PLC实训设计任务书
12343-1、3-2、3-3、3-4
分别是2-12-22-3
1-11-21-3车盘。
第一种是由现场操作人员通
如果选择存放1-1
明车辆己经进库。如果选择存放1-21-11-2下移
1-2号车位上移到第二层原位停止。
如果选择取1-1
1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车1-11-21-2车辆
1-2车辆出库过程完成。
摘要
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上地资源，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。
本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择四层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的可编程序控制器(PLC)控制，运用西门子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；可编程序控制器
ABSTRACT
Stereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific storage of kinds of automobile. As the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays, the hard-to-Park Problem has become a common phenomenon. Mechanical stereo garage can use land resource sufficiently and bring space advantage into play, and maximize the number of parking cars. It has become an important way for static traffic problem of cities. The issue studies the type mechanical parking system which named up-down and translation stereo garage, and regards of the two factors of cost of manufacture and operational efficiency synthetically.
On the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, we choose four-layer and three-formulistic garage structure as the research model. According to the form of the dragging-forms of multi player up-down and translation ear-base, it is made of three parts: part of ear-base structure、part of driving-framework and part of control system. The paper simply introduces main structure and characteristics of garage and also gives a short introduction to its control system. The paper adopted PLC as control system in designing the up-down and translation stereo garage, PLC software of SIEMENS company was used to weave the program of control system, through debugging running. The result proved that adopted PLC as control system is simple and easy to realize. The characteristic of stabilization, credibility, speediness and high capability made the control system very perfection. In order to satisfy using demand in design stereo garage, according to criterion of mechanical parking systems-general safety requirement and the facts of the up-down and translation stereo garage the Paper introduced some safety technique which was used in the up-down and translation stereo garage. This can ensure absolute safety for Car and make the whole stereo garage safety and running smooth. Keywords：Stereo garage; Control system; PLC
目录
第1章绪论 (1)
1.1 本题设计的背景 (1)
1.2 本题设计的内容 (2)
1.3 本题设计的目的及意义 (2)
第2章系统控制方案的设定 (3)
2.1 自动化立体车库的描述 (3)
2.2 系统设计的基本步骤 (3)
第3章立体车库系统硬件方面的设计 (4)
3.1 硬件系统的总体设计 (4)
3.2 PLC控制模块的设计 (9)
3.3步进驱动模块的设计 (10)
3.4丝杆驱动模块的设计 (14)
3.5电气原理图的设计 (14)
第4章升降横移式立体车库系统软件方面的设计 (15)
4.1系统主程序的设计 (15)
4.2系统子程序的设计 (16)
参考文献 (22)
附录1: 电气原理图设计 (23)
附录2: PLC梯形图设计 (2)
第1章绪论
1.1 本题设计的背景
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，截至2011年8月底，全国机动车保有量达到2.19亿辆。其中，汽车保有量首次突破1亿辆。而早在2000年，全国机动车保有量仅为1249万辆，汽车保有量为625万辆。通过以上数据可以看出，短短10年里，中国的机动车辆增加了17倍，汽车增加了16倍。而与此相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“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，北京市停车设施的“欠账”最保守估计应为20－30％。
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，最近几年我国城市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，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。
专家们指出，解决城市静态交通问题，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。
1.2 本题设计的内容
本课题的主要内容是基于西门子S-200系列PLC的立体车库控制系统的设计，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2~4层(国家规定最高为4层),2层、3层者居多,现以典型的地上4×3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;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,平移不复位。
1.3 本题设计的目的及意义
