住宅小区升降横移立体停车库的设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)

住宅小区升降横移立体停车库的设计_毕业设计说明书(编辑修改稿)内容摘要：

再用 PLC 指令根据控制要求编排出 PLC 控制程序即可。 同时， PLC 指令比较汇编语言或 C 语言要容易掌握得多。 因此，本课题选择用 PLC 控制系统。 PLC 来源可编程序控制器的英文为 Programmable Controller,在二十世纪7080 年代一直简称为 PC。 由于到 90 年代 ,个人计算机发展起来 ,也简称为 PC。 加之可编程序的概念所涵盖的范围太大 ,所以美国 AB 公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器 (PLCProgrammable Logic Controller),为了方便 ,简称 PLC 为可编程序控制器。 有人把可编程序控制器组成的系统称为 PCS 可编程序控制系统 ,强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。 PLC 是以微处理器为基础，综合自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，它具有体积小，功能强，程序设计简单，灵活通用，维护方便等一系列的优点。 目前， PLC 以被广泛应用于各种生产机械和生产过程的 自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支 柱（机器人、 PLC、 CAD/CAM）之一。 特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，使它成为大规模控制工程的理想下位机。 PLC 不但可以很容易地完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立各类生产机械的数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。 顺序控制：所谓的顺序控制，就是按照工艺流程的顺序，在控制信号的作用下，使得生产过程的各个执行机构自动地按照顺序动作。 由于还具有编程设计灵活、速度快、可靠性高、成本低、便于维护等优点，所以在 实现单机控制、多机群控制、生产流程控制中可以完全取代传统的继电器接触器控制系统。 它主河北联合大学轻工学院 8 要是根据操作按扭、限位开关及其它现场给来的指令信号和传感器信号，控制机械运动部件进行相应的操作，从而达到了自动化生产线控制。 闭环过程控制：以往对于过程控制的模拟量均采用硬件电路构成 PID 模拟调节器来实现开、闭环控制。 而现在完全可采用 PLC 控制系统，选用模拟量控制模块，其功能由软件完成，系统的精度由位数决定，不受元件影响，因而可靠性更高，容易实现复杂的控制和先进的控制方法，可以同时控制多个控制回路和多个控制参数。 运动位置控制： PLC 可以支持数控机床的控制和管理，在机械加工行业可编程控制器与计算机数控 (CNC)集成在一起，用以完成机床的运动位置控制。 它的功能是接受输入装置输入的加工信息，经处理与计算，发出相应的脉冲给驱动装置，通过步进电机或伺服电机，使机床按预定的轨道运动，以完成多轴伺服电机的自控。 目前已用于控制无心磨削、复杂零件分段冲裁、滚削摸削等应用中。 生产过程的监控和管理： PLC 可以通过通迅接口与显示终端和打印机等外设相连。 显示器作为人机界面 (HMI )是一种内含微处理芯片的智能化设备，它与 PLC 相结 合可取代电控柜上众多的控制按钮、选择开关、信号指示灯，及生产流程模拟屏和电控柜内大量的中间继电器和端子排。 所有操作都可以在显示屏上的操作元件上进行。 PLC 可以方便、快捷地对生产过程中的数据进行采集、处理，并可对要显示的参数以二进制、十进制、十六进制、 ASCII 字符等方式进行显示。 在显示画面上，通过图标的颜色变化反应现场设备的运行状态，如阀门的开与关，电机的启动与停止，位置开关的状态等。 PID 回路控制用数据、棒图等综合方法反映生产过程中量的变化，操作人员通过参数设定可进行参数调整，通过数据查询可查找任一时刻的 数据记录，通过打印可保存相关的生产数据，为今后的生产管理和工艺参数的分析带来便利。 网络特性： PLC 可以实现多台 PLC 之间或多台 PLC 与一台计算机之间的通讯。 联网要求从而组成多级分布式控制系统，构成工厂自动化网络。 通过通讯模块、上位机以及相应的软件来实现对控制系统的远距离监控。 