四层九列式立体车库毕业设计论文word格式

1、目 录设计总说明IINTRODUTIONII1.绪论11.1 研究的目的和意义11.2 国内外发展状况、发展水平与存在问题11.3 研究目标、内容及拟解决的关键问题22.立体车库的方案选择32.1立体车库主要有以下几种形式3升降横移式3巷道堆垛式4垂直提升式4垂直循环式42.2立体车库多种方案比较53. 升降横移式立体车库总体方案设计73.1升降横移式立体车库运行原理73.2系统设计的基本步骤74.立体车库系统硬件方面的设计94.1升降横移式立体车库的基本结构94.2定位控制系统结构设计12定位控系统的组成12立体车库控制系统的原理125 升降横移立体车库控制系统软件设计145.1可编程控制器

2、的选择145.1.1 PLC的发展历史145.1.2 PLC的市场情况145.2定位控制系统程序设计15监测点与控制点分布15电气系统部分设计165.3 PLC控制程序设计17立体车库自动控制系统17控制程序流程图17控制程序优化185.4电气元件的选择216.总结与展望236.1总结236.2展望23鸣谢24参考文献25设计总说明立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。机械式立体车库可充分利用地上资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径。本课题以较为典型的升降横移式立

3、体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率的双重因素。本毕业设计选择四层九列式车库结构为研究模型，主要设计了对车库的控制系统，确保客户停车取车方便、快捷和安全。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统作了重点的说明。依据升降横移式立体车库的运行原理，在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的PLC控制，运用三菱公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器（PLC）作为控制系统简单易行。其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统非常完美。为了使停车设备满足使用要求，根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升

4、降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。关键词：立体车库，控制系统，可编程序控制INTRODUTIONParking is designed to achieve a variety of automatic vehicle parking and storage facilities for scientific storage. With the citys ever-increasing car ownership, parking difficult issues and medium-sized

5、 cities has become a common phenomenon. Mechanical parking can make full use of land resources play a space advantage, to maximize the parking, the solution to urban traffic problems still an important way. The topics to be more typical of lifting and transferring the garage as the research object,

6、considering the manufacturing cost of parking and the efficiency of the two factors. Select the graduation four 9-garage structure model for the study, the main design of the garage control system to ensure that customers get car parking convenient, fast and secure. This article explains the garage

7、of the main structure and characteristics of the control system of the garage also made a simple explanation, based on lifting and transferring the operation principle of the garage. In lifting and transferring parking control system design, using advanced PLC control, the use of Mitsubishis program

8、ming software developed lifting and transferring procedures for parking control systems, and through commissioning, operation, that can be compiled using process controller (PLC) control system as simple and easy. Its stable, reliable, fast, cost-effective features make the control system is perfect

9、. To make parking device meets application requirements, according to the country on general safety of mechanical parking equipment required standards, lifting and garage-type three-dimensional reality, in Lift and sliding type used in some parking is necessary for security technology, thus ensuring

10、 that the vehicle absolute safety, making the whole garage can run safely and stably. Keywords：Stereo garage, Control system, PLC.1.绪论1.1 研究的目的和意义作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅停车场也有了长足的发展，由于平面停车向立体停车，由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体车库演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市的建筑。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都

11、有了显著发展，道路拥挤、车辆为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段，机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80%90%，如果采用地上21层立体式车库的话，50平

12、方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效得保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以免除暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这时眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。当以往的路边、人行道停车、地下或地面停车场均解决不了上述问

13、题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机械式立体车库设备又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，立体车库的设计目的：是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。1.2 国内外发展状况、发展水平与存在问题车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近3040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机械立体停车设备，距今已有十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛

14、盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。 立体车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，立体车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层立体车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。立体车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。 根据

