立體車庫的PLC設(shè)計(jì)

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摘要 立體車庫是專門實(shí)現(xiàn)各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的倉儲(chǔ)設(shè)施。隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個(gè)普遍現(xiàn)象。機(jī)械式立體車庫可充分利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。本課題以較為典型的升降橫移式立體車庫為研究對象，綜合考慮立體車庫制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。 本文在對國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列式車庫結(jié)構(gòu)為研究模型。升降橫移式立體車庫就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。本文簡單介紹了車庫的主體結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，對車庫的控制系統(tǒng)也作了簡單的說明，在對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的PLC控制，運(yùn)用歐姆龍公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)簡單易行。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車設(shè)備滿足使用要求，根據(jù)國家關(guān)于機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體車庫的實(shí)際，在升降橫移式立體車庫中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車輛的絕對安全，使得整個(gè)車庫可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。 關(guān)鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，可編程序控制器 目錄 第1章 緒論3 1.1 課題的背景和意義3 1.1.1 立體停車場的外形5 1.2 國外的研究發(fā)展現(xiàn)狀6 1.3 國內(nèi)的研究發(fā)展現(xiàn)狀7 第2章 立體車庫的概述及控制系統(tǒng)10 2.1 立體車庫的概述10 2.2 立體車庫的類型10 2.2.1 升降橫移式10 2.2.2 巷道堆垛式10 2.2.3 垂直提升式11 2.2.4 液壓吊掛式11 2.2.5 旋轉(zhuǎn)入庫式11 2.2.6 垂直循環(huán)式11 2.3立體車庫控制系統(tǒng)11 2.3.1引導(dǎo)系統(tǒng)11 2.3.2檢測系統(tǒng)12 2.3.3 保護(hù)系統(tǒng)13 第3章 立體車庫的電機(jī)選用15 3.1驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選定15 3.2 用于立體停車設(shè)備上的減速電機(jī)性能15 第4章 立體車庫編程控制的選用16 4.1 PLC的概述16 4.2 PLC的特點(diǎn)16 4.2.1 PLC的主要特點(diǎn)16 4.2.2 PLC的主要功能17 4.3 PLC工作原理18 4.4 PLC內(nèi)部處理階段18 4.5 常用PLC的介紹19 第5章 單車進(jìn)出程序的編寫22 5.1 輸入輸出地址表22 5.2 狀態(tài)流程圖24 5.3 程序梯形圖25 第6章 結(jié)束語28 致謝29 參考文獻(xiàn)30 附錄31 第1章 緒論 1.1 課題的背景及意義 隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止2006年底，市區(qū)僅有公共停車場827處，共計(jì)車位5.6萬個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車擁有量的8.5％，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情況也讓人無法樂觀，僅有的227個(gè)地下車庫使用面積不足60萬平方米，只能滿足1.3萬輛機(jī)動(dòng)車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢，比例高達(dá)64％，而且還有繼續(xù)上升之勢。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對全國15個(gè)大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動(dòng)車保有量與停車位之比平均為4.84：1，這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備不足。上世紀(jì)80年代初期，北京市權(quán)威部門對2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預(yù)測僅僅是70萬－80萬輛，而事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預(yù)期多了100萬輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達(dá)45萬輛。面對迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設(shè)施的“欠賬”最保守估計(jì)應(yīng)為20－30％。 