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1、毕业论文设计 毕业论文设计题目 自动化立体停车库自动控制系统 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 录毕业设计任务书2摘要51 引言8 1.1升降横移式8 1.2巷道堆垛式82 三菱PLC简介102.1三菱FX2N 系列PLC
2、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113 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144 立体车库系统设计16 4.1 PLC选择16 4.2 I/O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241、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3040年的历史,无论在技
3、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,这可以大节省有限的土地资源,并节省土建开
4、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。占地少,两个泊位面积可停610辆车。 2外装修可只加顶棚,消防可利用消防栓。 3价格低,地基、外装修、消防等投资少,建设周期短。 4可采用自动控制,运行安全可靠。 本课题以二层五车
5、位为研究对象,采用三菱FX2N-48MR为控制元件,进行模拟,结合所学专业知识,成功的设计出二层五车位PLC控制系统.2 三菱PLC简介2.1 三菱FX2N 系列PLC的性能指标和分类1) PLC的主要性能指标l 输入输出点数IO点数IO点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载。l 存储容量存储容量是指可编程序控制器部用于存放用户程序的存储器容量,一般以步为单位,二进制16位即一个字为一步。l 扫描速度一般以执行1000步指令所需时间来衡量,单位为ms/k步,也有以执行一步指令所需时间来计算的,单位用s/步。l 功能扩展能力可编程序控
6、制器除了主模块之外,通常都可配备一些可扩展模块,以适应各种特殊应用的需要,如AD模块、DA模块、位置控制模块等。l 指令系统指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和,它是衡量可编程序控制器功能强弱的主要指标。2) PLC的分类通常,PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。按结构形式不同, 可以分为整体式和模块式两类。按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型PLC三种类型。1. PLC系统的组成PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置,其硬件结构与微型计算机控制系统相似。PLC也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。1) PLC的硬件结构一套PLC系统在硬件上由基本单元包含中央处
7、理单元、存储器、输入输出接口、部电源、IO扩展单元及外部设备组成。图2-1为PLC的硬件结构图。输入电路CPUEPROMRAM输出电路基本单元内部电源扩展I/O接口各种外设接口输出信号现场输入信号主机编程器打印机PC机输入电路输出电路扩展单元输出信号扩展连接电缆至其他扩展单元现场输入信号图2-1 PLC的硬件结构图图2-2为三菱FX2N小型PLC产品主机示意图。本课题中FX2N48MR为基本单元,M表示主机、R表示该单元为继电器输出型。2.2可编程序控制器的工作方式及编程语言1. PLC的工作方式开始内部处理通信处理RUN方式？输入扫描程序执行输出处理NY1) PLC的扫描工作方式图2-3 P
8、LC的扫描过程可编程序控制器在进入RUN状态之后,采用循环扫描方式工作。从第一条指令开始,在无中断或跳转控制的情况下,按程序存储的地址号递增的顺序逐条执行程序,即按顺序逐条执行程序,直到程序结束。然后再从头开始扫描,并周而复始地重要进行。可编程序控制器工作时的扫描过程如图2-3所示,包括五个阶段：部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。PLC完成一次扫描过程所需的时间称为扫描周期。扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关。2) PLC的程序执行过程输入端子输入映象寄存器输出映像寄存器输出锁存器输出端子输入 .输出程序执行阶段输入采样阶段输出刷新阶段X001Y001Y001M1读读P
9、LC的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个主要阶段,如图2-4所示。图2-4 PLC的程序执行过程3) PLC的扫描周期在PLC的实际工作过程中,每个扫描周期除了前面所讲的输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外,还要进行自诊断、与外设如编程器、上位计算机通信等处理。即一个扫描周期还应包含自诊断及与外设通信等时间。4) PLC的IO响应时间PLC采用集中IO刷新方式,在程序执行阶段和输出刷新阶段,即使输入信号发生变化,输入映像寄存器区的容也不会改变,还会影响本次循环的扫描结果。输出信号的变化滞后于输入信号的变化,这产生了PLC的输入输出响应滞后现象,最大滞后时间为2-3个扫描
10、周期。3 双层立体车库功能介绍3.1立体车库系统组成系统主要由：PLC、组态监控部分、电气传动部分、检测部分、手动控制部分、支架模型系统图见：图2.1-13.2 PLC核心控制部分系统核心部分采用三菱FX2N-48MR为控制元件,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,远远超过了很多大型可编程控制器。它功能强大实用,价格便宜,工作稳定可靠,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。并且输入端部自带24V直流电源,还可为负载提供直流电源。3.3 立体车库控制要求 本系统通过检测车位运行状
11、态和其它参数,控制电机轮流工作,合理调度电机运行。系统通过计算机以图形、图像、数据、文字等方式,直观、形象、实时地 反映系统工作状态以及车位位置等 参数,并通过PLC通讯模块与监测监控主机实现数据交换,该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点。如图2.3-1图3.1-1 号车位、2号车位、3号车位只能上下移动,不能左右移动； 4号车位、5号车位只能左右移动,不能上下移动； 下排车位上的汽车可以直接开出； 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。 4 立体车库系统设计4.1 PLC选择本系统
12、采用三菱公司的型号为FX2N-48MR的PLC,是一种具有结构紧凑、抗干扰能力强、使用方便、同类产品价格便宜等优点。随着电子科技发展及产业应用之需要,PLC的功能也日益强大,例如位置控制及网络功能等。4.2 I/O口分配针对本课题要求,我们规定了PLC输入点分配。其中,X0到X2为呼叫开关；X3到X6为功能开关；X10至X20为限位开关。1号车位上限开关X103号车位下限开关X202号车位上限开关X111号车位呼叫开关X03号车位上限开关X122号车位呼叫开关X14号车位上限开关X133号车位呼叫开关X25号车位上限开关X14 复位开关X36号车位上限开关X15叫车开关X41号车位下限开关X16停止开关X62号车位下限开关X17关于输出点的定义,它们两两成对,构成控制交流接触器吸合条件。1号车平台上升Y01号车平台下降Y12号车平台上升Y22号车平台下降Y33号车平台上升Y43号车平台下降Y54号车平台左移Y64号车平台右移Y75号车平台左移Y105号车平台右移Y114.3 PLC外部接线端口图根据I/O分配,及电路原理图,本系统外部接线如图:图4.3-14.4车位检测部分FX2N-48MR可编程控制器采用直流输入形式,车
