【正文】 ................ 10 升降橫移式立體車庫的控制任務(wù) ........................................................................... 10 控制程序流程圖 ........................................................................................................11 PLC 的 I/O 端口資源配置 ..................................................................................... 13 升降橫移式立體車庫控制程序 ............................................................................... 15 總 結(jié) ....................................................................................................................................... 22 致 謝 ....................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 24 附錄 I/O 控制原理圖 ............................................................................................................. 25 XXX 畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 前 言 機(jī)械式立體車庫就是以立體化的方式用機(jī) 械 來存取、停放車輛的整個停車設(shè)施，即用機(jī)械設(shè)備將汽車存放到立體化的停車位或從停車位元取出的方式。 隨著人民生活水平的不斷提高，越來越多的人購買了私家車 ， 對城市的交通和環(huán)境起著重大的影響。在這商機(jī)與競爭并存的時候，我國的機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)也將從快速發(fā)展階段進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)展階段。通過國內(nèi)外機(jī)械停車設(shè)備使用經(jīng)驗的總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)人們在利用機(jī)械停車設(shè)備存取車時，首先追求的是存取車速度、等待時間以及方便程度。隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速的發(fā)展，城市規(guī)劃的完善，機(jī)械停車設(shè)備行業(yè)將成為一個充滿生機(jī)的朝陽行業(yè)，機(jī)械停車設(shè)備的技術(shù)也將得到長足的發(fā)展。1920 年，美國就建成第一座機(jī)械升降汽車庫， 50 年代后，隨著私人汽車的大量涌現(xiàn)，美國、西歐的國家相繼發(fā)明了多種形式的立體車庫。由于歐洲國家土地資源比較富余，停車問題表現(xiàn)不是很突出，因此立體停車設(shè)備的應(yīng)用不是很多 。亞洲的停車設(shè)備技術(shù)起源于日本，日本自 20 世紀(jì) 60 年代開始從事機(jī)械停車設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，迄今已有近五十年的歷史。自 90 年代起，日本每年投入運(yùn)行的機(jī)械停車泊位都在 10 萬以上，目前已全部投入使用機(jī)械式停車位超過 300 多萬個，其中以升降橫移類為主。韓國的機(jī)械 停車設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生，產(chǎn)業(yè)從 20 世紀(jì) 70 年代中期開始起步，80 年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化， 90 年代開始進(jìn)入供應(yīng)使用階段。 我國是從 20 世紀(jì) 80 年代初開始研制和使用機(jī)械停車設(shè)備的。據(jù)統(tǒng)計， 1997 年全國只 有 9 個機(jī)械式停車設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，只有 11 個省、市、自治區(qū)的 13 個城市擁有機(jī)械式停車設(shè)備。目前，我國的機(jī)械停車設(shè)備在生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量方面，已接近國外先進(jìn)水平 [1]。近年來，立體停車設(shè)備的自主研發(fā)工作也越來越被重視，國內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)都投入技術(shù)力量，對機(jī)械立體停車設(shè)備的各個方面，例如結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制系統(tǒng)設(shè)計、存取策略優(yōu)化、可靠性分析、生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了很多的成果。 雖然機(jī)械式立體停車庫在中國作為新興的產(chǎn)業(yè)，具有相當(dāng)可觀的發(fā)展前景，但是目前仍未進(jìn)入高速發(fā)展時期，主要因為我國的立體停車設(shè)備行業(yè)的發(fā) 展存在著一些問題 :首先，雖然行業(yè)里的企業(yè)已經(jīng)形成一定的規(guī)模，但是發(fā)展不平衡，骨干的大中型企業(yè)在20 家左右，其它的則是中小企業(yè)居多，中小企業(yè)技術(shù)力量薄弱，靠仿效或引進(jìn)國外的技術(shù)，缺乏自主開發(fā)能力 ； 其次，機(jī)械式立體車庫是對安全性能要求很高 的機(jī)電一體化設(shè)備，但是有些自主研發(fā)的產(chǎn)品缺乏深入的研究 ，產(chǎn)品的可靠性、安全性、耐久性還不能完全保障 ； 第三，市場競爭無序，目前總體生產(chǎn)能力過剩，價格偏低 。