系統(tǒng)，其控制程序主要是匯編語言，盡管匯編語言功能更強大，但是編程工作量卻比較大。

因此，單片機在立體升降車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用還不成熟，它只是停車系統(tǒng)的研究和發(fā)展方向。

解決方案2：基于設(shè)計的PLC立體車庫模型控制系統(tǒng)。它具有其他設(shè)計方法無法比擬的許多優(yōu)點：

（1）高可靠性和環(huán)境適應(yīng)性：所有PLC I / O連接均使用繼電器和光電耦合器，并采取了隔離和干擾抑制措施以實現(xiàn)強大的干擾抑制性能。

（2）通用性強：由于PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，通常采用CPU模塊、電源模塊、PID模塊、模擬量輸入輸出模塊。

這些模塊可用于靈活地訓(xùn)練各種控制系統(tǒng)。不同的控制系統(tǒng)只需要選擇不同的模塊，具有很好的適用性。

（3）易用且靈活：對于不同的控制系統(tǒng)，在選擇硬件結(jié)構(gòu)時，如果輸入/輸出稍有變化，則僅需更改，而與系統(tǒng)連接中的主要更改相對應(yīng)的程序則不需要需要現(xiàn)場調(diào)試工作量大，使用靈活方便。

（4）具有順序和周期性的操作特性。

（5）體積?。河捎谠谥圃熘惺褂昧舜笠?guī)模集成電路和微處理器，因此硬接線被軟件編程所取代，易于安裝并實現(xiàn)了小型化。

摘要：我們選擇第二個選項，即API作為設(shè)計中的主控制系統(tǒng)，它可以更好地滿足設(shè)計要求并實現(xiàn)設(shè)計目標(biāo)。

2.3 總體設(shè)計方案

三維水平車庫升降機是典型的機電一體化產(chǎn)品，集硬件、電子和信息技術(shù)于一體這個謹(jǐn)慎使用和組合電子設(shè)備，信息技術(shù)和傳感器構(gòu)成了空間站管理制度。立體車庫升降控制是整個車庫系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫系統(tǒng)的核心。

執(zhí)行機制是“成員”，執(zhí)行機制是“機制”，控制系統(tǒng)是“大腦”。

流程如圖2-2所示。

圖2-2 系統(tǒng)控制概況圖

橫向立體車庫系統(tǒng)和控制升降機的原理：操作員通過控制面板將操作信息傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，系統(tǒng)經(jīng)過處理后，運行結(jié)構(gòu)由輔助設(shè)備驅(qū)動以完成電梯的運行?？刂茍D如下圖2-3所示。

圖2-3 控制方案圖

第3章 立體車庫硬件設(shè)計

3.1 PLC的簡介及特點與功能

一套完整的PLC設(shè)備使控制系統(tǒng)能夠滿足所有要求，并且用戶不再需要自己設(shè)計和制造設(shè)備。如果在定義生產(chǎn)設(shè)備后更改了生產(chǎn)過程或更改了生產(chǎn)設(shè)備，則用戶無需更換PLC設(shè)備?？梢酝ㄟ^根據(jù)需要調(diào)整程序來實現(xiàn)相應(yīng)的功能。因此，除了計算機控制外，plc在工廠自動化中也得到了廣泛的應(yīng)用。

現(xiàn)代PLC不僅按邏輯順序和順序計算測量儀器的計時功能，而且還計算模擬控制系統(tǒng)，通訊，人機對話，機器和顯示面板的輸入和輸出以及功率，以進(jìn)行自我監(jiān)控和記錄?？梢酝瑫r控制三種生產(chǎn)機器，生產(chǎn)線和生產(chǎn)過程，使功能更加完善，相應(yīng)的生產(chǎn)能力更強。

通過在繼電器控制系統(tǒng)中引入SPS軟件，取代了大量的繼電器、時間繼電器和儀表，使控制柜的設(shè)計和安裝更加強大同時可對PLC用戶程序進(jìn)行模擬調(diào)試，減少現(xiàn)場調(diào)試工作量。此外，CLP的低故障率，強大的監(jiān)視，模塊化等功能極大地方便了維護(hù)。