通过调制解调器和公用电话网与远程客户端计算机相连，从而使管理者可通过电话线对控制系统进行远距离监控。 升降横移式立体车库的存取车原理及操作流程 立体停车库的运行原理 升降横移式立体车库每个车位均有载车板 ，所需存取车辆的载车板通过升降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。 停泊在第二章 升降横移式立体车库设计要求及工作原理 9 车库内地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库，升降由电机驱动，通过钢丝绳拖动载车板，利用一台电机便可实现车位的移动。 车库底层只能平移，顶层只能升降，中间两层可以进行上下左右移动。 除顶层外，底层都必须预留一个空车位，供进出车升降之用。 当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；顶层进出车时，先要判断其对应的下 方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到下方为空才可进行下降动作，进出车完成后再上升回到原位置。 其运动的总原则是：升降复位，平移复位。 立体车库车位结构一般为 2 维矩阵形式，可设计为多层和多列。 由于受收链装置及进出车时间的限制，一般为 2~4 层， 2 层、 3 层者居多，现以较为典型的地上 4 3 升降横移式为例，说明停车库的运行原理。 首先规定从左至右第一层依次为 10 103 车位和 10 103 车盘；第二层依次为 20 203 车位和 20203 车盘；第三层依次为 30 303 车位和 30 303 车盘；第一、二 、三层中间为预留空位，第四层依次为 40 40 403。 车位与车盘要区别开来。 如图 ：10 103 车位可直接存取车辆； 201 车位，需将 101 右移再存放车辆； 301 车位，需先将 20 101 右移再存放车辆； 401 车位，需先将 30 20 10都右移再存放车辆； 402 车辆直接下降即可完成存放；对于 10 20 30 403 同理可完成存取。 图 4 层 3 列升降横移立体停车库运行原理图 河北联合大学轻工学院 10 存车操作 司机驾驶车辆从车库入口处进入，通过入口的车辆检测仪器 ，栏杆自动升起，司机开车进入车库。 车辆进入后，栅栏自动关闭。 通过面板按钮点击“存车”，控制器读取车位号，司机停车到位后， PLC 控制车库托盘进行升降横移操作自动完成存车过程。 取车操作 司机在入口处的面板按钮上点击“取车”，点击所要取的车位，控制器自动读取车位号， PLC 进行相关操作，待车辆降至地面一层，司机便可将车开出，完成取车操作。 升降横移式立体车库控制系统硬件设计 升降横移式立体停车库的 硬件系统主要由升降横移电机、停车库主体钢结构、控制车进出的操作面板以及可编程序控制器（ PLC）、各种指示灯等组成。 横移输送包括横移输送小车（升降固定架）及车盘，车盘是承载车的装置， 第一层 共有 2 台 车盘 可以进行横移， 需预一个空位，且只能左右横向移动。 横移输送小车及车盘左右横移的动力源是横移输送电机。 左右横移终点有限位开关进行定位保护，极点有机械挡块保护。 升降输送机构包括升降固定架及车盘，车盘是承载车的装置，共有 7 台车盘可以进行升降 ， 车盘升降的动力源是升降电机 ， 升降到位有限位开关进行定位保护。 控制车进出的操作面板以及可编程序控制器对车库运行进行控制，以及各种信号灯的指示。 硬件电源 输入输出 模块和电源的选择 ： PLC 输入模块的功能主要是检测来自现场设备的输入信号，并将其转换成 PLC 内部可处理的电平信号。 输入模块的类型选用直 流形式的，由于信号的传送距离比较近，信号选用低电压形式，低压又分为5V、 12V、 24V、 60V 和 68V，从可靠性角度考虑， 本课题 选用 24V 作为电平信号电压。 车库 系统的 升降横移 电机的工作电压选用交流 220V,指示灯工作电压都第二章 升降横移式立体车库设计要求及工作原理 11 选用 24V。 电动机种类繁多，可按各种方法分类：如按外壳保护、安装方式、绝缘等级、功率大小、电源电压、电源频率、运行特性结构、用途等各 种分类方法。 但不同分类之间都有复杂的内在联系。 我国目前是以功率大小作为大类来总划分，而以主要性能、用途和结构特征、形式等作为补充来适当细分。 电动机由变频器驱动控制，参数均由变频器数据设定完成，从而控制了停车板的“启动、加速、正常运行、减速、停车、检修运行”的速度曲线。 变频器输入信号端口也由变频器参数设定， PLC 控制变频器完成相应的动作。 