基于PLC的升降横移式立体车库(设计源文件万字报告讲解)支持资料、图片参考_相关定制_文章底部可以扫码基于PLC的升降横移式立体车库摘要当前我国经济社会发展迅猛人们的生活水平日新月异汽车保有量不停增长立体车库等特车设施的建设已远落后于汽车数量的上升造成城市中违法违规停车的现象频发。升降横移式立体车库具有高性能、高空间利用率等特点可以有效解决这些问题。所以本文以典型升降横移式立体车库为研究对象通过实现车辆的自动存取展现PLC控制技术在立体车库方面的应用。本文通过分析国内外现有立体车库的特点以典型的双层三列五车位升降横移式立体车库为研究方案主要介绍了升降横移式立体车库的主体结构及工作原理确定了以PLC为主控单位的控制方案并对控制系统的工作过程进行了介绍选用S7-200系列PLC完成了控制系统的输入、输出分配和PLC选型设计了控制系统的程序流程图完成了立体车库控制系统的程序梯形图完成了立体车库控制系统设计。关键词PLC立体车库升降横移式Lifting and traversing type stereo garage based on PLCAbstractWith the development of economic and social progress, people’s living standards continue to improve, increasing car ownership, parking facilities, such as car construction has far couldn’t keep up with the number of cars increases, lead to parking, parking problem is becoming more and more serious, such as three-dimensional garage for lifting and moving type characteristics of high performance, high space utilization, this article research object for typical three-dimensional garage lifting and moving type, through the realization of vehicle automatic access, display of PLC control technology in the application of three-dimensional garage.In this paper, through analyzing the characteristics of the existing stereo garage at home and abroad, put forward a typical double three columns five stereo garage parking lift move transversely type design, mainly introduced the lifting and moving the main structure and working principle of three-dimensional garage, identified in the control scheme of PLC as the master control unit, and the working process of the control system are introduced, choose S7-200 series PLC, completes the input, output, distribution of the control system and PLC type selection, design the program flow chart of the control system, completed the three-dimensional garage control system of the ladder diagram program, completed the three-dimensional garage control system design.Keywords: PLC;cubic garage;up-down and translaion目录1.绪论 11.1本课题设计的意义和目的 11.2国内和国外的研究情况 11.3PLC 的用途和基本定义 21.4PLC的分类和基本结构 21.4PLC的工作原理 32. 升降横移式立体车库 32.1升降横移式立体车库的主要组成部分 32.2升降横移式立体车库车位结构 42.3升降横移式立体车库结构及运行规图 43. 升降横移式立体车库硬件系统 53.1主框架材料的选择 53.2控制系统控制核心单元的选择 53.3传感器的选择 53.4行程开关的选择 63.5驱动元件的选择 64. 升降横移式立体车库控制系统的控制任务 64.1升降横移式立体车库控制系统的控制任务 64.2升降横移式立体车库控制系统的基本要求 64.3控制程序流程图 74.4 PLC的I/O口资源配置 94.5存取车过程程序的实现 11附录 升降横移式立体车库梯形图 12结束语 22参考文献 22致谢词 231.绪论1.1本课题设计的意义和目的伴随着改革开放的深入中国经济水平取得了巨大发展国民生活条件日益提高。