多层升降横移式立体车库控制系统的设计与实现研究报告

1、多层升降横移式立体车库控制系统的设计与实现研究报告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，配成、1.弱电系统主要包括自动方式停车、超长检测、到位检测、极限位置检测、人员误描述了多层升降横移式立体停车库的运行原理和结构特点，介绍了其控制系统的组置灵活，造价较低。关键词：多层升降横移式立体停车库；PLC控制系统；强电系统；弱电系统。PLC控制的实现和控制软件的设计，实现了立体车库的自动控制。立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电两套系统。入检测、急停各种信号的检测、采集；报警与控制输出。2

2、.强电系统包括控制电机正反转接触器，控制电机运行接触器。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。 TOC o 1-5 h z 摘要 II目 录 Ill第1章绪论 1立体车库设计背景1立体车库设计的内容 2立体车库设计的目的及意 2立体车库在国内外的发展现状及趋势 4.:第2章系统控制方案的设定 6可编程控制器的选择1.8定位控制系统程序设计21.PLC定位控制系统的梯形图设计设计 25随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相第1章绪论1.1立体车库设计背景对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止2007年底，市区仅有公共停车场828处，共计车位

3、5.7万个，仅占市区机动车拥有量的8.6%，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。上海的情况也让人无法乐观，仅有的 229个地下车库使用面积不足60万平方米，只能满足1.3万辆机动车停放的要求，路边停车渐呈泛滥之势，比例高达64 %，而且还有继续上升之势。据建设部城市交通工程技术中心对全国15个大城市停上的准备不足。上世纪80年代初期，北京市权威部门对 2000年北京汽车发展数的预预期多了 100万辆，其中私人小客车的数量就高达45万辆。面对迅速发展的城市车流,停车设施建设的落后也就不足为奇。据建设部停车技术开发推广中心介绍，北京市停车存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态

4、交通的主要内容,随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度,机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有测仅仅是70万-80万辆，而事实上到新世纪钟声敲响之前， 北京市汽车总量则足足比停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通问题，静态交通是相对于动态交通而“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划设施的“欠账”最保守估计应为 20 30 %。者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一系列问题。数据显示，最近几年我国城

5、市车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为4 : 84 : 1，这一比值对于渴望因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施专豕们指出，解决城帀静态交通冋题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通 工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立 体停车场、利用其它空间满足停车需求。而无论米取什么措施，在规划后再收拾残局, 于局限内弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小1.2立体车库设计的内容本课题的主要内容是基于欧姆龙 CP1E系列PLC的立体车库控制系统的

6、设计，升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆。其车位结构 为2维矩阵形式，可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制，一般为24层（国家规定最高为4层）,2层、3层者居多，现以典型的地上2 X3升降横移式为例，说明停车库的运行原理。立体车库结构特点是：底层只能平移，顶层只能升降。除顶层外，底层都必须预留 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； 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动作，进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是：升降复位，平

7、移不复位1.3立体车库设计的目的及意-停车场也有了长足的发展,作为现代大都帀的标志，城帀中心商住区咼楼大厦林立，社区道路、咼架交通干道、 立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅0人在车库内或车不并节省土建开发成本。由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停车演 变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑。作为现代大都市的标志, 立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满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。目前我国经济正处在高速发展时期, 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

8、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F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,机械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, 停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机

9、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。 这对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、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采 用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机械式立体停车设备又名立体车库，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

10、个有效手段。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。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1.4立体车库在国内外的发展现状及趋势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，机械车机械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 %，用户接受。底的人车分流。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

11、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。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第 2 -章 系统控制方案的设定2.1自动化立体车库的描述目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂 直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式等。在对国内

12、外各种同类产品进行分析的 基础上，再结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的因素，可以发现升降横移式 立体车库形式比较多，规模可大可小，而且对场地的适应性较强，同时采用这类设备的 车库十分普遍。因此，最终确定研究对象为升降横移式立体车库。 。2.2技术的选取立体车库系统设计与调试的主要步骤，如图2.1所示第3章 立体车库系统硬件方面的设计统各机械部分部件结构和功能 可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列，规模 可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛。3.1升降横移式立体车库的基本结构升降横移式立体车库是指利用载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

