【導(dǎo)讀】課題研究的意義·················································3. 立體車(chē)庫(kù)方案比較···············································5. 控制策略方案比較···············································8. 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件的選擇·······················11

　　

【正文】 ：限位報(bào)警 Y42：超長(zhǎng)報(bào)警 立體車(chē)庫(kù)的程序設(shè)計(jì)思路分為兩個(gè)步驟：首先是控制程序的總體走向 (主程 序 )，其次是利用 STL 指令編寫(xiě)具有特定功能的程序（子程序）。主程序通過(guò) CJ 指令向子程序跳轉(zhuǎn)。主程序主要是用仿 STL 指令編寫(xiě)，因?yàn)樵? STL 指令執(zhí)行過(guò)程中，三菱公司要求盡量避免有 CJ 指令，因?yàn)槠洳僮鬟^(guò)程的復(fù)雜。特定功能的程序主要是用 STL 指令編寫(xiě)，有存車(chē)程序，取車(chē)程序，存板程序，取板程序 4 類(lèi) ，每類(lèi)又包括 12 段針對(duì)不同車(chē)位的程序 主程序的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)思想是 PLC 上電后首先進(jìn)行程序初始化（為數(shù)據(jù)庫(kù)置位，如果某個(gè)車(chē)位已壞，可以在數(shù)據(jù)庫(kù)相應(yīng)位置 0），然后通過(guò)車(chē)位自動(dòng)分配系統(tǒng)，識(shí)別空閑車(chē)位，調(diào)用相應(yīng)取板程序，等待命令。如果來(lái)存車(chē)，司機(jī)把車(chē)停到托車(chē)板上，按存車(chē)鍵， PLC 調(diào)用該板存車(chē)子程序，存完車(chē)后，刷新數(shù)據(jù)庫(kù)（把相應(yīng)位置 0），再回到車(chē)位自動(dòng)分配系統(tǒng)，繼續(xù)識(shí)別下一個(gè)空閑位，調(diào)用取板程序，后等待；如果來(lái)取車(chē)，司機(jī)按取車(chē)鍵， PLC 調(diào)用相應(yīng)的送板程序，再按車(chē)位號(hào)，執(zhí)行該車(chē)位取車(chē)程序，取完車(chē) 后，刷新數(shù)據(jù)庫(kù)（把相應(yīng)位置位）而板不動(dòng)，程序回到等待處。其程序流程圖如 5－ 1 所示： 29 圖 51 主程序流程圖 30 存取車(chē)程序的設(shè)計(jì) 子程序的編寫(xiě)采用的是 STL 指令（步進(jìn)指令），它具有執(zhí)行速度快，簡(jiǎn)明易懂的優(yōu)點(diǎn)。下面介紹一下存車(chē)到一號(hào)車(chē)位子程序，其他類(lèi)型的子程序由于和它有相同的動(dòng)作步驟，所以不再做詳細(xì)解釋。存車(chē)到一號(hào)車(chē)位子程序的 SFC 功能圖如圖 52 所示： 圖 52 存車(chē)到 1 號(hào)車(chē)位的 SFC 功能圖 31 PLC 程序如下： M128 是程序的入口， X34 是一層的平層信號(hào)， X43 是橫移機(jī)構(gòu)完成信號(hào)， X340 是基層平層信號(hào)。 寄存器 M128 上升沿觸發(fā)，觸發(fā)后把 S71 置位。見(jiàn)梯形圖 53。 圖 53 程序入口梯形圖 S71 閉合，首先對(duì)主程序中的內(nèi)容進(jìn)行復(fù)位，然后置 M50 為 1（步進(jìn)電機(jī)順時(shí)針轉(zhuǎn)），當(dāng)接收到一層平層信號(hào) X34，跳入下一步 S72。見(jiàn)梯形圖 54。 圖 54 初始化及載車(chē)臺(tái)上升梯形圖 72 閉合，對(duì) M50 復(fù)位（步進(jìn)電機(jī)停轉(zhuǎn)），啟動(dòng)定時(shí)器 T10，定時(shí)時(shí)間在實(shí)際調(diào)試過(guò)程中確定， 時(shí)間到以后跳入 S73。見(jiàn)圖形圖 55。 32 圖 55 平層等待梯形圖 S73 閉合，置 Y37,Y5 為 1，兩個(gè)橫移電機(jī)同時(shí)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)接收到結(jié)束信號(hào) X43 后，跳入 S74。見(jiàn)梯形圖 56。 圖 56 載車(chē)臺(tái)橫移梯形圖 S74 閉合，啟動(dòng)定時(shí)器 T11,具體時(shí)間可調(diào)，定時(shí)時(shí)間到以后，跳入 S75。見(jiàn)梯形圖 57 圖 57 橫移到位后等待的梯形圖 S75 閉合，置 M60、 M50 為 1（步進(jìn)電機(jī)反轉(zhuǎn)），當(dāng)接收到基層平層信號(hào) X40 后，程序跳入 S76。見(jiàn)梯形圖 58。 