圖 1.1被汽車占領(lǐng)的城市 停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對于動(dòng)態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。 圖 1.2先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅--停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。 作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%，但與此同時(shí)，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計(jì)委6號令》把機(jī)械式停車庫和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄”，國家海關(guān)總署對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)?？梢灶A(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。 1.1.1 立體停車場的外形 隨著汽車使用量的增加，在解決停車問題的同時(shí)，停車場的美觀也成為了人們所關(guān)注的方面。以往那種單層平面停車場也越來越不能滿足市場的需求。在國外,造型美觀，形形色色的立體停車場設(shè)計(jì)層出不窮。一般在設(shè)計(jì)的同時(shí)要考慮到實(shí)用性、耐用性、可靠性、可行性、還有日常維護(hù)所需的成本。立體停車場的運(yùn)營有很大程度上與其外觀及構(gòu)造有極大的關(guān)系，目前出現(xiàn)一些地方的司機(jī)有立體停車場不停，寧愿擠到普通的停車場里，由此說明立體停車場的設(shè)計(jì)人性化是十分重要的，它帶來的應(yīng)該是便利而不是使用者的“叫好不叫座”，在整個(gè)停車樓的設(shè)計(jì)上一定要從使用者的角度去思考。 下面是各地的摘攝的典型立體停車場的外形： 圖1.3典型立體停車場的外形 1.2 國外的研究發(fā)展現(xiàn)狀 早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)--移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。 圖 1.4國外高容量的立體車庫 目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小?？刂菩问接?，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。 日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一，其在上世紀(jì)60年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國汽車保有量大約為500萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從80年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機(jī)械車庫技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20世紀(jì)70年代中期開始起步，80年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 圖 1.5韓國LG公司研發(fā)的塔式 1.3國內(nèi)的研究發(fā)展現(xiàn)狀 我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。 在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 圖 1.6在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫 第2章 立體車庫的概述及控制系統(tǒng) 2.1 立體車庫概述 車輛無處停放的問題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果,立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近30~40年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。 機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40 平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 2.2 立體車庫的類型 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、液壓吊掛式、旋轉(zhuǎn)入庫式、垂直循環(huán)式。 2.2.1 升降橫移式 升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價(jià)較低。 產(chǎn)品特點(diǎn)： （1）節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 （2）價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 （3）可采用自動(dòng)控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。 （4）存取車迅速，等候時(shí)間短。 （5）運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。 （6）適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。 安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護(hù)器、急停開關(guān)等。 2.2.2 巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。 2.2.3 垂直提升式立體車庫 垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價(jià)較高，但占地卻最小。 2.2.4 液壓吊掛式 工作原理：存取的車輛通過指引到達(dá)停車位置，由特殊的液壓掛鉤裝置將汽車按斜向軌道拉起到一定位置。 該類系統(tǒng)包括鋼結(jié)構(gòu)導(dǎo)軌、載車板、液壓系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)。 其突出特點(diǎn)：對場地的空間利用力高，不受停車規(guī)模限制，停車方式新穎，較能吸引顧客。 2.2.5 旋轉(zhuǎn)入庫式 工作原理：存取的車輛抵達(dá)停車位位置后，停在載車板上，由整個(gè)停車庫的旋轉(zhuǎn)使汽車45后前移至車庫。 該類系統(tǒng)包括鋼結(jié)構(gòu)、載車板、液壓系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng)。 其突出特點(diǎn)：對車輛的保護(hù)較高，適合長期停放的寄存式停車。 2.2.6 垂直循環(huán)式 產(chǎn)品特點(diǎn)： （1）占地少，兩個(gè)泊位面積可停6~10 輛車。 （2）外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 （3）價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 （4）可采用自動(dòng)控制，運(yùn)行安全可靠。 綜合以上內(nèi)容，升降橫移式立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價(jià)較低，還有其優(yōu)越的特點(diǎn)，所以本課題采用升降橫移式的立體車庫作為研究內(nèi)容。 2.3 立體車庫的控制系統(tǒng) 目前，停車庫已由地面向地下或空中發(fā)展，由單層向多層發(fā)展。停車方式也由坡道式向智能立體機(jī)械式發(fā)展和機(jī)械停車場按其停放形式的不同，可分為機(jī)械立體停車庫和機(jī)械復(fù)式停車庫。機(jī)械立體停車庫是庫內(nèi)無停車道、無人員停留的先進(jìn)形式；機(jī)械復(fù)式停車庫是庫房內(nèi)有停車道、且有人員停留的傳統(tǒng)形式。而其機(jī)械系統(tǒng)只是類似于普通貨架倉庫中的貨物存取裝置。本章重點(diǎn)介紹的是立體停車機(jī)械系統(tǒng)。 2.3.1 引導(dǎo)系統(tǒng) 車位引導(dǎo)系統(tǒng)是隨著車庫規(guī)模的不斷擴(kuò)大而出現(xiàn)的一種提高停車服務(wù)水平的裝置。它一般設(shè)置在停車庫的主要通道上，如停車庫入口處，每層停車區(qū)入口處，通過大型顯示屏動(dòng)態(tài)顯示余車位數(shù)量，并對去往空車位的路徑進(jìn)行指引。在多層停車庫和大容量停車區(qū)，采用停車引導(dǎo)系統(tǒng)，能幫助停車者方便的找到空車位，減少他們尋找車位的時(shí)間和由此產(chǎn)生的煩躁情緒，為他們創(chuàng)造有好的停車環(huán)境。 由于停車引導(dǎo)技術(shù)的這些特點(diǎn)，近年來，越來越多的車廠經(jīng)營管理公司開始在他們經(jīng)營的停車場中應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)。有些新建停車庫從開始建設(shè)就引入了這套系統(tǒng)，出于城市智能交通管理的需要，政府部門也開始在主要的停車場合設(shè)置停車引導(dǎo)裝置，使停車者快速找到有的空車位。城市中心區(qū)也就成為停車引導(dǎo)技術(shù)最重要的應(yīng)用市場。 2.3.2 檢測系統(tǒng) 　　車庫檢測信號是控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)?？刂瞥绦蚋鶕?jù)檢測到的信號順序執(zhí)行控制輸出。人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。為適應(yīng)這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。 　新技術(shù)革命的到來，世界開始進(jìn)入信息時(shí)代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)尤其是自動(dòng)化生產(chǎn)過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產(chǎn)過程中的各個(gè)參數(shù)，使設(shè)備工作在正常狀態(tài)或最佳狀態(tài)，并使產(chǎn)品達(dá)到最好的質(zhì)量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。 　　在基礎(chǔ)學(xué)科研究中，傳感器更具有突出的地位?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到厘米的粒子世界，縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。此外，還出現(xiàn)了對深化物質(zhì)認(rèn)識(shí)、開拓新能源、新材料等具有重要作用的各種極端技術(shù)研究，如超高溫、超低溫、超高壓、超高真空、超強(qiáng)磁場、超弱磁場等等。