基于PLC控制立体车库电气控制系统硬件设计的研究

基于PLC的立体车库控制系统设计摘要本次毕业设计课题为基于PLC的立体车库控制系统设计升降横移类、垂直循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、简易升降类等。

通过对这些车库类型特点的比较与分析，选择了三层三列升降横移车库结构为研究模型和设计内容。

本设计论述了立体车库的发展与当今现状，论述分析了三层三列升降横移式立体车库的运行原理和结构特点，设计了立体车库的控制系统，并依据其运行原理设计了PLC程序。

关键词：立体车库，升降横移式，控制系统，PLC目录1 绪论.......................................................................................... 错误！未定义书签。

1.1课题的背景和意义 ........................................................... 错误！未定义书签。

1.2课题的关键技术及其国内外研究发展现状 ................... 错误！未定义书签。

1.2.1 国外研究现状............................................................. 错误！未定义书签。

1.2.2 国内研究现状............................................................. 错误！未定义书签。

2 升降横移式立体车库的机械设计部分.................................. 错误！未定义书签。

2.1立体车库的分类及其特点 (1)2.2升降横移式立体车库的工作原理 (3)2.3升降横移式立体车库的结构 (4)2.3.1 升降横移式立体车库的主要构成 (4)2.3.2 升降横移式立体车库的结构示意 (4)2.4升降横移式立体车库中的安全防护装置 (5)3 立体车库电气控制系统设计 (5)3.1电气控制系统整体设计 (5)3.2电气系统关键部分设计 (7)3.2.1 PLC接线设计 (7)3.2.2 其他资源配置 (7)3.3PLC控制程序设计............................................................ 错误！未定义书签。

基于PLC的地下智能立体车库控制系统设计地下智能立体车库是一种通过机械设备和自动控制技术，将车辆垂直存储在地下的智能化停车系统。

它可以实现多层的垂直停车，节省了地面空间，提高了停车效率。

本文将围绕PLC（可编程逻辑控制器）来设计地下智能立体车库控制系统。

首先，需要设计一个PLC控制系统来监测和控制地下立体车库的各个部分。

为了实现地下立体车库的正常运行，可以将车库分为以下几个部分：入口、垂直移动设备、平面移动设备、出口等。

每个部分都需要一个PLC来监测和控制。

入口部分是车辆进入地下立体车库的地方。

在入口设备上，可以设置传感器来检测车辆的到达和离开，并将这些信息传输给PLC。

PLC可以根据这些信息来控制车道信号灯和车道栏杆的开关，以确保车辆的安全进入和离开车库。

垂直移动设备是用于将车辆垂直移动到不同的层次的设备。

每个层次都需要一个垂直移动设备，并且每个设备都需要一个PLC来监测和控制。

PLC可以根据车辆的到达和离开信号，来控制垂直移动设备的升降和停止。

此外，PLC还可以监测垂直移动设备的运行状态，以确保其正常工作。

平面移动设备是用于将车辆在同一层面上移动到不同的储存空间的设备。

每个储存空间都需要一个平面移动设备，并且每个设备都需要一个PLC来监测和控制。

PLC可以根据车辆的到达和离开信号，来控制平面移动设备的运动和停止。

此外，PLC还可以监测平面移动设备的运行状态，以确保其正常工作。

出口部分是车辆离开地下立体车库的地方。

在出口设备上，可以设置传感器来检测车辆的到达和离开，并将这些信息传输给PLC。

PLC可以根据这些信息来控制车道信号灯和车道栏杆的开关，以确保车辆的安全离开车库。

此外，PLC还需要和人机界面（HMI）进行通信，以便操作人员可以监测和控制整个地下智能立体车库系统。

HMI可以显示车库的状态、报警信息和故障信息，操作人员可以通过HMI进行设置和调整。

综上所述，地下智能立体车库控制系统设计的基础是PLC，通过PLC可以实现对地下立体车库各个部分的监测和控制，包括入口、垂直移动设备、平面移动设备和出口等。

第一章 绪论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。

近些年来，随着我国国民经济的快速发展，城市规模不断扩大，人民生活水平的不断提高，机动车数量大幅度增加，停车难问题在我国愈发明显，据有关部门的不完全调查统计，全国城市每4.84辆机动车才有一个合法的停车位，有的城市平均每31辆车才配一个停车位，而在北京、上海、广州这些车位总量相对较多的大城市，停车泊位仍不足机动车的30%，与国际80%的合理比例相比，中国显然“车满为患”。

