双层停车场资料文档格式.docx

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6.托板上下运动速度0.05m/s，左右移动速度为0.1m/s，停位精度±

10mm。

确定设计思想。

1.3选择系统元器件

（1）电动机根据机械传动要求，油泵电动机5.5Kw,平移托板电动机1.1Kw；

挡板电动机0.75K。

考虑设备使用环境，三台电动机均选用Y系列封闭自扇冷式笼型异步电动机，同步转速1500r/min，型号分别为Y1325-4;

Y905-4和Y802-4。

（2）熔断器由单台电动机熔体额定电流计算公式：

I=（1.5-2.5）In，系数取值视负载轻重而定。

油泵电动机熔体额定电流:

实际选用RT14-20/20A型熔体。

挡板电动机熔体额定电流：

实际选用RT14-20/2A型熔体。

托板平移电动机熔体额定电流：

A=4.18A

实际选用RT14-20/4A型熔体。

（3）接触器系统中电动机运行不频繁，线圈电压去交流220V，接触器主触头通断负载额定电压380V，主触头额定通断电流由经验公式：

（K=1.0-1.4）

但是考虑同一控制系统中元器件规格型号尽可能一致，因此选择时

按最大的油泵电动机5.5Kw计算：

选用B25型交流接触器，主触头额定电压380V,主触头额定电流20A。

（4）中间继电器中间及电子选用主要是依据是受控对象的负载性质、触头数量、控制电压和电流。

实际选用TP511型中间继电器，其线圈电压220V（与接触型线圈电压一致）；

触头额定电流2A，电压220V。

（5）控制箱内配线导线5.5Kw电动机主电路选用2.5

铜心绝缘硬线（环境温度

允许载流23A）。

1.1Kw、0.75Kw电动机主电路选用1

铜心塑料绝缘硬线（环境温度

下允许载流17A）。

其它配线用0.5

多股软线。

（6）行程开关考虑两层车库设备较庞大，行程开关选用LXK3T型可调滚轮转臂式行程开关，该行程开关的滚轮行程较大，工作可靠性较高。

（7）主令按钮从车库管理需要出发，为了防止非值班人员随意操作，故选用钥匙按钮。

（8）光电开关如试验测试节所述，为达到8m测量距离和动作重复精度，选用SNNXNX5-PRUM5A型红外光电传感器。

系统中其它器件选用情况及明细表略。

1.4PLC的选择

传统的控制方法是采用继电器—接触器控制。

这种控制系统较复杂，并且大量的硬件接线使系统可靠性降低，也间接地降低了设备的工作效率。

采用可编程控制器较好地解决了这一问题，可编程控制器是一种将计算机技术、自动控制技术和通信技术结合在一起的新型工业自动控制设备，不仅能实现对开关量信号的逻辑控制。

还能实现与上位计算机等智能设备之间的通信。

因此，将可编程控制器应用于多种液体混合灌装机，完全能满足控制要求。

且具有操作简单、运行可靠、工艺参数修改方便、自动化程度高等优点[1]。

在本控制系统中，所需的开关量输入为6点，开关量输出为7点，考虑到系统的可扩展性和维修的方便性，选择模块式PLC。

由于本系统的控制是顺序控制，选用日本松下电工公司生产的AFP12417PLC作控制单元来控制整个系统。

之所以选择这种PLC，主要考虑FP系列PLC有以下特点[2]：

（1）丰富的指令系统。

在FP系列PLC中，即使是小型机，也具有近200条指令。

除能实现一般的逻辑控制外，还可进行运动控制、复杂数据处理，甚至可直接控制变频器实现电动机调速控制。

而且各类PLC产品的指令系统都具有向上兼容性，便于应用程序的移植。

（2）快速的CPU处理速度、大程序容量。

（3）大的网络通信功能。

可直接连接调制解调器，可方便地与其他PLC或上位机连成通信网络，通过上位计算机对生产现场的PLC进行实时监控。

在生产规模较大，所控制的机床达到两台以上时，可采用1：

n上位链接通信方式，用一台计算机管理多台床，构成一个二级分布式集一散控制系统。

（4）编程及监控功能强大、维护简单、价格适中。

国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommission,IEC）颁布的PLC的定义为：

可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下的应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出来控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关设备，都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

PLC的一般结构如图3所示，由图可见主要有6个部分组成，包括CPU（中央处理器）、存储器、输入／输出接口电路、电源、外设接口、I/O扩展接口。

（1）中央处理单元（CPU）

与通用计算机中的CPU一样。

PLC中的CPU也是整个系统的核心部件，主要有运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的地址总线、数据总线和控制总线构成，此外还有外围芯片、总线接口及有关电路。