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，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。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，缓解停车难的一个有效手段。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。
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 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1所示
图1 立体车库控制系统的修订步骤
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．根据所设计的场所，选择电动机的类型。
4．根据I/O的点数选择合适的PLC的类型。
5．分配I/O点，分配PLC的输入、输出点。
6．设计立体车库系统的梯形图设计。
7．将程序输入PLC程序进行调试，查出错误，让程序更加完善。
第3章立体车库系统硬件方面的设计
3.1 硬件系统总体设计
3.1.1 硬件系统结构设计
立体仓库存储系统主要由PLC控制模块、步进驱动模块、丝杆驱动模块、工件推出模块、立体仓库、气源处理组件等部件组成。系统结构模型如图2所示。
图2 立体车库模型
3.1.2 精确定位原理
PLC每发出一个脉冲，步进电机转动一个步距角度，X轴步进电机带动X轴丝杆做左右直线运动或Z轴步进电机带动Z轴丝杆做上下直线运动，实现载物台的上、下、左、右运动。通过控制X轴、Z轴步进电机的脉冲个数，就可以控制载物台在X轴、Z轴上移动的距离，实现载物台在X—Z轴平面的精确定位，从而把物体放到仓库的指定位置。当PLC 输出5000个脉冲时，平移距离为3.125cm（平移距离=步距角×脉冲个数×螺距/360o），输出脉冲10000时平移距离理论值为6.25cm。
3.2 升降横移式立体车库的基本结构
升降横移式立体车库由底盘、四层十二车位停车场、运动机械及电气控制等四部分组成。机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成，采用步进电机、直流电机作为拖动元件。电气控制是由西门子S-200系列可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。
本系统采用滚珠丝杠、滑杠和普通丝杠作为主要传动机构，电机采用步进电机和直流电机，其关键部分是堆垛机，它由水平移动、垂直移动及伸叉机构三部分组成，其水平和垂直移动分别用两台步进电机驱动滚珠丝杠来完成，伸叉机构由一台直流电机来控制。它分为上下两层，上层为货台，可前后伸缩，低层装有丝杠等传动机构。当堆垛机平台移动到货架的指定位置时，伸叉电机驱动货台向前伸出可将货物取出或送入，当取到货物或货已送入，则铲叉向后缩回。整个系统需要三维的位置控制。
控制面板上的开关、按钮功能及车位号如图3所示
图3 控制面板上的开关、按钮功能及车位号
控制面板上的按钮功能如表1所示
表1 控制面板上的按钮功能表
按键号手动自动
1 机构水平向左移动选择1号仓位
2 机构垂直向下移动选择2号仓位
3 机构水平向右移动选择3号仓位
4 机构水平向后移动选择4号仓位
5 机构垂直向上移动选择5号仓位
6 机构水平向前移动选择6号仓位
7 无意义选择7号仓位
8 无意义选择8号仓位
9 无意义选择9号仓位
10 无意义选择10号仓位
11 无意义选择11号仓位
12 无意义选择12号仓位
具体的操作步骤如下：
1．手动操作
（1）接通电源。
（2）将选择开关置于手动位置（此时1～6号有效）
（3）分别点动按键←1、2↓、3→、4↙、5↑、6↗，观察水平（X轴）、垂直（Y轴）、前后（Z轴）各丝杠运行情况，运行应平稳，在接近极限位置时，应执行限位保护（运行自动停止）。
注意：只有X、Y轴运行到相应位置（左侧数码管显示“”）时，伸叉机构方可运行。2．自动运行
（1）将程序下载到PLC
（2）将选择开关置“自动”位置（通电状态下，各机构复位，即返回零位）。
（3）将一带托盘汽车模型置零号仓位，放置模型时，入位要准确，并注意到仓位底部检测开关已动作。
（4）执行“送”指令
a、选择欲送仓位号，按动仓位号对应按钮，控制面板上的数码管显示仓位号。
b、按动送指令按钮，观察送入动作（若被选择仓位内已有汽车，则该指令不被执行）。
c、指令完成后，机械自动返回。
d、零号仓位已无汽车，则下一个“送”指令（误操作）将不被执行。
（5）执行“取”指令
a、选择欲取仓位号，按动仓位号对应按钮，控制面板上的数码管显示仓位号。
b、按动“取”按钮，观察取出动作（若被选择仓位内无汽车，则该指令不被执行）。
c、指令完成后，机构自动复位。
d、零号仓位已有汽车，则下一个“取”指令（误操作），将不被执行。
（6）演示程序中的其它内容
①当0#仓位上有货物时，若无外部操作指令，“就绪”灯亮，延时15秒后，自动将货物放在仓库号最小的空位上，依次类推。如1#、2#、3#、4#都已有货物，程序延时15秒，15秒内若无外部操作指令，自动将货物放在5#仓库。如1#、3#、4#都已存放货物，15秒内若无外部操作指令，自动将货物放在2#仓库。在延时的15秒内，若按下数字5#，然后按下“送”键，则运行机构将货物放入5#库，若按下5#键后，想取消此操作，可按下“放弃”键。此时，程序又处在待命状态，“就绪”灯亮，又可进行其它操作。
②当0#仓位上无货物时，若无人操作，“就绪”灯亮15秒后，程序将把数值最大仓库号里的物品转运至没有放货物的仓号比它小的仓库里。如1#、2#、5#有物，该程序将自动把5#物品转至3#仓库。操作步骤如下：“就绪”灯亮时，延时15秒后，程序将自动把5#物品先转至0#仓库，再延时15秒后，自动将货物放在3#仓库。
③当程序运行时，货台上已经货物时，在5秒后，程序将把货台上的物品自动运至没有放货物的最小仓号的仓库里。
3.2 PLC控制模块的设计
3.2.1 PLC的概述
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（Sequence 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盘的成本和时间。随着半导体技术尤其是微处理器和微型计算机技术的发展，到七十年代中期以后，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。美国电气制造商协会NEMA （ National Electrical Manu-factory Association）从1976年开始，经过四年的调查，于1980年把它正式命名为可编程序控制器，简称“PC”.可编程序控制器硬件由六
部分构成:中央处理器（ Central Processor Unit 简称CPU）：它是可编程序控制器的心脏部分。CPU由微处理器（Microproce-ssor）存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。电源（Power Supply）：给中央处理器提供必需的工作电源。输入组件（Inputs）：输入组件的功能是将操作开关和现场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。输入输出（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。
3.2.2 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10~20ms。（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编程水平，所以
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。
5.减少了控制系统的设计及施工的工作量
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
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，具有强抗干扰能力，易于装入设备内部，是实现机电一体化的理想控制设备。
综上所述，本课题系统核心部分采用西门子S-200系列中的CPU224为控制元件，CPU224本机集成了14点输入／10点输出，共有24个数字量I/O。它可连接７个扩展模块，最大扩展至168点数字量I/O点或35路模拟量I/O点。CPU224有13Ｋ字节程序和数据存贮空间，６个独立的30KHｚ高速计数器，２路独立的20KHｚ高速脉冲输出，具有PID控制器。CPU224配有１个RS-485通讯／编程口，具有PPI通讯、MPI通讯和自由方式通讯能力，是具有较强控制能力的小型控制器。
