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立体车库youyong
井冈山大学机电工程学院
本科生课程设计
课程:
PLC课程设计
专业:
电气工程及其自动化
班级:
电气12级本
(1)班
学号:
120615049
姓名:
黄荣蒙
指导教师:
乐宋进
完成日期:
2015/6/14
一、系统功能分析概述3
1.1立体车库出现的必要性3
1.2立体车库在国内外研究发展现状3
1.2.1国外研究现状4
1.2.2国内研究现状4
1.3创新点4
1.4立体车库的主体结构:
5
1.5立体车库的工作内容5
二、可编程控制器概述6
2.1可编程序控制器的产生及发展6
2.2PLC的选型6
2.21中央处理单元CPU7
2.22存储器7
2.3电机的选型8
三、PLCI/O配置及接线图9
3.1车库PLC的I/O配置9
3.2车库PLC的I/O电气接线图11
四、心得体会11
五、参考文献12
六、车库PLC的梯形图13
一、系统功能分析概述
1.1立体车库出现的必要性
在城区的车辆密集区,由于受到原有占地面积的限制,汽车停泊困难,交通阻塞。
城市交通建设由于只注重解决动态交通—修路,不重视解决静态交通—建停车场(库),因而造成现有停车位远远不能满足停车需求的严重局面。
由于停车位的严重不足,迫使大量汽车占道停放已成为影响城市交通和市容环境的一大问题。
随着城市建设的迅速发展,城市空地和巷道越来越少,但是城市里的汽车数量却越来越多。
1.2立体车库在国内外研究发展现状
目前常见的机械式立体停车库有升降横移式、垂直循环式、多层循环式、水平循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降类和简易升降式8种,其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点,在国内车库市场占有83%的市场份额。
可编程控制器(PLC)集微机技术、自动化技术、通讯技术为一体,可靠性强、性价比高、设计紧凑、扩展性好、操作方便,因此在自动停车系统中通常作为电控核心。
对于规模较大的系统,还可使用工业现场总线(Profibus或Devicenet)构成PLC网络,实现自动控制。
图1-2升降横移式立体车库
1.2.1国外研究现状
早在20年代,立体停车就在美国,根据自动物流系统物料传输的原理发展而来,在繁华拥挤的都市,为解决停车难而诞生,先后出现了针对家庭使用的双层停车设备;利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备;适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔;利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。
自70年代末起,世界经济高速发展,汽车逐渐普及,保有量不断增加,迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制造应用。
以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平,韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进--移植制造,得到了蓬勃发展,较好地解决了本地区的停车难,并开始向外输出技术和出口产品。
1.2.2国内研究现状
我国机械式车库的早期研究开发工作是从80年代中期开始,90年代开始引进和生产停车设备,在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。
参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台,目前停车设备生产厂已发展到几百家,生产各种类型的停车设备,有些停车设备已开始出口。
但在我国的停车产业发展中还存在一些问题,如没有统一的技术标准;多数产品是仿效或引进国外技术制造,技术水平低;缺少具有一定规模的企业,生产能力不足;市场竞争无序,个别企业为抢占市场,采取低价竞争;缺少科研设计单位的参与,技术创新能力严重不足;政策不配套,对停车产业发展和管理严重滞后等。
解决上述问题,需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。
政策方面应参照发达国家的有关政策法规,规划确定出专用和公共停车位的合理数量,实现投资主体多元化,确定车库的管理属性和停车收费标准,给予投资和经营者相应的优惠政策,使其有利可图。
市场方面应建立车库市场运行机制,利用价格杠杆调高占路停车收费标准,逐步消除“路满库空”现象。
鼓励按市场规则经营车库,并实施政府监督和政策调控,使停车产业良性发展。
1.3创新点
1、节省占地,配置灵活,建设周期短:
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80%—90%,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,这可以大大地节省有限的土地资源,并节省土建开发成本。
2、机械车库与地下车库相比可采用自动控制,构造简单,安全可靠:
人在车库内或车不停准位置,由电子控制的整个设备便不会运转。
应该说,机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。
3、价格低,外装修、土建地基等投资少:
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。
同时,可以大大的缩减管理的人员。
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。
4、存取车迅速,等候时间短。
5、运行平稳,工作噪声低。
1.4立体车库的主体结构:
本文研究的是升降电梯、行走小车及其横移机构为主体的电梯式立体车库。