由此看來，為加快我國機(jī)械停車設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要在政策、市場、管理和技術(shù)等多方面做出努力。圖 為升降橫移式立體車庫。本文主要研究其控制系統(tǒng)。停泊在這類車庫內(nèi)底層 的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫，每個車位升降均由一臺電機(jī)驅(qū)動，通過鏈條拖動搬運(yùn)器垂直升降，橫向移動借助導(dǎo)軌，也 是利用一臺電機(jī)實(shí)現(xiàn)車位的移動，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于同一層的車位移動獨(dú)立，可以自由動作，并且動作時間短，縮短了存取車的時間。 圖 升降橫移式立體車庫車位示意圖 Fig Lifting and transferring cubic garage spaces XXX 畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 (1) 升降橫移式立體車庫，包括多層結(jié)構(gòu)的框架，在框架上設(shè)置有橫移導(dǎo)軌，底層橫移導(dǎo)軌上設(shè)置有可以沿導(dǎo)軌移動的 載車板 ，上層橫移導(dǎo)軌上設(shè)置有可以沿導(dǎo)軌移動的載車板 ，以及通過鏈條連接在載車架上可以升降的 載車板 。傳動軸上安裝有四個鏈輪，每個鏈輪帶動一根鏈條，鏈條的是一端設(shè)計成套狀，繞在載車架縱梁上的鏈輪組上，另一端則繞過一個鏈輪與 載車板 連接。防墜掛鉤由電磁鐵和復(fù)位彈簧控制它的彈出與復(fù)位。 如有汽車入庫按如下步驟進(jìn)行： a) 如需進(jìn)入底層的停車位直接駛?cè)爰纯伞? 如有汽車出庫按如下步驟進(jìn)行。 b) 如有除底層以外的上層車位的車出庫，先將位于該上層車位縱軸線和初始空閑車位縱軸線之間的所有該上層停車位下面的載車架同時向初始空閑車位方向橫移一個載車架 位置；然后將該上層車位的載車板垂直放下直到底層；將車輛駛出載車板 后，再將 載車板 垂直升高到 原來的位置；最后將其他 載車板 橫移回到初始位置。 為了保證 載車板 能橫移到預(yù)定的位置、 載車板 能上升或下降到準(zhǔn)確位置，采用了行程開關(guān)，為了判斷 載車板 上有無車輛，采用了光電 開關(guān)，在不同的位置有不同的功能；將接收器和發(fā)射器分別安裝在 載車板 底層左右兩邊的光電開關(guān)，用以檢測 載車板 上汽車停放是否到位；在 載車板 對角線上安裝的光電開關(guān)用以檢測 載車板 上有無車輛；裝在車位入口處左右兩側(cè)的光電開關(guān)用于檢測外界的錯誤動作和車位移動時出現(xiàn)的異常情況。 控制 系統(tǒng)的 PLC 單元的選擇 各型 PLC 簡介 硬件選購目前市 場上的 PLC 產(chǎn)品眾多，除國產(chǎn)品牌外，國外有：日本的 、MITSUBISHI、 FUJJ， 德國的 SIEMENS，韓國的 LG 等。 西門子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。而 S7200 PLC 是超小型化的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。 S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中等性能要求的應(yīng)用。與 S7200 PLC 比較， S7300 PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（ ~）的指令運(yùn)算速度；用浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算比較有效地實(shí)現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算；一個帶標(biāo)準(zhǔn)用戶接口的軟件工具方 便用戶給所有模塊進(jìn)行參數(shù)賦值；方便的人機(jī)界面服務(wù)已經(jīng)集成在 S7300 操作系統(tǒng)內(nèi)，人機(jī)對話的編程要求大大減少，但是 S7300 經(jīng)濟(jì)要求高，同時 S7300 一般用于控制要求比較高的場合。 S7400 PLC 采用模塊化無XXX 畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 風(fēng)扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的 CPU，并配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)。它是用于更加高級的控 制要求的 PLC，其價格更高。 PLC 采用典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，其實(shí)質(zhì)就是一種工業(yè)控制計算機(jī)。如圖 所示。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。在立體車庫中，光電開關(guān)用于檢測車庫車位上是否有車以及車輛是否停靠到位 [5]。 對射型光電開關(guān)由發(fā)射器和接收器組成，結(jié)構(gòu)上是兩者相互分離的，在光束被中斷的情況下會產(chǎn)生一個開關(guān) 信號 變化，典型的方式是位于同一軸線上的光電開關(guān)可以相互分開達(dá) 50 米。 圖 為對射式光電開關(guān)。利用生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動部件的碰撞使其觸頭動作來實(shí)現(xiàn)接通或分?jǐn)嗫刂齐娐?，達(dá)到一定的控制目的。 由于行程開關(guān)為了確保載車板 能 平移 到 預(yù)定位置，所以選用 滾輪式行程開關(guān)。 圖 行程開關(guān)實(shí)物圖 Fig Limit switch picture XXX 畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 驅(qū)動元件以及減速器選擇 這些 驅(qū)動元件是完成車庫托盤的橫移和升降的專用減速電機(jī)。 表 G 系列小型齒輪減速電機(jī)技術(shù)參數(shù) Tab G series small gear motor technical data 機(jī)型號 額定功率 kW 減速比 輸出轉(zhuǎn)矩 mN? 輸出轉(zhuǎn)速 r/min 22 80 112 減速器選擇型號為 NGW L528 的二級 NGWL 減速器。 表 N