【正文】 最后，感謝在百忙之中審閱本文和指導(dǎo)答辯的專家、老師們 ! 39 參考文獻 [1] 王煜東，傳感器及應(yīng)用 [M]， 北京： 機械工業(yè)出版社， 2020 年 [2] 王永華 , 現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .[M] ,北京 ： 北京航空航天大學(xué)出版社 2020 年 [3] 周美蘭 , 周封 忘岳宇 , PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計 [M], 北京 ： 科學(xué)出版社 ，2020 年 [4] 梁森，自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù) [M] ，北京：機械工業(yè)出版社， 2020 年 [5] 李景學(xué)，可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計及方法， 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2020年 [6] 張萬忠 , 劉明芹 , 電器與 PLC 控制技術(shù) [M],北京 ： 化學(xué)工業(yè)出版社 ， 2020 年 [7] 王兆義 , 可編程序控制器教程 [M], 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2020 年 [8] 廖常初 , S7200 PLC 基礎(chǔ)教程 [M], 北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2020 年 [9] 華滿香 . 電氣控制及 PLC 應(yīng)用 [M]. 北京 ： 北京 大學(xué)出版社 ， 2020. [10] 鄧其貴 . 變頻器操作與工程項目運用 [M]. 北京 ：北京理工大學(xué) 出版社 ， 2020. [11] 章國華 . 蘇東 . 典型生產(chǎn)線原理、安裝與調(diào)試 [M]. 北京 ：北京理工大學(xué) 出版社 ， 2020. [12] 計時鳴 . 機電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng) [M]. 西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2020. 。老師的悉心教誨，使我在學(xué)術(shù)專業(yè)方面有了一定的提高，更為重要的是， 老師在治學(xué)為人上的那份執(zhí)著和熱誠，也深深地影響著我，并將鼓勵我在未來的路上不斷地探索、前進！ 我為有這么一些同學(xué)、老師和領(lǐng)導(dǎo)而感到驕傲和幸運，我感謝他們在生活中的悉心照料、學(xué)習(xí)中的全心幫助。 在此我要感謝我的指導(dǎo)老師， XX 老師！本論文從選題構(gòu)思、資料收集到修改定稿，無不凝聚著老師的心血。 38 謝 辭 本次畢業(yè)設(shè)計讓我受益匪淺。 本論文主要研究的是 PLC 控制的升降橫移式立體車庫，它是以 PLC 為核心，借助于 PLC 可靠而靈活的可編程控制可以對車庫載車板進行自動化控制。為達到車庫中的檢測要求，確定了經(jīng)濟而適用的傳感器。分析各種載車板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟的方案。 2．為提高車庫生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，對車庫構(gòu)架的鋼結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設(shè)計，節(jié)省了鋼材，降低了建造成本。為此對立體車庫設(shè)計方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實意義和潛在的市場經(jīng)濟效益。 37 結(jié) 論 隨著中國經(jīng)濟的騰飛，城市化進程加快，汽車越來越快的走進工薪階層家庭，而土地越來越緊缺的情況下，為解決城市停車難的問題，立體車庫是必然出路。如圖 68 所示 圖 68 2號載車板停止左移動作結(jié)束 36 本章小結(jié) 本章主要使用的編程軟件 具有監(jiān)控功能，將仿真軟件 GX Simulator 6c 安裝后就可直接在編程軟件中進行程序的模擬調(diào)試及監(jiān)控。如圖 67 所示。如圖 66所示。如圖 65 所示。 轎車可以直接駛?cè)腴_上 3 號 載車板 ， 如圖 64 所示 。 圖 62 1號車板右移 3. 1 號載車板右移碰到限位開關(guān)，輸入繼電器 X7 瞬間得電，常閉斷開使輸出繼電器 Y0 失電， 1 號載車板停止右移；同時輸入繼電器 X7 常開閉合使輸出繼電器 Y10 得電，自鎖， 3 號載車板下降。 