13、每个车位均有载车板， 所需存取车辆的载车板通过升、降、 横移运动到达地面层，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升或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。图3.1为一个地上5车位的升降横移式停车设备，其工作 原理是：第二层三个车位可以升降，一层的两个车位只能横向横移，空车位供二层的车位下降时借用。1、2号车位可以直接存放车辆;5号车位需下降后再存放车辆；3号车位， 则需先将1号和2号载车板右移，再将3号载车板下降；4号车位，则需先将2号载 车板右移，再将4号存车板下降；由于升降横移式停车设备对场地的适应性强，介绍系

14、3号6-Y结构框架安全防护载车板横移系统-控制系统 提升系统构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组图3.1五车位升降横移式立体车库工作原理图图3.2升降横移式立体车库主要组成成。下面我们重点对车库的主要组成（图3.2所示）进行分析。本设计以两层三列式立体车库为模型建立研究对象。升降横移式立体车库主要由结I1 结构框架立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中我们选用钢架结构（如图3.3所示）。钢架结构与其它建筑结构相比，具有如下特点:导轨梁支撑柱I梁橫图3.3立体车库的结构框架a 可靠性高钢材在生产时，整个过程可严格控制，质量比较稳定，性

15、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;钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，计算结果可靠，所以说钢结构的可靠性高。b 材料的强度高，钢结构自重小与混凝土等材料相比，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。c.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。破坏前一般都会产生e 钢结构密闭性好f.钢材的耐锈蚀性差2.上载车板及其提升系统护费用低。显著的变形，易于被发现，可

16、及时采取补救措施，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，抗震性能优越。d 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，生产效率和产品精度咼，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。由于钢结构具有连接的特性，故易于加固、改建和拆迁。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。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

17、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结构主体采用热制H型钢、槽钢、角钢和钢板等型材制造，具有较好的强度和刚度,轻巧、美观，并可二次拆卸安装，运输方便。传动力确定链轮大小，链节形状及大小。每块上载车板都配有一套独立的电机减速机与链传动组合的传动系统。其工作原理 如图3.1所示，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3 下载车板及其横移系统由于下载车板不需悬挂链条，所以为了节

18、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 装有四只钢轮，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。电机减速机驱动长传动轴运转，长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚 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 安全装置上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。防坠落安全装置装在纵梁与 上载车板上停位之间，在纵梁两测各装两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各装两只耳 环，当上载车板上升到位后，纵梁下面的四只挂钩便自

19、动套入四只耳环内，以防止升降 电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压坏 下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横 移到位后自动停止。防碰撞板的作用是：下载车板横移时，如果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时，切断横移电机电源，横移停止。5 控制系统升降横移式立体停车设备的控制系统采用 PLC可编程序控制器控制，主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正常工作状态，手动控制应用 于调试、维修状态，复位应用于排除故障场合，急停应用于发现

20、异常的紧急场合。对于 本文中所列的5车位升降横移式立体停车设备，PLC主要要控制二层三个升降电机的正 文转和一层横移电机的正反转。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。3.2定位控制系统结构设计3.2.1定位控制系统的组成PLC程序设计要求:3.2.2立体车库控制系统的原理c.下排车位上的汽车可以直接开出;架模型组成。系统主要由：PLC、组态监控部分、电气传动部分、检测部分、手动控制部分、支d 上排车位的汽车，要想开出需要先按下相应车位标号呼叫按键，再按下叫车按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控制载车板纵立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强

21、电两套系统。弱电系统主要包括各种a .1号车位、2号车位、3号车位只能上下移动，不能左右移动;b . 4号车位、5号车位只能左右移动，不能上下移动;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。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，按照相应的调度策略调度车辆进出。信号的采集、报警与控制输出。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断 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。车库采用车位检测装置代替人工找位，用升降装置输送汽车到位。系统在面板处设有急停开关，当发生

22、意外时，按下急停开关，断掉所有电机的电源，使载车盘无息技术于一体。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（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统控制形式大都采用可编程控制器控制，特别是应用在智能化要求程度高、多车尾、大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。法继续运行，以保护人员及设备的安全。失电信号，控制灯光报警信号，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、信设备驱动执行结构，来完成车库现场

23、的运作。其系统控制原理框图，如图3.4所示。容量的现代化升降横移式立体车库中。PLC的可靠性、抗干扰能力强。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，控制电磁铁得、系统的核心。执行机构是“四肢”，框架是“躯体”，那么控制系统就是“大脑”。它指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图3.4车库系统控制原理框图由于PLC的可靠性、抗干扰能力强。国内外现有的升降横移式立体车库，它们的系在升降横移式立体车库中，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