3.2 PLC的選型

1高穩(wěn)定形和魯棒性

（1）所有I/O接口均采用光學(xué)隔離，以將工業(yè)環(huán)境中的外部電路與內(nèi)部SPS電路進(jìn)行電氣隔離。

（2）每個輸入端使用一個R-C濾波器，其濾波時間通常為10到20ms。（3）每個模塊均采取屏蔽措施，以避免輻射干擾。

（4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。

（5）嚴(yán)格過濾使用的設(shè)備。

（6）良好的自我診斷功能。一旦電源或其他軟件或硬件出現(xiàn)異常，處理器將立即采取有效措施，防止故障蔓延。

（7）大型PLC也可以使用由兩個處理器組成的冗余系統(tǒng)或由三個處理器組成的表決系統(tǒng)，以進(jìn)一步提高可靠性。

多功能，可變控制程序，使用方便

各種各樣的PLC硬件設(shè)備都可以構(gòu)成一個可以滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶無需自己設(shè)計和制造硬件設(shè)備。確定硬件后，用戶在更改生產(chǎn)過程或更新生產(chǎn)設(shè)備時無需更改PLC的硬件。只能根據(jù)需要更改程序。因此，除了用于獨立控制之外，API還廣泛用于工廠自動化中。

3.功能強大，適應(yīng)性強

現(xiàn)代的PLC不僅具有邏輯運算，還有同步，計數(shù)，順序控制等功能，而且還具有數(shù)字和模擬輸入和輸出，電源驅(qū)動，通訊，人機對話，機器自檢，顯示和記錄功能。和其他功能?？梢钥刂粕a(chǎn)機器，生產(chǎn)線和生產(chǎn)過程。

4.易于學(xué)習(xí)的編程

今天，大多數(shù)plc仍然使用“指導(dǎo)圖編程”的形式繼電器控制。不僅繼承了傳統(tǒng)的清晰和直觀，技術(shù)人員可以通過閱讀PLC手冊或參加短期培訓(xùn)課程，快速學(xué)習(xí)如何創(chuàng)建主控圖控制程序。它還提供編程語言，例如功能圖和指令列表。

5.減少控制系統(tǒng)設(shè)計施工的工作量

由于PLC使用軟件來代替繼電器控制系統(tǒng)中的大量中間繼電器，定時繼電器，計數(shù)器和其他設(shè)備，因此大大減少了控制柜的設(shè)計，安裝和維護(hù)工作量。同時，可以在實驗室中對完成的程序進(jìn)行不斷的完整與調(diào)試，從而大大減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量。另外，由于PLC故障率低，監(jiān)控功能強，模塊化等優(yōu)點，維護(hù)也非常方便。

6.便于攜帶與安裝，能耗低，不易損壞

PLC（可編程控制器）是將微電子等技術(shù)適用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品當(dāng)中。該設(shè)計緊湊，堅固，小巧，輕便，功耗低，無干擾且可以輕松地內(nèi)置到設(shè)備中。這是機電設(shè)備的理想控制方法。

簡而言之，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，應(yīng)考慮經(jīng)濟性，實用性和可靠性。這次將Mitsubishi FX2N-80MR-001 PLC用作控制系統(tǒng)的主控制器。該控制器擁有40個輸入點，40個輸出點和總共80個數(shù)字I / O端口。這次，控制系統(tǒng)需要24個入口點和22個出口點。因此，使用三菱FX2N-80MR-001 PLC既可以滿足該主題的需求，又可以確保I / O端口的使用余量，從而可以滿足相應(yīng)的控制系統(tǒng)擴展需求。