圖 61 2號車板右移 30 2. 2 號載車板右移碰到限位開關(guān)，輸入繼電器 X10 瞬間得電，常閉斷開使輸出繼電器 Y1 失電， 2 號載車板停止右移；同時輸入繼電器 X10 常開閉合使輸出繼電器 Y0 得電，自鎖， 1 號載車板右移。 以 3 號載車板的進 與出 車仿真 調(diào)試 1. 按下啟動按鈕后 X0 后，輔助繼電器 M0 得電；呼叫 3 號載車板 X2，輔 助繼電器 M1 得電，輸出繼電器 Y1 得電，自鎖， 2 號載車板右移。 開 始初 始 化系 統(tǒng) 安 全 檢 測發(fā) 生 故 障 否 ？故 障 處 理NY選 空 車 位 號下 層 車 位 有 載 車板 否 ？載 車 板 橫 移YN下 降 通 道 建 立否 ？N收 回 防 墜 掛 鉤載 車 板 下 降載 車 板 到 底 層否 ？YN存 車存 車 完 成 否 ？YN載 車 板 上 升載 車 板 達 最 高點 否N載 車 板 復(fù) 位載 車 板 復(fù) 位 否NY防 墜 掛 鉤 彈 出結(jié) 束Y取 車 完 成 28 本章小結(jié) 本章主要介紹了 PLC 的特點及選型 、 PLC 的 I/O 口資源配置 、 電氣控制系統(tǒng) PLC接線圖 、 PLC 控制程序設(shè)計 、控制系統(tǒng)程序 梯形圖。 圖 53 取車程序流程圖 開 始初 始 化系 統(tǒng) 安 全 檢 測發(fā) 生 故 障 否 ？故 障 處 理NY選 取 車 位 號下 層 車 位 有 載 車板 否 ？載 車 板 橫 移YN下 降 通 道 建 立否 ？N收 回 防 墜 掛 鉤載 車 板 下 降載 車 板 到 底 層否 ？YN取 車取 車 完 成 否 ？YN載 車 板 上 升載 車 板 達 最 高點 否N載 車 板 復(fù) 位載 車 板 復(fù) 位 否NY取 車 完 成結(jié) 束Y 27 圖 54 存車程序流程圖 程序所用狀態(tài)元件、定時器及數(shù)據(jù)存儲器均選用具有掉電保護功能的元件，當(dāng)系統(tǒng)掉電時元件保持掉電前的狀態(tài)，以保存現(xiàn)場信息，待上電后繼續(xù)完成被中斷的動作當(dāng)發(fā)生意外情況時， 按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運行并保存現(xiàn)場斷點信息當(dāng)出現(xiàn)電氣或機械故障時，如電機過載、過 熱時自動中止系統(tǒng)運行，同時由人進行故障處理。需要說明的是，載車板所用鏈條和載車板上的吊點懸吊托架在靜止狀態(tài)時，防墜掛鉤已經(jīng)掛住了載車板。 圖 52 電動機控制原理圖 FRKM7KM8FUMFRKM9KM10FUMFRKM11KM12FUMFRKM13KM14FUMFRKM5KM6FUMFRKM3KM4FUMFRKM1KM2FU380VMFRKM15KM16FUMFRKM17KM18FUM1號電機2號電機3號電機4號電機5號電機6號電機7號電機8號電機9號電機圖4.2 電機控制原理圖 26 PLC 控制程序設(shè)計 本文所設(shè)計的 PLC存取車控制系統(tǒng)只針對上 2層和 3層的車位， 對于第 1層車位 ， 存取車直接開進開出即可 ?？梢栽诔绦蛑杏? 25 自鎖和互鎖的方式完成。 PLC 接線圖如圖 51 所示。 表 51 PLC輸入口分配表 輸入 輸入設(shè)備 輸入 輸入設(shè)備 X0 啟動按鈕 X15 3 號載車板左限位開關(guān) X1 緊停按鈕 X16 4 號載車板左限位開關(guān) X2 3 號載車板按鈕 X17 3 號載車板下限位開關(guān) X3 4 號載車板按鈕 X20 4 號載車板下限位開關(guān) X4 5 號載車板按鈕 X21 3 號載車板上限位開關(guān) 22 X5 6 號載車板按鈕 X22 4 號載車板上限位開關(guān) X6 7 號載車板按鈕 X23 5 號載車板下限位開關(guān) X7 1 號載車板右限位開關(guān) X24 6 號載車板下限位開關(guān) X10 2 號載車板右限位開關(guān) X25 7 號載車板下限位開關(guān) X11 1 號載車板左限位開關(guān) X26 5 號載車板上限位開關(guān) X12 2 號載車板左限位開關(guān) X27 6 號載車板上限位開關(guān) X13 3 號載車 板右限位開關(guān) X30 7 號載車板上限位開關(guān) X14 4 號載車板右限位開關(guān) X31 載車板復(fù)位 輸出分配如表 52 所示。而本次控制系統(tǒng)需要 24 個輸入點和 22 個輸出點，所以，選用 三菱 FX2N80MR001 型 PLC 可以滿足課題需要，而且也保證了 I/O 口的使用裕量，可以滿足控制系統(tǒng)適當(dāng)?shù)臄U展需求。 綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，從經(jīng)濟性，實用性和可靠性等方面考慮，本次采用三菱 FX2N80MR001 型 PLC 作為控制系統(tǒng)的核心控制器。并且，由于 PLC 的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。 由于 PLC 采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。通過閱讀 PLC 的用戶手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會用梯形圖編制控制程序。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。因此， PLC 除應(yīng)用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。 ，控制程序可變，使用方便 PLC 品種齊全的各種硬件裝置，可 以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴大。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 （ 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為 10~20ms。而本次控制系統(tǒng)需要 24 個輸入點和22 個輸出點，所以，選用 三菱 FX2N80MR001 型 PLC 可以滿足課題需要，而且也保證了 I/O 口的使用裕量，可以滿足控制系統(tǒng)適當(dāng)?shù)臄U展需求。 20 第五章 立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 本次采用三菱 FX2N80MR001 型 PLC 作為控制系統(tǒng)的核心控制器。 （ 4）只有二、三層的載車板使用吊鉤，每個載車板用 2 套吊鉤，吊鉤用電磁鐵控制。 （ 3）三層載車板升降運動控制。 （ 2）二層載車板升降橫移運動控制。 4. 控制點分 布 （ 1）一層載車板左右平移控制。 （ 2）載車板升降是否到位檢測 只有上層載車板有升降運動，在每個載車板垂直運動的軌道上，在低層和上層分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板下降和上升是否到位。 2. 電動機 三相異步電動機的工作原理：當(dāng)電動機的三相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（ 轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下輸入端子 輸入映象寄存器 輸出映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸出刷新階段 X001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 19 將產(chǎn)生電磁力，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。 其他硬件資源配置 1. 繼電器和接觸器 在立體車庫中，由于載車板的運行過程并不是連續(xù)的，而是根據(jù)按鈕操作進行動作的，因此需要 PLC 根據(jù)當(dāng)前按鈕的情況來控制載車板的啟動和停止，在本系統(tǒng)中，需要用到 18 個接觸器，分別是： 1 號載車板左移接觸器， 1 號載車板右移接觸器， 2 號載車板左移接觸器， 2 號載車板右移接觸器， 3 號載車板左移接觸器， 3 號載車 板右移接觸器， 4 號載車板左移接觸器， 4 號載車板右移接觸器， 3 號載車板上升接觸器， 3 號載車板下降接觸器， 4 號載車板上升接觸器， 4 號載車板下降接觸器， 5 號載車板上升接觸器，5 號載車板下降接觸器， 6 號載車板上升接觸器， 6 號載車板下降接觸器， 7 號載車板上升接觸器， 7 號載車板下降接觸器。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關(guān)?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r的掃描過程如圖 42 所示，包括五個階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。從第一條指令開開始 內(nèi)部處理 通信處理 RUN 方式？ 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 18