1、-1-金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF VOCATION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果（2014 届）题 目 升降横移式立体车库控制系统设计学 院 信息工程学院 专 业 电气自动化技术 班 级 自动化 111 学 号 201131010350113 姓 名 指导教师 2014 年 5 月 25 日-2-金华职业技术学院毕业教学成果目 录摘要 .3英文摘要 .3引言 .41 立体车库系统简介 .42 控制系统结构及工作原理 .43 主要器件选型 .53.1 可编程控制器的选型 .53.2 触摸屏的选型 .54 控制系统电路设计 .54.1PLC 外
2、围接线图 .54.2I/O 口分配表 .65 控制系统软件设计 .75.1 立体车库总控制系统设计 .75.2 停车程序设计 .95.3 取车程序设计 .106 触摸屏页面设计 .116.1 主页面 .116.2 执行页面设计 .126.3 停车页面 .136.4 取车页面 .13结论与谢辞 .14参考文献 .15附件 1基于 PLC 的升降横移式立体车库控制系统程序 .16-3-升降横移式立体车库控制系统设计信息工程学院电气自动化技术 摘要:介绍了基于三菱 Q 系列 PLC 对升降横移式立体车库的控制系统，选用了三菱公司的 GT1155 触摸屏实现人机交互。文中给出了升降横移式立体车库的基本
3、架构。简单分析了车库工作原理与一些传感器的使用。重点介绍了车库控制系统设计 PLC 以及 I/O 口，还简单介绍了下车库控制系统的结构与接线图。关键字 PLC 立体车库 系统设计Lifting and transferring garage PLC control system design(Major of Electrical automation Technology, Information and Engineering college, JinHua College of Vocation And Technology, Huang Xing-yu)Abstract:Introdu
4、ced based on Mitsubishi Qseries PLC garage for lifting and transferring control system, the choice of a three-Lings GT1155 touch screen human-machine interaction. This paper presents the basic structure of lifting and transferring garage. Asimple analysis of the use of the garage works with some of
5、the sensors. Highlights the garage PLC control system design and I/O ports, but also a brief introduction to the structure and wiring diagram of the control system under the garage.Keyword: PLC Parking garage System Design-4-引言随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止 2006 年底，市区仅有公
6、共停车场 827 处，共计车位 5.6 万个，仅占市区机动车拥有量的 8.5，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。上海的情况也让人无法乐观，仅有的 227 个地下车库使用面积不足 60 万平方米，只能满足 1.3 万辆机动车停放的要求，路边停车渐呈泛滥之势，比例高达 64，而且还有继续上升之势。据建设部城市交通工程技术中心对全国 15 个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为 4.84：1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足。专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规
7、，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其它空间满足停车需求。而无论采取什么措施，在规划后再收拾残局，于局限内弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地