15、我们对立体车库工程的实地采访，变味的采购需求、用户不友好、以及现行的停车收费政策是影响立体车库行业良性发展的三个因素。（1）采购需求分析根据我们对立体车库市场的调查，目前立体车库项目主要集中在住宅区、写字楼、医院、机关企事业单位这四大领域。其中，新建住宅区和写字楼的立体车库建设，基本上都是由开发商主导的，其市场份额占到总的车库市场的60%，而医院和单位自用领域，自身的停车需求是主要采购诱因。（2）用户友好度由于立体车库的诞生是为了在有限的空间增加车位，因此设计者通常都会在有限的空间里面尽量多的设计车位，以满足甲方的要求，而没有考虑这样的设计停车者在使用时是否方便。用户友好度是市场起步阶段很多企

16、业都会忽略的问题，然而，随着立体车库的普及，用户不友好引发的问题逐渐增多。（3）价格政策停车收费政策是影响整个停车行业发展的最根本因素。目前，停车收费实行的是政府定价、政府指导价和市场调节价，但事实上，真正实施市场调节价的停车库少之又少。在车位销售都已经市场化的情况下，尽管车位供需存在巨大的矛盾，车位的租用仍然沿用定价方式。而大多数城市相对低廉的路边停车收费，使立体车库的运营更加举步维艰。1.3 研究目标、内容及拟解决的关键问题1.研究目标：通过立体车库控制系统设计来了解立体车库的结构和机械传动系统，了解立体车库的入库和出库动作。设计出更完善的控制系统来对停车的管理，较好的解决停车的问题和困难

17、。2.研究内容：（1）多种立体车库方案的比较（2）设计立体车库控制系统，绘制电气系统原理图，确定电器元件3.研究方法（1）根据设计和生产的需要，在各地区的立体车库进行实际考察，现场笔录及调研。（2）查阅相关资料，初步进行理论可行性分析。（3）整理相关资料，确定立体车库控制系统设计的总体方案，进行设计工作。2.立体车库的方案选择2.1立体车库主要有以下几种形式目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式（PSH）、巷道堆垛式(PXD)、垂直提升式（PCS）、垂直循环式（PCX）、水平循环式（PSX）、多层循环式（PDX）、简易升降式（PJS）、平面移动式（PPY），在以上几种立体车库中以升降横移

18、式立体车库应用最为广泛，本毕业设计经过多种方案比较决定采用升降横移式立体车库，升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可以设计成半地下、两层、三层、四层、五层等多种形式，车位数从几个到上百个。升降横移式升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。产品特点如下：1）节省占地，配置灵活，建设周期短。2）价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。3）可采用自动控制，构造简单，安全可靠。4）存取车迅速，等候时间短。5）运行平稳，工作噪声低。6）适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使

19、用。7）安全装置：防坠装置，光电开关、限位开关、急停开关等。图2-1 升降横移式立体车库巷道堆垛式巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。巷道堆垛式立体车库如图2-2所示。图2-2巷道式立体车库垂直提升式直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高（几十米），对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。垂直提升式立体车库如图2-3所示。垂直循环

20、式垂直循环式立体车库（如图2-4）特点：占地少，两个泊位面积可停6-10辆车。外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短。可采用自动控制，运行安全可靠。图2-3垂直提升式立体车库图2-4垂直循环式立体车库2.2立体车库多种方案比较我国的立体车库种类繁多，不同的车库就有不同的特点，从以上四种车库的特点来看，每种立体车库都占地面积较少，可停数量较多的车，再结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的因素，同时采用这类设备的车库的普遍性，因此，最终确定研究对象为升降横移式立体车库。升降横移式立体车库突现多方面优势，据悉，与传统地下车库相比，全智能全自动立体车库具有

21、多方面的优势。首先，立体车库可更加有效地保证人身和车辆的安全，由电脑全程控制的整个设备在客户将车辆停入升降机门口并离开升降位后方开始运转，这样，立体车库即可从管理上做到彻底的人车分流。其次，采用立体停车库的设计还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库要低。此外，立体停车库避免了客户在停车取车过程中因为不慎而造成的车辆损伤，充分体现了以人为本的设计思想。3. 升降横移式立体车库总体方案设计3.1升降横移式立体车库运行原理升降横移立体停车库车位结构为2维矩阵形式，可设计为多层、多列。车库组合布置的不同形式可适应不同场地条件的需要，配置非常灵活。升降横移停车库利用托盘移位产生