CPU在很大程度上决定了PLC的整体性能，如整个系统的控制规模、工作速度和内存容量等。

（2）存储器

存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器

称为用户程序存储器。

PLC常用的存储器类型有RAM、EPROM、EEPROM等。

图3PLC结构图

（3）I/O模块

输入模块和输出模块通常称为I/O模块或I/O单元。

PLC的对外功能主要是通过各种I/O接口模块与外界联系而实现的。

输入模块和输出模块是PLC与现场I/O装置或设备之间的连接部件，起着PLC与外部设备之间传递信息的作用。

通常I/O模块上还有状态显示和I/O接线端子排，以便于连接和监视。

（4）电源模块

输入、输出接口电路是PLC与现场I/O设备相连接的部件。

它的作用是将输入信号转换为PLC能够接收和处理的信号，将CPU送来的弱电信号转换为外部设备所需要的强电信号。

1.5变量定义及I/O分配表

输入/输出地址分配如表1-1

表1-1液体混合装置输入/输出地址分配

输入点地址

功能

输出点地址

X0

SB0启动按钮

Y0

1车位升降电机

X1

SB1停止按钮

Y1

2车位升降电机

X2

1车位行程开关

Y2

3车位升降电机

X3

2车位行程开关

Y3

4车位移动电机

X4

3车位行程开关

Y4

5车位移动电机

X5

4车位行程开关

Y5

报警指示灯

X6

5车位行程开关

Y6

加热器H

Y7

热继电器FR

1.6电气原理图

如图1-2

图1-2自动双层停车场电气原理图

第2章自动双层停车场PLC控制系统设计

2.1程序流程图设计

如图2-1

启动

1-5位置都有车辆

假设1、2、3取车

4或5位置按照不同情况左右移动

1、2、3取车位上下移动

所取车辆到达出口

将未取车辆回复原位

按停止按钮？

结束

图2-1程序框图

2.2根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图

控制梯形图见附录一

2.3语句表

语句表见附录二

第3章自动双层停车场PLC监控系统设计

3.1监控安保系统

　　监控安保系统是指在中央控制室进行监视控制车库现场的运行状况。

它具有运动检测、车牌识别、网络连接、各种类型的报警系统实现连动等功能，可以实现无人看守。

现在已经开始有越来越多的居住小区开始采用机械停车库了。

考虑到成本及维修，目前多数小区采用的是多层升降横移式立体停车设备，大规模的仓储式机械停车库还很少。

升降横移式立体停车设备的泊车流程示意如下：

（一）红绿黄指示灯指示车库运行状态。

　　红色指示灯指示有人正在进行操作，请稍候；

绿色指示灯指示目前无人操作，可进行操作；

黄色指示灯指示有故障发生，车库不能工作。

（二）存车操作

　　司机驾驶车辆从车库入口进入。

在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己的IC卡，感应过程完毕，栅栏自动升起，司机开车进入车库。

车辆进入后，栅栏自动关闭。

划卡的同时，控制器读取车位号，车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置，车库单元门自动打开。

司机开车进入，停车到位，拉手刹，下车走出车库，用IC卡在车库出口处晃一下IC卡，车库单元门自动关闭。

完成存车操作。

（三）取车操作

　　司机进入车库时，在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃以下自己的IC卡，控制器自动读取车位号，车库内对应的载车盘自动移动到人车交接的位置，车库单元门自动打开，司机进入车库，开车出来，在车库出口处的自动读卡机前感应区域晃一下自己的IC卡，感应完毕，读卡机接受信息，上位控制机自动记录、扣费，栅栏自动升起，司机开车出场，出场后，栅栏自动关闭；

同时，控制器自动读取车位号，对应的车库单元门自动关闭。

取车操作完毕。

车库在运行过程中，有完备的自我保护装置。

一系列光电开关、接近开关、行程开关等对载车盘准确运行到位起着决定性的作用；

独特的防坠落装置、断绳报警装置、超速保护装置对车辆的安全起到保护作用。

车辆超长检测、车辆停车不到位检测、以及人员误入检测等信号对车辆及人员的安全起着决定性的作用。

3.2通讯程序设计

　　PLC选用ModbusRTU主通讯模块（master）。

PakscanIIE主站控制器是一个远程终端单元，做为Modbus从设备（slave）。

PLC的CPU通过ModbusRTU主通讯模块控制PakscanIIE主站控制器的读写，被称为Modbushost。

系统采用单Modbushost两线通讯方式，该方式最多可以连接32个PakscanIIE主站控制器。

　　主通讯模块的程序设计有3部分内容：

初始化通讯模块;

读写Modbus/RTU数据;

监测通讯状态。

　　通讯模块的初始化工作主要是配置3个初始化控制块的参数：

Slave控制块（SCB），信息控制块（MCB）和通讯要求参数块（COM_REQ）。

SCB是一个15个寄存器长的数据块，功能是定义与其通讯的Slave的型号、个数、状态等参数，每一个Slave需要定义一个SCB块。

MCB是一个6个寄存器长的数据块，功能是定义Master要求每个Slave执行的命令信息，包括命令类型、RTU引用地址偏移、PLC引用地址偏移、主机号等参数，每一种命令需要定义一个MCB块。