8、下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段，也是停车产业发展的必由之路。当前，我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展立体停车产业。立体车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，立体车库具有突出的节地优势。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 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 8090，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。1 立体车库系统简介主要结构和功能是利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式
9、停车设备。每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾-5-驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。升降横移式立体车库的结构主要由主框架、停车托盘、电气系统等部分组成，车库共设二层，每层 4 个车位，共两层 8 个车位，另外还有一个周转空位，用作汽车的中转平台，每个车位单元配置停放车辆的托盘，托盘由传动系统驱动可上下、左右移动。传动系统分为升降传动系统和横移传动系统。升降传动系统由电动机、变频器、链轮、链条等组成，运行时，电动机带动链轮转动，链轮带动链条，通过升降电动机的正反转实现托盘的上下升降运动。横移传动系统由电动机、变频器、驱动轮和从动轮、导轨组成，通过横移电
10、动机带动托盘在横梁上进行横移运动。2 控制系统结构及工作原理基于实际的升降横移立体车库系统结构，确定升降横移式立体车库系统结构。它由立体车库系统、立体车库控制系统、接口处理模块三部分组成。PLC 输出的控制信号经接口处理模块控制立体车库的执行机构，控制各个车位的运行。立体车库运行过程中，位置传感器的检测信号经接口处理模块输到 PLC 控制系统，实现闭环控制,在每个车位中央设置一个行程开关，利用行程开关的开断在判断载车板的左右移动是否到位，以及通过几个行程开关的通断在判断载车板移动到哪了。所以我们要 8 行程开关在控制整个车库的载车板的左右移动情况，同时在每个车位中央设置一个行程开关，利用行程开
11、关的开断在判断载车板的上下移动是否到位，以及通过几个行程开关的通断在判断载车板移动到那了。所以我们要 8 个行程开关在控制整个车库的载车板的上下移动情况，在每个载车板中央放一个重力传感器，利用重力传感器来判断车是否进入载车板。所以我们要 8 个重力传感器。立体车库控制平台由 PLC、变频器、触摸屏三部分组成如图 2-1。触摸屏设存取车操作按钮及车位提示信息，触摸屏输入操作命令传送到 PLC，PLC 通过检测车位的状态信息在相应的 I/O 口输出控制信号，控制相应的车位电机或挂钩运行。在载车板升降过程中，将载车板的位置信息传送到PLC，PLC 控制变频器实现不同升降速度运行 ,如图 2-1。-6
12、-触摸屏 P L C变频器接口处理模块图 2-1 立体车库控制系统3 主要器件选型3.1 可编程控制器的选型由于立体车库所需要的 I/O 数量较多，对控制性能要求较高，所以选择三菱 Q 系列 PLC，它由电源模块、CPU 模块、基板、I/O 模块等组成。通过扩展基板与 I/O 模块可以增加 I/O 点数，通过扩展储存器卡可增加程序储存器容量，通过各种特殊功能模块可提高 PLC 的性能，扩大 PLC 的应用范围，非常便于使用。三菱 Q00UJCPU-S8 具有八个扩展模块 128 点 I/O 口，运算速度快，适合车库的需求。节 省 空 间 、 节 省 配 线 ，安 装 Q 系 列 所 需 的 空
13、 间 只 是 原 来 AnS 系 列 的 60， %安 装 灵 活 。 Q 系 列 有 5 槽 、 8槽 、 12 槽 多 种 基 板 ， 可 灵 活 配 置 ， 减 少 系 统 所 用 基 板 数 。 它的指令丰富，可以用GXDeveloper，也支持编程器编程，它的编程简单，适合大众人群。它与 GX-Developer 高速通信，提高了调试效率，通信接口有 USB 和 RS232。USB 接口使它可以和任意一台计算机连接，而 RS232 可以和触摸屏通信，可以通过触摸屏控制 PLC。-7-3.2 触摸屏的选型触摸屏选用三菱公司的 GT1155-QSBD-C 型，它灵敏度较高，而且具有防水防
14、尘。它可通过 RS232 或 USB 与 PLC 接口。它的色彩比较丰富，由 256 色大屏幕显示，可以增强视觉效果。触摸屏有丰富资源库，在设计时可以在库里面选择适合元件。触摸屏具有备份功能，在原系统故障时，可以通过恢复备份来恢复实时操作。还具有特点：1 实现了显示，运算，通讯全方位的高速化；2 高亮度（400cd/m2）显示，提供免受外部光线干扰的完美图像；3 分辨率 320240，256 色 TFT 液晶显示；4 显示尺寸：5.7英寸；5 可视角度：左右 70 度，上下 70/50 度。6 内置 3MB 标准内存，内置 CF 卡接口。4 控制系统电路设计4.1PLC 外围接线图PLC 外围