33 圖 58 載車(chē)臺(tái)下降的梯形圖 S76 閉合，復(fù)位 M50、 M60(步進(jìn)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng) )，復(fù)位 M128(對(duì)入口信號(hào)復(fù)位 )，把常數(shù) 0 送入數(shù)據(jù)寄存器 D1（刷新數(shù)據(jù)庫(kù)），置 M301 為 1（跳入主程序）。見(jiàn)梯形圖 59。 圖 59 載車(chē)臺(tái)復(fù)位等待的梯形圖 車(chē)位分配程序的設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)存車(chē)優(yōu)先的存取策略，我們必須考慮到如下問(wèn)題：當(dāng)每次停車(chē)完以后，必須去取板，所以控制系統(tǒng)必須能夠自動(dòng)識(shí)別空閑車(chē)位，讓載車(chē)臺(tái)去取板。 這部分控制實(shí)現(xiàn)的功能是：只要停完一輛車(chē)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)尋找下一個(gè)空閑車(chē)位，然后把板取 車(chē)來(lái)，等待。如果有人來(lái)停車(chē)，就可以直接把車(chē)停到托車(chē)板上，按存車(chē)鍵，把車(chē)存好。 下面具體闡述如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分配車(chē)位系統(tǒng)。 系統(tǒng)自動(dòng)分配車(chē)位的實(shí)現(xiàn)采用的是軟件實(shí)現(xiàn)的辦法，車(chē)庫(kù)總共有 10 個(gè)車(chē)位，故在 PLC 內(nèi)部建立一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)庫(kù)，分別為： 34 車(chē)位1 車(chē)位2 車(chē)位3 車(chē)位4 車(chē)位5 車(chē)位6 車(chē)位7 車(chē)位8 車(chē)位9 車(chē)位10 車(chē)位11 車(chē)位12 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D1D12 分別為 PLC 內(nèi)部的數(shù)據(jù)寄存器 , 當(dāng) D1=1 時(shí)，表示車(chē)位 1 內(nèi)無(wú) 車(chē) 。 當(dāng) D1=0 時(shí)，表示車(chē)位 1 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D2=1 時(shí)，表示車(chē)位 2 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D2=0 時(shí)，表示車(chē)位 2 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D3=1 時(shí)，表示車(chē)位 3 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D3=0 時(shí)，表示車(chē)位 3 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D4=1 時(shí)，表示車(chē)位 4 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D4=0 時(shí)，表示車(chē)位 4 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D5=1 時(shí)，表示車(chē)位 5 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D5=0 時(shí)，表示車(chē)位 5 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D6=1 時(shí)，表示車(chē)位 6 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D6=0 時(shí)，表示車(chē)位 6 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D7=1 時(shí)，表示車(chē)位 7 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D7=0 時(shí)，表示車(chē)位 7 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D8=1 時(shí)，表示車(chē)位 8 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D8=0 時(shí)，表示車(chē)位 8 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D9=1 時(shí)，表示車(chē)位 9 