【正文】 的要求與功能確定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具體措施再由此確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與組成，選定關(guān)鍵性組成部件，如選擇 PLC 機(jī)型、人機(jī)界面、伺服驅(qū)動(dòng)器、變頻器和調(diào)速裝置等。 明確控制要求 在進(jìn)行控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員必須深人現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)同現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)與操作人員，認(rèn)真研究對(duì)象的操作原理，充分了解設(shè)備、工藝過(guò)程需要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作與應(yīng)具備的功能，掌握設(shè)備中 ,各種執(zhí)行元件的性能與參數(shù)，以便有效地開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。 第二章 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)要求及工作原理 5 第二章 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)要求及工作原理 立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)控制要求 智能立體車(chē)庫(kù)在設(shè)計(jì)中要顯示出智能化、人性化和便利化的特點(diǎn) 。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車(chē)庫(kù)。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國(guó)家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專(zhuān)用和公共停車(chē)位的合理數(shù)河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 4 量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車(chē)庫(kù)的管理屬性和停車(chē)收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營(yíng)者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。 我國(guó)機(jī)械停車(chē)設(shè)備技術(shù)發(fā)研發(fā)始于 20 世紀(jì) 80 年代，此階段生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)客戶(hù)要求 ，自行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，因此種類(lèi)較少，技術(shù)單一； 90 年代開(kāi)始引進(jìn)技術(shù)，國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)都看好中國(guó)的停車(chē)行業(yè)，出現(xiàn)了許多合資企業(yè)或者引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)，參照日本等國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定的我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車(chē)設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，各企業(yè)為增強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)里，根據(jù)國(guó)內(nèi)的實(shí)際使用情況進(jìn)行改造與創(chuàng)新，生產(chǎn)各種類(lèi)型的停車(chē)設(shè)備。目前韓國(guó)停車(chē)設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。從 80 年代開(kāi)始，日本開(kāi)始向亞洲地區(qū)的韓國(guó)、中國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。因此，升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)應(yīng)用十分廣泛普遍。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 2 采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成半地下、兩層 三層、四層、五層等多種形式，車(chē)位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)簡(jiǎn)介 使用車(chē)輛之外的搬運(yùn)裝置來(lái)完成車(chē)輛停放、存儲(chǔ)的機(jī)械設(shè)施稱(chēng)為機(jī)械停車(chē)庫(kù)，以立體化 形式存放車(chē)輛的機(jī)械式停車(chē)庫(kù)叫做機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)。 機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)在這些 方面顯示出很大的優(yōu)點(diǎn)，具有空間利用率高，節(jié)省城市土地資源；造價(jià)低、施工周期短；出庫(kù)時(shí)間短、管理使用簡(jiǎn)便快捷、安全可靠；節(jié)能和保護(hù)環(huán)境等。而這種方式效果不很明顯，另一種方法是增加停車(chē)場(chǎng)數(shù)量，建設(shè)廣場(chǎng)型停車(chē)場(chǎng)、路邊停車(chē)場(chǎng)、地下停車(chē)場(chǎng)、機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)。最近幾年城市機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)速度更為迅速，轎車(chē)、客車(chē)、面包車(chē)以至于摩托車(chē)增幅年平均在 15%以上，車(chē)輛的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于停車(chē)位的增長(zhǎng)。 