3.3 其他硬件選型

1.繼電器和接觸器

在3D車間中，API必須根據(jù)當(dāng)前按鈕狀態(tài)來管理車輛板的啟動和停止，因為車輛板工作流不是連續(xù)的，而是基于按鈕動作的。系統(tǒng)中，必須使用18個開關(guān)，即：1號車板左移開關(guān)，1號車板右移開關(guān)，1號板左移開關(guān)車卡＃2，車卡＃2右移開關(guān)，汽車卡＃3可移動左開關(guān)，汽車卡右移開關(guān)＃3，汽車卡＃3左移開關(guān)4號，汽車地圖右移開關(guān)＃4，汽車地圖向上開關(guān)＃3，汽車3＃4汽車地圖向下開關(guān)，汽車地圖開關(guān)＃4，汽車地圖開關(guān)＃4汽車下降卡開關(guān)，＃5汽車下降卡開關(guān)，＃5汽車下降卡開關(guān)，＃6汽車卡開關(guān)，＃6汽車卡下降開關(guān)，＃7汽車卡上升開關(guān)，汽車卡下開關(guān)e n°7.繼電器用于控制PLC的啟動。

2.電動機

三相異步電動機的工作原理：向電動機的三相定子繞組提供三相對稱交流電（每相的電角相差120度），并且會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。旋轉(zhuǎn)磁場將切斷轉(zhuǎn)子繞組。因此，將在轉(zhuǎn)子的繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子的繞組為閉合路徑），并且在以下條件下，載流轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將產(chǎn)生電磁力，以形成電磁場的旋轉(zhuǎn)磁場。定子，該定子形成在電動機軸上。電機的物理圖像如下圖所示。

例圖 三相異步電動機

3.傳感器

（1）檢查載板的平移運動是否到位

僅轎廂的底部面板具有平移運動，并且在每個停車位上都安裝了一個限位開關(guān)，以檢測轎廂面板的平移運動是否到位。

圖3-2 位置傳感器圖

（2）檢查汽車舉升板是否到位

僅上部機艙面板具有舉升運動。在轎廂面板垂直移動的每個車道上，在上下樓層均安裝了一個限位開關(guān)，以檢測轎廂面板是否安裝到位。其中，每個限位開關(guān)將自動復(fù)位。

圖3-3 舉升傳感器圖

4.控制點的分布

（1）一樓轎廂面板的左右行駛控制。一樓有兩個轎廂面板，該層的轎廂面板只可以左右移動。（2）控制汽車第二層木板的舉升和橫向運動。二樓有兩個轎廂面板，每個轎廂面板有四個水平運動和提升運動。（3）控制三級轎廂面板的舉升運動?；嚢骞灿腥龑?，每個滑車板只有兩個升降機構(gòu)，由具有自動制動功能的三相交流電動機控制。（4）僅第二層和第三層的車板使用鉤子，每塊車板使用2套鉤子，并且鉤子由電磁體控制。

3.4 I/O分配表

此次控制系統(tǒng)的變量主要分為輸入信號以及輸出信號兩種信號的構(gòu)成，其分配如下所示。

表3-1 I/O編號分配

3.5 PLC外部接線圖

選擇FX2N-48MR，系統(tǒng)有22個輸入設(shè)備和10個輸出設(shè)備，分別代表CPU的18個輸入點和8個輸出點。為了確保可以可靠地切斷PLC的負(fù)載電源。緊急情況下，將交流接觸器設(shè)置為KM。當(dāng)PLC開始工作時，按電源按鈕，SB1將打開電源并鎖定KM線圈。如遇突發(fā)情況，請按緊急停止按鈕SB2，KM就會響應(yīng)以斷開電源。

PLC接線設(shè)計：在立體升降車庫中，主要控制系統(tǒng)的控制對象是車庫中的移動電機和升降電機?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)在不同時間前后旋轉(zhuǎn)它們，然后車庫中的各種輔助設(shè)備都使用雙穩(wěn)態(tài)位置開關(guān)，以確保轎廂面板可以水平移動到預(yù)定位置，并且轎廂面板可以指定獲取位置。在車上上下車。

