立体车库控制系统的设计毕业设计(编辑修改稿)

立体车库控制系统的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

3/0 （ 2）横移机构数目 2 2 1 3 （ 3）升降机构数目 2 3 3 3 表 12 由表 12 第（ 1）项 —— 满载时存取车时最多 /最少移动的车辆数的分析结果可知 :方案 4 在存取某一辆车时 ,对其他车位上车辆的影响最小。 这样车库工作时就最安全，速度最快，顾客满意度最高。 由表 12 第（ 2）项 —— 横移机构数目的分析结果可知：方案 4 的横移机构只有底层的一套，前两个方案则在二层也须设计安装横移机构。 而在二层安装横移机构一方面要考虑该横移机构与升降机构的合理过渡，另一方面对车库的整个框架建筑也提出了更高的承载和结构要求。 这都给设计及施工带来一定的困难，也必然增加相应的建设资金。 方案 3 与方案 4 相比：存车时，若 5 号车位都有车，若要在 3 号车位停车，需要 5 号载车板都横移来提供四号空位。 若空车位兼周转车位留在 5 号车位，只需移动一个载车板即可。 由此看来，将空车位留在 5 号车位更经济划算。 因而，采用方案 4. 空车位的选择 以取车为例： 方案（ 1）：将 6 车位任何一个作为空车位 以 4 车位作为空车位进行说明： 若 3 号车位的正下方没有停有车辆，若要取 3 号车位上的车，只需让 3 号在车板垂直下降即可：若 3 号车位的正下方刚好停有车辆，且 5 号车位也停有车辆，要取 3 号车位上的车时，首先要将要 5 号车位上的车横移至 4 号车位上，再将 6号车位上的车横移至 5 号车位上空出 6 号车位，此时，再将 3 号载车板下降。 立体车库控制系统的设计 5 方案（ 2） ：将 5 号车位作为空车位 若要取 2 号车位上的车，直接让 2 号在车板下降即可 .若要取 1 号或是 3 号车位上的车 .如果它们的下方刚好是空车位，直接让载车板下降即可；如果正下方停有车辆（以取 3 号车为例进行说明），只需将 3 号车正下方的 6 号停车位的车横移至 5 号空位，将 3 号载车板下降即可。 （ 1）、（ 2）方案相比较很容易看出，将 5 号车位设置为空车位移动的车辆最少，节省了电源，省去了很多麻烦。 因而，空车位的选择采用方案 (2)。 控制环节设计 停车 ：当车辆要进入停车库时，此时在控制面板上点击空车位，如果空车位刚好位于下层，车辆进入停车库进行停车；如果空车位位于上层，载车板会自动下降到下限位，此时，车辆进入停车库开始停车。 取车： 取车时，在操作面板上点击所取车辆所在的车位，若车辆位于下层停车位，直接将车辆取走即可；如果车辆位于上层停车位（以取 3 号车位上的车为例），上层停车板下降到下限位之前先判断 6 号车位是否有车辆：若检测开关检测到 6号车位没有停有车辆，上层载车板直接下降到下限位；若检测开关检测到 6 号车位停有车辆， 6 号车位的载车板先横移到 5 号车位上，移动到位，遇到限位开关，3 号载车板开始下降。 车辆取走后， 3 号载车板回到原来的位置， 6 号载车板从回到 5 号车位回到 6 号车位的位置。 立体车库控制系统的设计 6 第 2 章 立体车库的电气控制部分设计 工作原理 立体车库的工作原理如图所示。 控制器是车库控制系统的核心，由单片机 ,PLC完成。 当用户对操作平台进行动作时，单片机或 PLC 会接收并分析用户操作，判断检测原件的状态，读取执行元件的信息，然后做出合理的工控安排，并反馈信息到执行元件，操作平台，以拖动车位移动到相应的水平和垂直位置，实现车位的位置移动。 工作原理示意图如下图 21： 图 21 立体车库工作原理 车库控制系统硬件设计 立体车库控制系统包括硬件和软件两方面的设计内容。 硬件集中安放在控制箱内，控制箱采用的金属外壳起到屏蔽作用，以保护系统运行的可靠性。 本研究控制系统采用 PLC 控制器。 PLC 是计算机技术及微电子技术结合形成的微机系统，很适合逻辑控制，特别是 PLC 的梯形图编程语言。 PLC 在设过程中考虑了对工业环境的适应性，因而抗干扰行强，稳定性好。 车库控制系统硬件主要分为 4 个部分： （ 1）电源部分：在第一个空气开关前设有熔断器，以防止过高的电流流入电路而烧坏电气元件，起到保护整个电路的作用。 取 220V的交流电供给 PLC，而这个 220V的交流电又并接到一个 PSW 上，从而得到 24V的直流电供给操作面板和行程开关等低压元件。 这个 220V交流电的取得是在接第一个接触器即主接触器 KO 前完成的，是 PLC 得电工作而升降电机和横移电机不得电工作，更安全的控制升降电机和横移电机。 在主接触器之前接有相序保护器，起作用时在状态检测单元 车位执行单元 控制器 操作平台 立体车库控制系统的设计 7 交流电发生相序不正常是使电路发生断路，从而保护电气元件不被破坏。 （ 2） PLC 部分： PLC 由 220V 交流供电，并与操作面板直接连接。 