3.2.3 I/O口分配表
立体车库I/O分配表如表2所示
表2 立体车库I/O分配表
输入口名称输出口名称
I0.0 货台到位限位Q0.0 横轴脉冲
I0.1 货台回位限位Q0.1 竖轴脉冲
I0.2 货台是否有物Q0.2 横轴方向I／0
I0.3 自动／手动Q0.3 竖轴方向I／0
I0.4 键盘值1位Q0.4 货台前升
I0.5 键盘值2位Q0.5 货台退回
I0.6 键盘值3位Q0.6 就绪
I0.7 键盘值4位Q0.7 取
I1.0 横轴右限位Q1.0 放
I1.1 横轴左限位Q1.1 十位显示
I1.2 竖轴上限位Q2.0 BCD码1位
I1.3 竖轴下限位Q2.1 BCD码2位
Q2.2 BCD码3位
Q2.3 BCD码4位
注：PLC主机输出的1L、2L、输入1M、2M、3M、4M分别与电源L+相连
输出的3L、4L、5L、6L、1M、2M与电源M相连
3.3 步进驱动模块的设计
3.3.1 步进电动机的原理
步进式伺服驱动系统是典型的开环控制系统。在此系统中，执行元件是步进电机。它受驱动控制线路的控制，将代表进给脉冲的电平信号直接变换为具有一定方向、大小和速度的机械转角位移，并通过齿轮和丝杠带动工作台移动。由于该系统没有反馈检测环节，它的精度较差，速度也受到步进电机性能的限制。但它的结构和控制简单、容易调整，故在速度和精度要求不太高的场合具有一定的使用价值。步进电机的工作原理实际上是电磁铁的作用原理。
3.3.2 步进电动机的选型
在选择步进电动机时首先考虑的是步进电动机的类型选择，其次是具体的品种选择，在该立体车库系统设计中要求步进电动机的电压低、电流小、有定位转矩和使用螺栓机构的定位装置，确定步进电动机采用2相8拍混合式步进电动机；在进行步进电动机的品种选择时，要综合考虑速比i、轴向力Tt、额定转矩Tn和运行频率Fy，以确定不进电动机的具体规格和控制装置。步进电动机有如下特点：
a、步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此,当它转一圈后,没有累计误差,具有良好的跟随性。
b、由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统,既简单、廉价,叉非常可靠。同时,它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。
c、步进电动机的动态响应快,易于启停、正反转及变速。
d、速度可在相当宽的范围内平稳调整,低速下仍能获得较大转矩,因此一般可以不用减速器而直接驱动负载。
e、步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行,不能直接使用交流电源和直流电源。
f、步进电机存在振荡和失步现象,必须对控制系统和机械负载采取相应措施。
3.3.3 步进驱动模块
步进驱动模块由步进电机和步进驱动器组成。仓库立体存储系统有两套步进驱动模块，分别控制X轴、Y轴的丝杆运动。步进驱动器接收PLC发出的高速脉冲信号及方向电平信号，并将这些信号转换成驱动步进电机的信号。步进电机旋转方向由方向电平控制,步进电机旋转速度由脉冲信号频率控制,步进电机旋转度由脉冲信号的数目控制。用四相步进电机42J1834-810，与之配套的驱动器选用美国IMS公司生产的M415B细分型步进电机驱动器，其细分功能使步进电机运转精度提高，振动减小，杂讯降低，且具有光隔离信号输入（抗干扰），静止时电流减半，电源接反保护功能等优点。42J1834-810步进电机步距角为 1.8o，即在无细分的条件下，200个脉冲使步进电机转一圈（200×1.8=360o）。通过驱动器设置细分精度，最高可以达到12800个脉冲电机转一圈。步进电机驱动器M415B细分设定由拨码开关SW4、SW5、SW6设定，如表1所示。设置SW4=ON、SW5= OFF、SW6=ON，细分设置为800步数/圈，即800个脉冲使步进电机转一圈，此时步距角为（800×0.45=360o）。步进电机传动组件采用联轴器直接带动螺旋丝杠转动，螺旋丝杠的螺距为5mm，即步进电机每转动一周，载物台位移5mm。通过控制载物台在X-Z轴平面的运动，从而把工件运送到仓库的指定位置。步进电机驱动器M415B 输出相电流设定由拨码开关SW1、SW2、SW3设定，如表5所示。设置SW1=OFF、SW2=ON、SW3=OFF，输出相电流为1.05A。
1．步进电机驱动器
步进电机驱动器主要有电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。驱动器参数如下列图表所示
表3 电气规格
说明最小值典型值最大值单位
供电电压18 24 40 V
均值输出电流0.21 1 1.50 A
逻辑输入电流 6 15 30 mA
步进脉冲响应频——100 kHz
表4 电流设定
电流值SW1 SW2 SW3
0.21A OFF ON ON
0.42A ON OFF ON
0.63A OFF OFF ON
0.84A ON ON OFF
1.05A 0FF ON OFF
1.26A ON OFF OFF
1.50A OFF OFF OFF
表5 细分设定
细分倍数步数/圈（1.8Ｏ整步）SW4 SW5 SW6
1 200 ON ON ON
2 400 OFF ON ON
4 800 ON OFF ON
8 1600 OFF OFF ON
16 3200 ON ON OFF
32 6400 OFF ON OFF
64 12800 OFF ON OFF 由外部确定动态改细分/禁止工作OFF OFF OFF
表6 接线信号描述
信号功能
PUL 脉冲信号：上升沿有效，每当脉冲由低变高时电机走一步DIR 方向信号：用于改变电机转向，TTL平驱动
OPTO 光耦驱动电源
ENA 使能信号：禁止或允许驱动器工作，低电平禁止
GND 直流电源地
+V 直流电源正极，典型值+24V
A+ 电机A相
A- 电机A相
B+ 电机B相
B- 电机B相
PLC控制器与步进电机驱动器工作原理如图4所示：
图4 PLC控制器与步进电机驱动器工作原理图
2．步进电机
采用二相八拍混合式步进电机,型号为42J1834-810，主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。本模型中采用串联型接法，其电气图如下图5所示：
图5 二相八拍混合式步进电机串联型接法
3.4 丝杆驱动模块的设计
丝杆驱动模块是将步进电机输出的旋转运动转换成直线往复运动，两套丝杆驱动模块成90度垂直安装，形成一个X-Y轴的平面运动系统。在两个丝杆驱动模块上均设有一
个零点，用以校正位置及提供一个位置参考点。同时为了防止丝杠驱动模块过冲而产生机械物理损伤，在丝杆驱动模块的极限位置均装有碰撞保护开关，用来防止丝杆驱动模块过冲。
工件推出模块采用直流电机作为执行机构，型号为32ZYC250
3.5 硬件接线图的设计
见附录
第4章升降横移式立体车库系统软件方面的设计
4.1 系统主程序设计
4.1.1 主程序流程框图
主程序流程框图如图6所示
图6 主程序流程框图
4.1.2 主程序梯形图
见附录
PLC实训设计任务书 一.实训的主要容 根据实际要求，以S7-200型PLC为核心，设计立体车库控制系统。设计控制系统硬件电路，编写软件控制系统程序，目的是掌握PLC控制的基本原理、直流电机、传感器等器件的原理及使用。 二.实训报告任务 车库模型以205实验室的立体车库模型为准 立体停车库实物教学实验装置的主要结构分为控制柜和停车库模型两部分。 控制柜部分由按键显示板、信号接口板电气 控制板几部分组成停车库模型部分由停车层模型和停车盘模型组成。 停车层分为上中下三层上层有四个车位共有四个车盘可停放四辆汽车 模型从左到右分别是1号位2号位3号位4号位简记符为3-1、3-2、 3-3、3-4中层有四个车位共有三个车盘可停放三辆汽车模型从左到右 分别是2-1车盘2-2车盘2-3车盘下层有四个车位共有三个车盘可停 放三辆汽车模型从左到右分别是1-1车盘1-2车盘1-3车盘。 对立体车库的控制可以有两种方法 第一种是由现场操作人员通过相应的按钮控制立体车库设备的动作 第二种是根据实际的生产工艺要求编制出控制程序按照现场要求来控制 立体车库设备的动作。 按下存车按钮选择存车位置。如果选择的车位上已有车停放将发出警示信 息。该警示信息可以通过控制系统点亮警示灯或发出警示声来实现。如果选择的 车位上无车系统将做如下动作 如果选择存放1-1号车位汽车进入车库。当检测到光电开关的信号后表 明车辆己经进库。如果选择存放1-2号车位载车盘1-1右移载车盘1-2下移 到第一层汽车进入车库。1-2号车位上移到第二层原位停止。 按下取车按钮选择取车位置。如果选择的车位上没有车停放将发出警示信 息。如果选择的车位上有车系统将做如下动作 如果选择取1-1号车位的车此时车辆可以离开车库。当检测到限位开关的 信号后表明车辆已经出库车位1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车 位的车载车盘1-1右移载车盘1-2下移到第一层汽车出库。车位1-2车辆 出库过程完成上移回原位车位1-2车辆出库过程完成。
