【正文】 基于PLC升降橫移式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第1章 緒論 1 1 3 自動(dòng)化立體車庫(kù)的技術(shù)分類及其特點(diǎn) 4第2章 PLC的基礎(chǔ)知識(shí) 5 PLC簡(jiǎn)介 5 PLC的產(chǎn)生 5 PLC的定義 6 6 PLC的特點(diǎn) 8 PLC的組成及工作原理 10 PLC的組成 10 PLC的工作原理 17 PLC的編程語(yǔ)言 19 梯形圖語(yǔ)言（LD） 19 指令表語(yǔ)言（IL） 19 功能模塊圖語(yǔ)言（FBD） 20 順序功能流程圖語(yǔ)言（SFC） 20 結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（ST） 20第3章 立體車庫(kù)硬件設(shè)計(jì) 22 硬件器件簡(jiǎn)介 22 松下FP1型PLC 22 傳感器（BEN5MMDT） 22 行程開(kāi)關(guān)（YKXX1111（T）） 23 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)（YKXH28） 23 按鈕（YKXY6） 23 指示燈（AD1616DS） 23 升降電機(jī) 24 橫移電機(jī) 24 硬件設(shè)計(jì) 24 升降橫移立體車庫(kù)簡(jiǎn)介 24 車庫(kù)外觀圖設(shè)計(jì) 25 PLC原理圖設(shè)計(jì) 25 控制面板設(shè)計(jì) 27第4章 PLC控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 29 PLC型號(hào)的選擇 29 I/O點(diǎn)數(shù)的確定 29 選定PLC 29 控制系統(tǒng)I/O地址分配 29 PLC控制程序設(shè)計(jì) 32 控制程序流程圖 32 閘門控制程序 32 指示燈控制程序 35第5章 結(jié)論 38參考文獻(xiàn) 39附錄A 立體車庫(kù)運(yùn)行梯形圖 41附錄B I/O控制原理圖 50致謝 51II第1章 緒論 自動(dòng)化立體車庫(kù)的發(fā)展與現(xiàn)狀簡(jiǎn)介據(jù)現(xiàn)在所知道的立體車庫(kù)最早建于1918年，位于美國(guó)的伊利諾斯州芝加哥市華盛頓西大街215號(hào)的一家旅館的停車庫(kù)。立體車庫(kù)的發(fā)展可以說(shuō)有第一輛車的時(shí)候它就產(chǎn)生了，而在近一百年的時(shí)間里，它遠(yuǎn)不如汽車發(fā)展引人注目，不為人關(guān)注。到現(xiàn)在為止仍然沒(méi)有人把它嚴(yán)格的歸為哪一類，但是它涉及多領(lǐng)域，多空間，比如我們經(jīng)常能見(jiàn)到的物流倉(cāng)庫(kù)、建筑結(jié)構(gòu)等。立體車庫(kù)是一種為減少占地面積，增加停車位而發(fā)明的一種車庫(kù)，主要有升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式、垂直升降式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式等，升降橫移式約占70%。圖11為國(guó)外立體車庫(kù)： 圖11 自動(dòng)化立體車庫(kù)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，城市人口、車輛逐年增加，停車難就顯現(xiàn)出來(lái)。傳統(tǒng)的二維平面停車場(chǎng)占用了大量寶貴土地資源，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會(huì)需求。而先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫(kù)是空間立體車庫(kù)，它是以單層面的停車庫(kù)為核心，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，即通過(guò)上位機(jī)對(duì)車庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一管理、監(jiān)控與PLC控制進(jìn)行車位空間位置變動(dòng)，讓車位能夠從空間到平面的轉(zhuǎn)化，來(lái)實(shí)現(xiàn)多層平面的停車功能。 自動(dòng)化立體車庫(kù)在世界各地的發(fā)展是不平衡的，德國(guó)開(kāi)發(fā)的最早，所以技術(shù)較為領(lǐng)先，主要有二層面和多層面的立體車庫(kù)，在這一系列中，已經(jīng)有H型，U型還有Ｖ型。由于日本國(guó)土面積小，機(jī)械化發(fā)展程度高，汽車擁有量驚人，所以最為廣泛使用，自1959年引進(jìn)機(jī)械化立體車庫(kù)的建在技術(shù)以后，到1983年為止，總共建造了25454做各式的機(jī)械化立體車庫(kù)，基本上每座車庫(kù)能容納十輛汽車之多，最多的能停上百輛汽車。從1970到1980年起，機(jī)械車庫(kù)容量每年遞增大約為5%7%，已經(jīng)超過(guò)了同一時(shí)期汽車年增長(zhǎng)率4%6%，從技術(shù)上看，日本很重視升降式立體車庫(kù)的發(fā)展。1993年，日本在其首都東京舉行的世界自動(dòng)立體車庫(kù)設(shè)備展覽會(huì)取得了空前的成功。圖12為國(guó)外高容量立體車庫(kù)。