22、垂直通道，实现高层车位升降存取车辆，全部逻辑过程均由PLC进行控制。地面以上布置的升降横移立体车库结构特点：底层只能平移，顶层只能升降，中间层既可平移又可升降。除顶层外，中间层和底层必须预留一个空车位，供进出车升降之用。当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；中间层、顶层进出车时，先要判断其对应的下方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到下方为空才可进行下降和进出车动作，进出车后再上升回到原位置。3.2系统设计的基本步骤立体车库系统设计与调试的主要步骤，如图3-1所示。记录运行结果并分析研究内容制定方案查询资料设计电器原理图确定硬件配置按要求编写程序设计系统结构调试程序确

23、定课题总结错误图3-1立体车库控制系统的修行步骤在本次课题设计过程中主要考虑以下几点：1. 深入的了解和分析立体车库的工艺条件和控制要求2. 根据立体车库的控制系统的功能要求，确定系统的设计系统结构3. 根据I/O的点数选择合适的PLC的类型4. 分配I/O点，分配PLC的输入、输出点5. 设计立体车库系统的梯形图设计6. 将程序输入PLC程序进行调试，查出错误，让程序更加完善4.立体车库系统硬件方面的设计4.1升降横移式立体车库的基本结构升降横移式立体车库是利用在车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板用过升、降、横移运动到

24、达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆完成存取过程。停泊在这类车库地面的车只作横移，不必升降，上层车位要将载车板或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。现在以四层四列13位个车位的立体车库说明车库的具体动作如图4-1所示。A41A42A43A44A31A21A11A32A22A12A33A23A13A41A31A22A12A21A11A42A13A43A33A23A321A44（a）（d）（c）（b）A41A42A43A44A31A21A11A32A22A13A23A33A12A41A21A11A13A23A33A44A12A22A32A43A31A42图4-1 车库的具体动作假如

25、停车库的状态如图1b所示，其它车位有车，只有A42是空的，现在要把车放到A42停车位上，则首先将A42停车位下的车位移开，再将A43向上移至顶层，然后将A32，A22，A12向左移，最后将A42降至底层，车就可以停到A42上，图4-1为停车全过程的运动示意图，同样n层m列的存取车原理相同。本设计的升降横移式立体车库是四层九列式的立体车库：第一层有八个停车位一个空位；第二层有八个停车位,一个空位；第三层与二层相同, 也是八个停车位，一个空位；第四层有九个停车位，该停车设备的出入口在第一层，最高层的停车板只可做升降动作，最低层的停车板只可做横移动作。中间两层停车即可做升降动作又可做横移动作。下三层

26、均设有空位，台板通过横移动作变换空位，降下空位上方的汽车，取出汽车，最低层汽车无须倒车，便可直接开出。升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全保护系统六大部分组成。下面我们重点对车库的主要组成进行分析，如图4-2所示。图4-2升降横移立体车库主要组成1. 结构框架立体车库一般主要以刚结构和钢筋混泥土为主，在升降横移式车库中我们选用的钢架结构。钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点：（1）可靠性高刚才在生产时，整个过程可严格控制，质量比较稳定，定能可靠。钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体；钢材的物理力学特性与工程力学对材料性能所作的基本假定符合较好；

27、钢结构的实际工作性能比较符合目前的理论计算结果，计算结果可靠，所以说钢结构的可靠性高。（2）材料的强度高，钢结构自重小与混泥土等材料相比，虽然钢材的重力密度大，但它的强度和弹性模量较高，而且强度与重力密度之比也高得多。钢结构自重小，从而便于运输与安装，可减轻基础的负荷，降低地基和基础部分的造价。（3）材料的塑性和韧性好钢材的塑性好，钢结构在一般条件不会因超载等而突然断裂。破环前一般都会产生显著的变形，易于被发现，可几时采取补救措施，避免重大事故发生。钢材的韧性好，钢结构对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能力，抗震性优越。（4）钢结构制造简便，施工工期短钢结构一般在专业工厂制造，易实现机械化，