1 引言 1.1 本课题研究的背景及意义 近些年来，伴随着我国人民物质生活水平的不断改善，我国机动车保有量越来越多，由于不合理的城市规划，停车设施的短缺、管理不善及其他一些原因，导致道路资源一天比一天紧张，交通供需矛盾日益显现出来。尤其是在静态交通中，传统停车场已经不能满足越来越多的停车需要。基于停车难的现实问题，让静态交通在道路上停车，对于本来就拥挤的动态交通和一寸土一寸金的城市空地上，无疑会让已经拥挤的道路问题越来越严重。因此必须高度重视城市面临的停车难问题，并积极寻找解决办法。 现在城市交通拥堵和停车难已经成为主要的社会问题，造成这些问题的主要原因是城市化的发展和人们生活水平的日益提高。我们可以通过动用各级政府的力量，出台各种鼓励修建停车场的相关政策以及使用立体式停车库位的措施解决这些问题。面对停车难问题，我们要从源头上想办法来解决这个难题。这就要求我们要从停车位建设和对车辆停放的管理两方面进行，以立体停车场为主要的停放地点，如果有需要可以短暂性的在路外以及公共区域停车。 之前停车位的控制系统大多数采用继电器，但是继电器控制系统有许多的不足之处。首先，它的体积很大，比较笨重。其次，它的控制很不稳定，需要许多人进行维护。除了继电器控制系统之外，还有的一些控制系统用的是单片机。但是这些控制系统在输入、输出部分上会有很大的消耗，并且它们系统的稳定性不好和抗干扰性差等因素也会让机器经常需要人员维护。 但是PLC自身的抗干扰、适用能力以及它的应用范围都是特别优秀的，这样，就会让我们设计的此车库的发展就有了更高的发展前景。PLC有在应用灵活方面有着无与伦比的优点，编程简便、且容易修改，配置也是很灵活的，同时它的结构模块化、功能齐全也是PLC技术应用的有力条件；安装简单、调试方便；体积小、能耗低，PLC 的这一系列优点使它赢得了诸多智能立体车库的青睐，加之其价格逐年下降，所以实用性和现实性很强。 1.2 国内外的发展及研究现状 机械式智能立体车库的出现，很好地解决了世界各国停车难的问题，欧美国家是最早开始使用立体车库的国家。世界上第一个机械升降车库是1920年在美国修建成功
毕业论文论文题目立体车库
摘要 设计立体车库主要是考虑到现如今交通拥挤、车位数量有限。立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受广泛推广。一个立体车库不仅可以解决停车难的社会问题，还可以节省土地资源。本论文设计的立体车库，是以电机为动力通过链条传动带动车体移动，采用PLC编程控制，垂直提升平移式立体车库 立体车库模型采用垂直提升式的类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位由电机为动力，用行程开关限位控制，可以准确的定位。在构架方面我们采用不锈钢材料，安全性高、轻巧与其他建筑材料相比，钢的强度高材质也好，可靠性强。在控制方面我们采用的PLC可以自动化控制电机，不需要太多的人工操作。造价与传统的平面停车场相比要低。而且可利用空间多了，不但节约了制造方的成本，与节约了停车的费用。 设计的立体车库有许多特点，而最突出的就是设备可以实现无人值守，只需要有一个控制室操作就行了，存车取车还不用倒车，方便了停车。维护也比较容易，主要的电路都是设计在外面，电路故障很容易排除。在许多的场所都可以运用，所受的限制很少。 关键词：FX2N编程器、控制电路、升降机构
第一章：系统介绍 1．1控制系统 空气开关主要有起到通断线路和保护线路过载、短路。变压器与整流电路的作用是，提供线路所需的稳定电压和所需的直流电压。交流接触器的作用主要是，实现自锁、互锁和电动机的正反转。按钮的作用主要是，通过按钮的通断来控制FX2N 编程器的信号的输入。FX2N编程器的作用主要是，控制所有电路的运行。这些元件形成一个自动存车，自动取车系统，并且，通过管理系统的支持下，实现全自动化。 1.2平移系统 主要有横移轨道，电梯框架、220V交流电机、行程开关、链条和齿轮，主要作用是通过交流电机的正反转带动电梯架左右横移，来实现小车车位左右移动的目的。经过检测系统的排查，确认哪个车位是空库，经横移将电梯架移动到空库位置，来实现车的存取。 1.3升降系统 主要有6~24V直流电机、行程开关、绳索、滑轮、电梯架和电梯厢，主要作用是，通过直流电机的正反转带动电梯厢的升降，来实现小车到达楼层的目的。升降系统是立体车库的中枢部分，它能把检测系统的指令实现，在得到指令后，第一个执行机构由平移系统完成，将车位对应；第二个执行机构就是升降系统，待车位对应后，电梯就会运作，将车送到检测楼层，并在车离开车厢（电梯厢）后，车厢会在3秒后自动回到底层，以致不影响下一步运作。
PLC实训设计任务书 12343-1、3-2、3-3、3-4 分别是2-12-22-3 1-11-21-3车盘。 第一种是由现场操作人员通 如果选择存放1-1 明车辆己经进库。如果选择存放1-21-11-2下移 1-2号车位上移到第二层原位停止。 如果选择取1-1 1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车1-11-21-2车辆 1-2车辆出库过程完成。
摘要 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上地资源，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。 本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择四层三列式车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明。在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的可编程序控制器(PLC)控制，运用西门子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；可编程序控制器
天津理工大学 本科毕业设计任务书 题目：立体车库控制系统设计 学生姓名敬晓菲届2012 学院自动化学院专业电气工程及其自动化 指导教师吴作明职称高级实验师 下达任务日期2011年11月18日 天津理工大学教务处制 一、毕业设计（论文）内容及要求 1．毕业设计主要工作内容 （1）了解国内外立体车库控制系统的应用情况及控制特点 （2）掌握立体车库控制系统的控制原理及调节过程 1）.掌握伺服电机的作用 2）.掌握伺服电机的控制特点 （3）根据控制要求设计程序流程图 （4）设计出控制软件及人机界面 （5）编写设计说明书 2．设计依据与要求 本题目设计的内容是PLC立体车库控制系统设计，重点是系统中的PLC程序设计，包括电气原理图的绘制等。主要设计内容及主要技术指标： （1）车位数量为16个（4*4）； （2）设备运行定位精度为0.1毫米。 （3）能够方便完成人机对话。 研究的思路要求我们首先要进行工序分析，查找相应的资料和实际产品，分析加以综合，以确定定点定位的控制系统的设计方案，然后实施控制方案设计，同时进一步掌握自动控制技术原理和相应的设备，了解伺服电机的运行原理，结合相应的软件编程，完成控制与界面应用程序的调试，完善硬件设备，以达到预期的目标，在设计调试中发现不足，更深入的和研究。 控制系统可采用PLC控制，因为它作为一种通用的工业自动化装置，在工业控制各个领域已得到了广泛应用。本文主要介绍升降横移式立体车库模块化设计的解决方案。此系统具