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D9=0 時(shí)，表示車(chē)位 9 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D10=1 時(shí)，表示車(chē)位 10 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D10=0 時(shí)，表示車(chē)位 10 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D10=1 時(shí)，表示車(chē)位 11 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D11=0 時(shí)，表示車(chē)位 11 內(nèi)有車(chē)。 當(dāng) D10=1 時(shí)，表示車(chē)位 12 內(nèi)無(wú)車(chē) 。 當(dāng) D12=0 時(shí)，表示車(chē)位 12 內(nèi)有車(chē)。 為了滿足存車(chē)優(yōu)先的控制策略 ，在程序初始化的時(shí)候，賦 D1D12 分別為 112，每次存車(chē)以后，把相應(yīng)的車(chē)位寄存器置 0，每次取車(chē)以后，把相應(yīng)的車(chē)位的寄存器置位。然后進(jìn)入比較程序，判斷下一步該取哪塊板，每次取車(chē)后，托車(chē)板不被送回原車(chē)位，所以不需要進(jìn)入比較程序，直接等待下一步的存取操作?？刂屏鞒虉D如圖 5－ 10 所示。 35 圖 5－ 10 自動(dòng)分配車(chē)位系統(tǒng)流程圖 36 驅(qū)動(dòng)和保護(hù)程序的設(shè)計(jì) 一、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)程序 下面這段程序是脈沖發(fā)生器， T0 每 1S 發(fā)生一次脈沖， T1 每 發(fā)生一次脈沖， T2 每 發(fā)生一次脈沖， X005 有一次高電平， M11 就產(chǎn)生一個(gè)脈沖（單步控制）。見(jiàn)梯形圖 511。 圖 511 單步控制梯形圖 下面是與上面對(duì)應(yīng)的脈沖控制器，如果 X001 閉合， T0 的脈沖信號(hào)傳遞給 M20，如果 X002 閉合， T1 的脈沖信號(hào)傳遞給 M20，如果 X003 閉合， T2 的脈沖信號(hào)傳遞給 M20，M11 的脈沖信號(hào)可以直接傳遞給 M20（單步控制）。見(jiàn)梯形圖 512。 37 圖 512 脈沖控制器梯形圖 下面是步數(shù)設(shè)定程序，如果 X006 閉合，計(jì)數(shù)器 C0 對(duì)寄存器 M20 開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng)M20 有 10 個(gè)脈沖以后， C0 動(dòng)作。如果 X007 閉合， 計(jì)數(shù)器 C1 對(duì)寄存器 M20 開(kāi)始計(jì)數(shù)，當(dāng) M20 有 100 個(gè)脈沖以后， C1 動(dòng)作。見(jiàn)梯形圖 513。 38 圖 513 步數(shù)設(shè)定梯形圖 下面產(chǎn)生六拍時(shí)序脈沖，如果 M50 閉合， M10 就為 1， M20 是由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào)， SFTR 是位右移指令，第一個(gè)脈沖信號(hào)， M10 把 1 傳遞給 M5， M5 得電，M5 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)， M10 變 0。下面接受到脈沖后， M5 把 1 再傳遞給 M4，依次傳遞。得電順序依次為 :M5, M4, M3， M2， M1， M5， M4 （周而復(fù)始）。見(jiàn)梯形圖 514。 39 圖 514 六拍時(shí)序脈沖梯形圖 下面是 三相六拍環(huán)形分配器，按照 M5M0 的得電順序，可以看出 M200， M201，M202 的得電順序是 1， 0， 1— 0， 0， 1— 0， 1， 1— 0， 1， 0— 1， 1， 0— 1， 0， 0。見(jiàn)梯形圖 515。 40 圖 515 三相六拍環(huán)形分配器梯形圖 41 下面是正反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，如果 M60 不得電， Y0， Y1， Y2 的得電順序是 Y1Y2— Y2—Y0Y2— Y0— Y0Y1— Y1— Y1Y2（依次循環(huán)）。如果 M60 得電， Y0， Y1， Y2 的得電順序是 Y0Y2— Y2— Y1Y2— Y1— Y0Y1— Y0（依次循環(huán)）。見(jiàn)梯形圖 516。 圖 516 正 反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)梯形圖 二、載車(chē)臺(tái)限位保護(hù)的程序： 上限位開(kāi)關(guān)接 X42，下限位開(kāi)關(guān)接 X46，當(dāng)限位開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，則 Y41 置 1（報(bào)警）。