【正文】 立體車庫系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試的主要步驟，如圖1所示 圖1 立體車庫控制系統(tǒng)的修訂步驟在本次課題設(shè)計過程中主要考慮以下幾點：1．深入的了解和分析立體車庫的工藝條件和控制要求。2．根據(jù)立體車庫的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設(shè)計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3．根據(jù)所設(shè)計的場所，選擇電動機的類型。4．根據(jù)I/O的點數(shù)選擇合適的PLC的類型。5．分配I/O點，分配PLC的輸入、輸出點。6．設(shè)計立體車庫系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計。7．將程序輸入PLC程序進(jìn)行調(diào)試，查出錯誤，讓程序更加完善。3 立體車庫系統(tǒng)硬件方面的設(shè)計 硬件系統(tǒng)總體設(shè)計 硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計立體倉庫存儲系統(tǒng)主要由PLC控制模塊、步進(jìn)驅(qū)動模塊、絲桿驅(qū)動模塊、工件推出模塊、立體倉庫、氣源處理組件等部件組成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。圖2 立體車庫模型 精確定位原理 PLC每發(fā)出一個脈沖，步進(jìn)電機轉(zhuǎn)動一個步距角度，X軸步進(jìn)電機帶動X軸絲桿做左右直線運動或Z軸步進(jìn)電機帶動Z軸絲桿做上下直線運動，實現(xiàn)載物臺的上、下、左、右運動。通過控制X軸、Z軸步進(jìn)電機的脈沖個數(shù)，就可以控制載物臺在X軸、Z軸上移動的距離，實現(xiàn)載物臺在X—Z軸平面的精確定位，從而把物體放到倉庫的指定位置。當(dāng)PLC輸出5000個脈沖時，（平移距離=步距角脈沖個數(shù)螺距/360o）。 升降橫移式立體車庫的基本結(jié)構(gòu)升降橫移式立體車庫由底盤、四層十二車位停車場、運動機械及電氣控制等四部分組成。機械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機械元件組成，采用步進(jìn)電機、直流電機作為拖動元件。電氣控制是由西門子S200系列可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機驅(qū)動電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。本系統(tǒng)采用滾珠絲杠、滑杠和普通絲杠作為主要傳動機構(gòu)，電機采用步進(jìn)電機和直流電機，其關(guān)鍵部分是堆垛機，它由水平移動、垂直移動及伸叉機構(gòu)三部分組成，其水平和垂直移動分別用兩臺步進(jìn)電機驅(qū)動滾珠絲杠來完成，伸叉機構(gòu)由一臺直流電機來控制。它分為上下兩層，上層為貨臺，可前后伸縮，低層裝有絲杠等傳動機構(gòu)。當(dāng)堆垛機平臺移動到貨架的指定位置時，伸叉電機驅(qū)動貨臺向前伸出可將貨物取出或送入，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回。整個系統(tǒng)需要三維的位置控制。控制面板上的開關(guān)、按鈕功能及車位號如圖3所示 圖3 控制面板上的開關(guān)、按鈕功能及車位號控制面板上的按鈕功能如表1所示表1 控制面板上的按鈕功能表按鍵號手動自動1機構(gòu)水平向左移動選擇1號倉位2機構(gòu)垂直向下移動選擇2號倉位3機構(gòu)水平向右移動選擇3號倉位4機構(gòu)水平向后移動選擇4號倉位5機構(gòu)垂直向上移動選擇5號倉位6機構(gòu)水平向前移動選擇6號倉位7無意義選擇7號倉位8無意義選擇8號倉位9無意義選擇9號倉位10無意義選擇10號倉位11無意義選擇11號倉位12無意義選擇12號倉位具體的操作步驟如下：1．手動操作（1）接通電源。（2）將選擇開關(guān)置于手動位置（此時1～6號有效）（3）分別點動按鍵←2↓、3→、4↙、5↑、6↗，觀察水平（X軸）、垂直（Y軸）、前后（Z軸）各絲杠運行情況，運行應(yīng)平穩(wěn)，在接近極限位置時，應(yīng)執(zhí)行限位保護(hù)（運行自動停止）。