根據(jù)上面的I / O分配表設(shè)計相應(yīng)的接線圖，以便可以更好地進(jìn)行編程。外部接線圖如圖3-1所示。

圖3.1 PLC外部接線圖

在立體升降車庫中，控制系統(tǒng)的主控制單元的主要控制對象是車庫中的驅(qū)動馬達(dá)和升降馬達(dá)?？刂葡到y(tǒng)包括在根據(jù)需求前后旋轉(zhuǎn)它們，然后使用車庫中的各種輔助設(shè)備。這些輔助設(shè)備可以更好的幫我門控制立體聲車庫。為了確保轎廂面板可以水平移動到預(yù)定位置并且轎廂面板可以向上或向下移動到指定位置，使用了運動開關(guān)。為了確定車庫位置上是否有車輛，使用了光電開關(guān)。同時，車庫中使用了很多傳感器，比如煙霧溫度傳感器和安全警報器。在這張照片中，簡單地畫出了三級7位升降機和橫向立體車庫的一些簡單功能。根據(jù)這些功能，我們可以直觀地觀察7位三層升降車庫和橫向立體車庫的工作情況。

第4章 立體車庫軟件設(shè)計

本章介紹PLC控制應(yīng)用程序的設(shè)計。軟件的設(shè)計對于整個系統(tǒng)也非常重要。他通過設(shè)計軟件來控制硬件，以保持整個系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，而軟件就顯得尤為重要。PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計原理：其目的是使控制系統(tǒng)方便，性價比高，安全可靠，并最好地滿足相關(guān)對象的控制要求。軟件設(shè)計基于硬件設(shè)計，原始輸入和輸出地址編號的分配以及由編程軟件編寫的用戶應(yīng)用程序的應(yīng)用。設(shè)計語言程序（例如梯形圖，框圖或表格）取決于控制要求，并且是整個設(shè)計的核心。

4.1 系統(tǒng)流程圖

該程序分為四個部分：主體程序，手動程序，自動程序以及返回原始程序。如果選擇手動工作，則啟用X0并禁用X1。此時，一旦PLC執(zhí)行了通用程序，它將從自動程序轉(zhuǎn)到P0。由于X0常閉，觸電已斷開，因此將執(zhí)行手動程序，并且執(zhí)行將到達(dá)P1。由于X1通常是閉合的，而電擊是閉合的，因此原始的返回過程將被跳過。轉(zhuǎn)到P2，假設(shè)選擇了原始位置程序，然后X0關(guān)閉，X1打開，并且跳過自動程序和手動程序以運行原始位置程序。假設(shè)選擇了自動程序，則X0和X1均處于OFF狀態(tài)。在此階段啟動自動程序后，將忽略手動程序和返回程序。工作流程如圖4-1所示

圖4-2流程圖

圖4-2程序圖

程序設(shè)計方案如下：

（1）初始化程序提供系統(tǒng)控制信息并掃描每個位置的切換信號。

（2）根據(jù)首先進(jìn)入車輛的原理，主控制程序?qū)⒃谶M(jìn)入位置保持最大停車位數(shù)量。在每個轎廂面板移動之前，有必要確定目的地是否有可用空間，并且只有在有可用空間時才能進(jìn)行操作。基于位移開關(guān)在與位移電動機對應(yīng)的位置中的運動信息，確定是否存在空位。液壓升降系統(tǒng)的啟動和停止動作也基于相應(yīng)位置上的行程開關(guān)來確定。

（3）故障報警程序故障報警程序可以實時收集有關(guān)異常設(shè)備的信息，并及時發(fā)送聲光報警信號，提醒駕駛員和管理人員注意。如果在系統(tǒng)程序執(zhí)行期間有人或異物誤入車庫空間或者車身過長，PLC就會立即鎖住并且發(fā)出報警聲響。該程序可安全，可靠，完全和有效地補充二樓車庫的所有舉升和移動動作。

