PLC毕业设计基于PLC的立体车库控制系统设计.docx

毕业设计（论文）基于PLC的立体车库控制系统设计中文摘要随着汽车的日益增多，尤其是在人口密集的大都市，解决停车难的问题显得 尤为迫切全自动立体车库作为智能建筑的一部分以其高效、快速、安全等特点 成为解决都市停车难问题最有效的途径立体车库控制系统是实现车库安全、高 效率运行的关键设计了立体车库分布式控制系统，开发了车库控制软件，并就 其可靠性和控制策略、方法进行了研究，主要内容如下：1.在分析立体车库 运行特点的基础上，得出了立体车库的分级分布式控制的控制思路，设计了立体 车库分布式控制系统2.结合车库系统的功能及运行特点，设计了各层的子 控制器，设计了收费管理模式，确定了主机与子机之间的通讯过程和通讯协议3. 对车库控制系统进行了逻辑分析，提出了确定车库系统可靠性的系统模型及 计算方法并对整个系统进行了可靠性分析，确保了系统运行的可靠性4.根 据车库车流的特点，对车库在不同控制策略下能耗及存取总时间进行了计算机数 学仿真，并根据仿真结果对控制策略进行了优化5.设计实验仿真方案和控 制策略仿真软件，离线及逻辑调试，并对存车过程进行了实验室本文设计 了一种垂直提升平移式立体车库的自动控制系统，详细介绍了系统结构、工作原 理、软件实现和四角平层控制方案，分析了系统的控制流程和PLC控制的梯形 图。

本系统采用PLC、计算机结合组态画面监控，按动按钮或控制组态画面即可 完成汽车存取过程，操作简单，存取方便控制电路部分采用交流接触器传统方 式，使运行安全可靠设计采用可分组合，模块式安装，方便灵活，具备维护使 用方便，造价低等特点关键词：立体车库可编程控制器组态监控目录毕业设计（论文）任务书 错误！未定义书签中文摘要 11引言 3（一） 升降横移式 4（二） 巷道堆垛式 42三菱PLC简介 62.1三菱FX2N系列PLC的性能指标和分类 62. 2可编程序控制器的工作方式及编程语言 73双层立体车库功能介绍 93.1立体车库系统组成 93.2 PLC核心控制部分 93.3立体车库控制要求 104. 立体车库系统设计 114.1 PLC选择 114.2 I/O 口分配 114.3 PLC外部接线端口图 124.4车位检测部分 134.5手动控制部分 144.6软件设计 14结论与讨论 33参考文献 35附录1:立体车库原理图 错误！未定义书签附录2.立体车库总程序 361引言车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结 果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近30~40年的历史，无论在技 术上还是在经验上均已获得了成功。

我国也于90年代初开始研究开发机械立体 停车设备，距今已将近二十年的历程由于很多新建小区内住户与车位的配比为 1:1,为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其 平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受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目前，立体车库主要有以下几种形式：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、 垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。

一） 升降横移式升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、 五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个此立体车库适用于地面及地 下停车场，配置灵活，造价较低二） 巷道堆垛式巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进 行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式 立体车库适用于车位数需要较多的客户使用垂直提升式立体车库垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般 地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头垂直提升式立体车库一般高度较高（几 十米），对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地 却最小三） 垂直循环式产品特点：1）占地少，两个泊位面积可停6~10辆车2）外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓3）价格低，地基、外装修、消 防等投资少，建设周期短4）可采用自动控制，运行安全可靠本课题以二层五车位为研究对象，采用三菱FX2N-48MR为控制元件,进行模 拟，结合所学专业知识，成功的设计出二层五车位PLC控制系统•由于本人水平有 限，本设计中难免有不当和错误之处，恳请各位老师批评指正。

四） 垂直循环式产品特点：1） 占地少，两个泊位面积可停6~10辆车2） 外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓3） 价格低，地基、外装修、消防等投资少，建设周期短4） 可采用自动控制，运行安全可靠二、立体车库自动控制系统：现代大型建筑的主流是智能化大厦和小区，因此自动化立体停车设备或车库的自 动控制系统将成为智能化大厦和小区的一个重要组成部分操作简单、迅速，使 用方便，安全可靠，维护量小，为用户提供一个安全、简易的使用环境，这是自 动化立体停车设备的基本特点停车设备的一切运行状况，车辆停放的时间，车 辆存放交费情况，车库库容量，车辆存放高、低峰情况，等信息均可通过网络传 送到智能化控制中心，通过智能化控制中心运算处理，与广播系统和各分部管理 办公室相连，达到提前发布相关控制、管理信息，从而全部实现智能化管理通 过大厦和小区的智能化控制中心还可与社会相关职能部门联网，将有关信息发布 出去或收集进来，扩大车库的社会利用率和经济效益这将是自动化车库的发展 方向立体车库自动化控制系统主要包含以下五个子系统：自动收费管理系统，自动存 取车系统，远程诊断系统，自动道闸，监控安保系统以上子系统均由中央控制室统一控制，可为客户规划停车库管理形式，发布车库 库存容量，控制车流方案。