有合理的结构设计、较高的空间利用率、方便的存取车的优点。 研究的理论依据主要是根据伺服电机原理和定点定位的控制技术，以及相关的一些自动控制技术，包括了伺服电动机和PLC等。，通过编程设定移动位置及运送的速度，达到除存取车辆的目的。 3．设计成果提交 （1）人机界面； （2）控制软件； （3）设计说明书 4．设计参考文献与资料 [1]高国. 自动控制原理. 成都：华南理工大学出版社， 2001 [2] 彭鸿才. 电机原理及拖动. 北京：机械工业出版社，2002 [3] 郑晓峰.数控技术及应用. 北京：机械工业出版社，2002 [4]胡佑德. 伺服系统原理与设计. 北京：北京理工大学出版社，2003 [5]王永华.现代电气控制与PLC应用技术. 北京：北航出版社，2003 [6]陈立定. 电气控制与可编程控制器.成都：华南理工大出版社，1999 [7]廖常初. PLC编程及应用. 北京：机械工业出版社，2003 [8] 赵清.新电工识图. 北京：电子工业出版社，2004 [9]王卫兵，高俊山. 可编程控制器原理及应用. 北京：机械工业出版社，2000 [10] 张云生，向风红. 立体车库PLC控制系统，昆明理工大学想学报，1998(10) ：7~12 [11] 西门子可编程控制器资料. 西门子公司 [12] 吴作明.工控组态软件与PLC应用技术,[M] .北京:北京航空航天大学出版社,2007. [13 ] 温照方. SIMATIC S7-200可编程控制器教程. 北京：北京理工大学出版社，2001 二、毕业设计进度计划及检查情况记录表
PLC实训设计任务书 一.实训的主要内容 根据实际要求，以S7-200型PLC为核心，设计立体车库控制系统。设计控制系统硬件电路，编写软件控制系统程序，目的是掌握PLC控制的基本原理、直流电机、传感器等器件的原理及使用。 二.实训报告任务 车库模型以205实验室的立体车库模型为准 立体停车库实物教学实验装置的主要结构分为控制柜和停车库模型两部分。 控制柜部分由按键显示板、信号接口板电气 控制板几部分组成停车库模型部分由停车层模型和停车盘模型组成。 停车层分为上中下三层上层有四个车位共有四个车盘可停放四辆汽车 模型从左到右分别是1号位2号位3号位4号位简记符为3-1、3-2、 3-3、3-4中层有四个车位共有三个车盘可停放三辆汽车模型从左到右 分别是2-1车盘2-2车盘2-3车盘下层有四个车位共有三个车盘可停 放三辆汽车模型从左到右分别是1-1车盘1-2车盘1-3车盘。 对立体车库的控制可以有两种方法 第一种是由现场操作人员通过相应的按钮控制立体车库设备的动作 第二种是根据实际的生产工艺要求编制出控制程序按照现场要求来控制 立体车库设备的动作。 按下存车按钮选择存车位置。如果选择的车位上已有车停放将发出警示信 息。该警示信息可以通过控制系统点亮警示灯或发出警示声来实现。如果选择的 车位上无车系统将做如下动作 如果选择存放1-1号车位汽车进入车库。当检测到光电开关的信号后表 明车辆己经进库。如果选择存放1-2号车位载车盘1-1右移载车盘1-2下移 到第一层汽车进入车库。1-2号车位上移到第二层原位停止。 按下取车按钮选择取车位置。如果选择的车位上没有车停放将发出警示信 息。如果选择的车位上有车系统将做如下动作 如果选择取1-1号车位的车此时车辆可以离开车库。当检测到限位开关的 信号后表明车辆已经出库车位1-1车辆出库过程完成。如果选择取1-2号车 位的车载车盘1-1右移载车盘1-2下移到第一层汽车出库。车位1-2车辆 出库过程完成上移回原位车位1-2车辆出库过程完成。
摘要 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。随着城市里面汽车数量的不断增加，停车困难的问题己经成为大中型城市的普遍现象。自动立体化立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势，最大限度地停放车辆，成为解决城市停车困难问题的重要途径。本课题以最为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率等因素进行设计。 本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上，选择三层十车位式自动立体车库结构为研究模型。升降横移式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。本文简单介绍了车库的主体结构特点和传动机构部分。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，运用西门子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：自动立体车库；控制系统；可编程序控制器。
Abstract Stereo garage is specifically implement check of vehicles automatic parking and scientific storage facilities. With the increasing of urban car ownership, parking problem has become a common phenomenon of large and medium-sized cities. Mechanical stereo garage can make full use of land resources, give full play to the advantage of the play maximum parking vehicles becoming the important way to slow the problem of urban static traffic. This topic was typical to lift move transversely type parking equipment as the research object, considering the three-dimensional garage dual factors of manufacturing cost and operation efficiency. In the garage at home and abroad present situation and the development trend on the basis of investigation and choose three layers of ten parking type automatic stereoscopic garage structure as the research model. Lifting and moving type stereo garage in terms of their component parts, can be divided into three parts: the garage structural parts, transmission parts and control system. This article simply introduces the main structural characteristics and transmission mechanism parts of the garage. In three-dimensional garage for lifting and moving the design of control system, adopt advanced PLC control, using Siemens programming software of the control system of three-dimensional garage for lifting and moving type, and the debugging and running, prove that using programmable controller (PLC) as control system is simple. Its stable, reliable, rapid, cost-effective features makes the control system very perfect. In order to make the parking equipment meets the requirement, according to the state of mechanical parking equipment general safety standards, lift the lateral movement type parking equipment and actual using some necessary safety technology in the lift move transversely, so that ensures the complete safety of the vehicle, make the whole garage can be safe and smooth operation. Keywords：automatic stereoscopic garage；control system；PLC.