4.2 部分程序設(shè)計

1.主體程序

當(dāng)上限開關(guān)，右限位開關(guān)和后限位開關(guān)的常開觸點閉合時，輔助繼電器M0被激活，表明車庫處于原位。

該實用程序用于自動程序和返回程序之間的相互轉(zhuǎn)換處理。當(dāng)系統(tǒng)處于手動操作模式時，除一個組件外，所有組件的相應(yīng)輔助繼電器（M501-M506）必須復(fù)位。否則，當(dāng)系統(tǒng)從自動模式切換到手動操作模式時，它將從手動操作模式切換到手動操作模式。自動操作模式在兩個活動階段中可能會發(fā)生異常情況，從而導(dǎo)致錯誤的動作。

當(dāng)車庫處于原始狀態(tài)（M0為ON）時，當(dāng)用戶程序M8002開始執(zhí)行用戶程序M8002，并且系統(tǒng)處于手動狀態(tài)和原始狀態(tài)（X1，X0為ON）時，M500進(jìn)入對應(yīng)于初始步驟的狀態(tài)準(zhǔn)備進(jìn)入自動程序的“準(zhǔn)備”狀態(tài)，如果此時禁用M0，則M500將被復(fù)位，初始步驟不是有效步驟，并且系統(tǒng)無法在自動模式下運行。同時，光電限位裝置，防摔裝置和位置檢測裝置工作。

圖4-3主體程序梯形圖

2.手動程序

如圖4-4所示，在手動工作期間，六個按鈕X16，x17，x20，x21，x25和x26用于控制購物車的上，下，左，右，前進(jìn)和后退。為了保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，必須安裝鎖定裝置。例如，左右的線是嵌套的，而上升和下降是嵌套的。

圖4-4手動程序梯形圖

3.自動程序

當(dāng)系統(tǒng)處于原位時，如果啟用了自動速度并按下了啟動按鈕，則M501將加電并自鎖，并且打擊墊將前進(jìn)。當(dāng)您觸摸前限位開關(guān)X14，M502時，它將打開并自鎖，M501將關(guān)閉電源，并將汽車板轉(zhuǎn)到左側(cè)。觸摸左限位開關(guān)X12時，M503會通電并自鎖，M502會失電；觸摸下限位開關(guān)X11時，M503會斷電，轎廂標(biāo)志也將停止。當(dāng)汽車就位并且指示燈點亮?xí)r，請按OK（確定）按鈕。M504將打開電源并鎖定，然后將彈出車卡。當(dāng)觸摸上限開關(guān)X10時，M505將自動電氣鎖定。M504將切斷電源，并且轎廂板將向右轉(zhuǎn)。當(dāng)M506限位開關(guān)打開電源并自動鎖定時，M505關(guān)閉電源，并且載板向后移動。觸摸后限位開關(guān)后，M506停止系統(tǒng)將返回原始位置并激活初始狀態(tài)，為下一次操作做好準(zhǔn)備，并在自動程序中添加防限位檢測輔助觸點，跌落和光電開關(guān)。如果汽車超過限制，或者M(jìn)2，M3上的鋼纜斷裂，系統(tǒng)將提供保護(hù)，并且所有操作將停止。

圖4-5自動程序功能圖

圖4-6 自動程序梯形圖

4.歸位程序

在歸位模式下打開X1時，按下參考按鈕X5，M4打開，轎廂面板將抬起，當(dāng)上限開關(guān)X10接通時，轎廂面板在達(dá)到右極限X13時右轉(zhuǎn)，X13開啟，轎廂面板向后退，并且在觸摸后激活限位開關(guān)X15和X15時，轎廂面板將停止并且M4復(fù)位。這是滿足原始條件的條件，M0為ON，在應(yīng)用程序中定義了初始步驟M0，并為自動操作模式做好了準(zhǔn)備。

