自动双层停车场控制设计--毕业论文设计.docx
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1、唐山工业职业技术学院毕业设计说明书题目: 自动双层停车场控制设计 系别 自动化工程系 班级 13电气11 姓名 XXXSSS 学号 138991125 指导教师 陈冬东 2015年11月28日目 录摘要1关键字1一、 概述21.1 课题研究目的与意义21.2 本课题设计的亮点2二、功能需求分析22.1 发展背景22.2 自动双层停车场的工作原理32.3 自动双层停车场的控制要求4三、 接线图及其软件设计63.1 电气接线图:63.2 主电机接线63.3 自动双层停车场的硬件选择73.4 数字量输入部分83.5 数字量输出部分93.6 升降装置部分93.7 控制过程93.8 仿真10四、总结11
2、参考文献12附录131自动双层停车场控制设计马洪宾(13电气11)摘 要编程软件以西门子公司为S7-200PLC设计的V3.2 STEP 7 MicroWIN SP4编程软件为例。停车场的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。本文首先介绍了本次设计的目的、意义及内容,然后重点介绍了停车场的设计,对程序流程图及编程软件进行了说明,最后对系统进行了仿真。本次设计基于PLC的自动双层停车场控制设计,课题源于市场上自动控制停车场。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。关键字:停车场 PLC 控制一、概述1.1课题研究目的与意义作为解决城市静态交通的有效措施自动双层停车场。自动化立
3、体停车设备已向空间、高层发展,以其占地面积小、停车效率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。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和加入世界贸易组织步伐的加快,汽车普遍进入家庭已为期不远,停车市场前景广阔。机械式立体停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、地下停车库和停车楼组合实施。是解决城市停车难最有效的手段,是停车产业发展的必经之路。1.2 本课题设计的亮点机械车库与传统的自
4、然地下车库相比,在许多方面都显示出优越性。首先,机械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30余平方米的面积,而如果采用双层机械车库,可使地面的使用率提高8090,如果采用地上多层立体式车库的话,土地面积将大大减少,这可以大大地节省有限的土地资源,并节省土建开发成本。发展立体停车库是当今社会的必然趋势,机械式立体停车库占地少、存车多,其在停车场听优势是明显的,适合于城市建设的各种场所。二、功能需求分析2.1 发展背景作为解决城市静态交通的有效措施自动双层停车场。自动化立体停车设备已向空间、高层发展,以其占地面积小、停车效率高、布置灵活、高效低耗、性价
5、比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。立体停车设备的发展在国外,尤其在日本有近3040年的历史。无论在技术上还是在经验上均已获得成功。我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备,距今已有10年历程。机械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,机械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30余平方米的面积,而如果采用双层机械车库,可使地面的使用率提高8090,如果采用地上多层立体式车库的话,土地面积将大大减少,这可以大大地节省有限的土地资源,并节省土建开发成本。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
6、的耗电量比工人管理的地下车库低得多。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。2.2 自动双层停车场的工作原理自动双层停车场的运行原理即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。其车位结构为2维矩阵形式,可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制,一般为2-4层,2层、3层者居多,现以较为典型的地上23升降横移式为例,说明停车库的运行原理。下排车位只需直接将车子开出即可。如果要呼叫上排车位,只需按下
7、1至3的按钮,再按下叫车按钮,则所按车位将降至下层,而下排车位将左右移动,让出位置让上层车位降下来。即底层只能平移,顶层只能升降。除顶层外,底层都必须预留一个空车位,供进出车升降之用。当底层车位进出车时,无需移动其他托盘就可直接进出车;顶层进出车时,先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是:升降复位,平移复位。如图21所示。 图21自动双层停车场原理图由于停车设备对场地的适应性强,系统各机械部分可以根据不同地形和空间进行任意的组合、排列,规模可大可小,对土建的要求比较低,因此,应用非常广泛。2.