關(guān)鍵字 ：立體車(chē)庫(kù) 升降橫移式 可編程控制器 Abstract II Abstract With China39?？紤]到多方面因素，本課題決定設(shè)計(jì)當(dāng)前最為廣泛應(yīng)用的升降橫移立體車(chē)庫(kù)。立體車(chē)庫(kù)占地少，布局靈活，高效節(jié)能，最大限度地停放車(chē)輛，成為有效的解決停車(chē)難現(xiàn)狀的重要途徑。最后，需要介紹一些具體的安全設(shè)施，同時(shí)對(duì)本次設(shè)計(jì)中存在的一些不足分析一下，為將來(lái)更好的改進(jìn)積累更多的經(jīng)驗(yàn)。劇有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，截至到 20xx 年，我國(guó)生產(chǎn)汽車(chē) 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) %。 一般解決城市停車(chē)難的措施有以下幾種方式，一種是減少私人車(chē)輛數(shù)量，鼓勵(lì)改乘公共交通工具，來(lái)減少機(jī)動(dòng)車(chē)對(duì)停車(chē)場(chǎng)的需求。因此，我們需重視城市停車(chē)難的問(wèn)題，尋求更好的解決措施?？梢?jiàn)，立體車(chē)庫(kù)具有廣闊的應(yīng)用前景。采用以載車(chē)板升降或橫移存取車(chē)輛的立體停車(chē)設(shè)備的停車(chē)庫(kù)叫做升降橫移類(lèi)停車(chē)庫(kù)。由于升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，可根據(jù)不同的地形和空間任意組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)土建的要求比較低。當(dāng)時(shí) 日本全國(guó)汽車(chē)保有量大約為 500 萬(wàn)輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車(chē)設(shè)備。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車(chē)設(shè)備得到普遍開(kāi)發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在 30%左右。 韓國(guó)停車(chē)設(shè)備屬于日本技術(shù)的派生，從 20 世界 70 年代開(kāi)始起步， 80 年代開(kāi)始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化和本土化， 90 年代開(kāi)始為供應(yīng)使用階段，韓國(guó)各種機(jī)械停車(chē)設(shè)備近幾年增長(zhǎng)速度都在 30%左右。解決上述問(wèn)題，需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方面做出努力。 本課題研究?jī)?nèi)容來(lái)源于實(shí)際工程項(xiàng)目，在對(duì)國(guó)內(nèi)外各種同類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶(hù)需求等各個(gè)方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類(lèi)設(shè)備的車(chē)庫(kù)十分普遍。 （ 3）根據(jù)立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；根據(jù)所設(shè)計(jì)的場(chǎng)所，選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型；根據(jù) I/O 的點(diǎn)數(shù)選擇合適的 PLC 的類(lèi)型，完成對(duì)立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)梯形圖設(shè)計(jì)。 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟和內(nèi)容主要包括控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試以及編制技術(shù)文件等環(huán)節(jié)。 選擇控制方案 繼電器控制系統(tǒng)、 PLC 控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)是現(xiàn)代機(jī)電設(shè)備及生產(chǎn)過(guò)程常用的控制方式究竟選擇哪一種控制方式更合適，需要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的可靠性、技術(shù)的適用性、經(jīng)濟(jì)的合理性等方面時(shí)進(jìn)行比較論證，最后確定系統(tǒng)控制方案。當(dāng)方案有重大更改時(shí)，在修改方案完成后，還應(yīng)再次進(jìn)行總體方案的評(píng)審。 硬件設(shè)計(jì) 硬件設(shè)計(jì)是在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)完成后的技術(shù)設(shè)計(jì)，包括對(duì) PLC 的 I/O 電路、負(fù)載回路、 顯示電路、故障保護(hù)電路、電源的引人及控制等的設(shè)計(jì)。 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)就是編制用戶(hù)應(yīng)用程序、確定 PLC 及功能模塊的設(shè)定參數(shù)等。 聯(lián)機(jī)調(diào)試 待控制臺(tái)、柜及現(xiàn)場(chǎng)安裝接線(xiàn)完成后，就可以進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試。它是檢驗(yàn)系統(tǒng)硬件，軟件設(shè)計(jì)的唯一標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)文獻(xiàn)編寫(xiě)全面、正確，必須保證與實(shí)物一致，電氣控制原理圖、用戶(hù)應(yīng)用程序、設(shè)定參數(shù)必須是調(diào)試完成后的最終版本。同時(shí)， PLC 指 令比較匯編語(yǔ)言或 C 語(yǔ)言要容易掌握得多。