圖12 國(guó)外高容量立體車庫(kù)自20世紀(jì)來(lái)，我國(guó)也相繼舉辦了多場(chǎng)與停車設(shè)備有關(guān)的展覽會(huì)，2006年的10月，上海舉辦了名為“2006上海國(guó)際停車設(shè)備和智能系統(tǒng)展覽會(huì)”，取得了很好的效果，同時(shí)吸引了包括德國(guó)、日本、美國(guó)等世界上停車設(shè)備知名的制造商。其立體車庫(kù)的全自動(dòng)性能以及容車能力、先進(jìn)程度被世界各國(guó)廣泛接受和認(rèn)同。種類繁多的停車設(shè)備，在做出決斷前，一定要通過(guò)詳盡的技術(shù)分析，細(xì)致的經(jīng)濟(jì)報(bào)告，盡最大可能利用一切有利因素，造出合理的車庫(kù)。總之，在現(xiàn)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，土地資源日益緊張的情況下，設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及使用這一設(shè)備是可行的、明智的選擇。因此立體車庫(kù)的前景是無(wú)限廣闊的。截止2011年8月，我國(guó)汽車擁有量?jī)H次于美國(guó)，位居世界第二，而且其每年以兩位數(shù)的速度增長(zhǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì)2006年我國(guó)汽車銷售量第一次超過(guò)日本，比同期增長(zhǎng)超過(guò)25%，成為汽車第二大消費(fèi)國(guó)。2007也將以15%的速度增長(zhǎng)，銷售總量超過(guò)800萬(wàn)輛。雖然我國(guó)人均汽車擁有量水平較為低下，但是隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，其提升幅度很大，“停車難”變成了隨之而來(lái)的主要問(wèn)題。例如，位于我國(guó)沿海有東海之濱之稱的上海市，位于中心地帶的黃浦區(qū)，在每天的停車高峰段，會(huì)有4000輛以上的轎車停放在這一區(qū)域，也就是說(shuō)將近每一平方公里就要停放1000輛左右的轎車，而黃浦區(qū)是上海的黃金地段，商家林立，人口流動(dòng)相當(dāng)大，停車自然成了一個(gè)難題。又如，隨著西寧市經(jīng)濟(jì)迅猛增長(zhǎng)，人民生活水平不斷提高，西寧市民汽車擁有量也快速增長(zhǎng)。根據(jù)調(diào)查，戒指2012年12月25日，西寧機(jī)動(dòng)車擁有量為290647，意味著在即將到來(lái)的2013年，西寧機(jī)動(dòng)車將會(huì)突破30萬(wàn)輛，但是，停車卻成了有意亟待解決的難題。西寧市的市民有這樣回答記者：“不買車后悔，可買了車更后悔?！庇行┦忻駷榱艘粋€(gè)停車位竟然苦苦等了20多分鐘，平均每12輛轎車才有一個(gè)停車位。更讓人擔(dān)憂的是，西寧市泊位缺口每年正以2000到3000的說(shuō)量上升。立體車庫(kù)在這嚴(yán)峻的形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生，而大力推廣它既能有效地緩解停車難的問(wèn)題與城市道路空間狹小的矛盾，又能優(yōu)化城市空間格局，配合市政建設(shè)，可以說(shuō)百利而無(wú)一害。 圖13為擁擠的車道。圖13馬路變身停車場(chǎng) 自動(dòng)化立體車庫(kù)的技術(shù)分類及其特點(diǎn)根據(jù)車庫(kù)的結(jié)構(gòu)特征來(lái)分類，有平面式和立體式兩種，平面式停車庫(kù)的種類有：地下平面式車庫(kù)和地上平面式車庫(kù)；立體式停車庫(kù)主要有升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式、垂直升降式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式等。立體停車系統(tǒng)，特別是立體車庫(kù)在世界各地倍受青睞，其發(fā)展速度極其迅猛，其原因有：　　立體車庫(kù)不僅停車容量大，而且占地面積小，同時(shí)可以停放各種類型的車輛，由其是轎車。同時(shí)資金投入?yún)s比同等容量的平面停車庫(kù)少，施工周期短，占地面積也遠(yuǎn)遠(yuǎn)比平面停車庫(kù)少?！? ，操作方便　　立體停車庫(kù)適合各種場(chǎng)所，例如：商場(chǎng)、賓館、辦公樓前、旅游區(qū)。在獨(dú)具風(fēng)格的老式建筑物前，采用優(yōu)質(zhì)的合金材料，用先進(jìn)裝飾材料，可以吸引人們的目光，是老式建筑不在單一，同時(shí)達(dá)到耳目一新的效果。而且許多裝置基本上無(wú)須專業(yè)人員操作，司機(jī)就能夠獨(dú)立完成。　　 在選材方面，立體車庫(kù)一般選擇塑性、韌性較高的鋼材，這樣避免超重引起的車庫(kù)斷裂或倒塌，同時(shí)塑性。韌性較好的鋼材都具有較高的吸能能力，可以提高抗震能力。除此之外，立體車庫(kù)還有完整的安全系統(tǒng)，如障礙物確認(rèn)裝置、緊急制動(dòng)裝置、防止突然落下裝置、過(guò)載保護(hù)裝置、漏電保護(hù)裝置、車輛超長(zhǎng)及超高檢測(cè)裝置等等，如果應(yīng)用于公共場(chǎng)合，還可以配有計(jì)時(shí)裝置，滿足收費(fèi)要求。存取過(guò)程可由人工完成，也可以配備計(jì)算機(jī)設(shè)備全自動(dòng)完成，這也給今后的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)留有大的空間。