【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 算機(jī)）、三菱FX2NPLC 和現(xiàn)場(chǎng)操作機(jī)構(gòu)構(gòu)成，以計(jì)算機(jī)為核心。在控制方式上有三種方式，一是現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制，主要用于現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備檢修、調(diào)試或當(dāng)出現(xiàn)異常情況的處理；二是通過(guò)PLC單獨(dú)控制，操作PLC 控制面板上的按鈕可對(duì)其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)邏輯控制，在車庫(kù)容納量不大，節(jié)約成本的情況下可以考慮單獨(dú)采用這種方式控制；其三是上、下位機(jī)通信連接機(jī)構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)的控制方式，由計(jì)算機(jī)給出存取命令，然后把命令傳送給PLC執(zhí)行, 同時(shí)車庫(kù)的整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)的反映在上位機(jī)的監(jiān)控畫面上。三種方式可以任意選擇。如果車庫(kù)的規(guī)模足夠大，還可以考慮配備操作器、觸摸屏和IC卡磁卡機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)控制。 系統(tǒng)組成圖系統(tǒng)工作過(guò)程如下：（1）PLC上電，程序開始進(jìn)入初始化狀態(tài)，掃描一層載車板的位置；（2）當(dāng)有人按下操作面板上的車庫(kù)號(hào)按鈕時(shí)，PLC就進(jìn)入相應(yīng)的子程序，就執(zhí)行該車庫(kù)相應(yīng)的動(dòng)作，車庫(kù)擋車桿打開，使車輛能夠進(jìn)入；（3）按下按鈕的同時(shí)顯示相應(yīng)的車庫(kù)號(hào)，并且顯示剩余車庫(kù)數(shù)，當(dāng)存車到位后安全防墜掛鉤會(huì)動(dòng)作；（4）當(dāng)執(zhí)行完相應(yīng)的存取車程序后，會(huì)有對(duì)應(yīng)的指示燈顯示車庫(kù)的有無(wú)車情況（綠燈代表無(wú)車，紅燈代表有車）；（5）當(dāng)按下手動(dòng)按鈕時(shí)，就跳入手動(dòng)程序；按下自動(dòng)按鈕，又跳回自動(dòng)控制程序；當(dāng)出現(xiàn)故障，按鈕急停按鈕，全部電機(jī)斷電，報(bào)警指示燈閃爍。 控制系統(tǒng)的硬件選型 PLC的選型及I/O口的確定根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及復(fù)雜程度，需要對(duì)所用到的I/O口要進(jìn)行初步的估算。PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)是有限的，通常在設(shè)計(jì)關(guān)于PLC控制系統(tǒng)時(shí)可能會(huì)遇到其I/O口的點(diǎn)數(shù)問(wèn)題，我們根據(jù)所需的I/O點(diǎn)數(shù)選擇適合的PLC或增加其擴(kuò)展單元。經(jīng)過(guò)計(jì)算統(tǒng)計(jì)，本次設(shè)計(jì)一共需要36個(gè)輸入口（X）和37個(gè)輸出口（Y），結(jié)合我自己所學(xué)的知識(shí)（我在學(xué)校所學(xué)的PLC系統(tǒng)以三菱系列為主），因此我決定選擇三菱公司生產(chǎn)的FX2N80MR PLC,它是220VAC電源輸入、24VDC晶體管輸出的主控制器。下面分別列出輸入、輸出點(diǎn)的使用情況，如表31，32所示：表31 輸入點(diǎn)序號(hào)輸入地址功能1X02F1臺(tái)板下限位2X12F1臺(tái)板上限位3X22F2臺(tái)板下限位4X32F2臺(tái)板上限位5X42F3臺(tái)板下限位6X52F3臺(tái)板上限位7X62F4臺(tái)板下限位8X72F4臺(tái)板上限位9X102F5臺(tái)板下限位10X112F5臺(tái)板上限位11X121F1臺(tái)板限位12X131F2臺(tái)板限位13X141F3臺(tái)板限位14X151F4臺(tái)板限位15X161F5臺(tái)板限位16X172F1按鈕17X202F2按鈕18X212F3按鈕19X222F4按鈕20X232F5按鈕 續(xù)表31序號(hào)輸出地址功能21X24存車按鈕22X25取車按鈕23X26急停按鈕24X27手動(dòng)按鈕25X30自動(dòng)按鈕26X311F1庫(kù)有無(wú)人檢測(cè)27X321F2庫(kù)有無(wú)人檢測(cè)28X331F3庫(kù)有無(wú)人檢測(cè)29X341F4庫(kù)有無(wú)人檢測(cè)30X351F5庫(kù)有無(wú)人檢測(cè)31X36超長(zhǎng)檢測(cè)32X37超重檢測(cè)33X40“上”按鈕34X41“下”按鈕35X42“左”按鈕36X43“右”按鈕表32 