基于PLC的立体车库设计-毕业设计论文.doc

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毕业设计（论文）

题　　目：

　基于PLC的立体车库设计　

二○一x年四月

内容摘要及关键词：

【摘要】：

随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，特别是随着改革开放以来，我国进入了汽车拥有率迅速上升时候。

以往那种单层平面停车场也越来越不能满足市场的需求。

对多停车位、少占空间、使用操作简单、安全可靠的“立体停车库”的建设，是解决目前寸土寸金的大都市内停车难的有效办法。

立体车库是一种以单层平面停车场为核心、多平面的空间停车车库，通过可编程控制器（ProgrammingLogicController，简称PLC）控制车位空间位置的变动,使车位能够实现空间到平面的转化，实现多重单层平面停车的功能。

升降横移式立体车库利用托盘移位产生垂直通道，实现多层车位的升降来存取车辆。

本研究课题对升降横移式立体车库原理的研究与设计，介绍了两层立体车库模型实现情况。

利用三菱FX-2N型PLC编程，采用哪个基于WINDOWS平台的工控组态软件MCGS，通过对组态软件数据库的构建、动画的连接及控制流程的编制、调试，进行模拟仿真。

【关键词】：

立体车库；可编程控制器PLC；升降横移；MCGS组态软件；模拟仿真

ContentsummaryandKeywords:

[Abstract]:

WiththerapiddevelopmentofChina'seconomy,theurbanpopulationgrowingnumber,especiallywiththesincethereformandopeningup,Chinahasenteredarapidincreaseoftherateofcarownershipwhen.ThepastkindMonolayerparkingalsoincreasinglyunabletomeetthedemandofthemarket.Multiparkingoccupyaslittlespace,usingsimple,safeandreliableoperationofthethestereogaragebuilding,isaneffectivewaytosolvetheparkingisdifficultinthecurrenthighcostoflandwithinthemetropolis.Dimensionalgarageisasingle-layerflatparkinglotasthecore,multi-planespaceparkinggarage,iscontrolledbyaprogrammablelogiccontroller（ProgrammingLogicController,PLC）.Parkingspacelocationchanges,sothattheparkingspacestothetransformationoftheplanecanachievespacetoachievemultiplemonolayerparkingfunction.Liftingandtransferringgaragethetrayshiftverticalchannel,multi-storeycarparkingspacesliftaccesstothevehicle.Theresearchtopicsoftheresearchanddesignoftheliftingandtransferringgarageprinciple,introducedtwostereogaragemodelachievement.MitsubishiFX-2NPLCprogramming,theuseofwhichbasedonthetheWINDOWSplatformofindustrialcontrolconfigurationsoftwareMCGSconfigurationsoftwaredatabaseconstructionandpreparationoftheconnectionandcontroloftheanimationprocess,debugging,simulation.

[Keywords]:

three-dimensionalgarage;programmablecontrollerPLC;liftingandtransferring;MCGSconfigurationsoftware;simulation

目录

1．引　　言 1

1.1研究意义 1

1.2主要方法和研究进展 1

1.3主要内容 2

1.4解决的关键问题 2

第1章立体车库总方案选择 3

1.1五车位立体车库总方案分析 3

1.2空车位的选择 4

1.3控制环节设计 5

第2章立体车库的电气控制部分设计 6

2.1工作原理 6

2.2车库控制系统硬件设计 6

2.3检测系统设计 8

2.3.1车位认址信号 8

2.3.2车位停车信号 9

2.3.3车位正确停放信号 9

2.3.4车位信号检测 10

2.3.5火灾报警信号 10

2.4PLC控制系统设计 10

2.5控制流程及PLC选择 10

2.5.1控制流程图 10

2.5.2PLC设计要求 13

2.5.3PLC输入、输出点分配 13

2.5.4PLC的选择 16

2.5.5PLC接线图 17

第3章程序 17

3.1梯形图 18

3.2指令表 21

第4章MCGS组态设计及仿真 21

4.1MCGS组态介绍 21

4.2基于MCGS仿真实现的意义 22

4.3MCGS界面的设计及仿真 23

第5章结论 26

5.1总结 26

5.2展望 27

致谢 28

参考文献 29

附录一 30

附录二 31

附录三 38

第38页

1．引　　言

1.1研究意义

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。

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。

传统的停车场不仅越来越不能满足现代人们的需求，而且占用了大量空间，浪费了土地资源。

[2]