24、，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。一般小型车库选用按钮操作，界面清楚，易于操作，但对于大型车库来说要 用上位机来进行对其控制。同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以及安全预 警装置，因本系统只有开关量输入而无模拟量输入，凭可编程序控制器本身的抗干扰能 力和隔离变压器就能满足要求，因此可不必再另外增加其它抗干扰措施。3.3弱电系统(1)检测信号：车库检测信号是控制程序执行的重要依据。控制程序根据检测到的信号顺序执行，控制输出。对每个上、下层载车盘，其运行状态只有上升、下

25、降动作，载车盘停放位置只有上 位或下位，所以都有以下检测信号：载车盘上认趾，载车盘上极限，载车盘下认趾，载 车盘下极限。在载车盘上位，均设有安全挂钩，挂钩也为两种状态，即挂钩通电打开和 断电闭合，并通过一个特定的行程开关来获取挂钩状态信息。载车盘向上运行过程中,号,检测到上认趾信号，则自动停止运行，如果上认趾开关被损坏，系统未检测到信号，载 车盘会继续向上运行，当运行到上极限开关处时，上极限信号就会切断电机电源，使电 机停电，无法继续运行，起着双重保险的作用。载车盘向下运行过程中，首先打开对应 的挂钩，系统检测到挂钩打开的信号后，系统开始下降，如果挂钩未打开，载车盘不会 下降。下降过程中，当检

26、测到下认趾信号时，自动停止运行，如果下认趾开关被损坏,系统未检测到信号，载车盘会继续向下运行，当运行到下极限开关处时，下极限信号就 会切断电机电源，使电机停电，无法继续运行，起着双重保险的作用。PLC还设有延时保护，在载车盘开始运行的同时，PLC开始计时，当计时时间到，而载车盘未运行到位 时，载车盘停止运行，同时系统报警。另外，若两道认址开关均被损坏，载车盘运行到 位而无信号返回时，载车盘会继续向上或下运行，从而发生不可预料的事故，但通过 PLC的时间保护，则可对载车盘的运行起到第三层保护的作用。（2 ）急停信号：系统必须在明显处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关， 断所有电机的电源，使

27、载车盘无法继续运行，以保护人员及设备的安全。（3）输出控制信号：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，控制电磁铁得、失电信号，控制灯光报警信号，控制车库照明信号。（4 ）保护信号：车库在运行过程中，需要完备的自我保护装置，这其中就需要一 系列光电开关、接近开关、行程开关等对载车盘准确运行到位起着关键性的作用，独特 的防坠落装置、断绳报警装置、超速保护装置对车辆的安全起到保护作用。车辆超长检测、车辆停车不到位检测、以及人员误入检测等信号对车辆及人员的安全起着决定性 的作用。另外，每个车位设有车辆超长检测，当系统检测到超长信号时，所有载车盘均 不能动作，以保护车辆的安全。车

28、库入口处设有人员误入检测，防止人员在载车盘运行 过程中误入，发生意外；也有在车库入口处设有升降门或栏杆，起着防止人员误入的作 用，但升降门或栏杆的开启关闭受系统运行状态联锁控制。3.4 强电系统4.1可编程控制器的选择系统核心部分采用欧姆龙CP1E-N30为控制元件，它是CP系列中功能最强、速度强电部分包括控制电机正反转接触器，控制电机运行接触器。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。第4章 升降横移式立体车库系统软件方面的设计输入端内部自带24V直流电源，还可为负载提供直流电源。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，远远超过了很多大型可编程控制器。它功能

29、强大实用，价格便宜，工作稳定可靠，24点输入，16点输出,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。220V AC供电。并且4.1.1 PLC的概述程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器,定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可电源 (Power Supply ):给中央处理输入输出盘的成本和时间。随着半导体技术尤其是微处理器

30、和微型计算机技术的发展,到七十商协会 NEMA ( National Electrical Manu-factory Association)从 1976年开始,经过四年的调查，于1980控制器硬件由六部分构成：流等现场执行机构所能接收的信号后，传送控制命令给现场设备的执行器。编程序控制器的心脏部分。程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。编程序控制器是六十年代末在美国首先出现的，目的是用来取代继电器，以执行逻辑判 断、计时、计数等顺序控制功能，由此日本称它为顺序控制器(Sequenee Controller)提出PLC概念的是美国通用汽车公司。当时，根据汽车制造业生产线的需要，希望用 电子

