PLC在升降横移式立体车库中的应用

国家职业资格全省（或市）统一鉴定维修电工论文（国家职业资格II级）论文题目：PLC在升降横移式立体车库中的应用姓名：王慧身份证号：320924199103016140准考证号：08510104所在省市：江苏省盐城市所在单位：江苏省盐城技师学院1PLC在升降横移式立体车库中的应用王慧江苏省盐城技师学院摘要：升降横移式立体库是一种典型的机电一体化产品，具有广阔的发展前景。两层升降横移式立体车库的控制系统常常选择可编程控制器（PLC）。本文介绍并分析了立体车库的工作原理及立体的主要功能(自动存取车系统)与优越性，并着重阐述了车库自动存取车控制系统的建立、组成以及解决方案。立体式车库将使停车库实现真正的智能化，网络化。关键词：立体车库可编程控制器（PLC）控制系统。0引言近年来，随着我国改革的深入，国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，城市化水平不断加快。而车辆的不断增多使城市道路设置跟不上经济发展的步伐，造成了动态交通的严重阻塞；同时由于停车场地设置的不合理出现了严重的占道停车，占用居住区绿地停车等静态交通的混乱现象，从而进一步加剧了交通拥挤，破坏了城市的居住环境和城市的形象。立体停车设备的发展在国外经济发达国家和地区如德国、日本、及韩国都已有数十年建设机械式立体停车库的历史，立体车库与传统的地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先是节地优势，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40m2的面积，而如果采用双层立体车库，可使地面的使用率提高80%-90%.图1两层车库简图21.立体车库控制简介1.1升降横移式立体车库采用以载车板升降或横移式存取车辆的立体停车设备的停车库叫做升降横移类停车库。这种车库采用模块化设计，每单元可设计成半地下，两层、三层、四层等多种形式，车位数从几个到上百个。可适用于地面及地下停车场，配置灵活，造价较低。其特点有：（1）价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。（2）节省占地，配置灵活，建设周期短。（3）存取车迅速，等候时间短。（4）运行平稳，工作噪音低。（5）可采用自动控制，构造简单，安全可靠。（6）适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。1.2立体车库控制结构升降横移式立体停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。升降横移式立体停车库主要由主框架部分、载车台部分、传动系统、控制系统、安全防护系统五大部分组成。双层机械停车设备是升降横移类机械式停车设备的一个类型，此类型车库每组设备的地面层都留有空位，地面层只做横移运动，地上二层只做升降运动。运行时，地面层可直接存取车；地上二层存取车，需通过地面层相对应的载车台横移让出空位后，升降到达地面层实现。立体停车库按用户所需求的停车规模设计。运行方式可分为手动和自动两种，可通过开关切换，在车库正常运行时使用自动方式，在调试和设备维修时可使用手动方式。手动方式和自动方式均采用PLC可编程控制器控制，因此可保证设备在任何方式下的安全运行。设备有多种安全装置可确保人车安全，如防坠装置，限位及防过卷装置，断电自动刹车制动装置，错断相保护等。2.立体车库系统结构2.1电气控制系统特性的要求系统存取车辆过程中的车位调整是采用自动调整的工作方式，在存取车辆时，驾驶员只需要通过按钮来操作，车库控制系统将自动完3成托板位置的调整工作。从系统工作的可靠性和可维护性出发，系统作如下考虑：（1）系统应有短路，过载，连锁等电器保护措施；（2）系统控制方式为步进逻辑控制；（3）系统位置调整为自动调整；（4）运动部件的定位采用行程开关控制；（5）操作提示为声/光相结合的形式；（6）上层托板应具有掉电记忆功能；（7）车辆测长用反射式红外光电开关。2.2升降装置处理由于升降方式移动距离较长且需要平稳，所以设计为慢速升降，但与平移相比较，升降装置的负载较大，它主要由减速装置带动卷扬机而实现升降，动力源选择低速三相异步电动机，该电动机采用正、反转直接控制（无间接启动、电气制动、电气调速），在此升降方向上设置了两个位置行程开关进行升降到位检测。工作方式是通过控制器输出上升/下降的控制信号以控制继电器线圈通与断，从而控制电动机的正、反转完成托板平移运动。为了防止位置行程开关损坏，造成撞车事故，另外设置了两个限位保护开关。图2升降装置机械传动图2.3平移装置处理平移方向由于移动距离较短，所以设计为慢速平移。它主要由减速装置带动摩擦辊而实现平移，动力源选择小功率低速三相异步电动机拖动，且该电动机采用正、反转直接控制（无间接启动、电气制动、电气调速）。同时在平移方向上设置两个位置行程开关进行平移到位检测。工作方式是通过控制器输出左移/右移的控制信号以控制继电器线圈通与断，从而控制电动机的正、反转完成托板平移运动。为了防止位置行程开关损坏，造成撞车事故，另外设置了两个限位保护开关。4图3平移装置机械传动装置2.4操作面板及显示在操作面板上对应各存车位设置3个车位号，同时设置4个功能键，分别为“存车”键、“取车”键、“存取结束”键以及“取消”键，还有一个“紧急停车”按钮。