圖4-7 歸位程序梯形圖

4.3 程序調(diào)試

1.按下啟動按鈕X0后，輔助繼電器M0將被激活； 呼叫3號車卡X2，輔助繼電器M1將被激活，輸出繼電器Y1將被激活，自鎖，2號車卡將向右移動。

2.當(dāng)2號轎廂板向右移動并觸摸限位開關(guān)時，輸入繼電器X10立即通電，并且常閉開度使輸出繼電器Y1失電，而2號轎廂卡停止向其移動。正確的;同時，輸入繼電器X10正常打開和關(guān)閉。Y0輸出繼電器通電，自鎖，1號轎廂板向右移動。

3.當(dāng)1號載板向右移動并觸摸限位開關(guān)時，輸入繼電器X7立即通電，并且常閉斷開會導(dǎo)致輸出繼電器Y0的電源丟失。同時，輸入繼電器X7正常打開和閉合，從而使輸出繼電器Y10通電，自鎖，第3號轎廂板下降。

4.當(dāng)3＃載板向下移動并觸摸限位開關(guān)時，輸入繼電器X17立即通電，常閉斷開導(dǎo)致輸出繼電器Y10的功率損耗，并且3＃載板停止下降，您可能此時停止。

5.停下汽車后，按復(fù)位按鈕，X31輸入繼電器將立即通電，并且常開將閉合，以便Y12輸出繼電器將通電，自鎖，并且轎廂面板不會旋轉(zhuǎn)3°向上。

6.當(dāng)?shù)谌龎K牌照升起并到達(dá)限位開關(guān)時，輸入繼電器X21立即通電。當(dāng)常閉繼電器斷電時，輸出繼電器Y12斷電，橋箱的第三塊板停止舉升，輸入繼電器X21斷電和斷電。常閉，以使輸出繼電器Y2和Y22通電，顯示防墜落裝置，并且板1向左移動。

7.如果第一個載板向左移動并觸摸限位開關(guān)，則輸入繼電器X11立即被激活。當(dāng)繼電器常閉時，輸出繼電器Y2停用，左側(cè)的第一個載板停止。同時，輸入繼電器X11正常打開和閉合。抬起輸出繼電器Y3，將2號車輛板鎖定并向左滑動。

8.當(dāng)2號車牌向左移動并撞到限位開關(guān)時，輸入繼電器X12立即通電，而當(dāng)常閉繼電器斷電時，輸出繼電器Y3斷電。轎廂PCB2不再向左移動，并且M1輔助繼電器被禁用。動作結(jié)束。

4.4 組態(tài)調(diào)試

在Kingview開發(fā)系統(tǒng)中，選擇菜單命令“文件切換到視圖”以訪問Kingview操作系統(tǒng)。在操作系統(tǒng)中選擇“ ScreenOpen”命令，然后在“ Open Screen”窗口中選擇“立體車庫”屏幕。顯示Kingview操作系統(tǒng)屏幕，可以看到該屏幕的動態(tài)變化。自動調(diào)試如圖4-8所示。

1.調(diào)試結(jié)果：車庫具有自動和手動控制模式。在自動模式下，車庫由PLC設(shè)計的程序控制。在手動模式下，車庫由手動按鈕控制，以觸發(fā)接觸器和其他執(zhí)行器來控制車庫。手動控制涉及手動調(diào)整停車位以進(jìn)行存儲和檢索操作。調(diào)試是在Kingview中完成的，調(diào)試效果非常好。

2.存在的問題：盡管以此主題設(shè)計的立體車庫通過模擬和演示看到了基本部件的真實效果，但整個主題仍然存在不足之處。由于其自身的編程水平和時間限制，PLC程序使用基本指令進(jìn)行編程，并且僅執(zhí)行基本功能，因此程序中存在空白和不規(guī)則之處。該設(shè)計僅詳細(xì)說明了車庫的控制部分，并且僅提供了其他工程部件和設(shè)備的基本圖示和概述，因此存在一些缺陷。該設(shè)計僅是理論和仿真，因此尚未實際應(yīng)用。