輸出點(diǎn)序號(hào)輸出地址功能1Y01F1左移電機(jī)2Y11F1右移電機(jī)3Y21F2左移電機(jī)4Y31F2右移電機(jī)5Y41F3左移電機(jī)6Y51F3右移電機(jī)7Y61F4左移電機(jī)8Y71F4右移電機(jī)9Y102F1上移電機(jī)10Y112F1下移電機(jī)11Y122F2上移電機(jī)12Y132F2下移電機(jī)13Y142F3上移電機(jī)14Y152F3下移電機(jī)15Y162F4上移電機(jī)16Y172F4下移電機(jī) 續(xù)表32序號(hào)輸出地址功能17Y202F5上移電機(jī)18Y212F5下移電機(jī)19Y222F1安全防護(hù)閥20Y232F2安全防護(hù)閥21Y242F3安全防護(hù)閥22Y252F4安全防護(hù)閥23Y262F5安全防護(hù)閥24Y27存車燈25Y30取車燈26Y31報(bào)警燈27Y32等待燈28Y331F1指示燈29Y341F2指示燈30Y351F3指示燈31Y361F4指示燈32Y471F5指示燈33Y402F1指示燈34Y412F2指示燈35Y422F3指示燈36Y432F4指示燈37Y442F5指示燈 PLC外部接線圖PLC的接線設(shè)計(jì)：在升降橫移式立體車庫(kù)中，控制系統(tǒng)中的主要控制對(duì)象首先就是一層車庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和二層車庫(kù)內(nèi)的升降電機(jī)，為了能夠保證一層的載車板橫移到所設(shè)定位置以及二層載車板能夠上升或下降到所設(shè)定位置，就要求控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)能使它們?cè)诓煌那闆r下實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，是否達(dá)到設(shè)定位置采用接近開關(guān)實(shí)現(xiàn)。判斷載車板上是否有無(wú)車輛，而采用了光電開關(guān)。最后就是立體車庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置的選擇，如存取車和車庫(kù)指示燈及其安全設(shè)施裝置等。同時(shí)在車庫(kù)中還采用了一些傳感器以及安全預(yù)警裝置，整體外部接線圖見附錄一。 PLC部分外部接線電機(jī)控制及其接線設(shè)計(jì)：在進(jìn)行存取車時(shí)，升降停車位的車在同一時(shí)間不能同時(shí)進(jìn)行升降和橫移，這兩個(gè)動(dòng)作必須進(jìn)行互鎖，否則PLC將不知道程序如何執(zhí)行，造成程序的跑飛，可能會(huì)帶來(lái)不必要的事故發(fā)生，造成一定的財(cái)產(chǎn)損失。所以當(dāng)上層車庫(kù)的載車板升降，下層車庫(kù)的載車板就不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車庫(kù)的車位進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)的只能有一個(gè)。這些控制的方法可以在程序中可采用聯(lián)鎖或互鎖的方法來(lái)解決。由于我所設(shè)計(jì)的程序是用步進(jìn)的方式編寫，因此有效的避免這一問(wèn)題的發(fā)生。 傳動(dòng)方案的確定 電機(jī)的選擇由于電動(dòng)機(jī)的種類良莠不齊，可以用不同的方法進(jìn)行分類，如按結(jié)構(gòu)、安裝方式、電源電壓、外殼保護(hù)、絕緣等級(jí)、功率大小、電源頻率，運(yùn)行特性，用途等各種方法分類，但在不同的分類之間都有著千絲萬(wàn)縷的相互連接。我國(guó)目前以功率大小為前提進(jìn)行總的劃分，并且把結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、用途、主要性能和型式等作為一個(gè)補(bǔ)充條件。對(duì)于兩層五列立體車庫(kù)的安裝原則是：底層的四個(gè)載車板各自裝有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，以控制載車板的左右水平橫移；上層的五個(gè)載車板也各自裝有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，只需在相應(yīng)地列下層有空車庫(kù)時(shí)控制載車板的升降運(yùn)動(dòng)。1．升降電機(jī)的選擇升降電機(jī)可以選用YZ系列，YZ系列為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，具有很大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩和過(guò)載能力，能夠進(jìn)行頻繁的起動(dòng)，轉(zhuǎn)差率也比較高，并且還具有良好的防護(hù)特性。它適用于短時(shí)或斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)、啟動(dòng)、制動(dòng)頻繁、有時(shí)過(guò)載以及有過(guò)強(qiáng)振動(dòng)的一般起重設(shè)備上。對(duì)于上層載車板來(lái)說(shuō)，它的大部分時(shí)間都處于靜止?fàn)顟B(tài)，只有在升降過(guò)程中電機(jī)才會(huì)動(dòng)作,所以適合采用YZ系列電機(jī)。