注意：只有X、Y軸運行到相應(yīng)位置（左側(cè)數(shù)碼管顯示“ ”）時，伸叉機構(gòu)方可運行。2．自動運行（1）將程序下載到PLC（2）將選擇開關(guān)置“自動”位置（通電狀態(tài)下，各機構(gòu)復(fù)位，即返回零位）。（3）將一帶托盤汽車模型置零號倉位，放置模型時，入位要準(zhǔn)確，并注意到倉位底部檢測開關(guān)已動作。（4）執(zhí)行“送”指令a、選擇欲送倉位號，按動倉位號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉位號。b、按動送指令按鈕，觀察送入動作（若被選擇倉位內(nèi)已有汽車，則該指令不被執(zhí)行）。c、指令完成后，機械自動返回。d、零號倉位已無汽車，則下一個“送”指令（誤操作）將不被執(zhí)行。（5）執(zhí)行“取”指令a、選擇欲取倉位號，按動倉位號對應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉位號。b、按動“取”按鈕，觀察取出動作（若被選擇倉位內(nèi)無汽車，則該指令不被執(zhí)行）。c、指令完成后，機構(gòu)自動復(fù)位。d、零號倉位已有汽車，則下一個“取”指令（誤操作），將不被執(zhí)行。（6）演示程序中的其它內(nèi)容①當(dāng)0倉位上有貨物時，若無外部操作指令，“就緒”燈亮，延時15秒后，自動將貨物放在倉庫號最小的空位上，依次類推。如4都已有貨物，程序延時15秒，15秒內(nèi)若無外部操作指令，自動將貨物放在5倉庫。如4都已存放貨物， 15秒內(nèi)若無外部操作指令，自動將貨物放在2倉庫。在延時的15秒內(nèi)，若按下數(shù)字5，然后按下“送”鍵，則運行機構(gòu)將貨物放入5庫，若按下5鍵后，想取消此操作，可按下“放棄”鍵。此時，程序又處在待命狀態(tài)，“就緒”燈亮，又可進(jìn)行其它操作。②當(dāng)0倉位上無貨物時，若無人操作，“就緒”燈亮15秒后，程序?qū)褦?shù)值最大倉庫號里的物品轉(zhuǎn)運至沒有放貨物的倉號比它小的倉庫里。如5有物，該程序?qū)⒆詣影?物品轉(zhuǎn)至3倉庫。操作步驟如下：“就緒”燈亮?xí)r，延時15秒后，程序?qū)⒆詣影?物品先轉(zhuǎn)至0倉庫，再延時15秒后，自動將貨物放在3倉庫。③當(dāng)程序運行時，貨臺上已經(jīng)貨物時，在5秒后，程序?qū)沿浥_上的物品自動運至沒有放貨物的最小倉號的倉庫里。 PLC控制模塊的設(shè)計 PLC的概述 PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 可編程序控制器是六十年代末在美國首先出現(xiàn)的，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（Sequence Controller)。 提出PLC 概念的是美國通用汽車公司。當(dāng)時，根據(jù)汽車制造業(yè)生產(chǎn)線的需要，希望用電子化的新型控制器替代繼電器控制盤，以減少汽車改型時，重新設(shè)計制造繼電器控制盤的成本和時間。隨著半導(dǎo)體技術(shù)尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，到七十年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出組件和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的“PLC”已不再是僅有邏輯（Logic）判斷功能了，同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通訊功能。美國電氣制造商協(xié)會NEMA（ National Electrical Manufactory Association）從1976年開始，經(jīng)過四年的調(diào)查，于1980年把它正式命名為可編程序控制器，簡稱“PC”.可編程序控制器硬件由六部分構(gòu)成:中央處理器（ Central Processor Unit 簡稱CPU）：它是可編程序控制器的心臟部分。CPU由微處理器（Microprocessor）存儲實際控制邏輯的程序存儲器和存儲數(shù)據(jù)、變量的數(shù)據(jù)儲器構(gòu)成。電源（Power Supply）：給中央處理器提供必需的工作電源。輸入組件（Inpu