28、生产效率和产品精度高，质易于保证，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后，运至施工现场拼装成结构。拼装可采用安装方便的螺栓连接，有时还可在地面拼装成较大的单元，再进行吊装。施工工期短，可尽快发挥投资的经济效益。由于刚结构具有连接的特性，故易于加固、改建和拆迁。（5）钢结构密闭性好钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性较好的常压和高压结构、管道等。（6）钢材的耐锈蚀性差在没有腐蚀介质的一般环境中，普通钢材制成的钢结构经除锈后再涂上合格的防锈涂料，锈蚀问题并不严重。立体车库多在没有腐蚀介质的环境中，所以对钢结构本身的维护费用低。2. 上载车板及其提升系统每块上载车板都配有一套独立的电

29、机减速机与链传动组合的传动系统。电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。根据载车板及车重量确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。3. 下载车板及其横移系统由于下载车板不需要悬挂链条，所以为了节省材料，下载车板比上载车板要短。每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速机传动系统，藏于载车板内。在下载车板底部装有4只钢轮，可以在导轨上行走，其中两只为主动轮，装于长传动轴两端，另两只为独立安装的从动轮。点击减速机驱动长传动轴运转，长传动轴的主动钢轮在

30、导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。根据载车板及车辆的重量、行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。4. 控制系统升降横移式立体停车设备的控制系统采用PLC可编程控制器控制，主要有自动、复位、急停的控制方法。自动控制应用于平时正常工作状态，急停应用于发现异常的紧急场合。对于本设计所列的33车位升降横移式立体车库，PLC主要控制二到四层的升降电机的正反转和一到三层的横移电机的正反转。此外要控制上层车位安全钩的电磁铁和蜂鸣器、显示装置等。4.2定位控制系统结构设计定位控系统的组成系统主要由：PLC、组态监控部分、电气传动部分、检测部分PLC程序设计要求a 四层的车版只能上下

31、移动，不能左右移动；b 二到三层的车板既可以上下移动，又可以上下移动c 一层的车板只能左右移动d 下层车可以直接开出e 上排车位的汽车，要想开出需要先按下相应标号叫按键，再按下叫车按键，然后下排车位先左右移动，让出位置，上排车位降至下层，再进出车辆。立体车库控制系统的原理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。各车位内车辆的调入调出由PLC根据当前各车位的车辆存放情况，按照相应的调度车辆进出。立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电系统。弱电系统主要包括各种信号的采集、报警与控制输出。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触的接

32、通与关断。强电系统包括载车板电机控制线路、控制电机正反转接触器、到位限位及载车板的上下行程限位。系统在面板处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关，断掉所有电机的电源，使载车盘无法继续运行，以保护人员及设备的安全。系统输出控制信号包括控制电机运行方向信号，控制电机运行信号，控制电磁铁信号，控制蜂鸣报警信号，控制车库照明信号。升降横移式立体车库是一种比较典型的跨学科机电一体化产品，集机械、电子、信息技术于一体。其中，电子技术、信息技术和传感技术的合理运用与组合构成了车库的控制系统。升降横移式立体车库的控制系统是整个车库系统的重要组成部分，也是车库系统的核心。执行机构是“四肢”，框架是“躯体”，

33、那么控制系统就是“大脑”。它指挥着车库的每个运作过程，并对整个系统的状态过程进行监控。升降横移式立体车库的系统控制原理：操作者(人)要通过控制系统信息交流的平台(界面)把操作信息传送给控制系统，经系统处理后，系统把可识别的控制信息通过辅助设备驱动执行结构，来完成车库现场的运作。其系统控制原理框图，如图4-3所示。控制系统车库现场监测系统人类图4-3车库控制原理框图5 升降横移立体车库控制系统软件设计5.1可编程控制器的选择PLC来源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PC；加之

