立体车库

维修电工技师论文（技术总结）题目申报人所在单位温州机电技师学院项目名称立体停车库作者姓名曹翔１摘要随着人们生活水平不断的提高汽车也走进千家万户，随之也带来一些问题例如道路拥挤、停车难等一系列问。本作品针对停车难这一严峻的问题开发设计，对多停车位、少占空间、使用操作简单、安全可靠地“立体停车库”解决目前寸土寸金的大城市内停车难的有效办法。立体停车库是单平面多层停车为核心，多层的停车位置是通过可编程控制器（ProgrammingLogicController,简称PLC）实现升降横移式立体车库利用托盘停车取车。目前国内立体停车库，其控制核心单元多为PLC，并通过控制按钮，由工作人员现场操作实现对车库的管理控制。立体停车动作复杂，要求控制系统实现顺序动作控制，速度控制、定位控制及安全互锁控制。所以PLC是立体车库的首选控制器件。本设计应用可编程控制器实现控制系统，介绍了3x3立体车库模型实现情况。控制系统的监控采用基于WINDOWS平台的工控组态软件MCGS,通过组态软件数据库的结构、动画连接及控制。关键词：可编程控制器(PLC)、工控组态软件MCGS、立体停车库。２目录摘要…………………………………………………………………………………………1目录…………………………………………………………………………………………2第一章绪论………………………………………………………………………………31.1立体车库的概述…………………………………………………………………31.2立式车库的发展史……………………………………………………………3第二章立体车库的结构及硬软件系统…………………………………………………32.1立体车库的结构…………………………………………………………………42.2硬软件系统……………………………………………………………………………42.2.1立体停车库的硬件系统………………………………………………………4第三章立体停车库控制系统设计…………………………………………………………43.1设计思路及控制要求……………………………………………………………43.1.1电器控制框图………………………………………………………………63.2I/O分配…………………………………………………………………………73.3系统原理图……………………………………………………………………83.4立体车库的程序设计……………………………………………………………93.4.1PLC控制程序流程图………………………………………………………93.4.2PLC程序的重点和难点……………………………………………………103.4.3触摸屏组态的重点和难点…………………………………………………11第四章总结及心得体会………………………………………………………………144.1技师研修中遇到的问题……………………………………………………144.2心得与体会…………………………………………………………………14参考文献………………………………………………………………………………15致谢………………………………………………………………………………………16附件1程序……………………………………………………………………………17附件2事物图片………………………………………………………………………24３第一章绪论1.1立体车库的概述机械式立体车库就是以立体的方式用机构来存取、停放车辆的整个停车设施，即用机械设备将汽车存放到立体化的停车位或从停车位取出的方式。机械式停车库是近几十年顺应市场经济发展，在市场需求的迫切影响下应运而生的一种新型停车系统，与传统的地面上停车库不同。它在用地紧张大城市可提供车多位少占地小得停车方式，将停车位向空中和地下发展从而将有限的土地资源充分利用。1.2立式车库的发展史立式停车库是解决大城市出现的停车难问题的有效方法。土地资源紧张是大城市的现状，亚洲的停车设备技术起源于日本，日本从20世纪60年代开始从事开发、生产。目前在日本从事机械式停车库及其设备开发制造的公司约有200多家，其中比较有名的新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等。欧洲国家有德国和意大利停车库发展设备也比较早。较好的公司有意大利的Sotefin、Interpark、德国Palis等。由于欧洲国家土地资源比较富裕，停车问题也表现不很突出，所有停车设备应用量也不是很大。在我停车库发展是从20世纪80年代开始的，尤其是2000年后得到了快速的发展，立式停车设备从最初的不为人知到现如今已形成朝阳产业。第二章立体车库的结构及硬软件系统2.1立体停车库的结构本立体车库的系统主要由：PLC（FX1n-24MTPLC）、组态监控部分（人机界面）、电气传动部分、检测部分、支架模型。PLC：采用三菱FX1n-42MT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。220VAC供电。４并且输入端内部自带24V直流电源，还可为负载提供直流电源。电气传动部分：由2台2相步进电机（包括步进电机驱动器）和两个丝杆滑台组成。检测部分：由光电开关组成。支架模型：分为三层每层3个车位，第一层的3个车位是临时停车位直接开进开出即可，第二层得左边一个车位是4号车位往右数5、6、然后是第三层的7、8、9。可存放6辆汽车模型。因此只需考虑2、3层的存取车问题。2.2硬软件系统2.2.1立体停车库的硬件系统本作品硬件系统主要由两台步进电机和滚珠丝杆组成，电机分别连接丝杆可实现升降、横移动作。用触摸屏即可控制车进出并由触摸发送指令控制可编程序控制器（PLC）、各种指示灯等组成。