河南科技学院新科学院2015届本科毕业论文（设计） 立体车库PLC控制系统 学生姓名：&&& 所在院系：电气工程 所学专业：电气工程及其自动化 导师姓名： &&& 完成时间：2015年4月19日
立体车库PLC控制系统 摘要 目前，中国城市的机动车保有量的迅速增长与城市停车场建设滞后的矛盾十分突出，“停车难”的问题将越演越烈，为满足广大车主的停车需求，立体车库应运而生。全自动立体车库作为智能建筑的一部分以其高效、快速、安全等特点成为解决都市停车难问题最有效的途径，立体车库控制系统是实现车库安全、高效率运行的关键。本文将PLC 控制技术应用于升降横移式立体车库，设计了升降横移式立体车库自动存取车系统，并就其机械结构、工作原理、硬件结构做了研究。本文对升降横移式立体车库的机械机构及其控制策略进行了分析和研究。阐述了升降横移式立体车库自动存取车系统的工作原理控制功能，设计了升降横移式立体车库的自动控制系统，给出了升降横移式立体车库的硬件接线图，并对一些开关元件进行了介绍与选择。介绍了升降横移式立体车库的软件设计思想，并给出了PLC 的硬件配置图、程序流程图和程序。 关键词：立体车库，PLC，控制系统
Stereo garage PLC control system Abstract At present, the rapid growth of urban parking contradictory city in China lags behind the vehicle population is very prominent, "parking difficult" issue will be intensified, in order to meet the parking needs of the majority of owners, parking emerged. Automatic parking system as part of its intelligent building efficient, fast, and security features to solve urban parking problem has become the most effective way, parking garage control system is to achieve safe, efficient operation of the key. This article PLC control technology for lifting and transferring parking garage, designed lifting and transferring parking automatic vehicle access system, and its mechanical structure, working principle, hardware structure to do the research. In this paper, lifting and transferring parking mechanical mechanism and control strategy analysis and research. Describes the automatic lifting and transferring parking access works vehicle system and its PC functionality, design the lifting and transferring parking automatic control system, given the lifting and transferring parking hardware wiring diagram, and a number of switching elements are introduced and choice. It describes the lifting and transferring parking software design, and gives PLC hardware configuration diagram, program flow and procedures. Keywords: three-dimensional garage；PLC；Control system
1绪论 随着我国经济的发展，汽车工业的发展，居民收入的提高，鼓励汽车进入家庭及一系列相关政策的实施，城市交通中的汽车数量越来越多，在一些商业中心、车站、码头、饭店、住宅区，如何利用有限空间，最大限度停放汽车已成为一个大问题。而立体车库以其平均单车占地面积小的独特特性，已被逐渐推广并被广大用户接受。 立体车库是一种集机、光、电一体化的高度自动化停车场所，是典型的机电一体化系统。它发祥于20年代的美国。50年代以后，美国、西欧相继发明了多种形式的立体车库。到了六七十年代，德国、日本、韩国等国家以及香港和台湾等地区则大有后来居上之势。近年来，立体车库从造型、结构、控制、驱动、监测、材料、保险等方面不断更新换代，日趋完美。 在我国，停车设备的研制才处于起步阶段，随着小汽车不断进入家庭，停车难的问题将日益突出。在人口稠密的大都市，仅靠地面停车是远远不够的，要朝空中和地下发展。因此，停车设备的研制具有广阔的前景。 立体车库的主要优点有： 1、节省占地面积，节省大量投资。立体车库的占地面积相当于同等地面停车场的1/3-1/20。对于城市寸土寸金的面积不大的黄金地带，建立体车库经济效益相当可观； 2、出入库管理方便，省时省力。它不需要车主找车，出入库管理全由电脑控制，操作简单，库内的存车数量、存车位置、存车时间等全可以显示在操作盘上，一目了然，自动化程度相当高； 3、可避免车辆的丢失和损坏。完善的闭锁装置可保证汽车安然无恙，外部人员不能随意进入，汽车不会受到人为的损伤和丢失； 4、配置灵活。车库规模可大可小，形式多样，适应性广。 立体车库发展到今天已出现了以下几种常见形式： 1、水平循环式该形式的主体为一水平放置的链式输送机，车辆停放在链式传送带的托盘上，随着车辆的出入库，所有车辆同时按固定次序作循环运动，由平动机构确保车辆始终处于水平状态，整套系统由一大型电机单独驱动。一般可停放十几辆车。 2、垂直循环式该形式的主体是垂直回转链式输送机，车辆停放在呈圆形或长圆形配置的托盘上，有做垂直循环运动的链条带动，在平动机构控制下保持车位水平。也是由单一大型电机单独驱动。一般可停车 10-40辆。 3、升降横移式该形式多为中、小型车库，停放车辆数目从几辆到
毕业设计开题报告 课题题目基于PLC的立体车库控制系统设计 课题来源生产实践是否实做□ 成果形式毕业设计■ 毕业论文□ 开题报告内容（可另附页） 见附页 指导教师意见（课题难度是否适中、工作量是否饱满、进度安排是否合理、工作条件是否具备等） 课题难度适中，工作量饱满，进度安排合理，具备毕业设计工作条件。 指导教师签名： 年月日 专家组及学院意见（选题是否适宜、各项内容是否达到毕业设计（论文）大纲要求、整改意见等） 专家组成员签字：教学院长（签章）： 年月日