34、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。PLC是以微处理器为基础，综合自动控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，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。5.1.1 PLC的发展历史自196

35、8年美国GM（通用汽车）公司第一次提出取代继电器控制装置以来，现在已有第五代PLC产品了。PLC除了以连续量为主的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作；另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制；以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的离散量的数据采集监视。由于这些控制和监视的要求，所以PLC发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。5.1.2 PLC的市场情况在PLC应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入10万台套PLC产品，年销售额30亿元人民币，应用的行业也

36、很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需要加大投入。我国市场上流行的有如下几家PLC产品：西门子公司的产品，目前有SIMATIC S7-400/300/200系列产品。GE公司的产品；日本欧姆龙、三菱、富士、松下等公司产品。PLC的市场的潜力是巨大的，不仅在我国，即使在工业发达的日本也有调查表明，PLC配套的机电一体化产品的比例占42%，采用继电器、接触器控制尚有24%。所以说,需要应用PLC的场合还很多，在我国就更是如此了。从技术创新的角度看，我国大中型企业还要大力发展CIMS（计算机集成制造系统），在机械制造厂要形成FMS柔性制造系统，PLC是基础，所以PLC市场是广阔

37、的。PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因。系统核心部分采用三菱FX2N为控制原件，它是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达0.08us，远远超过了很久大型可编程控制器。它功能强大实用，价格便宜，工作稳定可靠，采用继电器输出形式，可驱动交直流负载，负载电流在2A左右。220VAC供电，而且输入端内部自带24V直流电源，还可负责提供直流电源。PLC的选型及特点：1. 可靠性高抗干扰能力强；2. 通用性强，控制程序可变，使用方便；3. 功能强，适应面广；4. 编程简单，容易掌握；5. 减少了控制

38、系统的设计几施工的工作量；6. 体质小、重量轻、功耗低、维护方便。PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品，其结构紧凑，坚固，体积小。重量轻，功耗低、而且由于PLC的强抗干扰能力，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理想空盒子设备。本设计采用三菱公司的FX2N-128MR-001和FX2N-48ER扩展来进行控制电路。5.2定位控制系统程序设计监测点与控制点分布1.检测点分布：（1）载车板上汽车停放到位否检测采用光电开关在底层进行扫描检测。光电开关的接收器和发射器分别安装在底层左右两边，在载车板前后位置均进行检测，当有车辆停放不到位时，车就把光电关光源挡住，此时系统不能动作，只有车辆停放到位后

39、，系统才能正常工作。（2）载车板上有无车检测在每个载车板上的一条对角线上安放一套光电开关，用于检测载车板上有无车。（3）载车板平移运动是否到位检测只有下层载车板有平移运动，在每个车位上分别安装一只限位开关，用于检测载车板平移运动是否到位。（4）载车板升降是否到位检测只有上层载车板有升降运动，在每个载车板垂直运动的轨道上，在低层和上层分别安装一只限位开关，用于检测载车板下降和上升是否到位。2.控制点分布（1）一层载车板左右平移控制一层载车板有八个，每个载车板只有左右移动两个动作，采用带自动抱闸的三相交流电机控制。（2）二三层载车板升降横移运动控制二三层载车板各有八个，每个载车板有横移、升降四个动

40、作，采自动抱闸的三相交流电机控制。（3）四层载车板升降运动控制四层载车板有九个，每个载车板只有升降两个动作，采用带自动抱闸的三相交流电机控制。（4）吊钩动作控制只有二、三、四层的载车板使用吊钩，每个载车板用2 套吊钩，吊钩用电磁铁控制。电气系统部分设计PLC接线设计：在升降横移式立体停车库中，控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库内的横移电机和升降电机，控制系统就是使它们在不同的时间内实现正反转，其次是车库内的各种辅助装置，如指示灯及其各种安全设施等。为了保证载车板能横移到预定位置以及载车板能上升或下降到指定位置，采用了行程开关。为了判断载车板上有无车辆，采用了光电开关，其控制原理见图5-

