【正文】 ......................................... 10 升降橫移式立體車庫(kù)的基本結(jié)構(gòu) ................................. 10 主電路圖 ....................................................... 12 器件選型 ....................................................... 14 4 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) ......................................... 19 PLC 設(shè)計(jì)流程圖 ................................................. 19 PLC 的端子接線圖 ............................................... 21 立體車庫(kù)的 I/O 分配表 .......................................... 23 梯形圖設(shè)計(jì) ..................................................... 24 程序仿真 ....................................................... 26 5 結(jié)論與展望 ............................................................ 29 結(jié)論 ........................................................... 29 展望 ........................................................... 29 致謝 .................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ................................................................ 31 附錄 .................................................................... 32 1 基于 PLC 的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 緒 論 課題設(shè)計(jì)的目的及意義 隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，截至2020 年 8 月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)到 億輛。而早在 2020 年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量?jī)H為 1249 萬輛，汽車保有量為 625 萬輛。而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的 229 個(gè)地下車庫(kù)使用面積不足 60 萬平方米，只能滿足 萬輛機(jī)動(dòng)車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢(shì)，比例高達(dá) 64，而且還有繼續(xù)上升之勢(shì)。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。面對(duì)迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。 停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通問題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者 之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 我國(guó)機(jī)械式車庫(kù)的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代中期開始， 90 年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。機(jī)械式立體車庫(kù)是一種具有綜合性能的建筑，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。解決上述問題，需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方面做出努力。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營(yíng)車庫(kù)，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展 。當(dāng)時(shí)日本全國(guó)汽車保有量大約為 500萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。韓國(guó)機(jī)械車庫(kù)技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在 30%左右。 3 課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 介紹了基于可編程控制器的車庫(kù)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)述了 3 層 3 列式 7 車位升降橫移式立體停車庫(kù)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、并通過 PLC 軟件設(shè)計(jì)及 其優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了立體車庫(kù)的自動(dòng)控制。用 PLC 內(nèi)的預(yù)置程序來控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制車位的上下左右移動(dòng)實(shí)現(xiàn)存取車的自動(dòng)化。 4 2 PLC 的簡(jiǎn)介與立體車庫(kù)的概述 可編程控制器的介紹 可編程控制器的概述 可編程控制器 (Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱 PC。 可編程控制器的結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，基本構(gòu)成為 ： (1)電源 ： PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。 (2)中央處理單元 (CPU)： 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，近年來對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器 5 稱為用戶程序存儲(chǔ)器 ?，F(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用 PLC 通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向 現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào) 。 (6)通信模塊 ： 如以太網(wǎng)、 RS48 ProfibusDP 通訊模塊等 。 ③功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣 ④編程簡(jiǎn)單，容易掌握。 ⑥體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便。而在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)原則往往會(huì)涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計(jì)原則可以歸納為 4 點(diǎn)： (1)完整性原則：最大限 度的滿足工業(yè)生產(chǎn)過程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。 (3)經(jīng)濟(jì)型原則：力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、合理。 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分以下 5 步進(jìn)行： (1)熟悉被控對(duì)象 深入了解被控系統(tǒng)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。這一階段必須對(duì)被控對(duì)象所有功能全面的了解，對(duì)對(duì)象的各種動(dòng)作及動(dòng)作時(shí)序、動(dòng)作條件、必要的互鎖與保護(hù)；電氣系統(tǒng)與機(jī)械、液壓、氣動(dòng)及各儀表等系統(tǒng)間的關(guān)系； PLC 與其他設(shè)備的關(guān)系， PLC 之間是否通信聯(lián)網(wǎng)；系統(tǒng)的工作方式及人機(jī)界面，需要顯示的物理量及顯示方式等。 ②選 擇 PLC： PLC 選擇包括對(duì) PLC 的機(jī)型、容量、 I/O 模塊、電源等的選擇。 ④繪制 PLC 外圍硬件線路圖：畫出系統(tǒng)其它部分的電氣線路圖，包括主電路和未進(jìn)入 PLC 的控制電路等。 ⑤計(jì)數(shù)器、定時(shí)器及內(nèi)部輔助繼電器的地址分配。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。初始化程序的主要內(nèi)容有：對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對(duì)某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對(duì)某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對(duì)某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。 ③保護(hù)和連鎖程序：保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真 加以考慮。 (4)程序調(diào)試 程序調(diào)試分為 2 個(gè)階段，第一階段是模擬調(diào)試、第二階段是現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。 ②軟件模擬法是在 PLC 中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，其簡(jiǎn)單易行，但時(shí)效性不易保證。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試：當(dāng)控制臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)施工完畢，程序模擬調(diào)試完成后，就可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，如不能滿足要求，須重新檢查程序和接線，及時(shí)更正軟硬件方面的問題。它們的類型眾多，設(shè)計(jì)各有不同，庫(kù)容量變化比較打，可滿足不同用戶要求。聽相同數(shù)量車的情況下，在車輛流量打的繁華地段建一座立體停車場(chǎng)比建一地面停車場(chǎng)節(jié)省將近 50%— 70%的投資。 (1)升降橫移式立體車庫(kù) 8 升降橫移式立體停車庫(kù)是指利用載車版在升降或橫向平移存取停放車輛在機(jī)械式停車設(shè)備。停泊在這類車庫(kù)地面的車只做 橫移，不必做升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位。其形式較多，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)。 (3)垂直循環(huán)式停車庫(kù) 垂直循環(huán)式立體車庫(kù)，采用了鏈傳動(dòng)帶動(dòng)轎廂在垂直方向上循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車停在轎廂上，轎廂隨傳動(dòng)系統(tǒng)做升降運(yùn)動(dòng)，或者將所要存車的空間 降到地面，循環(huán)往復(fù)地將轎廂或空車位送到車庫(kù)出入口，完成車輛的存取工作。 (4)巷道堆垛式停車庫(kù) 巷道堆垛式停車庫(kù)由三個(gè)系統(tǒng)組成，即機(jī)械系統(tǒng)，堆垛機(jī)搬運(yùn)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)。巷道堆垛式立體停車庫(kù)主要適用于大型密集式存車的地方。電氣系統(tǒng)由出入口檢測(cè)系統(tǒng)和搬運(yùn)控制系統(tǒng)等組成，分別完成汽車停車位置檢測(cè)和載車板搬運(yùn)工作。是采用了同 U 哦使載車板做剩下循環(huán)運(yùn)動(dòng)，而實(shí)現(xiàn)車輛多層存放的多層循環(huán)式停車設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)減少占地面積，提高存取車自動(dòng)化程度的機(jī)械式停車庫(kù)。 (7)平面移動(dòng)式立體停車庫(kù) 平面移動(dòng)式立體車庫(kù)中放置轎車的托盤是一種橫向小車，通過控制臺(tái)操作移動(dòng)，轎車可以自由出入，自由移動(dòng)的停車托板將轎車從中央通道的平臺(tái)運(yùn)到車位的電梯或出口。 (8)簡(jiǎn)