圖4-8 自動運行系統(tǒng)控制界面

手動調(diào)試如圖4-9所示。

圖4-9 自動運行系統(tǒng)控制界面

第5章 總結(jié)及未來展望

5.1 總結(jié)

設(shè)計主要集中在立體車庫的設(shè)計上。本設(shè)計主要以PLC作為整個控制系統(tǒng)的基本控制器，并以傳感器作為輔助設(shè)備來設(shè)計立體車庫系統(tǒng)。主要內(nèi)容是基于PLC的立體車庫系統(tǒng)的設(shè)計。立體車庫使用貨盤更換來產(chǎn)生垂直通道，以實現(xiàn)高空停車位和車輛出入的提升。由于鏈條收集裝置的限制和進(jìn)入汽車的時間，通常為2-4層（國家法規(guī)規(guī)定為4層，其中2層和3層最多）。讓我們以一個例子來說明一個停車場的工作原理。

5.2 未來展望

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，越來越多的汽車生活在工人階級家庭中，而國家也越來越小。盡管三維車庫在我國的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)行了十多年，但它仍然是停車的主要功能和最原始的使用階段。建設(shè)水平和經(jīng)濟價值仍然需要改進(jìn)和發(fā)展。該設(shè)計是將來的立體車庫程序的設(shè)計。該設(shè)計是根據(jù)新思想進(jìn)行設(shè)計的，以便更好地生成流程。本文具有一定的理論基礎(chǔ)，針對特定的設(shè)計進(jìn)行了廣泛的研究和研究，可以全面改進(jìn)和開發(fā)整個智能停車場控制系統(tǒng)。這是所有技術(shù)的發(fā)展。它不僅有利于設(shè)計和開發(fā)，而且立體車庫可以極大地方便人們的未來生活和發(fā)展，并使設(shè)計更加實用。整體設(shè)計具有很大的優(yōu)勢。立體聲車庫可用于車輛。更好地保證了停車的安全性，從而可以更好地停放車輛并確保停放的車輛的安全。這種設(shè)計的優(yōu)點是非常巨大和顯著的，并且可以進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)束語

為了滿足車庫中的檢測要求，已經(jīng)開發(fā)了一種經(jīng)濟且合適的傳感器。在車間自動化時，選擇了可編程邏輯控制器FX2N-48MR PLC，詳細(xì)分析了PLC的功能和特性，并給出了原理圖和控制程序。

本文的主要研究是由PLC控制的立體車庫。它基于PLC。借助可靠且靈活的可編程PLC控制，可以自動控制車庫面板。大型現(xiàn)代城市中越來越多地使用升降機車庫。由于實現(xiàn)了自動控制，因此不需要人為操作，使人們的生活更加輕松，極大地解決了城市停車難的問題，節(jié)省了土地資源。

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我在學(xué)校度過了三年的緊張學(xué)習(xí)時間，系統(tǒng)地學(xué)習(xí)了專業(yè)知識的各個方面，深刻地學(xué)習(xí)了專業(yè)老師的知識，不僅從中學(xué)到了管理知識，還學(xué)到了很多有關(guān)做人，做事和學(xué)習(xí)的知識。在撰寫論文的整個過程中，從論文主題的選擇到開篇報告的撰寫，再到文本的撰寫，老師都提出了許多寶貴的意見。老師指出的每個問題和指導(dǎo)思想都使我感到有力量。給我印象最深的是老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)術(shù)態(tài)度。無論是格式說明，文章的重點還是文章的結(jié)構(gòu)，老師都從不感到無聊，及時地幫助了我，使我可以成功地完成論文的寫作。它使我能夠?qū)W(xué)到的理論應(yīng)用于分析和解決現(xiàn)實世界中的問題，然后提高我的知識水平。

同時，我還要感謝同學(xué)們的周到指導(dǎo)，這為我提供了指導(dǎo)。在您的困惑中，您的無私幫助使我感受到了校園的溫暖。我還要感謝在這方面做出貢獻(xiàn)的老師，他們使這種經(jīng)歷越來越清晰。