加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大 ,所以美國(guó) AB 公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 (PLCProgrammable Logic Controller),為了方便 ,簡(jiǎn)稱(chēng) PLC 為可編程序控制器。特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使它成為大規(guī)模控制工程的理想下位機(jī)。它主河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 8 要是根據(jù)操作按扭、限位開(kāi)關(guān)及其它現(xiàn)場(chǎng)給來(lái)的指令信號(hào)和傳感器信號(hào)，控 制機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行相應(yīng)的操作，從而達(dá)到了自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)控制。它的功能 是接受輸入裝置輸入的加工信息，經(jīng)處理與計(jì)算，發(fā)出相應(yīng)的脈沖給驅(qū)動(dòng)裝置，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，使機(jī)床按預(yù)定的軌道運(yùn)動(dòng)，以完成多軸伺服電機(jī)的自控。所有操作都可以在顯示屏上的操作元件上進(jìn)行。 網(wǎng)絡(luò)特性： PLC 可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái) PLC 之間或多臺(tái) PLC 與一臺(tái)計(jì)算機(jī) 之間的通訊。 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的存取車(chē)原理及操作流程 立體停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行原理 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)每個(gè)車(chē)位均有載車(chē)板，所需存取車(chē)輛的載車(chē)板通過(guò)升降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車(chē)庫(kù)，存取車(chē)輛，完成存取過(guò)程。當(dāng)?shù)讓榆?chē)位進(jìn)出車(chē)時(shí)，無(wú)需移動(dòng)其他托盤(pán)就可直接進(jìn)出車(chē)；頂層進(jìn)出車(chē)時(shí)，先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作，進(jìn)出車(chē)完成后再上升回到原位置。首先規(guī)定從左至右第一層依次為 10 103 車(chē)位和 10 103 車(chē)盤(pán)；第二層依次為 20 203 車(chē)位和 20203 車(chē)盤(pán)；第三層依次為 30 303 車(chē)位和 30 303 車(chē)盤(pán)；第一、二、三層中間為預(yù)留空位，第四層依次為 40 40 403。車(chē)輛進(jìn)入后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉。橫移輸送包括橫移輸送小車(chē)（升降固定架）及車(chē)盤(pán)，車(chē)盤(pán)是承載車(chē)的裝置， 第一層 共有 2 臺(tái) 車(chē)盤(pán) 可以進(jìn)行橫移， 需預(yù)一個(gè)空位，且只能左右橫向移 動(dòng)。 控制車(chē)進(jìn)出的操作面板以及可編程序控制器對(duì)車(chē)庫(kù)運(yùn)行進(jìn)行控制，以及各種信號(hào)燈的指示。 電動(dòng)機(jī)種類(lèi)繁多，可按各種方法分類(lèi)：如按外殼保護(hù)、安裝方式、絕緣等級(jí)、功率大小、電源電壓、電源頻率、運(yùn)行特性結(jié)構(gòu)、用途等各種分類(lèi)方法。變頻器輸入信號(hào)端口也由變頻器參數(shù)設(shè)定， PLC 控制變頻器完成相應(yīng)的動(dòng)作。選擇水平橫移控制電機(jī)的額定功率為 ，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 1390r/min，升降控制電機(jī)額定功率為 ，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為 1470r/min，型號(hào) Y100L14。 PLC 型號(hào)選擇的基本原則應(yīng)是在功能滿(mǎn)足要求的前提下，追求好的性?xún)r(jià)比。 （ 1）、小型 PLC I/O 點(diǎn)數(shù) 256 點(diǎn)，單 CPU、 8 位或 16 位處理器、用戶(hù)存儲(chǔ)器容量 4kb 以下。 （ 3）、大型 CPU I/O 點(diǎn)數(shù) 2048 點(diǎn)，多 CPU， 16 位、 32 位處理器，用戶(hù)存儲(chǔ)器容量 816KB。小型 PLC 一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。模塊裝在框架或基 板的插座上。疊裝式 PLC 其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但他們之間是靠電纜連接，并且各模塊可以一層層疊裝。 輸入 /輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù) PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)是指外部輸入和輸出端子數(shù)量的總和，它是描述 PLC 控制規(guī)模大小的一個(gè)重要指標(biāo)。 掃描速度 PLC 采用循環(huán)掃描方式工作，完成一次掃描所用的時(shí)間叫掃描周期。 PLC中 CPU 的類(lèi)型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響 PLC 運(yùn)算精度和運(yùn)行速度。一般 PLC 大多具有 T 形圖和語(yǔ)句表兩種編程語(yǔ)言，但是不同的廠家，采用的編程語(yǔ)言往往不兼容。通信主要涉及通信模塊、通信接口、通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。 此外，一些廠商的產(chǎn)品手冊(cè)上還提供 PLC 的負(fù)載功能、外形尺寸、重量、防護(hù)等級(jí)、適用的安裝和使用環(huán)境等性能指標(biāo)參數(shù)。