这个问题显然已经成为影响城市发展和管理的重大问题。

立体车库的出现，给解决这个问题提供了一个行之有效的方法。

立体车库往往是模块化结构,组合灵活,可以适应不同环境或不同地点的需求。

充分利用空间达到减少占地面积的目的,可使地面利用率提高50%以上，节省投资降低土地开发成本。

另外,由于采用电气控制系统,停车过程基本是人车分流,保证了人身和车辆安全。

虽然立体车库的发展过程存在一些政策和规范方面的问题,但其强大的优越性、独特的灵活性和快速性也越来越受到用户的青睐。

目前机械式立体车库主要有升降横移式、垂直提升式、巷道堆垛式、垂直循环式、圆形水平循环式、箱型水平循环式等几种方式,其中升降横移式立体车库是应用最普遍的一种机械立体停车装置。

立体车库系统采用PLC和工控机作为控制的主要部件，不仅提高了操作系统的可靠性和车库的自动化程度，而且减轻了软硬件开发的工作量，同时操作简单，性价比高。

这种结构的立体汽车库的设计还可以根据需要增加层数，而PLC只要增加I/O口的点数，就能实现控制。

而采用的PLC具有可靠性高、体积小、通用性好、使用方便等优点,使这项技术不仅普遍应用于机床设备和工业自动化生产线中,而且也应用到建筑、冶金、化工和日常生活等各个领域中。

大型的立体车库就采用了这种技术。

立体车库最主要的是节省了大量用于建设车库的土地，是现代城市中车库的发展方向。

电气部分由多个电机组成，由它们来带动托盘的平移和升降，完成托盘的上下左右移动，以完成存取车过程。

毕业设计（论文）基于PLC的立体车库控制系统设计中文摘要随着汽车的日益增多，尤其是在人口密集的大都市，解决停车难的问题显得尤为迫切。

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。

设计了立体车库分布式控制系统，开发了车库控制软件，并就其可靠性和控制策略、方法进行了研究，主要内容如下：1．在分析立体车库运行特点的基础上，得出了立体车库的分级分布式控制的控制思路，设计了立体车库分布式控制系统。

2．结合车库系统的功能及运行特点，设计了各层的子控制器，设计了收费管理模式，确定了主机与子机之间的通讯过程和通讯协议。

3．对车库控制系统进行了逻辑分析，提出了确定车库系统可靠性的系统模型及计算方法并对整个系统进行了可靠性分析，确保了系统运行的可靠性。

4．根据车库车流的特点，对车库在不同控制策略下能耗及存取总时间进行了计算机数学仿真，并根据仿真结果对控制策略进行了优化。

5．设计实验仿真方案和控制策略仿真软件，离线及在线逻辑调试，并对存车过程进行了实验室。

本文设计了一种垂直提升平移式立体车库的自动控制系统，详细介绍了系统结构、工作原理、软件实现和四角平层控制方案，分析了系统的控制流程和PLC控制的梯形图。

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..................................... 错误！未定义书签。

中文摘要 (2)1 引言 (4)(一）升降横移式 (4)（二）巷道堆垛式 (4)2 三菱PLC简介 (7)2.1 三菱FX系列PLC的性能指标和分类 (7)2N2.2可编程序控制器的工作方式及编程语言 (8)3双层立体车库功能介绍 (10)3.1立体车库系统组成 (10)3.2 PLC核心控制部分 (10)3.3 立体车库控制要求 (10)4. 立体车库系统设计 (12)4.1 PLC选择 (12)4.2 I/O口分配 (12)4.3 PLC外部接线端口图 (13)4.4 车位检测部分 (14)4.5 手动控制部分 (15)4.6 软件设计 (15)结论与讨论 (33)参考文献 (35)附录1: 立体车库原理图 ........................................................... 错误！未定义书签。