对于四层三列立体车库的电机安装原则是：底层两个车板各自装有一个电动机，以控制车板导轨上的左右水平移动和 垂直方向上的升降移动；顶层的三个车板不需要做左右水平移动，只需要在相应列的下两层空出车位时做升降移动。 所以，这三个车板分别只装有控制升降运动的电动机。 在升降横移式智能立体车库中采用三相异步电动机，电机接线如图 所示。 选择水平横移控制电机的额定功率为 ，满载转速为 1390r/min，升降控制电机额定功率为 ，满载转速为 1470r/min，型号 Y100L14。 图 水平控制电机原理 河北联合大学轻工学院 12 PLC 的选用原则及本设计中用到的 PLC 随着 PLC 技术的发展， PLC 产品种类也越 来越多，而且功能也日趋完善。 不同种类之间的功能设置有着很大的差异，其结构形式、性能、容量、指令系统、价格也不尽相同，适合的场合也个有侧重。 这既给 PLC 机型的选择提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的合理选用难度。 PLC 型号选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，追求好的性价比。 因此，合理选择 PLC，对于提高PLC 控制系统技术经济指标有着重要意义。 一、可编程控制器分类 通常按 I/O 点数、结构形式对 PLC 进行分类。 根据 I/O 点数的多少可将 PLC 分为小型、中型、大型三类。 （ 1）、小型 PLC I/O 点 数 256 点，单 CPU、 8 位或 16 位处理器、用户存储器容量 4kb 以下。 如 GEI 型 美国通用电气公司； TI100 美国德州仪器公司； F、 F F2 日本三菱电气公司； S7200 德国西门子公司。 （ 2）、中型 PLC I/0 点数 2562048 点，双 CPU，用户存储器容量 28KB。 如 S7300 德国西门子公司； SU SU7 C500 日本立石公司。 （ 3）、大型 CPU I/O 点数 2048 点，多 CPU， 16 位、 32 位处理器，用户存储器容量 816KB。 如 :S7400 德国西门子公司 ； C20xx 立日公司； K3 三菱公司等。 根据结构形式分类 （ 1）、整体式 整体式又称为单元式或箱体式，它的特点是将 CPU 的几本部件，如 CPU 模块、 I/O 模块和电源等紧凑地安装在一个标准机壳内，组成 PLC 的一个基本单元或扩展单元。 整体式 PLC 是将电源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。 小型 PLC 一般采用这种整体式结构。 （ 2）、模块式 模块式结构又称为积木式。 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分，分别作成若干个单独的模块，如 CPU 模块、 I/O 模块、电源模块以 及各种功能模块。 模块式PLC 由框架或基板和各种模块组成。 模块装在框架或基板的插座上。 这种模块式PLC 的特点是配置灵活，可根据需要选配不同规模的系统，且装配方便，便于扩第二章 升降横移式立体车库设计要求及工作原理 13 展和维修。 大中型 PLC 一般采用模块式结构。 还有一些 PLC 将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓的叠装式 PLC。 叠装式 PLC 其 CPU、电源、 I/O 接口等也是各自独立的模块，但他们之间是靠电缆连接，并且各模块可以一层层叠装。 这样，不但系统可以灵活配置，还可以做的体积小巧。 二、 PLC 的性能指标 PLC 的种类很多，用户可以根据控制系统的具体要求， 选择不同技术性能的PLC。 PLC 的技术性能指标主要有以下几个方面。 输入 /输出（ I/O）点数 PLC 的 I/O 点数是指外部输入和输出端子数量的总和，它是描述 PLC 控制规模大小的一个重要指标。 通常小型 PLC 的 I/O 点数只有几十点，中型 PLC 的I/O 点数有几百点，大型 PLC 的 I/O 点数会超过几千点。 存储容量 PLC 的存储器由系统程序存储器和数据存储器组成。 PLC 存储容量通常指用户程序存储器，它表示系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。 扫描速度 PLC 采用循环扫描方式工作，完成一次扫描所用的时 间叫扫描周期。 这里指扫描一步指令的时间。 有时也可用扫描 1K 步用户程序使用的时间，如以。