15、接线图见 4-1，左边的 PLC 输入信号，PLC 的输入信号是车库的位置开关以及车库的检查装置组给的。右边的是 PLC 输出信号。PLC 的输出信号分二部分，第一部分是输出给接触器和车库车位挂钩控制与信号灯。第二部分是输出给变频器，用变频器来控制电机。4.2I/O 口分配表立体车库共设四层，一至二层为 4 车位，共二层 8 个车位，一层每个车位一个横移电机外，二层每个车位需一台升降电机、一个挂钩、一个车辆检测传感器，每个车位包括个中转车位需要一个车位检测传感器，因此共需 63 个 I/O 口。-8-图 4-1PLC 外围接线图表 4-2 I/O 分配表输入 输出序号功能 元件 地址 功能 元
16、件 地址1 一层 1 号车位选择按钮 SB1 X0 设备运行灯 HL1 Y02 一层 2 号车位选择按钮 SB2 X1 报警灯 HL2 Y13 一层 3 号车位选择按钮 SB3 X2 警铃 HL3 Y24 一层 4 号车位选择按钮 SB4 X3 一层 1 号车位横移电机正转 KM1 Y35 二层 1 号车位选择按钮 SB5 X4 一层 2 号车位横移电机正转 KM2 Y46 二层 2 号车位选择按钮 SB6 X5 一层 3 号车位横移电机正转 KM3 Y57 二层 3 号车位选择按钮 SB7 X6 一层 4 号车位横移电机正转 KM4 Y68 二层 4 号车位选择按钮 SB8 X7 一层 1
17、号车位横移电机反转 KM5 Y79 自动/点动切换开关 SA X10 一层 2 号车位横移电机反转 KM6 Y1010 复位按钮 SB9 X11 一层 3 号车位横移电机反转 KM7 Y1111 急停按钮 QS X12 一层 4 号车位横移电机反转 KM8 Y1212 检测是否有人加入 IB1 X13 二层 1 号车位升降电机正转 KM9 Y1313 车辆超长检测 IB2 X14 二层 2 号车位升降电机正转 KM10 Y1414 启动按钮 SB10 X15 二层 3 号车位升降电机正转 KM11 Y1515 停止按钮 SB11 X16 二层 4 号车位升降电机正转 KM12 Y1616 一层
18、 1 号车位车辆有无光 电传感器 IB3 X17 二层 1 号车位升降电机反转 KM13 Y1717 一层 2 号车位车辆有无光 电传感器 IB4 X20 二层 2 号车位升降电机反转 KM14 Y2018 一层 3 号车位车辆有无光 电传感器 IB5 X21 二层 3 号车位升降电机反转 KM15 Y2119 一层 4 号车位车辆有无光 IB6 X22 二层 4 号车位升降电机反转 KM16 Y22-9-序号 输入 输出功能 元件 地址 功能 元件 地址电传感器20 二层 1 号车位车辆有无光 电传感器 IB7 X2321 二层 2 号车位车辆有无光 电传感器 IB8 X2422 二层 3
19、号车位车辆有无光 电传感器 IB9 X2523 二层 4 号车位车辆有无光 电传感器 IB10 X2624 上升启动按钮 SB12 X2725 一层 1 号车位左限位开关 SQ1 X3026 一层 2 号车位左限位开关 SQ2 X3127 一层 3 号车位左限位开关 SQ3 X3228 一层 4 号车位左限位开关 SQ4 X3329 一层 1 号车位右限位开关 SQ5 X3430 一层 2 号车位右限位开关 SQ6 X3531 一层 3 号车位右限位开关 SQ7 X3632 一层 4 号车位右限位开关 SQ8 X3733 二层 1 号车位的上限位 SQ9 X4034 二层 2 号车位的上限位
20、SQ10 X4135 二层 3 号车位的上限位 SQ11 X4236 二层 4 号车位的上限位 SQ12 X4337 二层 1 号车位的下限位 SQ13 X4438 二层 2 号车位的下限位 SQ14 X4539 二层 3 号车位的下限位 SQ15 X4640 二层 4 号车位的下限位 SQ16 X4741 一层 1 号车位横移过载检 测 IB11 X5042 一层 2 号车位横移过载检 测 IB12 X5143 一层 3 号车位横移过载检 测 IB13 X5244 一层 4 号车位横移过载检 测 IB14 X5345 二层 1 号车位升降过载检 测 IB15 X5446 二层 2 号车位升降过载检 测 IB16 X5547 二层 3 号车位升降过载检 测 IB17 X5648 二层 4 号车位升降过载检 测 IB18 X575 控制系统软件设计5.1 立体车库总控制系统设计当系统启动时，系统首先要检测是否出现故障，同时显示类型，当出现故障时紧急停车，进行人工检修，检修完毕后再重新启动系统，系统再次检测是否还有故障，-10-没故障，将正常运行，并通过触摸屏控制来执行下一个操作，总控制系统设计如图 5-1。