見(jiàn)流程圖 517。 42 圖 517 載車(chē)臺(tái)限位保護(hù)流程圖 三、車(chē)輛的入庫(kù)檢測(cè)程序 在車(chē)輛入庫(kù)檢測(cè)中，對(duì)車(chē)內(nèi)是否有人也要進(jìn)行檢測(cè)。在車(chē)輛的入庫(kù)過(guò)程中，不允許有人在車(chē)內(nèi)操作，這樣保證了司機(jī)的安全。 由于是實(shí)驗(yàn)裝置，故只設(shè)計(jì)了超長(zhǎng)和超寬檢測(cè)。見(jiàn)流程圖 518。 兩個(gè)光電開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)分別接 X0， X4，當(dāng) X0 或 X4 動(dòng)作， Y36 報(bào)警，并且 用 Y36常閉觸點(diǎn)，斷開(kāi)存車(chē)操作程序。 43 圖 518 車(chē)輛的入庫(kù)檢測(cè)流程圖 44 總結(jié)與展望 隨著汽車(chē)的日益增多，在人口密集的大城市解決停車(chē)難的問(wèn)題顯得很迫切。發(fā)展立體車(chē)庫(kù)是解決這一問(wèn)題的最有效途徑，立體車(chē)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程是一個(gè)涉及到許多開(kāi)關(guān)變量及順序動(dòng)作的復(fù)雜過(guò)程，所以立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)需要滿足快速、安全可靠、易于管理的控制要求。還要考慮控制策略的優(yōu)化以達(dá)到節(jié)省能耗和時(shí)間，提高車(chē)庫(kù)運(yùn)行效率。本文在分析了真實(shí)立體車(chē)庫(kù)的運(yùn)行機(jī)理和控制功能的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了立體車(chē)庫(kù)的實(shí)驗(yàn)控制裝置，編寫(xiě)了 PLC 的控制程序和組態(tài)軟件的 監(jiān)控系統(tǒng)。 由于立體車(chē)庫(kù)涉及到較多的機(jī)械知識(shí)，在制作實(shí)物過(guò)程中遇到了許多的障礙。本次設(shè)計(jì)的立體車(chē)庫(kù)實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)高校教學(xué)的意義很大。實(shí)驗(yàn)者可以根據(jù)系統(tǒng)對(duì)各個(gè)過(guò)程的技術(shù)指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)各種控制算法，進(jìn)行速度環(huán)、位置環(huán)參數(shù)的系統(tǒng)調(diào)試。學(xué)生還可以根據(jù)實(shí)際情況，加入 PID 等控制算法，使系統(tǒng)獲得準(zhǔn)確、快速、無(wú)超調(diào)的優(yōu)良動(dòng)靜態(tài)特性。 我國(guó)的立體車(chē)庫(kù)技術(shù)還是落后于一些發(fā)達(dá)國(guó)家，希望通過(guò)這套實(shí)驗(yàn)裝置能夠進(jìn)一步提高控制方面的教學(xué)水平，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才。 45 致謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)完成之際，首先感謝我的導(dǎo)師，三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間李老師 一直督促教育我，在課題進(jìn)行中對(duì)我耐心指導(dǎo)，嚴(yán)格要求，在思想上給予鼓勵(lì)和支持，他忘我的工作熱情，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度讓我們組的每一位同學(xué)都受益匪淺。他給予我們的不僅是專(zhuān)業(yè)知識(shí)的輔導(dǎo)，更是一種態(tài)度的熏陶，我想這在以后的學(xué)習(xí)工作中將給我以極大的激勵(lì)和促進(jìn)。 對(duì)關(guān)心、鼓勵(lì)和幫助過(guò)我的各位同學(xué)表示感謝。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)雖然是每人一個(gè)題目，但小組同學(xué)之間的研究及資料的共享都對(duì)進(jìn)度起到了非常重要的作用。團(tuán)隊(duì)的力量是巨大的。 最后，對(duì)在背后全力支持自己的家人、親屬朋友表示誠(chéng)摯的謝意。 46 參考文獻(xiàn) [1] 徐培萬(wàn) .立體發(fā)展及市場(chǎng)前景 [J].國(guó)外科技動(dòng)態(tài) . 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