31、化的新型控制器替代继电器控制盘，以减少汽车改型时，重新设计制造继电器控制年代中期以后，PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器，输入输出组件和外围电路也都采用了中、大规模甚至超大规模的集成电路，这时的“PLC ”已不再是仅有逻辑(Logic )判断功能了，同时具有数据处理、PID调节和数据通讯功能。美国电气制造年把它正式命名为可编程序控制器，简称“ PC” .可编程序中央处理器(Central Processor Unit 简称CPU):它是可CPU由微处理器(Microproce-ssor )存储实际控制逻辑的器提供必需的工作电源。输入组件(In puts)：输入组件的功能是将操作开关和现场

32、信号送给中央处理器。现场信号可能是开关量、模拟量或针对某一特定目的使用的特殊变 量。输出组件(Outputs)：输出组件接收CPU的控制信号，并把它转换成电压或电(简称I/O )是可编程序控制器的“手”和“脚”或者叫作系统的“眼睛”和“视觉” 输入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检 测开关和编码器等。输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和交流设 备。编程器(Programmer ):在正常情况下，编程器用于系统初始状态的配置，控制 逻辑程序编制和加载，不能对系统操作。编程器也可用于控制程序的调试和控制系统故障时作为检查故障的有效工具。4.1.

33、2 PLC的选型及特点1.可靠性高，抗干扰能力强（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2 ）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为1020ms（3 ）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5） 对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生 异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统，使可靠性更进一步提高。2 .通用性强，控制程序可变，使用方便PLC品种齐全的各种硬件装置，可以组成能满足

34、各种要求的控制系统，用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后，在生产工艺流程改变或生产设备更新 的情况下，不必改变PLC的硬设备，只需改编程序就可以满足要求。因此，PLC除应用于单机控制外，在工厂自动化中也被大量采用。3.功能强，适应面广现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有数字和模拟量的 输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线，又可控制一个生产过程。4.编程简单，容易掌握目前，大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。既继承了传统控制 线路的清晰直观，又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及

35、编程水平，所以5.减少了控制系统的设计及施工的工作量功能，模块化等等，使维修也极为方便。6.体积小、重量轻、功耗低、维护方便2.3kg，功耗小于25VA ;而且具有很好的抗振、适应环境温、湿度变化的能力。现在欧姆龙公司又有CP1E系列PLC，与其超小型品种CP1H系列相比：面积为47%,体4.2.1功检测点与控制点发分布1检测点分布:由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计积为36%，在系统的配置上既固定又灵活，输入输出可达 24128点。4.2定位控制系统程序设计(1 )载车板上汽车停放到位否检测右两边，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

36、把光电关光源挡非常容易接受和掌握。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理 图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训，电气技术人员和技术工很快就能学 会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。数器等器件，控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时，PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，更减少了现场的调试工作量。并且，由于PLC的低故障率及很强的监视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。并且由于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控 制设备。以欧姆龙公司的 CP1E型PLC为例：其外型

37、尺寸仅为305 X110 xilOmm，重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(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)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。(5 )上层载车板吊钩是否挂好检测控制吊钩动作的电磁铁上有一

38、反馈信号，可用于指示吊钩是否已把载车板挂好。2控制点分布(1) 一层载车板左右平移控制一层载车板只有两个，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 )二层载车板升降横移运动控制二层载车板有三个，每个载车板有横移、升降四个动作，采自动抱闸的三相交流电机控制。(3)吊钩动作控制只有二的载车板使用吊钩，每个载车板用 2套吊钩，吊钩用电磁铁控制。根据依据需要控制的电机、电磁铁和检测点等条件，建立电气线路。安全预警装置，其简化接线图见图4.2所示。INcom 24VI电源P-220V翩 显示灯鹹瞬制-m -w+ 24VCCM422电气系统部分设计 UT轮p口口控PC图4.2

39、简化PLC接线图合 BC11220V横移电机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。同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以及复断关手动光电联下鮒储赧升犀过载电电机控制及接线设计：在存取车时车位的升降不能同时进行，车位的升降和横移也不能同时进行，这两个动作必须是互锁的，即当上层车位在升降时，地面层车

40、位不能移 动，反之亦然，并且上层车位每次只能有一个车位进行上下升降运动。这些在程序中可 采用联锁和互锁的方法来解决。如图 4.3所示。本文所设计的PLC存取车控制系统只针对上层的车位，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。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。即如果选择第二层载车板进出车，可以使一层平移左移或右移，这样，控制系