“存取结束”键是在存取结束时，按此键结束操作系统将车位自动复位；“取消”键是用以取消本次操作（按此键取消本次操作，系统自动复位）；“存车”和“取车”键是用来存取操作的。“紧急停车”按钮是当出现紧急情况时能紧急制动停车装置，避免出现意外。存车时，按“存车”键，再按空车位的车位键，相应车位拖板调整至存车位置，车入库，该车位键红灯亮。存车结束，按“存/取结束”键，系统自动将车位恢复到原位。取车时，按“取车”键，再按有车的车位键，相应车位拖板调制至存车位置，车出库，该车位键红灯灭，同时绿灯亮。取车结束，按“存/取结束”键，系统自动将车位恢复到原位。车位满红灯全亮。车位空绿灯亮。同时在操作面板上应设有数码管用以显示当前工作的车位号，且应有一定的警示牌和声音提示。红、绿、黄指示灯指示车库运行状态，其中红色指示灯表示有人正在进行操作，请稍后；绿色指示灯表示目前无人操作，可进行操作；黄色指示灯表示有故障发生，车库不能工作。控制面板如图4：图4控制面板图电动机机械减缩装置摩擦辊52.5保护（1）设有断电、缺相、断相和相序保护：在主电源发生缺相，设备发生断相、反相时，保护器动作切断设备主电源。（2）防入、异物误闯入红外线检测装置：设置自动锁闭系统，当设备运转时，如有人或异物进入设备中，设备将会自动急停。待人员或异物离开设备后，按动“复位”按钮，设备将恢复运行，保证设备安全运转，以防误伤人员，用光电开关检测。（光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而物体有无的。）（3）延时保护：当车停不进设备时，设备将自动停止任何操作。试进入（设定）三次自动停止，处于保护状态，停止任何操作。（4）防止载车台坠落装置：设置防坠落装置，载车台运行到停车位后，为防止载车台因故突然落下，设防止坠落装置，保证入库车辆安全。（5）汽车长度限制装置：设置超长光电检测装置。当进入设备的车辆超过停车辆尺寸时，设备自动锁闭并报警提示下图为该操作的梯形图：（6）防止超限运行装置：设置限位开关，包括，上限位开关，下限位开关，左限位开关，右限位开关，极限开关等。当到位开关出现故障时，超限位开关能使设备停止工作。（7）紧急停止装置：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，断开所有电机、电磁阀的电源，使车位托板无法继续运行，以保护人员及设备的安全。（8）警示灯及警示蜂鸣器：运转警示器是为了提示使用者机器正在运转，以防止有人五如车库内部发生事故，它用指示灯表示。3.控制系统的设计控制系统的主要控制对象是横移小电机和升降大电机，使它们根据存取车的要求利用按钮操作，已达到通过改变电源相序实现载车台的左右或上下移动；其次是控制车库的各种辅助装置，如：指示灯及其各种安全设施等。为了保证载车台能横移和上升或下降到指定位置，采用了行程开关定位。为了判断载车台上有无车辆，采用了光电6开关。一般小型车库选用按钮操作即可，亦可采用触摸屏操作。控制系统核心部分采用可编程控制器（PLC），具有抗干扰性强、稳定性强、系统可靠、结构模块化等特点。该系统检测装置灵敏度高、工作准确可靠，反馈及时。接触器输出单元动作灵敏、可靠、技术先进、维护简便，过载及短路等保护环节齐全。汽车存取流程如图5所示：图5汽车存取流程图4.系统硬件设计4.1系统输入/输出地址分配PLC控制升降横移式立体车库的输入/输出分配表见表6：7表6输入/输出分配表输入信号输入信号点地址输出信号输出信号地址停车I0.0II号车位左行Q0.0确认停车I1.6II号车位右行Q0.1取车I0.1III号车位下行Q0.2II号车位按钮I0.2III号车位上行Q0.3III号车位按钮I0.3III号车位左行Q0.5IV号车位按钮I0.4III号车位右行Q0.4II号车位重力传感器I0.5IV号车位下行Q0.6III号车位重力传感器I0.6IV号车位上行Q0.7IV号车位重力传感器I0.7防坠落挡板展开Q1.0防坠遮挡板左侧接近开关I1.0防坠落挡板缩回Q1.1防坠遮挡板右侧接近开关I1.1车位满指示Q1.2防坠遮挡板下左侧接近开关I1.2车辆超长警报Q1.3防坠遮挡板下右侧接近开关I1.3车辆停车撞墙警报Q2.0检测汽车长度外面接近开关I1.4取车指示灯Q1.4检测汽车长度里面接近开关I1.5停车指示灯Q1.5I号位接近开关I2.1安全挡板升Q1.6II号位接近开关I2.2安全挡板降Q1.7III号位接近开关I2.3IV号位接近开关I2.4安全挡板下限位I2.5安全挡板上限位I2.64.2PLC外部接线图8图7PLC外部接线图5.结束语“立体车库”是大中城市的热门话题，国家经贸委将“城市立体车库”列为“近期行业技术发展重点”，随着家用汽车的不断增加，公共场所及社区内存车矛盾、车挤绿地的问题将会越来越突出，在人们对生活质量和环境意识不断增强之时“车库”日渐成为热门话题，机械自动化立体车库将会在新开发的楼盘及商业里大显身手。车库的自动控制系统是机、电相结合的产物，它集电气自动控制、继电保护、电气检测、传感技术、机械技术等于一体的一种自动控制系统。参考文献1.王兆义，小型可编程控制器实用技术【M】。北京；机械工业出版社，2.刘振全，龚海峰，李雪琴，PC上位机在升降横移式立体停车库控制中的应用【J】。机械与电子。3.杜桂荣，《多层升降横移式立体车库的结构和控制系统》。4.雷娟等。《基于总线技术的PLC智能停车库控制系统的设计》电工技术杂志。5.王芳卿，《立体车库及其控制》清华大学出版社。9附（PLC程序）1011