41、1。 L N EPLC电源220V接地报警灯横移小电机升降大电机蜂鸣器防坠机构电源灯绿灯显示器COM车位光电开关停车光电开关电磁反馈控制面板左右限位开关上下限位开关COM图5-1控制原理图5.3 PLC控制程序设计立体车库自动控制系统现代大型建筑的主流是智能化大厦和小区，因此自动化立体停车设备或车库的自动控制系统将成为智能化大厦和小区的一个重要组成部分。操作简单、迅速，使用方便，安全可靠，维护量小，为用户提供一个安全、简易的使用环境，这是自动化立体停车设备的基本特点。停车设备的一切运行状况，车辆停放的时间，车辆存放交费情况，车库库容量，车辆存放高、低峰情况，等信息均可通过网络传送到智能化控制中

42、心，通过智能化控制中心运算处理，与广播系统和各分部管理办公室相连，达到提前发布相关控制、管理信息，从而全部实现智能化管理。通过大厦和小区的智能化控制中心还可与社会相关职能部门联网，将有关信息发布出去或收集进来，扩大车库的社会利用率和经济效益。这也将是自动化车库的发展方向和趋势。立体车库控制系统由上位机监控系统和下位机PLC控制系统组成，监控系统由“上级总线机或网络+上位机+PLC+现场操作机构”构成，以PC机核心，配备有打印机、音效设备、收款机显示器等。上级总线控制机或网络、操作器、触摸屏、IC卡磁卡机都是可选部分，为进一步开发内容，可根据车库规模以及实际情况合理选用。控制程序流程图本文所设计

43、的PLC存取车控制系统只针对上2、3、4层的车位，而对于1层车位，存取车直接开进开出即可。控制软件采用梯形图语言编写。程序流程见图5-2。需要说明的是，载车板用链条依靠载车板上的吊点悬吊在托架上，在静止状态时，防坠（安全）挂钩挂住载车板。在设计不同层进出车程序时运用了“并行分支与汇合”的技巧，所谓并行分支指的是各分支流程可同时执行，待各流程动作全部结束后，根据相应执行条件，汇合状态动作。即如果选择第3层载车板进出车，可以使一层二层同时平移左移或右移，这样，控制系统能自动处理设备动作顺序，而且控制系统的试运行及故障检查非常方便，可节约大量时间，提高工作效率。开机输入存取的车位号运行程序并启动相应

44、的传动机构载车板到位与否？N发出存取车的信号Y载车板复位车停好否？NY载车板上升载车板到位与否？NY安全挂钩挂上车停好上层存取车完成结束图5-2上层控制程序流程图控制程序优化由于上层托盘的升降必须使其下层车位为空车位之后才能进行，以地上3层运动为例，1层空车位位置有N种，2层托盘升降涉及的运动方式有种，3层托盘可能的运动方式有种，随着车位和层数的增加，程序会出现剧烈膨胀，因此，如何寻求简便方法，使程序得到优化将是该系统程序设计的难点。以第2层为例，在变量Dm中存放第2层需要存取的车位号1N，如进行上层X（1XN）号车位存取，则Dm=X；在Dm中存放下层空车位号，如空车位号为Y，则Dn=Y；在进

45、行存取车时，把Dm和Dn中的数值进行比较，其结果为0，则上层车位的托盘可以直接下移；如果结果大于0，则先把空车位右边第一个托盘左移到空位上，之后重复上述过程，直到空车位在上层需要存取的车位正下方时，上层车位的托盘才能进行升降运动。程序优化结构图如图5-3，车位存取控制梯形图如图5-4，3层和4层存取车的处理方法和第二层类似。开始读取第二层需存取的车位号读取第一层空车位号存取车位号空车位号与否？第一层空车位右移第一个托盘左移一个车位Y存取车位号空车位号与否？NYN第一层空车位左边第一个托盘右移一个车位存取车位托盘下移结束图5-3控制程序优化结构框图当D21大于D10时，M20=1，空位在左边；当