由于底部載車板大約重370Kg，載車板升降移動(dòng)速度V=4m/min，通過(guò)公式計(jì)算得知，選用YZ132M16型號(hào)電機(jī)，轉(zhuǎn)速935r/min，額定電壓380V，%，頻率50HZ。由于驅(qū)動(dòng)載車板橫向移動(dòng)所需克服的載荷不像升降電機(jī)所需那么大，故在這里選用小功率的異步電動(dòng)機(jī)即可。小功率的異步電動(dòng)機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，噪聲低，運(yùn)行安全可靠，對(duì)無(wú)線電干擾小等特點(diǎn)，是廣泛應(yīng)用的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。由于底部載車板大約重300Kg，滾輪與導(dǎo)軌之間的摩擦系數(shù)為f=，載車板橫向移動(dòng)速度V=10m/min，，通過(guò)公式計(jì)算可知，選用YS系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，型號(hào)為YS6324，功率為180W，轉(zhuǎn)速1440r/min，額定電壓380V，效率64%，頻率50HZ。 光電開關(guān)的選擇在升降橫移式立體車庫(kù)中，通過(guò)載車板的升降橫移運(yùn)動(dòng)就可實(shí)現(xiàn)車輛的存取操作。設(shè)計(jì)的兩層九車位系統(tǒng)中，一層的載車板只有左右橫移運(yùn)動(dòng)，二層的載車板只有升降運(yùn)動(dòng)。因此，一層車位載車板的橫移運(yùn)動(dòng)需左右限位信號(hào)，則二層車位載車板的升降動(dòng)作需上下限位開關(guān)。在本次設(shè)計(jì)中，車位認(rèn)址信號(hào)的選用是在車庫(kù)中安裝接近開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，接近開關(guān)具有工作可靠、壽命長(zhǎng)、功耗低、復(fù)定位精度高、操作頻率高等特性。接近開關(guān)感元件安裝在載車板上隨載車板一起運(yùn)動(dòng)，將接近開關(guān)觸點(diǎn)安裝在車庫(kù)的制動(dòng)點(diǎn)上固定起來(lái)。本次設(shè)計(jì)選用的接近開關(guān)為上海坤式RDQF118，動(dòng)作距離20mm，輸出電流200MA，： 接近開關(guān)2．車位停車信號(hào)在升降橫移式立體車庫(kù)中，載車板上是否有停放車輛通過(guò)采用光電開關(guān)實(shí)現(xiàn)。在本次設(shè)計(jì)中采用紅外對(duì)射式光電開關(guān)，在載車板的對(duì)角線上安裝。當(dāng)有車輛停放時(shí)，阻擋了紅外對(duì)射信號(hào)的接收，光電開關(guān)無(wú)輸出，當(dāng)無(wú)車停放在載車板上時(shí)，存在紅外對(duì)射信號(hào)，光電開關(guān)有輸出。 本設(shè)計(jì)選用的光電開關(guān)為上海坤式GBL41X系列對(duì)射式，作用距離5M，直流2線輸出，電流1000MA，： 光電開關(guān)上一章節(jié)已完成了控制方案的設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的硬件選型以及傳動(dòng)方案的確定，下面就要對(duì)其設(shè)計(jì)控制程序，以完成對(duì)小車的存取控制。 PLC控制程序的設(shè)計(jì)根據(jù)控制要求，利用GX Developer Version編程軟件進(jìn)行控制系統(tǒng)的編程設(shè)計(jì)，所用的編程語(yǔ)言為梯形圖，整體程序見附錄二。下面介紹程序的編寫過(guò)程及部分控制程序。 PLC程序方案設(shè)計(jì)根據(jù)車庫(kù)的運(yùn)行控制要求，控制程序采用步進(jìn)結(jié)構(gòu)編程，由主循環(huán)程序和若干子程序狀態(tài)構(gòu)成。用編程軟件支持的梯形圖邏輯語(yǔ)言編寫，： 存車程序流程圖 取車流程圖程序設(shè)計(jì)方案如下：（1）初始化程序恢復(fù)各個(gè)電機(jī)、指示燈、防墜（安全）掛鉤的信息，掃描各到位開關(guān)信號(hào)；（2）主控制程序是按照進(jìn)車優(yōu)先的原則，將最多的車位保持在進(jìn)車位置。每個(gè)用戶可以根據(jù)操作面板上的車庫(kù)空位情況進(jìn)行選取車庫(kù)號(hào)，有車的車庫(kù)，其所對(duì)應(yīng)的燈就會(huì)變紅。判斷一層載車板是否到位是根據(jù)橫移電機(jī)所對(duì)應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作信息來(lái)確定的。二層升降系統(tǒng)的啟、停動(dòng)作也是根據(jù)相應(yīng)的接近開關(guān)動(dòng)作信息來(lái)確定。（3）控制程序采用模塊化編程形式，當(dāng)載車板需要運(yùn)行的時(shí)候，只須根據(jù)程序執(zhí)行跳入到相應(yīng)的狀態(tài)下，這樣就會(huì)使程序的復(fù)雜程度得到有效的降低，即使你PLC編程不怎么強(qiáng)，只要能看懂程序，程序的調(diào)試與修改也會(huì)很容易上手，且為車庫(kù)的下一步拓展也提供了不少便利條件。