江西理工大学应科院自动双层停车场设计.

1、江西理工大学应用科学学院西门子PLC课程设计题目:自动双层停车场控制设计 专 业：电气工程及其自动化班 级： 电气123班 姓 名： 李玉华（29） 学 号： 08060112411 设计报告格式20分设计内容60分10分10分总计得分封面3页面布局5目录格式3图表质量4间距、行距、字体6工艺过程分析8系统控制要求8I/O分配5设备选型5电气原理图系统程序设计10动手实践能力10总印象评分10主电路8控制电路8外围接线图8 2015年06月内容摘要随着社会不断进步与发展，人民的生活水平在不断地提高，城镇人口剧增，汽车拥有量日益提高，由于汽车数量的迅速增加，对停车场的需求必将提高，停车难的问题越

2、来越突出。然而地面空间是有限的，特别是对城市已经特别拥挤的地面环境，单城市拥挤的环境已无法提供更多的车位，这就要求车位从地面向空间发展。资料显示全国36个大中城市停车位满足率不足20%，如何良好地解决城市泊、叫车问题，已成为建设一个现代化城市必须解决的课题，因此，车位的空间设计技术就不得不引起人们的注意，车库的合理设计以及怎样控制是设计者最需要考虑的问题。双层立体停车库就是在这种打背景下产生的，该种类型的停车库车位需要完成上下移动和左右移动，这需要一个很好的控制技术，设计者应该根据不同的要求来设计控制系统，以执行一系列的操作。本设计就是针对车库能很好运行来设计的，用PLC来控制，停车库中每一个

3、地面停车位都要有一个停车架，停车库的下层装有可以动的停车地板。在存、取车时，上停车地板仅作垂直升降运动，下停车地板制作水平移动。呼叫车时，下排车位只需直接将车子开出即可，如要呼叫上排车位车子，只要按下1至3的按钮，再按下【叫车】按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下。控制部分采用继电接触器控制或者采用PLC控制，例如叫1号车只需判断4有、无车，然后根据存车状态，利用系统对地面车左右动作，1车再垂直下移，实现自动叫车。关键字：自动、双层停车、PLC控制01目 录第1章 引言·······

4、83;·················································

5、83;···························1第2章 双层自动停车场系统继电器-接触器控制设计··················&#

6、183;22.1 继电器接触器主电路设计··············································

7、3;··············2 2.11 继电器接触器主电路中电器元件动作的要求··2 2.12 继电器接触器主电路图的设计2第3章 双层自动停车场系统PLC控制设计33.1 PLC简介33.2 PLC的选用原则及本设计PLC实现的功能4 3.21 PLC的选用原则··············&

8、#183;·················································&

9、#183;···4 3.22 本设计PLC实现功能···········································&#

10、183;·················53.3 自动双层停车场系统PLC控制流程图····························

11、3;··················63.4 自动双层停车场系统PLC控制I/O地址分配表和I/O接线图···············7 3.5 自动双层停车场系统PLC控制梯形图·······&

12、#183;·······································8结论·········

13、3;·················································

14、3;········································14附录·········

15、··················································

16、·········································16第1章 引言 实现自动叫车是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体叫车自动控制的发展在国外

17、，尤其日本已有近30-40年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于90年代初开始研究开发自动叫车系统，距今已经近几十年。这项研究具有很大的现实意义和潜在的市场经济效益。可编程控制器简称PLC,是今年来一种发展极为迅速，应用极其广泛的一种工业控制装置。它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字模拟的输入和输出完成确定的逻辑顺序、定时、计数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械和生产过程。自动双层停车场控制系统设计控制要求： 1、双层自动停车场上层有三个车位，下层有两个车位，上下层共可停5部车。图1-1 双层自动停车