本研究采用三菱 FX2N48MR (24 点输入 /24 点 输出， 220V交流 /24V直流输入 )控制。 （ 3）安全防坠部分：上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。 坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间，在纵梁两侧各装有两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各装有两只耳环，当上载车板上升到位后，纵梁下面得四只挂钩便自动套入四只耳环内，以防止升降电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压坏下层汽车。 下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。 行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。 防碰撞板得作用是：下载车板横移时，如果碰 到人、遗留行李或车主宠物时，切断横移电源，横移停止。 防坠机构的简图 22 所示： 图 22 工作原理：默认状态下挂钩被弹簧片弹向右侧，防止载车板坠落；电磁铁通电挂钩被拉向左侧释放载车板。 （ 3） 升降电机部分：在主接触器后导出两路电路分别接到升降电机组和横移电机组，控制电动机的正反转，以实现车板的升降。 在每个接触器后各接有一个热继电器 FR2 其作用是保护电机。 与 3 个电机分别相接的接触器，用于控制各个电路的通断，即控制电机是否转动。 （ 4） 横移电机部分：与升降电机部分相似，在主接触器后并接两个接触器KM1 和 KM2 以控制车般的左右横移。 在接触器后皆有 1 个热继电器 FR1 用于保护电机。 与 2 个电机分别相连的接触器，用于控制各个电路的通断。 实现正反转的两个交流接触器如图 23 所示。 立体车库控制系统的设计 8 图 23 检测系统设计 在自动化立体车库中，车库检测信号是控制程序执行的重要依据。 控制程序根据检测到的信号顺序执行，控制输出。 在本设计中，检测系统有：车位限位信号检测（载车板上下左右移动位置检测）、车位是否停有车辆信号检测、正确停放信号检测、是否有空车位信号检测、烟雾报警检测。 车位认址信号 升降横移式立体车库，通过载车板的升降横移运动实现车库存取车操作。 在本设计的二层五位立体车库设计中，一层车位只有横移动作，二层车位只有升降动作。 因此，一层车位载车板横移动作需要左右限位信号，二层车位载车板升降动作需要上下限位信号。 在本设计中，车位认址信号选用在车库中安装接近开关来实现。 相比传统立体车库控制系统的设计 9 的限位开关，接近开关具有工作可靠、寿命长、功耗的、复定位精度高、操作频率高等优点。 接近开关感测元件安装在载车板上随载车板运动，将接近开关触点安装在车库制动点上固定。 车位停车信号 立体停车库中，载车板上是否停放车有车辆，通过采用光电开关实现。 在此采用红外对射式光电开关，在载车板的对角线上安装。 当有车辆停放时，阻挡红外对射信号，光电开关无输出，当无车辆停放时，存在红外对射信号，光电开关有输出。 红外光电开关是一种对射 式光电传感器，其物体不限于金属。 该传感器具有探测距离远、可调节测量范围的优点。 如图 24 所示： 水平高度差不多为 1 米 图 24 车位正确停放信号 立体停车库中，为保证系统正常的运行以及车辆的停放安全，对车辆的停放有一定的要求，要求只有车辆正确停放在载车板的一定区域内系统才能正确的运行。 在此设计中，亦采用在载车板中安装红外对射式光电开关实现对车辆正确停放的立体车库控制系统的设计 10 信息的检测。 将开关布置于载车板正确停放区域的边线上。 当有车辆停放时，车辆在载车板正确停车区域内，车辆没有阻挡红外对射信号，检测器不产生输出；当车 辆错误停放时，车辆就会阻挡红外对射信号，检测器产生输出报警信息。 车位信号检测 当有车辆进入停车系统时，为了能够很快得判断是否有空车位，来显示车辆的存放情况。 在设计中有一个满车位信号的红色指示灯，并且还有各个车位的指示灯，指示灯亮则表示该车位停有车辆。 火灾报警信号 立体停车库中，为保证车库的正常安全运行，在检测系统中采用了烟雾探测器，进行火灾报警。 报警信号接入控制系统中，当车库内的烟雾达到一定的浓度时，传感器会检测到并产生报警信号，人员接到信号后进行灭火。 PLC 控制系统设计 本系统中 PLC主要检测各载车板位置及运行状态并控制电机的启动和停止。 利用光电开关 ,行程开关检测载车板位置状态：用接触器，继电器控制点击的启动和停止。 当要对车辆进行存取操作时， PLC 根据在控制面板上输入的指令，首先判断各检测元件的状态，然后读取车库机械部分的反馈信息到电机，带动载车板实现升降或横移。 在整个过程中，通过光电检测、限位开关、过载保。