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的。許多基礎(chǔ)科學(xué)研究的障礙，首先就在于對象信息的獲取存在困難，而一些新機(jī)理和高靈敏度的檢測傳感器的出現(xiàn)，往往會(huì)導(dǎo)致該領(lǐng)域內(nèi)的突破。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。 　　傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等等極其廣泛的領(lǐng)域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。 由此可見，傳感器技術(shù)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領(lǐng)域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術(shù)將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)飛躍，達(dá)到與其重要地位相稱的新水平。 （1）傳感器的組成 傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、基本轉(zhuǎn)換電路三部分組成： 敏感元件：它是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。 轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入摶換成電路參量。 基本轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器只完成被測參數(shù)至電量的基本轉(zhuǎn)換，然后輸入到測控電路，進(jìn)行放大、運(yùn)算、處理等進(jìn)一步轉(zhuǎn)換，以獲得被測值或進(jìn)行過程控制。 （2）傳感器的分類 傳感器是知識(shí)密集、技術(shù)密集的行業(yè)，它與許多學(xué)科有關(guān)，它的種類十分繁多。為了很好地掌握它、應(yīng)用它，需要有一個(gè)科學(xué)的分類方法。 第一，按傳感器的工作機(jī)理，可分為物理型、化學(xué)型、生物型等。 第二，按構(gòu)成原理，可分為結(jié)構(gòu)型與物性型兩大類。 第三，也有基于守恒定律和統(tǒng)計(jì)定律的傳感器，但為數(shù)較少。 第四，根據(jù)傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況，可分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器。能量控制型傳感器，在信息變化過程中，其能量需要外電源供給。如電阻、電感、電容等電路參量傳感器都屬于這一類傳感器?；趹?yīng)變電阻效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、熱阻效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等的傳感器也屬于此類傳感器。能量轉(zhuǎn)換型傳感器，主要由能量變換元件構(gòu)成，它不需要外電源。如基于壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光電動(dòng)勢效應(yīng)等的傳感器都屬于此類傳感器。 第五，按照物理原理分類，可分為： ?電參量式傳感器。包括電阻式、電感式、電容式等三個(gè)基本型式。 ②磁電式傳感器。包括磁電感應(yīng)式、霍爾式、磁柵式等。 ③壓電式傳感器。 ④光電式傳感器。包括一般光電式、光柵式、激光式、光電碼盤式、光導(dǎo)纖維式、紅外式、攝象式等。 ⑤氣電式傳感器。 ⑥熱電式傳感器。 ⑦波式傳感器。包括超聲波式、微波式等。 ⑧射線式傳感器。 ⑨半導(dǎo)體式傳感器。 ⑩其它原理的傳感器等。 第六，可以按照傳感器的用途來分類，例如位移傳感器、壓力傳感器、振動(dòng)傳感器、溫度傳感器等等。 第七，根據(jù)傳感器輸出是模擬信號還是數(shù)字信號，可分為模擬傳感器和數(shù)字傳感器； 2.3.3 保護(hù)系統(tǒng) 保護(hù)系統(tǒng)可保證系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，給plc的穩(wěn)定工作帶來很大幫助。 （1）安全監(jiān)控系統(tǒng) 數(shù)字圖像監(jiān)控系統(tǒng)，這是當(dāng)今世界最得天獨(dú)厚的計(jì)算機(jī)全數(shù)字壓縮監(jiān)控系統(tǒng)，具有傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。它不受各種人為的干擾，對所監(jiān)控的地點(diǎn)時(shí)行監(jiān)控，具有視頻報(bào)警功能，可以任意設(shè)置報(bào)警區(qū)域，自動(dòng)向預(yù)定的電話（手機(jī)、呼機(jī)、單位電話等）報(bào)警，真正的做到了系統(tǒng)的安全性。