伴随着汽车工业的发展汽车走进了千家万户私家车保有量日益增加然而与之矛盾的是城市停车位的缺乏。据了解2010年中国私家车饱有量到达5900万辆而2016年中国私家车饱有量高达1.46亿辆。据统计100万辆汽车会占用1920万平方米的土地这无疑是对土地资源的巨大浪费。并且汽车占道停放加剧了路线的拥挤汽车被盗被撞的情况也时有发生同时汽车的乱停乱放对城市的市容市貌也产生了不好的影响。都市交通的重要组成之一就是泊车设施不停增加的泊车设施和不停增长的城市汽车数量的需求之间的比例必须协调要是比例不协调将泛起泊车难、乱泊车的问题。据统计最近几年我国许多都市泊车设施增进速率大大后进于汽车的增进速率。是以必需探索解决方案重视都市泊车难问题。有赖于科学技术的进步当今社会的城市进程不停加速人们的生产生活方式变化巨大都市规模不停增大人口急巨增加所以科学规划和使用空间非常重要。立体泊车已经成为现代都市的特征。城市立体交通网的构建需要立体车库的长远发展。在我国当今都市中建筑设施和交通设施得到了很大的成就可是汽车的停放依然没有得到很好的解决是以发展立体车库有很好的意义。立体车库的规模可以凭据需要来进行设定还是城市立体交通网的重要组成部分是缓解城市泊车难的立竿见影的方法它的机能和意义慢慢地取得了大众的认可。1.2国内和国外的研究情况立体泊车是世界上为了缓解泊车难而普遍采用的方法特别是立体车库在世界上得到了巨大的发展。二十世纪中叶立体车库就在海外差生萌芽陆续产生了针对各种地点适应各种功能的多种立体车库。从1970年开始人们的生活水平得到了提高汽车逐渐普及饱有量不停增长更需要我们积极进行立体车库的研究开发和制造应用。日、德、美等国家泊车业发展水平处于领先位置。韩国和我国的港、澳、台地区的泊车业也经过不懈的研究也取得了骄人的成绩很大程度的减少了泊车难的现象并积极推广相关技术。中国立体车库的最早的研究开发工作是从1985年开始的1990年开始进口和产出立体停车设施在很多大城市都有使用。参照外国标准制订的中国立体车库行业标准也相继产生现在我国的立体车库设备生产水平和技术水平已经相当完善部分立体停车设备已经走出国门。立体车库是一种综合性的设施涉及多个学科领域。所以立体车库技术的进步需要多学科的专业人才投入到共同研发中去研发出满足国内外市场的需求的技术。在中国的泊车产业研发过程中还有些不利的影响如缺乏一致的技术指标技术水准低生产力不足市场竞争力小 缺少技术创新能力等问题。要想克服这些困难大家需要在政策、市场 、管理和技术等方面更加努力。使停车产业良性发展。目前我国市场上的立体车库主要有以下几种垂直升降类机械式泊车设施也成为塔式立体泊车设施通过升降机实现存取车过程这种设施的特点是空间利用率高容纳车辆多。但是这种泊车设施设施的结构复杂故障率较高。而且这种泊车设施存取车时间较长实用性差。堆垛类机械式泊车设施这类泊车设施通常使用巷道堆垛机或桥式起重机作为泊车设施的存取机构。这种泊车设施特别适合用来存放小型车辆工作过程安全。依据自动化立体车库原理设计。水平循环类机械式泊车设施利用一个水平循环运动的车位系统完成车辆存取。这种泊车设施费用较低一般建于狭小的位置。但是大部分这类泊车设施只有一个出入口供车辆进出。存取车时间较长。升降横移式立体车库程序采用PLC控制自动化程度高。高效利用空间存取车过程快捷汽车进出到达互不干扰无障碍同时可采用多种操作方式操作简单。综合分析各种泊车设施特点后选择基于PLC控制的升降横移式立体车库为研究模型主要分析立体车库的控制系统。下图是升降横移式立体车库控制系统示意图1.3PLC 的用途和基本定义可编程逻辑控制器又称为PLC它是在传统顺序控制器的基础上引入微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通信技术等形成的新型工业控制装置是当代工业生产自动化最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置之一[7] 。伴随着科技的发展PLC的功能不停地得到丰富性价比也越来越高正因为PLC功能的丰富PLC已经慢慢地被应用到工业上的各个部门。PLC有以下优点1、通用性强。2、使用方便。3、适应面广。4、可靠性高。5、对干扰抵抗能力强。6、编程简单。PLC是专为在工业环境下应用而设计它采用可编程序的存储器用来在其内部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令并通过数字式和模拟式的输入和输出控制各种类型的机械或生产过程[1]。可编程序控制器及其相关设备的设计原则是1、易于与工业系统联成一个整体。2、易于扩充其功能的原则设计。1.4PLC的分类和基本结构一般来讲PLC分为模块式和箱体式两种类型。但它们的构成部分相似模块式的PLC包含CPU模块、I/O模块、底座或机身、内存、电源模块箱体式的PLC包括了一个CPU板、I/O板、电源、显示面板、内存块等另外PLC还可以根据CPU性能、I/O接口点数分很多种的类型。总的来说PLC都属于总线式开放型结构。PLC的输入/输出端口功能是可以按照具体的工作情况进行相应组合和扩展的。PLC的基本结构框图如下1.5PLC的工作原理PLC采用“顺序扫描不断循环”的方式进行工作[2]。用户按照具体的工作要求编制程序。PLC工作时CPU按照程序的指定顺序一次扫描。如果程序中含有跳转指令当扫描到跳转指令时跳转到程序设定的位置继续扫描。程序中如果没有跳转指令CPU从开始一次扫描逐一实现设定程序指令当程序执行结束后继续从新开始扫描循环工作。在CPU工作过程中还要同时不断地接受外部信号的输入以及不断地向被控元件输出指令。