COM_REQ是一个17个寄存器长的数据块，功能是定义通讯方式、端口控制字及监测SCB和MCB的状态参数等，每一端口需要定义一个COM_REQ块。

所有这些初始化参数在PLC上电或冷启动初始化的第一个扫描周期内加载到RTU主通讯模块，此后RTU主通讯模块负责与PakscanIIE主站控制器通讯，而PLC则与RTU主通讯模块交换数据。

读写Modbus/RTU数据和监测通讯状态的编程相对简单，只要读写初始化时定义的相应的PLC参数地址即可。

3.3故障报警系统设计

　　在自动控制系统的设计中我们设计了3级故障显示报警系统，1级设置在控制现场各控制柜面板，用指示灯指示设备正常运行和故障情况，当设备正常运行时对应指示灯亮，当该设备运行有故障时指示灯以1Hz的频率闪烁。

为防止指示灯灯泡损坏不能正确反映设备工作情况，专门设置了故障复位/灯测试按钮，系统运行任何时间持续按该按钮3s，所有指示灯应全部点亮，如果这时有指示等不亮说明该指示灯已坏，应立即更换，改按钮复位后指示灯仍按原工作状态显示设备工作状态。

2级故障显示设置在中心控制室大屏幕监视器上，当设备出现故障时，有文字显示故障类型，工艺流程图上对应的设备闪烁，历史事件表中将记录该故障。

3级故障显示设置在中心控制室信号箱内，当设备出现故障时，信号箱将用声、光报警方式提示工作人员，及时处理故障。

在处理故障时，又将故障进行分类，有些故障是要求系统停止运行的，但有些故障对系统工作影响不大，系统可带故障运行，故障可在运行中排除，这样就大大减少整个系统停止运行时间，提高系统可靠性运行水平.

结论与体会

在实际控制中，由于PLC产品自身具有可靠性高、灵活性强、对工作环境无要求和抗干扰性能好等诸多优点,使之完全可以将操作人员从恶劣的现场环境中解放出来,因而深受用户欢迎。

同时采用PLC控制液体混合装置，还能容易地随时修改可编程控制器程序，以改变液体混合装置的工作时间和工作状况，满足不同液体混合的需要。

该控制系统可用较少的资金投入,达到很高的控制精度。

本设计已通过模拟仿真检验,有很好的推广价值

任何设计的控制系统都是要经过实践和时间的考验方能不断的完善。

就如同我们做课程设计，这课程设计是对我们所学知识的考验，也是对我们对知识综合运用能力的考验。

更是对我们做一件事情态度考研。

经过设计我们应该学会认真、专心、更有毅力的做一件事情，这样我们在以后的工作和生活中才能经得起实践和时间的考验，我们才能走得更远！

通过为期一周的课程设计,不仅检验了我们的PLC理论知识,而且很好的将理论联系实际.在指导教师刘老师,李老师等各位老师的精心辅导下,我们顺利的完成了这次课程设计,在这里我由衷感谢他们为这次课程设计所付出的辛勤与汗水.

在完成这次课程设计的过程中,我翻阅了大量的参考资料,从而丰富了关于PLC方面的知识,最重要的是,在这其中让我学会解决问题的能力,从刚开始的无从下手,到翻阅参考资料及咨询辅导老师,到一点一点组织材料,最终完成了这次课程设计.

参考文献

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[2]张桂香,马全广.电器控制与PLC应用.化学工业出版社,2004

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包装与食品机械.2004

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化学工业出版社,2005

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[13]赵安,唐娟等.PLC在啤酒灌装流水线中的应用[J].泰州职业技术学院院报.2005

[14]刘美俊.提高PLC控制系统可靠性的措施[J]．电工技术杂志，2001

附录一

附录二

DIFU（13）210.00

LD0.15

LDNOT0.14

LD200.08

OUT200.08

LDNOTTIM002

TIM006#150

TIM007#170

TIM008#190

TIM009#210

LD0.00

LD200.05

LDTIM002

TIM010#230

LD0.01

DIFU（13）210.01

LD0.02

DIFU（13）210.02

DIFU（13）210.03

LD0.03

LD0.04

DIFU（13）210.04

DIFU（13）210.14

LD210.00

LD210.01

KEEP（11）200.05

ANDTIM001

OR210.00

LD210.04

KEEP（11）1.00

LD210.03

KEEP（11）1.02

LD210.02

LDTIM000

KEEP（11）1.04

LD1.04

TIM000#100

DIFU（13）210.06

KEEP（11）1.01

LD210.06

LDTIM001

KEEP（11）1.03

KEEP（11）220.00

LDNOT0.03

LDNOT0.02

LD210.14

LD220.00

TIM001#50

LD200.03

AND0.07

ORP_First_Cycle

OR200.00

AND200.01

OUT200.00

LD200.00

OR1.05

ANDNOT0.01

ANDNOT0.02

ANDNOT0.03

ANDNOT0.04

ANDNOT0.06

OUT1.05

OR1.06

ANDNOT0.05

OUT1.06

OR1.07

OUT1.07

OR1.08

OUT1.08

OR1.09

AND0.06

OUT1.09

OUT1.10

OUT200.01

TIM003#0150

END（01）