附页 附页 一．课题研究的目的及意义 随着社会的发展，城市人口日益增多，楼房和车辆也越来越多，特别是随着改 革开放以来，国民经济的高速发展为汽车工业的振兴注入了强劲的动力。目前 中国家用轿车的保有量为489 万辆到2010年将增加达到1466万辆2倍，到2020年这一数字再增加4倍，达到7200万辆。届时我国大城市的车辆越来越多，而除了新建的高档住宅小区外，大多数普通住宅小区的车库严重配套不足，以至于小区内小轿车到处乱停乱放，马路边、人行道、甚至草坪上都停车。“十五”期间，国家鼓励轿车进入家庭，随着城市居民汽车普及率的大幅提高，在中 国城市土地资源越来越紧缺的情况下，城市住宅小区的停车难问题已经日益突出，许多大城市为了解决这个问题，都提出了住宅小区停车位的供应以配建为主，并都制定了新的建筑物配建停车设施标准，如合肥市住宅区配建停车位标 准提高到0.5-1.6个不等。 但我国大城市普通住宅区以及老城区以前建立的住宅区大部分都没有建停车场(库)，也不会有太大的地方和空间来建大型停车场，也就无法满足住宅小区内广大居民的停车需求。为此停车问题也就逐渐成为大城市一个大难题。城市中有 限的地面面积已经无法提供足够的停车车位，于是向空间发展成为解决当前问 题的一条重要途径。立体停车库就是在这种背景下发展起来的。研究立体停车 库网络智能管理系统不仅能够降低成本，带来经济效益，更能提高效率，方便 人们的日常生活。最后，通过毕业设计，在综合利用以前所学知识同时，进一 步的学习了专业知识，为参加工作和进一步的深造做准备。 二．本课题国内外研究现状 早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备，利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备，适合城市中心商住区 使用的停车楼和停车塔；利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制 造应用。以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于
天津理工大学自动化学院课程设计报告第1 页天津理工大学自动化学院课程设计报告第2 页一、课程设计目的、意义 二．设计任务 三、设计进度计划
天津理工大学自动化学院课程设计报告第3 页 课程设计正文 一、总体设计方案 通过对和利时可编程控制器（PLC）的学习以及所学过的电气控制的巩固，并结合实验室的现有的设备，主要完成以下任务： 1、了解和利时LM3106A PLC的软硬件知识，熟悉并能使用PLC指令。 2、了解灌装部分的生产工艺流程，并针对冲瓶机工段作深入研究 3、掌握低压断路器、交流接触器、热继电器的工作原理和接线方法 、能用和利时编程软件实现对冲瓶工段的基本控制控制4二、设计内容 1、首先了解所研究工段（冲瓶机）的工艺流程 2、理清冲瓶工段主控板的配电电路图 3、熟悉并掌握断路器、继电器和交流接触器在实际生产中的作用 4、学习和利时LM3106A PLC 的硬件知识，熟悉其编程环境，能够使用PowerPro 编程软件编写相应的程序 三、实验结果和分析 冲瓶工段最重要的就是三轴（入瓶轴，出瓶轴和冲洗轴）同步，因为整个工艺入瓶，冲洗和出瓶三个动作是同时进行的，只有这样才能保证入瓶、冲瓶和出瓶协调进行。冲瓶机底下有一个电动机拖动一个大齿轮，大齿轮又带了两个小齿轮。需要控制的还有一个水泵，我们控制它的启停。冲洗瓶子的喷嘴也是经过机械结构设计的，只有通过特殊区域的时候还喷水洗瓶，所以整个构成中我们需要控制的只有两个电机和一个变频器。 设计步骤：四、首先控制板的电力线是交流380V的，由实验室里的配电柜 引入，然后经过断路器、开关电源、可编程控制器（和利时LM 3106A）、继电器、变频器，交流接触器和热继电器，最后至负载（两个电动机）。
泰山学院 本科毕业论文 基于PLC立体车库控制系统的设计 所在学院机械与工程学院 专业名称机械设计制造及其自动化申请学士学位所属学科工学 年级 2011级（3+2） 学生姓名、学号王永平 2011170231 指导教师姓名、职称陈宏圣副教授完成日期 2013年 5月 30日
摘要 立体停车库生产在中国是个新兴行业，立体停车库可缓解城市动、静态交通问题，改善居住环境，有效利用土地价值。本系统采用PLC、计算机结合组态画面监控，按动按钮或控制组态画面即可完成汽车存取过程，操作简单，存取方便。控制电路部分采用交流接触器传统方式，使运行安全可靠。设计采用可分组合，模块式安装，方便灵活，具备维护使用方便，造价低等特点。 关键词：自动控制，立体停车场，垂直循环式，PLC
Abstract Parking equipment production in China is an emerging industry, parking can relieve urban dynamic and static traffic problems and improve the living environment and efficient use of land value. The system uses PLC, combining computer configuration screen monitoring, press the button or control the configuration screen to complete the process of car access, simple operation, easy access. Control circuit AC contactor traditional way to make safe and reliable operation. Design uses a combination separable, modular installation, convenient and flexible, with easy maintenance and use, and low cost. Keywords: automatic control, three-dimensional parking, vertical circulation, PLC
垂直循环立体车库毕业 设计 Revised as of 23 November 2020
摘要 随着经济的发展和人民生活水平的提高，私家车数量急剧上升，为了缓解小区停车压力，车库的建设势在必行。本次设计旨在如何充分的利用有限的土地资源，建设尽可能多的停车泊位，缓解城市静态交通问题。立体车库的出现避免了单一的向平面发展的方式，以智能化为基础，向空中、向地下拓展，不仅有效地解决了停车难得问题，而且取得了可观的经济效益。 本次设计分析了各种立体车库的具体特点，结合城市住宅小区具体环境情况，选择垂直循环式立体车库为研究开发对象。提出并确定了车库的总体方案；确立了车库的机械系统的组成；设计了车库的整体尺寸；选择了车库的建材；确定了升降机构主要部件，并分别进行了选择、设计和校核；车库的开发丰富了小区内停车设备的建设模式，具有一定的社会意义。 关键词：垂直循环；立体车库；机械系统 Abstract With the development of the economy and improvement of people's living standard, a sharp rise in the number of private cars. In order to remit the pressure parking in neighborhood, the construction of the Parking System is imperative. The design aims to how to make full use of the limited land resources and build as much as possible, and convenient of the parking garage, remit problems of urban traffic . The Mechanical Parking System avoid the appearance of a single plane development way, with intelligent foundation, to the air, underground development, not only effectively solve the parking problem, but also made considerable benefity. The design analysis of the various kinds of the Mechanical Parking System specific characteristcs, combined with the urban residential area specific environmental situation, select vertical circulation Mechanical Parking System