8、3 自动双层停车场控制要求自动双层停车场控制系统通过人机界面来实现。存车时,在人机界面的主界面中按“存车界面”,在选择需要存车的车位,判断无误后按确认,自动完成存车过程;取车时人机界面进去取车界面,直接选择想要取车的库位,判断无误后按确定,自动完成取车过程。用户存车,进入存车界面。司机将车开到升降台指定位置后下车,发布存车指令,人机界面将相应信号送给PLC,PLC判断是否上升,升降台低速上升,达到指定位置碰到主平层行程开关时,主电机制动。此时汽车在制定车位,并且人机界面上显示相应库位有存车信息。取车时,在人机界面上选择取车界面,选择库位,判断无误后按“叫车”,进入驱车操作。根据库位位置,PLC
9、判断所取车位是否下降,升降台下降,司机把车从升降台上开出。如图22所示。图21图22流程图结束复位指令输入司机入库把车开出升降机根据指令作出相应动作否升降机根据指令作出相应动作否是取车指令输入根据车位判断是否上升是开启司机入库把车开入根据车位判断是否下降17三、 接线图及其软件设计3.1电气接线图:-图31电气接线图3.2 主电机接线电源1号车升降电动机2号车升降电动机3号车升降电动机4号车左右移位电动机5号车左右移位电动机图32主电机接线图3.3 自动双层停车厂的硬件选择3.3.1电动机根据机械传动要求,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。3.3.2熔断
10、器选用RT14-20/20A型熔体和选用RT14-20/2A型熔体。3.3.3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,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。3.3.4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。3.3.5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
11、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。3.3.6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。3.3.7电动机主电路选用铜心塑料绝缘硬线(环境温度下允许载流17A)。其它配线用0.5多股软线。3.3.8 PLC的选用随着PLC技术的发展,PLC产品种类也越来越多,而且功能也日趋完善。不同种类之间的功能设置有着很大的差异,其结构形式、性能、容量、指令系统、价格也不尽相同,适合的场合也个有侧重。这既给PLC机型的选择提供了十分广阔的空间,同时也带来了一定的合理选用难度。PLC型号选择的基本原则应是在功能满足要求的前提下,追求好的性价比。因此,合理选择
12、PLC,对于提高PLC控制系统技术经济指标有着重要意义。PLC平均的I/O点的价格比较高,因此应该合理选用PLC的I/O点的数量,在满足控制要求的前提下力争使用的I/O点最少,但是必须留有一定的余量。 考虑到本次设计的双层自动停车场控制系统,一般要求PLC的反应速度要满足此控制的要求。根据PLC I/O节点使用原则,需要预留出20%-30%的I/O点来作为扩展使用,双层停车场有15个输入信号,分别是叫车按钮SB1、分别叫1、2、3号位上的车的按钮1、2、3,SQ1至SQ5 5个限位开关,SQ-1至SQ-5 5个关电开关。10个输出信号,分别为1至3号3个托盘的上下移动,4号5号2个托盘的左右移
13、动。在小型PLC中整体式比模块式的价格便宜,体积也小,所以本系统选用PLC型号为西门子S7200(CPU226),这种机型的I/O点数分别为24/16。 3.4 数字量输入部分 自动双层停车场控制系统的输入共有15个输入点。具体的输入分配如表所示:表33输入信号的地址分配表输入信号名称符号输入点1号车上升限位开关SQ1I0.01号车下降限位开关SQ2I0.12号车上升限位开关SQ3I0.22号车下降限位开关SQ4I0.33号车上升限位开关SQ5I0.43号车下降限位开关SQ6I0.54号车左移限位开关SQ7I0.64号车右移限位开关SQ8I0.75号车左移限位开关SQ9I1.05号车右移限位开
14、关SQ10I1.11号电机热继电器FR1I1.22号电机热继电器FR23号电机热继电器FR34号电机热继电器FR45号电机热继电器FR51号车按钮SB1I2.02号车按钮SB2I2.13号车按钮SB3I2.2叫车按钮SB4I2.3复位按钮SB5I2.43.5 数字量输出部分 自动双层停车场控制系统的输出共有10个输出点。具体的输出分配如表所示:表34输出信号KM的地址分配表输出信号名称符号输出点1号车平台上升KM1Q0.01号车平台下降KM2Q0.12号车平台上升KM3Q0.22号车平台下降KM4Q0.33号车平台上升KM5Q0.43号车平台下降KM6Q0.54号车平台左移KM7Q0.64号车
15、平台右移KM8Q0.75号车平台左移KM9Q1.05号车平台右移KM10Q1.13.6 升降装置部分升降装置包括:1)曳引驱动机,即电机、减速箱和制动器;2)传动部件包括钢丝绳和滑轮(或升降链条、链轮)等;3)对重和平和平衡连;4)升降导轨和对重导轨。曳引驱动机通过钢丝绳(或链条)使载车台升降,同时对重也相应运动,平衡重量这样有利于减小电机功率。3.7控制过程:当1号车取车时,先按SB1按钮,线圈KM11得电,再按SB4按钮,线圈KM14得电,则此时线圈KM10得电,5号车车位右移电机启动,5号车车位右移,行程开关SQ9常开触点断开,常闭触点闭合。至预定位置时,行程开关SQ10常闭触点断开,常
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