作为存取车辆的工具,其摒弃了老式停车场或停车楼占地面积大、停车数量少、污染严重和停车安全性低等问题,继承和发扬智能立体车库占地少、停放车辆多,便于集中管理、安全可靠等优点,具有结构简单可靠、钢架结构稳定性好、车位的增减方便灵活、造价低、使用方便、车辆存放安全性高、采用计算机控制、实现监控管理一体化等特点。
还可以根据用户的需要及环境和场地的要求设计不同数量的车位,从几十个车位到上千个车位,可建立在广场、商场、建筑物顶部、地下等场所。
1.5立体车库的工作内容
电梯式立体车库内设置能停放几十辆汽车的钢结构停车架,一端或中间为电梯升降井道,主要是通过电梯的上升、下降通过小车水平行走至指定车位利用小车上的横移装置将载车板上的汽车送入停车架或将已存于各车位的汽车取出,运回地面。
由于存取车是三维运动,即水平尤方向、横向方向和高度方向的运动。
其高度方向的运动由电梯的升降实现水平方向的运动,由行走小车的前、后行实现横向厂方向的运动由载车板的横移实现。
即一个存取周期应由水平方向、横向方向和高度了方向的运动组成。
电梯式立体车库的工作原理:
电梯式立体车库内设置能停放一辆汽车的钢结构停车架,一端或中间为电梯升降井道,主要是通过电梯的上升、下降通过小车水平行走至指定车位利用小车上的横移装置将载车板上的汽车送入停车架或将已存于各车位的汽车取出,运回地面。
由于存取车是三维运动,即水平尤方向、横向方向和高度方向的运动。
其高度方向的运动由电梯的升降实现水平方向的运动由行走小车的前、后行实现横向厂方向的运动由载车板的横移实现。
即一个存取周期应由水平方向、横向方向和高度了方向的运动组成。
二、可编程控制器概述
2.1可编程序控制器的产生及发展
1969年美国数字设备公司(DEC)研制出世界上第一台可编程序控制器。
它主要用来替代继电器实现逻辑控制。
简称为PLC(ProgrammableLogicalController)。
20世纪70年代未至80年代初,可编程序控制器的处理速度大大提高,不仅可以进行逻辑控制,而且可以对模拟量进行控制。
美国电器制造协会(NEMA)将可编程序控制器命名为PC(ProgrammableController)。
20世纪80年代以来,以16位和32位微处理器为核心的可编程序控制器得到迅速发展。
这时的PLC具有了高速计数、中断技术、PID调节和数据通信等功能。
2.2PLC的选型
三菱plc是日系品牌,编程直观易懂,学习起来会比较轻松,优势在于离散控制和运动控制,三菱的指令丰富,有专用的定位指令,能够实现某些复杂的动作控制。
本次用的是FX-1N,PLC的输入/输出点分别为36/24点。
可编程控制器的硬件
PLC的硬件结构主要由中央处理器(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)接口、电源及外围编程设备等几大部分构成。
2.21中央处理单元CPU
CPU在地址总线、控制总线、数据总线的配合下从程序存贮器中逐一读取指令,并进行逻辑运算、算术运算、数据传送、数据转换等指令所规定的操作。
2.22存储器
系统存储器(只读ROM)存放系统程序。
系统程序主要包括自诊断程序和监控程序,它是由PLC制造厂提供给用户并固化在只读存储器ROM中的系统管理程序。
用户存储器(随机读写RAM)存放用户程序,用户程序是使用者根据PLC应用系统的控制要求编写的符合该PLC语法规则的一组控制程序。
(2)开关量输出接口:
作用:
是把PLC内部的标淮信号转换成现场执行机构所需的开关量信号。
分:
继电器型,晶体管型,晶闸管型
(3)模拟量输入接口
作用:
把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的由若干位二进制数字表示的信号。
模拟量输入接口接受标准模拟信号。
(4)模拟量输出接口
作用:
将PLC运算处理后的若干位数字量信号转换为相应的模拟量信号输出。
模拟量输出接口一般由光电隔离、D/A转换和信号驱动等环节组成。
特点:
①大多是独立的工作单元。
②一般带有单独的CPU。
③有专门的处理能力。
三.可编程序控制器的工作原理
采用循环扫描工作方式:
系统周而复始地依一定的顺序完成一系列的具体的工作,称为循环扫描工作方式。
PLC系统正常工作所要完成的任务包括:
①PLC内部各工作单元的调度、监控;
②PLC与外围设备间的通信;
③用户程序所要完成的工作等。
2.3电机的选型
(1)、电动机类型的选择
方案一:
直流电动机
直流电动机具有良好的起动、制动性能,宜于在宽范围内平滑调速,在许多需要调速和(或)快速正反转的电力拖动领域得到了广泛的应用。
方案二:
步进电机
步进电机驱动信号必须为脉冲信号,没有脉冲的时候,步进电机静止;转动的速度和脉冲的频率成正比;步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越特性;改变脉冲的顺序,可以方便的改变转动的方向。
方法三:
交流伺服电机
结构简单、制造容易,无须机械换向器,允许转速和容量大。
方案四:
同步电动机
没有转差,也没有转差功率,所以同步电动机只能是转差不变型(恒=0)的,由于同步电动机转子极对数又是固定的,只能靠变压变频调速。
功能简述:
当按下叫车按钮,再按下编号按钮后,底层车库4和5号车库移动腾出位置让上面的车库下来。
当上面的车库下来后,车子就进库。
车子好位置,绿灯亮3s,按下钮,车库上升,4和5号车库回到原来位置。
当进入4和5车库时,停好位置绿灯亮3s。
三、PLCI/O配置及接线图
3.1车库PLC的I/O配置
PLC的I/O配置
输入设备
输入继电器
输出设备
输出继电器
代号
功能
代号
功能
SA1
叫车按钮
X0
KM1
1号车库上升接触器
Y0
SA2
1号编号按钮
X1
KM2
1号车库下降接触器
Y1
SA3
2号编号按钮
X2
KM3
2号车库上升接触器
Y2
SA4
3号编号按钮
X3
KM4
2号车库下降接触器
Y3
SA5
人工按钮
X7
KM5
3号车库上升接触器
Y4
SQ1
1号车库上限位开关
X10
KM6
3号车库下降接触器
Y5
SQ2
1号车库下限位开关
X11
KM7
4号车库左移接触器
Y6
S
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