18、场配置图 2、本停车场设计的规则为1、2、3车位只能上下移动，不能左右移动，4、5车位只可左右不可上下移动。 3、下排车位只需直接将车子开出即可。 4、如果要呼叫上排车子，只要按下1至3按钮，再按下叫车按钮，则所按车位即将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下。 课题要求： 1、假设车位的移动均由电动机驱动，设计该控制系统的主电路。 2、采用继电接触器控制，完成控制电路设计。 3、采用PLC控制，列出PLC输入输出点分配表。 4、画出PLC输入输出设备的接线图。 5、利用STEP7-Micro/WIN32软件完成梯形图、指令表的设计程序与调试。 6、完成课程设计说明书。 设计思

19、路：叫下排车只需判断有无车，如有车只需直接开走。叫上排车时需判断与其对应的下排车位有无车盘，通过下排车盘的左右移动，给上排车留出车位，然后使其降至下排车位，实现自动叫车。第2章 双层自动停车场系统继电器-接触器控制设计2.1继电器接触器主电路设计 这里需要控制对象的作用：一号、二号、三号电机分别控制上层1号、2号、3号车盘的上下移动，四号、五号电机分别控制下层4号、5号车盘的左右移动。这五台电动机的启动没有直接的的关系，属于互相对立的关系。鉴于他们的容量较小，可将其接于同一供电回路。2.11继电器接触器主电路中电气元件动作的要求1.按下叫车按钮开关，再按下叫1车或叫2车或叫3车开关，使其主触点

20、闭合。2.电路工作时应具有一定的指示及保护功能。2.12继电器接触器主电路图的设计 该电路图中：KM1、KM2实现1车盘的上、下升降运动，KM3、KM4实现2车盘的上、下升降运动，KM5、KM6实现3车盘的上、下升降运动，KM7、KM8实现4车盘的左、右移动，KM9、KM10实现5车盘的左、右移动。在该电路中所用到的保护元件有：FU、FU1、FU2、FU3、FU4、FU5为熔断器，对电路起短路保护作用;FR1、FR2、FR3、FR4、FR5为热继电器对电路起过载保护作用。其电路图如图2-1所示。 图2-1 继电器接触器主电路图第3章双层自动停车场系统PLC控制设计3.1 PLC简介 PLC来源

21、可编程序控制器的英文为Programmable Controller,在二十世纪70-80年代一直简称为PC。由于到90年代,个人计算机发展起来,也简称为PLC;加之可编程序的概念所涵盖的范围太大,所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器 (PLC-Programmable Logic Controller),为了方便,仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统,强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个

22、领域，是生产过程自动化必不可少的智能控制设备。掌握PLC的组成原理及编程方法，熟悉PLC的应用技巧，是每一位机电类专业技术人员必须具备的基本能力之一。 PLC功能特点：系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等，实现生产过程的综合自动化。 使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。PLC是以微处理器为基础，综合自动控

23、制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，它具有体积小，功能强，程序设计简单，灵活通用，维护方便等一系列的优点。目前，PLC以被广泛应用于各种生产机械和生产过程的 自动控制中，成为一种最重要、最普及、应用场合最多的工业控制装置，被公认为现代工业自动化的三大支柱（机器人、PLC、CAD/CAM）之一。特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力，使它成为大规模控制工程的理想下位机。3.2 PLC的选用原则及本设计PLC实现的功能3.2.1 PLC的选用原则随着PLC技术的发展，PLC产品种类也越来越多，而且功能也日趋完善。不同种类之间的功能设置有着很大的差异，其结构形式、性能、容

24、量、指令系统、价格也不尽相同，适合的场合也个有侧重。这既给PLC机型的选择提供了十分广阔的空间，同时也带来了一定的合理选用难度。PLC型号选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下，追求好的性价比。因此，合理选择PLC，对于提高PLC控制系统技术经济指标有着重要意义。PLC平均的I/O点的价格比较高,因此应该合理选用PLC的I/O点的数量，在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少，但是必须留有一定的余量。 考虑到本次设计的双层自动停车场控制系统，一般要求PLC的反应速度要满足此控制的要求。根据PLC I/O节点使用原则，需要预留出20%-30%的I/O点来作为扩展使用，双层停车场有15个输入

