【正文】 性能的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。因此 ,當(dāng)它轉(zhuǎn)一圈后 ,沒(méi)有累計(jì)誤差 ,具有良好的跟隨性。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選型 在選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)首先考慮的是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的類型選擇，其次是具體的品種選擇，在該立體車庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要求步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的電壓低、電流小、有定位轉(zhuǎn)矩和使用螺栓機(jī)構(gòu)的定位裝置，確定步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用 2 相 8拍混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；在進(jìn)行步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的品種選擇時(shí)，要綜合考慮速比 i、軸向力 Tt、額定轉(zhuǎn)矩 Tn 和運(yùn)行頻率 Fy，以確定不進(jìn)電動(dòng)機(jī)的具體規(guī)格和控制裝置。但它的結(jié)構(gòu)和控制簡(jiǎn)單、容易調(diào)整，故在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合具有一定的使用價(jià)值。它受驅(qū)動(dòng)控制線路的控制，將代表進(jìn)給脈沖的電平信號(hào)直接變換為具有一定方向、大小和速度的機(jī)械轉(zhuǎn)角位移，并通過(guò)齒輪和絲杠帶動(dòng)工作臺(tái)移動(dòng)。 14 I/O 口分配表 立體車庫(kù) I/O 分配表如表 2 所示 表 2 立體車庫(kù) I/O 分配表 輸入口 名稱 輸出口 名稱 貨臺(tái)到位限位 橫軸脈沖 貨臺(tái)回位限位 豎軸脈沖 貨臺(tái)是否有物 橫軸方向 I／ 0 自動(dòng)／手動(dòng) 豎軸方向 I／ 0 鍵盤值 1 位 貨臺(tái)前升 鍵盤值 2 位 貨臺(tái)退回 鍵盤值 3 位 就緒 鍵盤值 4 位 取 橫軸右限位 放 橫軸左限位 十位顯示 豎軸上限位 BCD 碼 1 位 豎軸下限位 BCD 碼 2 位 BCD 碼 3 位 BCD 碼 4 位 注： PLC 主機(jī)輸出的 1L、 2L、輸入 1M、 2M、 3M、 4M 分別與電源 L+相連 輸出的 3L、 4L、 5L、 6L、 1M、 2M 與電源 M 相連 15 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì) 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的原理 步進(jìn)式伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是典型的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 CPU224 有 13Ｋ字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存貯空間，６個(gè)獨(dú)立的 30KHｚ高速計(jì)數(shù)器，２路獨(dú)立的 20KHｚ高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 綜上所述，本課題 系統(tǒng)核心部分采用 西門子 S200 系列中的 CPU224 為控制元件，CPU224 本機(jī)集成了 14點(diǎn)輸入／ 10 點(diǎn)輸出，共有 24 個(gè)數(shù)字量 I/O。并且，由于 PLC 的低故障率及很強(qiáng)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(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接 線工作量大為減少。通過(guò)閱讀 PLC 的用戶手冊(cè)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(huì)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(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。因此， PLC 除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)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(jì)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(kuò)大。（ 4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。（ 2）各輸入端均采用 RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms。編程器也可用于控制程序的調(diào)試和控制系統(tǒng)故障時(shí)作為檢查故障的有效工具 。輸出信號(hào)包括繼電器、指示燈、顯示器、電機(jī)啟動(dòng)等直流和交流設(shè)備。輸入輸出（簡(jiǎn)稱 I/O）是可編程序控制器的 “ 手 ” 和 “ 腳 ” 或者叫作系統(tǒng)的 “ 眼睛 ” 和 “ 視覺(jué) ” ?，F(xiàn)場(chǎng)信號(hào)可能是開(kāi)關(guān)量、模擬量或針對(duì)某一特定目的使用的特殊變量。電源（ Power Supply）：給中央處理器提供必需的工作電源。美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì) NEMA（ National Electrical Manufactory Association）從 1976 年開(kāi)始，經(jīng)過(guò)四年的調(diào)查，于 1980 年把它正式命名為可編程序控制器，簡(jiǎn)稱 “PC”. 可編程序控制器硬件由六部分構(gòu)成 :中央處理器（ Central Processor Unit 簡(jiǎn)稱 CPU）：它是可編程序控制器的心臟部分。當(dāng)時(shí)，根據(jù)汽車制造業(yè)生產(chǎn)線的需要，希望用電子化的新型控制器替代繼電器控制盤，以減少汽車改型時(shí)，重新設(shè)計(jì)制造繼電器控制盤的成本和時(shí)間。 可編程序控制器是六十年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)的，目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（ Sequence Controller)。 12 PLC 控制模塊的設(shè)計(jì) PLC 的概述 PLC 英文全稱 Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是 :一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。操作步驟如下：“就緒”燈亮?xí)r，延時(shí) 15 秒后，程序?qū)⒆詣?dòng)把 5物品先轉(zhuǎn)至 0倉(cāng)庫(kù)，再延時(shí) 15秒后，自動(dòng)將貨物放在 3倉(cāng)庫(kù)。 ② 當(dāng) 0倉(cāng)位上無(wú)貨物時(shí)，若無(wú)人操作，“就緒”燈亮 15秒后，程序?qū)褦?shù)值最大倉(cāng)庫(kù)號(hào)里的物品轉(zhuǎn)運(yùn)至沒(méi)有放貨物的倉(cāng)號(hào)比它小的倉(cāng)庫(kù)里。在延時(shí)的 15 秒內(nèi)，若按下數(shù)字 5，然后按下“送”鍵，則運(yùn)行機(jī)構(gòu)將貨物放入 5庫(kù)，若按下 5鍵后，想取消此操作，可按下“放棄”鍵。如 4都已有貨物，程序延時(shí) 15秒， 15秒內(nèi)若無(wú)外部操作指令，自動(dòng)將貨物放在 5倉(cāng)庫(kù)。 d、零號(hào)倉(cāng)位已有汽車，則下一個(gè)“取”指令（誤操作），將不被執(zhí)行。 b、按動(dòng)“取”按鈕，觀察取出動(dòng)作（若被選擇倉(cāng)位內(nèi)無(wú)汽車，則該指令不被執(zhí)行）。 d、零號(hào)倉(cāng)位已無(wú)汽車，則下一個(gè)“送”指令（誤操作）將不被執(zhí)行。 b、按動(dòng)送指令按鈕，觀察送入動(dòng)作（若被選擇倉(cāng)位內(nèi)已有汽車，則該指令不被執(zhí)行）。 （ 3）將一帶托盤汽車模型置零號(hào)倉(cāng)位，放置模型時(shí)，入位要準(zhǔn)確，并注意到倉(cāng)位底部檢測(cè)開(kāi)關(guān)已動(dòng)作。 注意：只有 X、 Y軸運(yùn)行到相應(yīng)位置（左側(cè)數(shù)碼管顯示“ ”）時(shí)，伸叉機(jī)構(gòu)方可運(yùn)行。 控制面板上的開(kāi)關(guān) 、 按鈕功能及車位號(hào)如圖 3 所示 圖 3 控制面板上的開(kāi)關(guān)、按鈕功能及車位號(hào) 控制面板上的按鈕功能 如表 1 所示 表 1 控制面板上的按鈕功能表 具體的操作步驟如下： 1．手動(dòng)操作 按鍵號(hào) 手動(dòng) 自動(dòng) 1 機(jī)構(gòu)水平向左移動(dòng) 選擇 1 號(hào)倉(cāng)位 2 機(jī)構(gòu)垂直向下移動(dòng) 選擇 2 號(hào)倉(cāng)位 3 機(jī)構(gòu)水平向右移動(dòng) 選擇 3 號(hào)倉(cāng)位 4 機(jī)構(gòu)水平向后移動(dòng) 選擇 4 號(hào)倉(cāng)位 5 機(jī)構(gòu)垂直向上移動(dòng) 選擇 5 號(hào)倉(cāng)位 6 機(jī)構(gòu)水平向前移動(dòng) 選擇 6 號(hào)倉(cāng)位 7 無(wú)意義 選擇 7 號(hào)倉(cāng)位 8 無(wú)意義 選擇 8 號(hào)倉(cāng)位 9 無(wú)意義 選擇 9 號(hào)倉(cāng)位 10 無(wú)意義 選擇 10 號(hào)倉(cāng)位 11 無(wú)意義 選擇 11 號(hào)倉(cāng)位 12 無(wú)意義 選擇 12 號(hào)倉(cāng)位 11 （ 1）接通電源。當(dāng)堆垛機(jī)平臺(tái)移動(dòng)到貨架的指定位置時(shí)，伸叉電機(jī)驅(qū)動(dòng)貨臺(tái)向前伸出可將貨物取出或送入，當(dāng)取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回。 本系統(tǒng)采用滾珠絲杠、滑杠和普通絲杠作為主要傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，電機(jī)采用步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)，其關(guān)鍵部分是堆垛機(jī)，它由水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)及伸叉機(jī)構(gòu)三部分組成，其水 10 平和垂直移動(dòng)分別用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠來(lái)完成，伸叉機(jī)構(gòu)由一臺(tái)直流電機(jī)來(lái)控制。 機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、直流電機(jī)作為拖動(dòng)元件。 當(dāng) PLC輸出 5000個(gè)脈沖時(shí) ， 平移距離為 （ 平移距離 =步距角 脈沖個(gè)數(shù) 螺距 /360o），輸出脈沖 10000時(shí)平移距離理論值為 。 圖 2 立體車庫(kù)模型 精確定位原理 PLC每發(fā)出一個(gè)脈沖 ， 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角度 ， X軸步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng) X軸絲桿做左右直線運(yùn)動(dòng)或 Z軸步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng) Z軸絲桿做上下直線運(yùn)動(dòng) ， 實(shí)現(xiàn)載物臺(tái)的上 、 下 、 左 、 右運(yùn)動(dòng) 。 9 3 立體車庫(kù) 系統(tǒng)硬件 方面的 設(shè)計(jì) 硬件 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 硬件 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)主要由 PLC控制模塊 、 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)模塊 、 絲桿驅(qū)動(dòng)模塊 、 工件推出模塊 、 立體倉(cāng)庫(kù) 、 氣源處理組件等部件組成 。 6． 設(shè)計(jì)立體車庫(kù)系統(tǒng)的梯形圖設(shè)計(jì)。 4． 根據(jù) I/O 的點(diǎn)數(shù)選擇合適的 PLC 的類型。 2． 根據(jù)立體車庫(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) 。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車庫(kù)。 7 2 系統(tǒng)控制方案的設(shè)定 自動(dòng)化立體車庫(kù)的描述 目前，立體車庫(kù)主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫(kù)，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)目的：是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。機(jī)械車庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。以往的地下車庫(kù)由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40 平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫(kù)，可使地面的使用率提高 80％ — 90％，如果采用地上 21層 立體式車庫(kù)的話， 50平方米的土地面積上便可存放 40 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開(kāi)發(fā)成本。機(jī)械式立體車庫(kù)既可以大面積使用，也可以見(jiàn)縫插針設(shè)置，還能與地面