在小型 PLC中整體式比模塊式的價(jià)格便宜，體積也小，所 以本系統(tǒng)選用 PLC 型號(hào)為西門(mén)子S7— 200(CPU226)，這種機(jī)型的 I/O 點(diǎn)數(shù)為 8/6， 數(shù)字量 I/O 映像區(qū)點(diǎn)數(shù)為 128/128.其編輯指令超過(guò) 1000 條，有 20xx 步的程序內(nèi)存，并配有相應(yīng)的編程軟件 STEP7，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行編輯。強(qiáng)電系統(tǒng)包括載車(chē)板電機(jī)控制線(xiàn)路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器、到位限 位及載車(chē)板的上下行程限位。用各種 按鈕 開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)檢測(cè)位置狀態(tài) ， 用接觸器、繼電器執(zhí)行對(duì)拖動(dòng)電機(jī)的 起?？刂?。 為了保證存取車(chē)可靠安全 ,系統(tǒng)要精確定位。 如車(chē)輛 動(dòng)作 未 完成，行程 開(kāi)關(guān) 不能輸出信號(hào)，則托盤(pán)無(wú)動(dòng)作， 停止運(yùn)行。存取車(chē)控制的主要問(wèn)題是解決車(chē)位移動(dòng)問(wèn)題，選擇某車(chē)位進(jìn)行存取車(chē)操作時(shí)，要移開(kāi)它下面的所有車(chē)位，建立下行通道。 圖 控制程序流程圖 第三章 立體車(chē)庫(kù)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 I/O 地址分配表 本課題選用 停車(chē)庫(kù)有 43 個(gè)輸入信號(hào)， 43 個(gè)輸出信號(hào)。所以，可直接進(jìn)行停、取車(chē)操作。同時(shí)， SQ1 觸發(fā) 201 車(chē)盤(pán)上掛鉤（ YB1）得電，掛鉤動(dòng)作，輸出信號(hào)(),下降到行程開(kāi)關(guān) SQ17（ ）時(shí)，電機(jī)制動(dòng) 201 車(chē)盤(pán)停穩(wěn)。當(dāng)左移到位觸發(fā)行程開(kāi)關(guān) SQ2（ ）制動(dòng)開(kāi)始， 101 車(chē)盤(pán)停穩(wěn)，即完成了 201 車(chē)盤(pán)停取車(chē)過(guò)程。 當(dāng)按下 SB9（ ）上升啟動(dòng)按鈕時(shí)，線(xiàn)圈 KM9 通電，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng) 203車(chē)盤(pán)上升。右移到位觸發(fā) SQ4（ ）行程開(kāi)關(guān)后，制動(dòng)進(jìn)行車(chē)盤(pán)停止運(yùn)動(dòng)。 當(dāng)按下 SB10（ ） 301 車(chē)盤(pán)上升啟動(dòng)按鈕時(shí)，線(xiàn)圈 KM10 通電，電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng) 301 車(chē)盤(pán)上升。當(dāng)左移到位觸發(fā) SQ2（ ）、 SQ6（ ）行程開(kāi)關(guān)后，制動(dòng)進(jìn)行車(chē)盤(pán)停止運(yùn)動(dòng)。當(dāng)按下 SB11（ ）車(chē)盤(pán)上升啟動(dòng)按鈕時(shí)，線(xiàn)圈 KM11 通電，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng) 303 車(chē)盤(pán)上升()。當(dāng)右移到行程開(kāi)關(guān)觸發(fā) SQ4（ ）、 SQ8（ ）后，線(xiàn)圈 KM1 KM22 失電。當(dāng)下降到位 SQ20()時(shí) , 線(xiàn)圈 KM5 失電車(chē)盤(pán)停止動(dòng)作，進(jìn)行停取車(chē)操作。電機(jī)反轉(zhuǎn)帶動(dòng) 10 201 車(chē)盤(pán)左移（ 、 、 ）。同時(shí)輸出信號(hào)（ ）使線(xiàn)圈 KM6 得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng) 402 車(chē)盤(pán)下降。 此時(shí)，掛鉤 YB6 得電并河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 30 動(dòng)作（ ），即完成 302 車(chē)盤(pán)停取車(chē)過(guò)程。 當(dāng)車(chē)盤(pán)運(yùn)動(dòng)到行程開(kāi)關(guān) SQ19（ ）時(shí)， KM14 失電電機(jī)制動(dòng)車(chē)盤(pán)停止運(yùn)動(dòng)。電機(jī)制動(dòng)進(jìn)行車(chē)盤(pán)停止運(yùn)動(dòng)。 圖 斷電、缺相、斷相和相序保護(hù)線(xiàn)路 延時(shí)保護(hù) 當(dāng)車(chē)停不進(jìn)設(shè)備時(shí)，設(shè)備將自動(dòng)停止任何操作。保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)，以防誤傷人員。當(dāng)?shù)轿婚_(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，超限位開(kāi)關(guān)能使設(shè)備停止工作。 圖 警示燈及示警蜂鳴器 車(chē)輛防滑、防載車(chē)板墜落裝置 在搬運(yùn)器上采用波紋板，防止車(chē)輛打滑，側(cè)擋板防止車(chē)輛側(cè)滑，前擋板使車(chē)輛停放在安全范圍內(nèi)，安全槽引導(dǎo)司機(jī)停車(chē)，這樣一來(lái)即可避免事故的發(fā)生而且使車(chē)輛停放更加方便。行程極限開(kāi)關(guān)的作用是使載車(chē)板橫移到位后自動(dòng)停止。因?yàn)楫?dāng)前的我在各方面還缺乏經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)水平有限，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了很多的困難，因此在畢設(shè)中會(huì)存在一些缺漏的地方，如果沒(méi)有劉老師的督促與指導(dǎo)，我可能很難完成這次畢設(shè)。并且對(duì)我們掌握所學(xué)知識(shí)情況，進(jìn)行了全面而又直觀的檢驗(yàn)。她嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和