一） 自动收费管理系统自动收费采用非接触式IC卡IC卡分长期卡与储值卡两种对固定用户，发行 长期卡，费用可在固定用户交纳管理费用时一并交纳；对临时用户，发行储值卡, 即：用户交纳的费用存在卡内，每次停车读卡自动从卡中扣除费用二） 自动存取车系统自动存取车系统一般由小型可编程控制器PLC控制，包括卡号识别与移动载车 盘两个过程用户进入车库时，在门口刷卡进入，读卡机自动把数据传送到PLC 控制系统,PLC系统通过判断卡号，自动把对应的载车盘移动到人车交接的位置, 开启车库门，缩短存取车的时间存车时，司机按照指示灯信号指引入库，只有 当车辆停放在安全位置后，停车正常指示灯才会亮启存取车完成后，车库门自 动关闭移动载车盘时，系统严格按照各种检测信号的状态进行移动，检测信号 包括超长检测、到位检测、极限位置检测、人员误入检测、急停信号检测等若 有载车盘运行不到位或车辆长度超出车库允许的长度，所有载车盘将不进行动 作，若检测到急停信号，将停止一切动作，直至急停信号消失以上信号均为硬 件信号，除此之外，还可从控制软件中设置保护信号，比如时间保护，以保证因 硬件损坏而导致信号失灵时保证主体设备及车辆的安全。

三） 远程诊断系统现场控制器可以通过网卡、Hub等网络设备与控制中心的局域网相连接，可以通 过MODEN实现远程管理，监测现场运行情况，当现场出现故障时，在控制中 心即可进行解决，方便管理人员、安保人员异地办公四） 自动道闸在车库出入口处各设非接触式读卡器、感应线圈及道闸，用户在车库出入口处刷 卡后，系统自动判别该卡是否有效，若有效，则道闸自动开启，通过感应线圈后， 自动栅栏自动关闭；若无效，则道闸不开启，同时声光报警五） 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2三菱PLC简介2.1三菱FX2N系列PLC的性能指标和分类1） PLC的主要性能指标•输入/输出点数（I/0点数）I/O点数是指可编程序控制器外部输入、输出端子数的总和它标志着可 以接多少个开关、按钮和可以控制多少个负载•存储容量存储容量是指可编程序控制器内部用于存放用户程序的存储器容量，一般以 步为单位，二进制16位即一个字为一步•扫描速度一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为ms/k步，也有以执行一步 指令所需时间来计算的，单位用庖/步。

•功能扩展能力可编程序控制器除了主模块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各 种特殊应用的需要，如A/D模块、D/A模块、位置控制模块等•指令系统指令系统是指一台可编程序控制器指令的总和，它是衡量可编程序控制器功 能强弱的王要指标2） PLC的分类通常，PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类按结构形式不同，可 以分为整体式和模块式两类按控制规模大小、则可以分为小型、中型和大型 PLC三种类型1. PLC系统的组成PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其硬件结构与微型 计算机控制系统相似PLC也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的1） PLC的硬件结构一套PLC系统在硬件上由基本单元（包含中央处理单元、存储器、输入/输 出接口、内部电源）、I/O扩展单元及外部设备组成图2-1为PLC的硬件结构 图编程器打印机PC机扩展连接电缆图2-1 PLC的硬件结构图图2-2为三菱FX2N小型PLC产品主机示意图本课题中FX2N—48MR为基本单 元，（24入、16出），M表示主机、R表示该单元为继电器输出型2. 2可编程序控制器的工作方式及编程语言1. PLC的工作方式Y图2-3 PLC的扫描过程可编程序控制器在进入RUN状态之后，采用循环扫描方式工作。

从第一条指 令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的顺序逐条执 行程序，即按顺序逐条执行程序，直到程序结束然后再从头开始扫描，并周而 复始地重要进行可编程序控制器工作时的扫描过程如图2-3所示，包括五个阶 段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理PLC完成一次扫描 过程所需的时间称为扫描周期扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有 关2) PLC的程序执行过程PLC的程序的执行过程一般可分为输入采样、程序执行和输出刷新三个主要 阶段，如图2-4所示输入端子②.入映象寄存器X001Y001Y001I fMl< 1.-出映像寄存器输出锁存器输出端子输入采样阶段程序执行阶段. 输出刷新阶段 、①读图2-4 PLC的程序执行过程3) PLC的扫描周期在PLC的实际工作过程中，每个扫描周期除了前面所讲的输入采样、程序执行、输出刷新三个阶段外，还要进行自诊断、与外设(如编程器、上位计算机) 通信等处。