立体车库传动装置设计 目录 摘要 第一章绪论 1.1课题背景和意义 1.2立体车库发展概况 1.3设计任务与要求 1.3.1 设计目标 1.3.2 设计容 第二章立体车库的分类及原理 2.1立体车库的分类 2.2垂直升降式立体车库的工作原理 2.3垂直升降式立体车库的主要组成部分 第三章垂直升降式立体车库升降传动装置设计 3.1 升降电机功率的计算及选择 3.2 升降传动轴的计算 3.3 联轴器的选择 3.4 轴承的选择 3.5 钢丝绳的选用 3.6 滑轮的选用 3.7 卷筒的设计 3.8 升降轴的强度校核 第四章结论 4.1．结论 摘要 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上地资源，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。本课题以较为简单的垂直升降式立体车库为研究对象。简易垂直升降式立体车库就其组成部分而言，可分为三大部分：车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。简易升降式车库的驱动系统通常采用电机驱动，这取决于传动的特点及其优点，本文就是对简易升降立体车库的传动装置设计计算，以及其他元件的设计选择，使得立体车库结构更加合理、安全，提高驱动的效率以及无障碍停车车库的经济性。 第一章绪论 1.1课题背景和意义 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，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。数据显示，最近几年我国城市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，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。措施主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其
宜宾职业技术学院 毕业论文（设计）任务书 系部电气工程系 专业名称电气自动化专业 班级电气1343 姓名郑旭东 毕业论文（设计）题目自动化立体停车库自动控制系统 2013年5月1日
PLC控制的立体车库系统设计 摘要 立体停车库生产在中国是个新兴行业，立体停车库可缓解城市动、静态交通问题，改善居住环境，有效利用土地价值。本系统采用PLC、计算机结合组态画面监控，按动按钮或控制组态画面即可完成汽车存取过程，操作简单，存取方便。控制电路部分采用交流接触器传统方式，使运行安全可靠。设计采用可分组合，模块式安装，方便灵活，具备维护使用方便，造价低等特点。 关键词：立体车库可编程控制器组态监控
目录 毕业设计(论文)任务书2 摘要 5 1 引言8 1.1升降横移式8 1.2巷道堆垛式8 2 三菱PLC简介10 2.1三菱FX2N 系列PLC的性能指标和分类 10 2.1 PLC模块介绍可编程序控制器的工作方式及编程语言11 3 双层立体车库功能介绍14 3.1立体车库系统组成14 3.2 PLC核心控制部分 14 3.3立体车库控制要求14 4 立体车库系统设计16 4.1 PLC选择16 4.2 IO口分配16 4.3 PLC外部接线端口图17 4.4车位检测部分17 4.5手动控制部分18 4.6软件设计18 结论与讨论19
主要参考文献21附录1立体车库原理图22 附录2立体车库总程序24
1、引言 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机械立体停车设备，距今已将近二十年的历程。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。 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。 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。 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。 (一）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。 （二）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
第1章绪论 (2) 本课题的研究意义、目的 (2) 自动化立体车库目前发展状况 (2) 本课题的主要问题 (4) 第2章车库自动控制系统总体方案设计 (5) 车库方案确定 (5) 车库整体结构设计 (8) 托盘的初定位和形状设计 (10) 托盘上的信号检测方案 (11) 托盘升降方案确定 (12) 第3章车库控制系统硬件选择 (13) PLC模块选取 (13) 开关的选择 (15) 执行装置 (18) 其他装置选择 (19) 第4章车库电气原理图的绘制 (20) PLC (20) PLC的控制输出 (20) 第5章 PLC的通信及网络 (23) 通信网络的简介 (23) 工业局域网简介 (23) 网络系统设计基本原则 (25) OMRON PLC上位机网络设计 (25) 第6章人机界面分析和设计 (31) PLC 应用系统的人机界面简介 (31) 人机界面设计时应考虑的几个问题 (31)
自动化立体车库触摸屏的组态 (32) 第7章车库控制程序的编制 (34) 最终实现车库自动化的还是PLC中的控制程序。控制程序关系到车库运行的效率，运行时的安全性，控制的方式等等。因此。控制程序的好坏直接关系到整个车库的状态。 (34) 软件设计简介 (34) 车库托盘运动分析 (34) 车库控制程序说明 (35) 车库程序举例详细说明 (36) 结论 (43) 主要参考文献 (44) 附录1 PLC 信号输入图 (45) 附录2 PLC 信号输出图 (46) 附录3 控制电路图 (47) 附录4电机控制图 (48) 第1章绪论 本课题的研究意义、目的 随着社会发展和人民生活水平的提高，城市中的平面式停车场已经远不能满足越来越多的车辆需要，停车难造成的交通堵塞和废气污染问题日益严重。据有关资料介绍，目前我国停车库面积与道路面积之比不足1:100，而国外是1:10，停车库严重不足；由于城市地价日益昂贵，修建大型露天停车场将越来越困难。从中国重机协会停车设备管理委员会了解到，在日本等车位紧张、地价昂贵的发达国家，立体停车产业已经发展成为年产值数十亿美元的大产业。据专家初步分析，国内市场目前每年需求电梯式自动化立体停车库在80～100 座左右，21 世纪初叶每年需求90～110 座左右，市场的前景相当好。解决城市停车难问题而