基于PLC的立体车库控制系统设计毕业设计随着科技的发展和城市化进程的加快，立体车库作为一种能够有效解决城市空间不足和车辆停放问题的设施，日益受到人们的。

而基于PLC（可编程逻辑控制器）的立体车库控制系统，能够实现高效、安全、智能的车辆存取，因此具有广泛的应用前景。

本文将探讨基于PLC的立体车库控制系统设计毕业设计的有关问题。

基于PLC的立体车库控制系统主要由PLC、传感器、升降电机、转向电机、编码器等组成。

其中，PLC作为主控制器，负责接收传感器信号，控制电机动作，并监测车库的运行状态。

在立体车库控制系统中，硬件的选型与配置是关键环节。

我们选用具有强大运算和控制能力的PLC作为主控制器，配合高性能的传感器、升降电机、转向电机和编码器，实现车库的智能化控制。

软件设计是立体车库控制系统的核心。

我们采用结构化编程方法，将程序分为输入、输出、中断、定时等模块，实现车辆的自动存取、车位状态监测、故障诊断等功能。

在完成硬件和软件设计后，我们将各部分进行集成，构建出一套完整的立体车库控制系统。

同时，我们编写了用户界面，方便用户进行操作和控制。

为验证立体车库控制系统的性能，我们进行了大量的测试。

测试结果表明，该系统能够准确感知车位状态，控制电机准确升降和转向，实现车辆的高效存取。

同时，系统运行稳定，具有良好的可靠性和安全性。

本文设计的基于PLC的立体车库控制系统实现了高效、安全、智能的车辆存取，解决了城市空间不足和车辆停放问题。

通过测试验证了系统的性能和可靠性。

该设计具有广泛的应用前景，为立体车库的发展提供了新的解决方案。

展望未来，随着科技的不断进步，立体车库将向着更加智能化、自动化的方向发展。

我们将继续研究新的控制策略和技术，提升立体车库的运行效率和服务质量，为城市的发展贡献力量。

随着社会的快速发展和城市汽车的普及，立体车库作为一种有效的停车解决方案，越来越受到人们的。

可编程逻辑控制器（PLC）作为一种自动化控制的核心器件，在立体车库控制系统中发挥着重要的作用。

基于PLC和触摸屏的开放式立体车库控制系统设计一、引言现代社会的不断发展，交通工具的普及度越来越高，汽车的数量也随之增加。

随着城市化进程的加快，停车位越发紧张，车库成为城市居民存放车辆的重要设施之一。

为了提高车辆存放效率和空间利用率，开放式立体车库应运而生。

该类车库由于其设计独特，因此需要使用高效的控制系统来完成各类操作，本文将介绍基于PLC和触摸屏的开放式立体车库控制系统的设计。

二、系统设计1. 系统架构基于PLC和触摸屏的开放式立体车库控制系统包括PLC主控制器、触摸屏人机界面、电动升降装置、电动滑移车台、传感器和执行元件等。

PLC主控制器作为系统的核心，负责接收来自触摸屏和传感器的数据，并控制车库的各个执行元件的运行状态。

触摸屏人机界面为用户提供友好的操作交互界面，用户可通过触摸屏对车库的相关操作进行设置和监控。

电动升降装置用于实现车辆在立体车库内的垂直升降，通过控制装置的升降运动，以实现车辆在不同层之间的存放和取出。

电动滑移车台用于实现车辆在车库内的水平滑移，使得车辆能够方便地进出车库。

传感器主要用于检测车库内车辆存放状态、车库内温度、车库内光线等环境参数，为车库的安全管理提供支持。

执行元件包括电动升降装置和电动滑移车台等，根据PLC的控制信号实现相应的机械运动。

2. PLC程序设计PLC程序是基于指令和逻辑组成的，通过编写和配置PLC的I/O信号点表，实现对车库各个部分的控制和状态监测。

程序主要包括报警处理、输入信号处理、输出信号生成、状态监测和用户交互等功能。

在报警处理方面，当车库内发生异常情况时，PLC能够根据传感器的信号进行相应的报警处理，保证车库的安全运行。

在输入信号处理方面，PLC能够准确读取传感器的信号，并根据信号的变化作出相应的控制动作。

在输出信号生成方面，PLC能够根据输入信号的处理结果对电动升降装置和电动滑移车台等执行元件进行控制。

在状态监测方面，PLC能够监测车库内的温度、光照等环境参数，并能够通过触摸屏显示给用户，提供实时监测数据。

立体车库的PLC控制系统设计摘要随着汽车工业的高速发展和人们消费水平的提高，汽车成为了日常生活中必不可少的部分。

由于存在规划不合理与汽车数量爆炸式增长等原因，停车难已经成为广大车主所面临的首要问题。

目前在城市中，土地资源显得尤为稀缺，传统的平面式停车场占地面积大，成本高，可停放车辆数量较少。

立体车库一定程度上缓解了目前停车难的状况，现有的立体车库种类繁多，功能各不相同。

本文通过研究分析多种立体车库的优缺点，结合当前市场对立体车库的需求，选用堆垛式立体车库为研究对象。

首先介绍了立体车库的控制系统，分为现场控制层和管理控制层。

阐述了立体车库中的步进电机、步进电机驱动器、传感器以及控制核心PLC 等主要部件的运行原理及功能，并绘制了PLC控制电路图。

本新型智能立体车库系统使用西门子S7-200 PLC 控制，根据立体车库实际运行要求，编写相应的软件程序。

通过MCGS 组态软件实时控制和管理两个立体车库，采集并存储立体车库的运行记录。

经过实验测试，本系统安全性高，控制灵活，达到了预期目的。

关键字：堆垛式立体车库，PLC，组态控制Stereo garage PLC control system designAbstractWith the rapid development of automobile industry and the improvement of people's consumption level,the car has become an essential part of everyday life. Due to existence of planning is not reasonable and the number of cars explosive growth,parking has become the most important issue facing the majority of owners. Currently in the city, land resource is very scarce, the traditional plane type parking lot covers an area of large, high cost, can park the vehicle number. Stereo garage to some extent alleviate the current parking, garage species existing kinds, different functions.This paper analyzes the advantages and disadvantages of various stereoscopic garage, combined with current market demand for the garage, selection of stowed stereoscopic garage as the object of study. First introduced the control system of stereo garage, divided into the field control layer and management layer. The operation principle and the function of the stereo garage in the stepper motor, stepper motor driver, sensor and control core of the main components such as PLC, and the PLC control circuit diagram.The new smart parking garage system has Siemens PLC control core, according to the three-dimensional garage actual operating requirements,namely preparation of the corresponding software program. MCGS configuration software via real-time control and management of the two-dimensional garage,collecting and storing the recorded stereo garage.After experimental tests the system safe flexible control to achieve the desired Keywords: Stacking stereo garage, PLC, Configuration control目录引言 ...................................................................................................................................... - 0 - 第一章绪论 ........................................................................................................................ - 1 -1.1 立体车库概述 ..................................................................................................... - 1 -1.2 立体车库发展现状 ........................................................................................... - 2 -1.3 主要研究内容 ..................................................................................................... - 3 - 第二章设计方案的比较与选择........................................................................................ - 4 -2.1 立体车库的分类及比较 ..................................................................................... - 4 -2.2 巷道堆垛式立体车库 ......................................................................................... - 7 - 第三章立体车库控制系统设计........................................................................................ - 9 -3.1 立体车库的控制要求 ......................................................................................... - 9 -3.2 智能立体车库的总体设计 ................................................................................. - 9 -3.3 智能立体车库硬件设计 ................................................................................... - 10 -3.3.1 步进电机选择 ........................................................................................ - 10 -3.3.2 步进电机驱动系统 ................................................................................ - 12 -3.3.3 传感器型号选择 .................................................................................... - 13 -3.3.4 直流电动机选型 .................................................................................... - 13 -3.4 S7-200 PLC 简介 ............................................................................................. - 14 -3.5 硬件连接图 ....................................................................................................... - 16 - 第四章智能立体车库软件设计...................................................................................... - 17 -4.1 软件设计概述 ................................................................................................... - 17 -4.2 I/O地址分配表及符号表................................................................................. - 19 -4.2.1 I/O地址分配表...................................................................................... - 19 -4.2.2 符号表 .................................................................................................... - 19 -4.3 立体车库程序设计 ........................................................................................... - 20 -4.3.1 系统初始化 ............................................................................................ - 20 -4.3.2 限位程序 ................................................................................................ - 21 -4.3.3 键盘装置及显示程序 ............................................................................ - 21 -4.3.4 车位坐标定位 ........................................................................................ - 23 -4.3.5 绝对坐标程序 ........................................................................................ - 23 -4.3.6 系统主程序 ............................................................................................ - 24 - 第五章组态控制及通信.................................................................................................. - 25 -5.1 组态控制简介 ................................................................................................... - 25 -5.2 组态设计 ........................................................................................................... - 25 -5.2.1 建立新工程 ............................................................................................ - 26 -5.2.2 实时数据库 ............................................................................................ - 26 -5.2.3 运行策略 ................................................................................................ - 27 -5.3 PLC 与上位机通信.......................................................................................... - 28 - 第六章总结与展望 .......................................................................................................... - 29 - 致谢 .................................................................................................................................... - 30 -参考文献 ............................................................................................................................ - 31 - 附录A 系统主程序 .......................................................................................................... - 32 - 附录B 外文文献及译文 .................................................................................................. - 40 -插图清单图2-1 升降横移类立体车库图2-2 垂直循环类立体车库图2-3 水平循环类立体车库图2-4 多层循环类立体车库图2-5 平面移动类立体车库图2-6 巷道堆垛类立体车库图2-7 垂直升降类立体车库图2-8 巷道堆垛式立体车库图3-1 车路总体设计图3-2 管理控制系统图3-3 现场控制系统图3-4 步进电机性能参数图图3-5 步进电机驱动器图3-6 单轴速度控制图3-7 直流无刷电机图3-8 西门子S7-200 PLC图3-9 硬件连接图图4-1 系统框架图图4-2 立体车库流程示意图图4-3 车位示意图图5-1 组态软件整体结构图图5-2 用户窗口图图5-3PLC与上位机通信插表清单表2-1 立体车库类别及代码表2-2 新型车库与传统车库比较表4-1 西门子车库I/O 分配表表4-2 系统符号表表5-1 参数分析引言近年来随着社会经济的快速发展，机动车数量快速增长，停车位的严重短缺问题和越来越多。