46、D21等于D10时，M21=1，空位在正下方；当D21小于D10时，M22=1，空位在右边。D21减去D10可得第一层向左移动的车辆数（循环的次数）；D10自加1；D10=K2，M24=1，一层2号车位的托盘左移；D10=K3，M27=1，一层3号车位的托盘左移；D10=K4，M30=1，一层4号车位的托盘左移；D10=K5，M33=1，一层5号车位的托盘左移；D10=K6，M36=1，一层6号车位的托盘左移；D10=K7，M39=1，一层7号车位的托盘左移；D10=K8，M42=1，一层8号车位的托盘左移；D10=K9，M45=1，一层9号车位的托盘左移；循环结束；D10减去D21可得第一层

47、向右移动的车辆数(循环次数)；D10自减1；D10=K8，M48=1，一层8号车位的托盘右移；D10=K7，M51=1，一层7号车位的托盘右移；D10=K6，M54=1，一层6号车位的托盘右移；D10=K5，M57=1，一层5号车位的托盘右移；D10=K4，M60=1，一层4号车位的托盘右移；D10=K3，M63=1，一层3号车位的托盘右移；D10=K2，M66=1，一层2号车位的托盘右移；D10=K1，M69=1，一层1号车位的托盘右移；循环结束。如图5-4车位存取控制梯形图5.4电气元件的选择根据检测点的分布来选择各部分的电气原件：（1）载车板上汽车停放到位的检测原件采用光电开关，光电开关

48、的接收器和发射器分别安装在底层左右两边，在载车板前后位置均进行检测，当有车辆停放不到位时，车就把光电关光源挡住，此时系统不能动作，只有车辆停放到位后， 系统才能正常工作。因为车库的左右距离比较大，所以选用对射式较长的光电开关：上海坤氏GBL5034NB，对射距离30m。（2）载车板上有无车检测在每个载车板上的一条对角线上安放一套光电开关，用于检测载车板上有无车的光电开关，因为距离不大，所以采用上海GBL705NK，对射距离5m。（3）载车板平移运动是否到位检测只有下层载车板有平移运动，在一到三层每个车位上分别安装一只限位开关，用于检测载车板平移运动是否到位，选用德国施利行程开关STEIMEX

49、LSB-912A。（4）载车板升降是否到位检测只有上层载车板有升降运动，在每个载车板垂直运动的轨道上，在一层和上层分别安装一只限位开关，用于检测载车板下降和上升是否到位，选用德国施利行程开关LSA-021。（5）升降横移式立体车库所选的交流接触器：CJ20JB恒磁保持交流接触器主要用于交流50Hz(60Hz)额定电压（110V、220V、380V）电流至1000A的电力线路中供远距离接通和分断电路以及控制交流电动机，具有节能，环保特征。6.总结与展望6.1总结4.针对智能立体车库的功能要求，提出了控制系统的详细方案。为达到车库中的检测要求，确定了经济而适用的传感器。在车库自动控制系统中，选用了

50、三菱FX2N系列的PLC可编程控制器，并对PLC功能和特点进行详细的分析，给出了接线图和控制程序。6.2展望鸣谢在这里我要特别感谢我的指导老师谭光宇教授和郑伟峰讲师的热情关怀和悉心指导。在我做毕业设计的过程中，老师倾注了大量的心血很汗水，无论是在毕业设计的选题。构思和资料的收集方面，还是在设计的研究方法以及设计初定基本方案方面，我都得到了谭光宇教授和郑伟峰老师悉心细致的教诲和无私的帮助然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我打下扎实的专业知识基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了他们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利完成。参考文献1 蒋圣平, 颜景龙, 裴焕斗, 陈晔. PLC在立体车库系统控制中的应用J. 测试技术学报, 2000,(2):76-792 刘春丽