只需在触摸屏上选中要停放的车位然后将车停放到拖车盘上系统将会自动将车运送到指定车位，车子停好后相应的指示灯将会亮起来。2.2.2立体停车库的软件系统本作品软件系统分为可编程控制器（PLC）软件设计和触摸屏的组态监控设计，系统通过检测车位运行状态和其它参数，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。第三章立体停车库控制系统设计3.1设计思路及控制要求本系统通过检测车位运行状态和其它参数，控制电机工作。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通讯模块与触摸屏（人机界面）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（图1），对多停车位、少占空间、使用操作简单、安全、可靠。５图1立体车库结构原理图控制要求：1.系统上电时控制面板上的电源指示亮起（红色LED）。2.按下启动按键控制面板上的运行指示灯亮起（绿色LED）。3.按下停止按键控制面板上的运行指示灯熄灭（绿色LED）。4.临时停车时，直接开进开出即可因此不需要考虑。5.长存车时间停车时，将车开到拖车盘上然后操作人机界面按存车按键选择空车库。若按下9号车库拖车盘将自动将车运送到9号车库的库门口。6.取出车，取出和存车同理取车者按下取车按键然后选择取几号车库的车。若按9号车库拖车将自动运行到9号车库口等待车子停好后将自动回到原点。图2人机界面面板图６3.1.1电器控制框图根据控制要求绘制出电器控制图（如图3）图3７3.1.2I/O分配表８3.3系统原理图图4系统原理图９3.4立体车库的程序设3.4.1PLC控制程序流程图NYNN（图6程序控制流程图）开始判断是否有空车位？操控人机界面选择存车或取车存车取车运行指示灯亮起是否启动？判断是否有车？本次操作结束PLC发相应的脉冲驱动开始存车操作开始取车操作PLC发相应的脉冲驱动１０3.4.2PLC程序的重点和难点由于设计采用的是步进电机所以PLC程序设计的难点就是如何控制步进电机，重点就是如何准确确的定位，且步进电机是脉冲控制器件因此需要掌握PLC的脉冲输出指令三菱PLC有多种多样的脉冲输出指令，本作品采用的是MOV（传送指令）指令配合PLSY（脉冲输出指令）指令使用进行步进电机得控制及定位。MOV指令应用说明：MOV指令功能是将原操作元件[S]中的数据传送到指定的目标操作元件[D]中。如图7所示MOV指令将十进制数13800传送到寄存器D2中十进制数13800自动转换为二进制数。[S][D]（图7）PLSY指令应用说明：PLSY是脉冲输出功能，用来驱动步进电机或伺服电机。PLSY有两个源操作数[S1S2]和一个目标地址操作数[D]。S1指定脉冲频率，S2指定脉冲数，D指定脉冲输出元件。如图8所示PLSY指令是将D0里面脉冲数量以2000Hz的速度通过Y0口输出。[S1][S2][D]（图8）１１3.4.3触摸屏组态的重点和难点触摸屏的组态重点如何构建自己想要控制界面，难点如何构建动画连接及实时监控画面。进入组态环境双击组态软件图标点击新建窗口构造自己的组态画面，在双击窗口0在窗口0内组态。１２组态完成后进行变量连接让动画动起来选择设备窗口选择通讯父口设备１３创建连接变量变量连接后之后就能实现实时监控，这样就完成触摸屏的组态。１４第四章总结及心得体会4.1技师研修中遇到的问题1.PLC与步进电机驱动器的连接问题（需不需要串接限流电阻）。2.PLSY指令使用问题。3.光电传感器的感应问题。4.不能同时驱动2台步进电机。5.如何判断PLSY指令将脉冲发送完（通过问指定老师我们得知M8029）。6.M8029只能得电一个周期。7.丝杆与噪音问题（通过与组员分析判断得出是连轴套的问题）。8.拖车盘的设计问题。9.电路保护问题。10.人机界面组态问题。由于自己对系统的功能还没有看清楚，导致程序编写还有点错误，使得功能还没有达到原先的功能要求，也不理想，后来经过老师的指导，通过自己的努力修改，将程序改了过来，也达到了原先系统的功能。4.2心得体会1.通过这几个月时间的研修，对自己有了更深一步的了解，知道自己还缺少什么，还有哪些不足。同时促进自己很有效的学习，提高的也很快。使自己印象最深刻的还是在调试程序这一块上，在调试的过程中，有很多地方都不是很到位同过自己犯错然后再改正错误，从错误中学习从错误中总结得到非常可贵的经验。2.在硬件上对PLC有了更深了解特别是对步进电机的控制及准确定位。3.人机界面的组态和动画连接。4.由程序编写—调试失败—程序分析修改—在调试—最后调试成功。在多次反复调试过程中，使我对指令含义的理解由肤浅到逐步加深，对指令程序的组合、使用、排序，应用技巧上也颇有收获。１５参考文献[1]蔡杏山，刘凌云，刘海峰.零起步轻松学PLC技术.人民邮电出版社,2009年10月第一版[2]张雷，林炳南，维修电工应用技术（下）[3]昆仑通态MCGS组态软件培训教程１６致谢本课程设计是在我的指导老师肖若进老师的亲切关怀和细心指导和组员积极配合下完成的，在设计过程中，自始至终凝聚着导师的心血。在课题进行当中，还得到了其他老师的细心指导帮助。他们的无私帮助和耐心指导也是我得以完成本课题的关键。再此我向他们表示由衷的感谢和深切的问候。此间我还得到了同学等诸多指导，再此表示感谢。我还要感谢我的一些同学，他们在我最需要帮助的时候无私的伸出了援助之手，在此，对于他们无私的帮助我表示深深的感谢。可以说如果没有他们的帮助我就不可能顺利的按时完成毕业设计。真诚的感谢所有的帮助过我的老师们，同学们和朋友们。感谢对本设计进行评审的老师们，感谢你们给我提出的宝贵意见和建议。１７附件1程序１８１９２０２１２２２３２４附件2事物图片（控制箱）２５２６