2.升降横移式立体车库2.1升降横移式立体车库的主要组成部分升降横移式立体车库主要由主体框架、载车板系统、传动系统、控制系统、安全防护系统五大部分组成[3]。主框架部分顾名思义就是车库的主体框架主要用来支撑整个车库。载车板主要是用来存放车辆。传动系统主要包括提升机构和横移机构。控制系统主要作用是控制车库整体的工作流程和对各个部分的动作做出反应。立体车库的安全防护部分是由防载车板坠落装置、急停按钮、防火措施、防碰撞安全措施等几大部分构成的。2.2升降横移式立体车库车位结构升降横移式立体车库主要是利用载车板的上升下降、水平横移来实现车辆的存取对于一排车库其运动是在一个二维的竖直平面做一个存取动作一般情况下X,Y二维结构的升降横移式立体车库存车的总容量ZZX×Y-(X-1)式中X为车库层数Y为车库列数[2]。2.3升降横移式立体车库的结构及运行规图本文设计一个双层三列五车位升降横移式立体车库。车库车位分为顶层车位和底层车位顶层车位分别为1号、2号、3号车位。底层车位分别为4号、5号、6号车位。车库中有6个车位但最多同时存放5辆汽车为了在存取车时载车板能有上升或下降的通道需要有一个空位。底层载车板只需要进行平移动作顶层载车板只需要进行升降动作。当底层车位要进行存取车操作时可直接选择相应的车位号车辆可直接开入或开出直接完成任务。如果存取车操作涉及到顶层车位如果该顶层车位下的车位为空载车板做出升降动作进行存取车处理。当需要工作的顶层车位下的载车板有车辆存放时底层载车板需要根据具体情况进行相应的横移动作。直到底层车位为空后才可以进行下降动作。顶层车位完成所要进行的操作后需要返回到原来的位置。根据运动的规律存取车的过程主要包括1.为了让出空位载车板需要横移2.为了存取车需要载车板的升降下图是一个两层平面立体车库的结构示意图升降横移式立体车库硬件设计升降横移式立体车库硬件的设计主要包括主框架材料的选择、PLC的选型、传感器的选型、行程开关的选型以及驱动元件的选型。3.1主框架材料的选择制造立体车库的厂商通常喜欢用钢架结构作为车库的主框架。主要原因有钢架结构主要材料为钢筋混凝土因此主框架的可靠性较高。为了避免地震等自然灾害车库的主框架要有一定的可塑性和柔韧性钢材在在巨大的压力下可以避免发生重大的安全事故。钢结构运输方便安装简单建设费用也比较低。钢材的生产过程的质量监管也比较严格质量安全。3.2控制系统控制核心单元的选择世界上第一台PLC诞生于1969年由美国数字设备公司设计研发并开始应用于汽车生产中得到了世界的广泛认可。伴随着PLC的出现各国纷纷把研究重点向这一领域倾斜越来越多的新型PLC不断涌现PLC的功能也不断得到完善PLC技术发展也越来越快PLC开始广泛应用于工业生产的各个领域。目前由于PLC的普遍应用工业生产领域的自动化程度越来越高人机交互系统越来越完善。现在PLC市场上的产品主要由美、欧、日等国家或地区生产。各国生产的PLC各具自己的特色和优点可供我们选择的PLC型号丰富。立体车库要想安全稳定的运行控制系统的核心单元的选型十分重要。本设计根据设计要求选用PLC型号为西门子S7-200系列中的CPU226。S7-200是西门子SIMATIC产品中的一员特点是体积小、配置灵活内置功能强大在诸多领域得到了广泛的应用。S7-200中的CPU226适用于复杂的中小型控制系统可拓展到248点数字量有2个RS-485通信口。它的I/O接口数为24/16。3.3传感器的选择传感器是一种将被测量转换为电信号的装置。目前市场上的传感器种类繁多有电阻传感器、电感传感器、电容传感器、光电传感器等各种传感器在自动控制装置中都发挥了巨大的作用。本此设计选用光电传感器光电传感器大量应用于自动检测系统中。光电传感器具备的优点1、结构简单安装方便。2、非接触。3、精度高不易受外界干扰。4、反应快、灵敏。光电传感器在本次设计中的作用是检测车辆是否停放到位。发射器和接收器安装在载车板上。汽车停放到位车库可以正常运行否则不能正常运行。根据设计要求选用最大距离为5米的常开型红外对射光电开关。3.4行程开关的选择行程开关位置开关又称限位开关的一种是一种常用的小电流主令电器。行程开关时利用设备中的元件因运动碰撞而是开关闭合或断开达到对电路一定的控制目的。本次设计行程开关安装在车库框架相应位置。当车辆接近时开关上的驱动机关控制接点状态实现电路机构状态的改变。据要求选用欧姆龙D4N-212G。3.5驱动元件的选择载车板横移和升降的专用电机为重要驱动元件据了解升降速度10m/min;横移速度13m/min;最大提升重量2800kg;升降机构电机功率4-5.5kw横移机构电机功率0.37-0.55kw。根据要求横移机构选择Y8012-2三相异步电动机升降机构选择Y132S2-2三相异步电动机。4.升降横移式立体车库控制系统4.1升降横移式立体车库控制系统的控制任务立体车库的各个构件需要根据具体的工作要求按照控制系统的指令准确完成各自的动作。同时控制中心应掌握各构件的工作状态并对各构件做出正确指令。对车库的运行状态能够做出反应。本次设计中控制系统需要完成对升降、横移以及定位的控制车库存取车的过程具体包括三个方面为了让出空位载车板需要横移为了存取车需要载车板的升降载车板横移或升降的精准定位。在本设计中顶层车位只有升降系统底层车位只有横移系统。横移定位靠安装在横移导轨规定位置的行程开关来完成升降定位则靠安装在地面和车位架规定位置的行程开关来完成控制横移电机和升降电机可以看作是控制系统的输出开关量输出行程开关可以看作是控制系统的信号输入开关量输入[4]。4. 2升降横移式立体车库控制系统的基本要求