第2章 PLC的基礎(chǔ)知識(shí) PLC簡(jiǎn)介 PLC的產(chǎn)生20世紀(jì)20年代左右，人們發(fā)明出來(lái)一種名為繼電接觸器的控制系統(tǒng)，來(lái)控制各種機(jī)械設(shè)備，它是由繼電器、定時(shí)器、接觸器及其觸點(diǎn)遵照一定邏輯關(guān)系連接而成。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以滿足一定范圍內(nèi)的控制要求，所以被廣泛使用，并在工業(yè)控制領(lǐng)域中占領(lǐng)導(dǎo)地位。20世紀(jì)60年代，在工業(yè)生產(chǎn)流水線中，基本上所有的自動(dòng)控制系統(tǒng)都有傳統(tǒng)的繼電接觸器構(gòu)成。當(dāng)時(shí)，汽車發(fā)展日新月異，這意味著每一次汽車的改型都會(huì)導(dǎo)致控制裝置的重新設(shè)計(jì)和和安裝，這樣不僅費(fèi)時(shí)，還浪費(fèi)了大量的人力和物力，影響了汽車的更新。為了改進(jìn)這一現(xiàn)狀，美國(guó)通用汽車（GM）公司希望找出一種方法，這種新方法可以減少重新設(shè)計(jì)所帶來(lái)的種種不便，減少資源降低成本，縮短設(shè)計(jì)周期，并且可以將計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，形成一種通用的控制裝置。該裝置有以下技術(shù)指標(biāo)：① 編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序。② 維護(hù)方便，采用模擬化結(jié)構(gòu)。③ 可靠性高于繼電接觸器控制裝置。④ 體積小于繼電接觸器控制裝置。⑤ 成本可以與繼電接觸器控制裝置競(jìng)爭(zhēng)。⑥ 可將數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī)。⑦ 輸入交流115V（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)系列電壓值）。⑧ 輸入為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、交流接觸器、小功率電動(dòng)機(jī)等。⑨ 通用性強(qiáng)，能擴(kuò)展。⑩ 能存儲(chǔ)程序，存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB。 PLC的定義PLC即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），其以繼電控制和計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，綜合了控制技術(shù)、通信技術(shù)等現(xiàn)代科技，形成了一種全新的工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，可編程邏輯控制器的功能也不斷的強(qiáng)大，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制的范圍，還具有了數(shù)據(jù)處理等功能。于是，美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)（National Electronic Manufacture Association,即NEMA）,將其命名為可編程控制器（Programmable Controller,即PC）。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC定義如下：PLC是一種專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。它采用可編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC的種類 到目前為止，PLC有較多的種類，規(guī)格性能也不一樣，尤其在功能、外形、控制規(guī)模、內(nèi)存容量等方面存在著較大的差異，而且沒(méi)有統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)。通常通過(guò)以控制規(guī)模、結(jié)構(gòu)形式、功能為參照進(jìn)行分類。1. 按控制規(guī)模進(jìn)行分類為了適應(yīng)各種工業(yè)生產(chǎn)要求，PLC能夠處理的I/O（輸入/輸出）信號(hào)數(shù)是不一樣的。我們一般定義一個(gè)信號(hào)為一個(gè)點(diǎn)，把輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)個(gè)數(shù)綜合稱之為PLC的I/O總點(diǎn)數(shù)。根據(jù)I/O總點(diǎn)數(shù)的多少將PLC分之為小型機(jī)、中型機(jī)和大型機(jī)。（1） 小型機(jī) PLC的I/O總點(diǎn)數(shù)少于256的稱為小型機(jī)，如S7200系列PLC。小型PLC用于替代傳統(tǒng)的繼電接觸器控制，在生產(chǎn)使用過(guò)程中，可以執(zhí)行各種應(yīng)用指令。I/O總數(shù)少于或等于64的PLC稱為微型PLC。（2） 中型機(jī)I/O總數(shù)在256～1024的PLC稱為中型機(jī)，例如S7300系列PLC。中型PLC采用模塊化結(jié)構(gòu)，根據(jù)工業(yè)需要，可以將相應(yīng)的具有特殊功能的模塊組合在一起，它能執(zhí)行具有強(qiáng)的功能，例如：數(shù)字計(jì)算、PID調(diào)節(jié)、