41、统能自动处理设备动作顺序之间的联锁或双重输出，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，提高工作效率见附录14.4存取车信号处理操作号,短存取车的时间。存车时，司机按照指示灯信号指引入库，只有当车辆停放在安全位置后，停车正常指示灯才会亮启。存取车完成后，车库门自动关闭。移动载车盘时，系统检测、人员误入检测、急停信号检测等。若有载车盘运行不到位或车辆长度超出车库允1存车操作4.3 PLC定位控制系统的梯形图设计设计个过程。用户进入车库时，在门口刷卡进入，读卡机自动把数据传送到PLC控制系统,信号消失。以上信号均为硬件信号，除此之外，还可从控制软件中设置保护信号，比如时间保护，以保

42、证因硬件损坏而导致信号失灵时保证主体设备及车辆的安全。许的长度，所有载车盘将不进行动作，若检测到急停信号，将停止一切动作，直至急停严格按照各种检测信号的状态进行移动，检测信号包括超长检测、到位检测、极限位置PLC系统通过判断卡号，自动把对应的载车盘移动到人车交接的位置，开启车库门，缩司机驾驶车辆从车库入口进入。在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己本设计的动作规则：1、2、3号车位的车只能上下移动，不可横移。5、6号车位只能横移，不可上下。因为车位只有 1到6号，所以键盘只可输入1到6当中的数字。输入其他数字无效，同时只能输入一个数字，新输入的数字将覆盖旧的输入值。自动存取车系统一般由小

43、型可编程控制器PLC控制，包括卡号识别与移动载车盘两I勺IC卡，感应过程完毕，栅栏自动升起，司机开车进入车库。车辆进入后，栅栏自动2取车操作司机进入车库时，在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己的IC卡,IC控电开关、接近开关、行程开关等对载车盘准确运行到位起着决定性的作用；独特的防坠落装置、断绳报警装置、超速保护装置对车辆的安全起到保护作用。车辆超长检测、车辆停车不到位检测、以及人员误入检测等信号对车辆及人员的安全起着决定性的作用关闭。划卡的同时，控制器读取车位号，车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位 置，车库单元门自动打开。司机开车进入，停车到位，拉手刹，下车走出车库，用 卡在车

44、库出口处晃一下IC卡，车库单元门自动关闭。完成存车操作。制器自动读取车位号，车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置，车库单元门自 动打开，司机进入车库，开车出来，在车库出口处的自动读卡机前感应区域晃一下自己 的IC卡，感应完毕，读卡机接受信息，上位控制机自动记录、扣费，栅栏自动升起， 司机开车出场，出场后，栅栏自动关闭；同时，控制器自动读取车位号，对应的车库单 元门自动关闭，取车操作完毕。车库在运行过程中，有完备的自我保护装置。一系列光随着中国经济的腾飞，城市化进程加快，汽车越来越快的走进工薪阶层家庭，而土 地越来越紧缺的情况下，为解决城市停车难的问题，立体车库是必然出路。我国立体车 库发

45、展虽经历了十来年的发展，但仍处于初级的停车功能，是最原始的使用阶段，它的 设计水平、经济价值还有待于完善和开发。为此对立体车库设计方案优化具有重大的现 实意义和潜在的市场经济效益。本文在参阅了国内外有关立体停车库的大量资料的前提 下，对升降横移式立体车库设计机构装置和控制系统进行细致研究，得出了以下重要的结论:1通过大量的调研工作，对自动化立体车库的发展特点和发展方向进行了总结，通过对市场需求的分析和对比国内外立体车库的发展状况，分析了智能立体车库广阔的市 场前景和趋势。2.为提高车库生产的经济效益，对车库构架的钢结构进行了优化设计，节省了钢材,降低了建造成本。3.在分析目前立体车库常用的传动系统基础上，确定了本车库的机械系统传动方案。分析各种载车板的提升方案，最终确定了最稳定、可靠且经济的方案。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。为达到车库中的检参考文献1 泰冲.基与PLC升降横移式立体车库控制系统的设计J中国新技术新产品，2012 年2011 年.3 吴昊.立体车库控制系统设计D.西南交通大学，2010年.4 胡清明.立体车库的结构优化与智能控制D.华南理工大学，2010年.5 廖常初.PLC编程及应用.第三版，2008年.6 仝保军.城市住宅小区停车问题初探J