25、信号，分别是叫车按钮SB1、分别叫1、2、3号位上的车的按钮1、2、3，SQ1至SQ5 5个限位开关，SQ-1至SQ-5 5个关电开关。10个输出信号，分别为1至3号3个托盘的上下移动，4号5号2个托盘的左右移动。在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜，体积也小，所以本系统选用PLC型号为西门子S7200(CPU226)，这种机型的I/O点数分别为24/16。3.22 本设计PLC实现功能 升降横移立体停车场使用时涉及到人身和车辆的安全,所以对设备的安全性和可靠性要求非常高。整个车库设计由一台PLC对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车板纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。 PLC是车

26、库控制系统的核心,联系现场状况的数据I/O操作，当有叫车操作时,PLC会接收和分析操作人员在控制面板按钮输入的指令,做出合理的工控安排：判断检测元件的状态,读取车库机械驱动部分的信息，然后,将信息反馈到执行元件,拖动车位板,实现其位置移动,完成车辆的叫车操作。整个动作区域配有行程挡块检测及安全系统,以防异常情况发生。 该系统中PLC主要完成对托盘、托板位置及运行状态中叫车的操作。用各种按钮开关、行程开关检测位置状态,用接触器、继电器执行对拖动电机的起停控制。对车位的操作就是控制横移电机和升降电机,使它们按逻辑关系在不同时间实现正反转。而且上层升降动作和以下各层的横移动作必须是互锁的,即当上层泊

27、位在升降时,下面各层泊位不能移动,反之亦然。并且上层泊位每次只能有一个泊位进行上下升降运动。3.3 自动双层停车场系统PLC控制流程图启 动15 位 置 都 有 车 辆假 设 1、2、3 取 车4 或5位置按照不同情况左右移动1、2、3 取 车 位 上 下 移 动所 取 车 辆 到 达 出 口将 未 取 车 辆 回 复 原 位按 停 止 按 钮？ 结 束图3-1 PLC控制流程图3.4自动双层停车场系统PLC控制I/O地址分配表和I/O接线图3-2 自动双层停车场控制系统I/O地址分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码输入信号 叫车常开按钮SB1I0.1叫1车常开按钮1I0.2叫2车常

28、开按钮2I0.3叫3车常开按钮3I0.41号车限位信号限位开关SQ1I0.52号车限位信号限位开关SQ2I0.63号车限位信号限位开关SQ3I0.74号车限位信号限位开关SQ4I1.05号车限位信号限位开关SQ5I1.1光电信号光电开关SQ-1I1.2光电信号光电开关SQ-2I1.3光电信号光电开关SQ-3I1.4光电信号光电开关SQ-4I1.5光电信号光电开关SQ-5I1.6光电信号光电开关SQ-6I1.7输出信号1号托盘上移接触器KM1Q0.01号托盘下移接触器KM2Q0.12号托盘上移接触器KM3Q0.22号托盘下移接触器KM4Q0.33号托盘上移接触器KM5Q0.43号托盘下移接触器K

29、M6Q0.54号托盘左移接触器KM7Q0.64号托盘右移接触器KM8Q0.75号托盘左移接触器KM9Q1.05号托盘右移接触器KM10Q1.13-3 自动双层停车场控制系统I/O接线图3.5 自动双层停车场系统PLC控制梯形图 在V4.0 STEP7 Micro WIN SP9中输入编制好的梯形图，在该软件上，有对应的常开、常闭的输入线圈，定时器、输出线圈等，编制的梯形图如附录1所示。在仿真软件上的调试，首先在梯形图的编制面板上分别导出程序块和数据块，导出到桌面，在打开仿真软件，选择PLC型号为226，在工具栏程序中装载程序块和数据块，在点击监视器和运行按钮，则梯形图可以仿真模拟，结果如附录2所示。 下面所示梯形图为自动双层停车场控制系统，当线按下0.1、0.2两个按钮时，虚拟线圈M0.0得电，网络2接通