电气控制与 PLC 课程设计说明书自动双层停车场控制设计系、部：_学生姓名：学 号指导教师：_职称：讲师专 业：班 级：完成时间：摘要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。本次PLC课程设计自动双层停车场 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。本次设计按期圆满的完成了规定的任务，工作中有创新意识，为我们以后从事实际 的技术工作，打下了一个良好的基础关键词：立体停车 PLC 自动控制AbstractDevelopment parking equipment is the inevitable trend in todays society, of mechanical parking equipment, saved a car occupies little space, its advantage in the parking lot to listen to is obvious, suitable for all kinds of places of city construction. The PLC automatic course design double parking lot is the operating principle of the up and down and move transversely machines of vertical displacement of tray garage produce channel, realize the top parking lift access vehicles. The design on schedule a complete the required task, work has innovation consciousness, for our future and engaged in actual technical work, and laid a good foundation keyword: Parallel parkingPLC automatic control目录第一章自动双层停车场控制工艺分析 31.1 绪论 31.2 工艺分析 31.3选择元器件 41.4 PLC的选择51.5 I/O分配表71.6 电气原理图7第二章自动双层停车场PLC控制系统设计 92.1控制系统流程图设计92.2控制系统梯形图102.3 控制系统指令表102.4硬件外部连接图10第三章自动双层停车场PLC监控系统设计 113.1监控安保系统113.2 通讯程序设计113.3 故障报警系统设计12结论与体会13附录一14附录二15参考文献17第一章自动双层停车场控制工艺分析1.1 绪论可编程序控制器(Programmable controller)简称PLC,是近年来一种极为迅速，应 用极为广泛的工业控制装置。它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统， 它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定 的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。随着汽车工业的发展，以及国家的经济型社会、节约型经济的政策、可持续发展战略 等，决定了立体停车设备的发展和立体停车设施问题。 近年来，随着中国经济的迅速发 展，城镇人口剧增，汽车拥有量日益提高。由于汽车数量的快速增加，对停车场的需求必 将日益提高，停车难的问题越来越突出，人们对停车的要求也越来越迫切。而对于快速发 展的中国各个城市，停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。资料 显示，全国36个大中城市停车位满足率不足20%，也就是说，目前我国城市每5辆机动车 辆只有1个停车位。PLC 一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等 独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。随 着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞 速发展。国内家用汽车拥有量的迅速增加，使城市道路交通变得十分拥挤，各大城市高峰时塞车已经成为天 天可见的一道景观。家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。我国大城市中由于停车位少，而土地越 来越紧缺的情况下，停车位价格十分昂贵，为解决城市停车难的问题，立体车库是必然出路。我国立体 车库发展虽经历了近十年的发展，但仍处于初级的停车功能，是最原始的使用阶段，它的设计水平、经 济价值还有待于完善和开发。为此对立体车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效 益。采用基于 PLC 的控制系统来取代原来由单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具 有良好的可移植性和可维护性。对提高企业生产和管理自动水平有很大的帮助，同时又提高了生产线的 效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔的市场前景。用PLC进行开关量 控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需用到它，如灯光照明、机床 电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、液体混合自动配料系统、生产流水线等方面的逻辑控 制，都广泛应用PLC来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC用于自动双层停车场控制，对学习 与实用是很好的结合。1.2 工艺分析从图中可知设计的自动双层停车场控制主要完成取车时车位的变换，如图1-1所示。-Y7-YII6Y 10 图1-1 自动双层停车场示意图1. 泊车驾驶员只需用按钮操作，系统完成对应泊位托板位置调整，将托板调整到车 辆进出口处，存取车完毕后，托板自动回复原位。2. 系统具有停电时状态保持功能：当断电后恢复通电，在操作者重新启动后，系统 能按停电前原动作顺序继续工作。3. 为防止超长车辆进入车库造成车辆和车库损坏，系统应具有车辆测长功能，对超 长车辆能做超长报警处理。4. 上层泊位应具有防坠落保护装置。5. 具有必要的工作状态指示和提示功能。6. 具有系统故障检测和报警功能。7. 托板上下运动速度0.05m/s,左右移动速度为0. lm/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l.lKw ；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:错误!未找到引用源。二实际选用RT14-20/20A型熔体。挡板电动机熔体额定电流：0.75 X 1000I = l.S X A = 1.71 A380实际选用RT14-20/2A型熔体。托板平移电动机熔体额定电流：A=4.18AT r “ 丄IM盹 0上-二盲三错误!未找到引用源。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）错误!未找到引用源。但是考虑同一控制系统中元器件规格型号尽可能一致，因此选择时错误!未找到引用源。 按最大的油泵电动机5.5Kw计算：错误!未找到引用源。三 一 14.4 A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错误!未找到引用源。铜心绝缘硬线（环境温度错误!未找到引用源。允许载流23A）。l.lKw、0.75Kw电动机主电路选用1错误!未找到引用源。铜心塑料绝缘硬线（环境 温度错误!未找到引用源。下允许载流17A）。其它配线用0.5错误!未找到引用源。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-PRUM 5A型红外光电传感器。系统中其它器件选用情况及明细表略。1.4 PLC的选择传统的控制方法是采用继电器一接触器控制。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（Int erna tio nal Elec trot echnical Commission, 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