现代先进的自动化机械立体车库是一种多平面的空间立体车库，它以单层平面停车库为核心，通过计算机对车库进行统一的管理与监控加上PLC控制来进行车位的空间位置变动，使车位由空间转化为平面，从而实现多层平面停车的功能[2]

通过国内外机械停车设备研究及使用的经验总结，可以发现人们在利用机械停车设备存取车时，首先追求的是存取车速度、等待时间以及方便程度。

随着我国经济持续快速的发展，城市规划的完善，机械停车设备行业将成为一个充满生机的朝阳行业，机械停车设备的技术也将得到长足的发展。

立体车库作为一种机械停车方式，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。

[6]

1.2主要方法和研究进展

对研究课题的详细的分析思考，制定明确的设计大纲。

去图书查阅与该项目有关的书籍，利用网络资源对立体车库相关的信息检索，收集有关资料，并对收集到的材料进行归纳分析，为论文作铺垫。

通过已有的案例来分析学习三菱FX2N的可编程控制器（PLC）工作原理及应用，编制PLC控制程序。

应用力控组态软件对PLC进行监控设计。

提出自己的观点，运用软件多进行模拟试验操作，收集相关的实验数据，做到理论与实际相结合，在实验中寻求科学有效的方法来完善相应的理论并解决问题。

在自己没办法完成的时候，积极向指导老师请教。

1.3主要内容

本课题的主要内容是立体车库控制系统的设计，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。

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。

现以两层升降横移式为例,说明停车库的运行原理。

此系统设计的车位分为上下两层，上下层都有三个车位，上层的三个车位可全用于停车，下层的车位要有一个空位，用于上层所停车辆的上与下。

根据设计任务书的基本要求和给出的相关依据，列出了三种方案进行比较，以供选择选择。

a）底层边位作为出入口兼周转空车位。

b）底层中间位作为出入口兼周转空车位。

c）底层中间座位出口兼周转空位，其余两个也可作为出口。

经过比较后：

方案c）底层中间座位出口兼周转空位，其余两个也可作为出口，移动的车辆最少，省去了很多麻烦，所以是最适合的方案。

控制环节：

1、停车：

当车辆要进入停车库时，此时在控制面板上点击空车位，如果空车位刚好位于下层，车辆进入停车库进行停车；如果空车位位于上层，载车板会自动下降到下限位，此时，车辆进入停车库开始停车。

2、取车：

取车时，在操作面板上点击所取车辆所在的车位，若车辆位于下层停车位，直接将车辆取走即可；如果车辆位于上层停车位（以取3号车位上的车为例），上层停车板下降到下限位之前先判断6号车位是否有车辆：

若检测开关检测到6号车位没有停有车辆，上层载车板直接下降到下限位；若检测开关检测到6号车位停有车辆，6号车位的载车板先横移到5号车位上，移动到位，遇到限位开关，3号载车板开始下降。

车辆取走后，3号载车板回到原来的位置，6号载车板从回到5号车位回到6号车位的位置。

1.4解决的关键问题

程序所用状态元件、定时器及数据存储器均选用具有掉电保护功能的元件,当系统掉电时元件保持掉电前的状态,以保存现场信息,待上电后继续完成被中断的动作;当发生意外情况时,按下急停按钮中止系统的运行并保存现场断点信息。

第1章立体车库总方案选择

1.1五车位立体车库总方案分析

方案分析图1-1

图1-1方案分析图

升降横移类机械式停车设备：

采用以载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备，每组设备必须留有至少一个空车位。

此车位分为上下两层，上下层都有三个车位，上层的三个车位可全用于停车，下层的车位要有一个空位，用于上层所停车辆的上与下。

车位的编号如上图所示。

下面列出了四种方案进行比较，以供选择：

a）底层边位作为出入口兼周转空车位；

b）底层中间位作为出入口兼周转空车位；

c）底层3个车位均为出入口，其中任意一个均可用于周转；

d）底层中间座位出口兼周转空位，其余两个也可作为出口。

以上四种方案的示意图如图1-2所示。

图1-2四种方案的示意图

对这四种方案的比较如下表1-1：

方案比较表1-1

1方案

2方案

3方案

4方案

（1）存取车最多/最少移动的车辆数

5/1

3/1

3/0

3/0

（2）横移机构数目

2

2

1

3

（3）升降机构数目

2

3

3

3

由表1-1第

（1）项——满载时存取车时最多/最少移动的车辆数的分析结果可知:

方案3、4在存取