它具有以下優(yōu)勢： ① 信息化：網(wǎng)絡(luò)是在計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上建立起來的，數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)為操作平臺(tái)，為信息化的管理建立了基礎(chǔ)，使公司、商場、超市、銀行、工廠、倉庫、企業(yè)等現(xiàn)代化場所管轄范圍的信息； ② 智能化：以數(shù)字監(jiān)控主機(jī)為操作中心，通過監(jiān)控軟件來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化控制，如監(jiān)視、錄像、多種畫面分割、畫面切換、視頻報(bào)警、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、回放檢索、云臺(tái)鏡頭控制、打印、網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸?shù)龋? ③ 現(xiàn)代化：建立以數(shù)字監(jiān)控主機(jī)為核心的監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過軟件的控制，快速追蹤最新通訊技術(shù)發(fā)展，通過解碼器可以控制云臺(tái)等前端設(shè)備，可以更清楚的看到您想要看的活動(dòng)場景； ④ 實(shí)用性：系統(tǒng)設(shè)備立足于用戶對整個(gè)系統(tǒng)的具體要求，最大限度地發(fā)揮投資的效益，充分考慮軟件、硬件技術(shù)的成熟性和性能價(jià)格比，注重實(shí)用性；系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化，易于升級和擴(kuò)展。 遠(yuǎn)程錄音監(jiān)控系統(tǒng)，這是可以通過局域網(wǎng)或者電話MODEM進(jìn)行遠(yuǎn)程管理的錄音監(jiān)控系統(tǒng)。該錄音監(jiān)控系統(tǒng)主要由三部分組成： ① 數(shù)據(jù)采集終端：數(shù)據(jù)采集終端可以工作在自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方式或者手動(dòng)數(shù)據(jù)采集方式，工作在自動(dòng)數(shù)據(jù)采集方式時(shí)數(shù)據(jù)采集終端會(huì)自動(dòng)識(shí)別有話音到來并自動(dòng)啟動(dòng)數(shù)據(jù)采集，當(dāng)數(shù)據(jù)采集終端識(shí)別到話音中斷后延時(shí)一定時(shí)間（可以設(shè)置）自動(dòng)停止數(shù)據(jù)采集。如果數(shù)據(jù)采集終端工作在手動(dòng)方式，數(shù)據(jù)采集的啟動(dòng)和停止靠人工來控制。 ② 本地錄音管理軟件：本地錄音管理軟件接收數(shù)據(jù)采集終端傳送來的數(shù)據(jù)并進(jìn)行壓縮，然后存入本地?cái)?shù)據(jù)庫，本地錄音管理軟件可以按時(shí)間查詢、回放監(jiān)控錄音，也可以實(shí)時(shí)監(jiān)聽。如果不需要進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)據(jù)采集終端和本地錄音管理軟件就可以組成一個(gè)本地錄音監(jiān)控系統(tǒng)。 ③ 遠(yuǎn)程中心管理軟件：遠(yuǎn)程中心管理軟件是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程錄音監(jiān)控的主要部件，它通過局域網(wǎng)或者電話MODEM與各地的本地錄音監(jiān)控系統(tǒng)建立連接并根據(jù)用戶操作從本地錄音數(shù)據(jù)庫中讀取錄音數(shù)據(jù)然后解壓回放，也可以實(shí)時(shí)的對某地的錄音進(jìn)行監(jiān)聽。 （2）防盜報(bào)警系統(tǒng) 防盜報(bào)警系統(tǒng)是指在一個(gè)或多個(gè)單位構(gòu)成的區(qū)域范圍內(nèi)，采用無線、專用線或借用線的方式將各種防盜報(bào)警探測器、報(bào)警控制器等設(shè)備連接構(gòu)成集中報(bào)警信息探測、傳輸、控制和聲、光響應(yīng)的完整系統(tǒng)。它能及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情，并將報(bào)警信息傳送至有關(guān)部門，達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情、迅速傳遞、快速反應(yīng)。組建一套合理、適用的報(bào)警系統(tǒng)，將起到了預(yù)防、制止和打擊犯罪的重要作用，能使損失減少到最低程度。 系統(tǒng)主要功能：報(bào)警主機(jī)可與閉路監(jiān)控系統(tǒng)多媒體計(jì)算機(jī)中央（報(bào)警）控制主機(jī)及其控制軟件聯(lián)動(dòng)操作，集成了閉路電視監(jiān)控、入侵報(bào)警監(jiān)視等安防系統(tǒng)管理和控制功能，并可通過標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊等手段與巡更系統(tǒng)、通訊聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)（消防）報(bào)警系統(tǒng)等諸多系統(tǒng)的控制主機(jī)聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)交流與共享，進(jìn)行多等級、分范圍、分功能、分優(yōu)先權(quán)的保密管理和控制，協(xié)調(diào)各系統(tǒng)的運(yùn)行，構(gòu)成綜合安全防范體系。 系統(tǒng)工作原理：本系統(tǒng)主要由多媒體控制軟件、報(bào)警主機(jī)、報(bào)警接口及報(bào)警探測器等組成。前端設(shè)備主要由紅外/微波雙鑒探測器、緊急報(bào)警按鈕組成。入侵報(bào)警監(jiān)視系統(tǒng)的前端設(shè)備用于實(shí)時(shí)監(jiān)測樓宇內(nèi)各區(qū)域的狀態(tài)，并依次作為判斷是否有非正常事件發(fā)生的主要依據(jù)。各種前端報(bào)警器有常開或常閉式觸點(diǎn)，就近與分布在各樓層的報(bào)警收集器通過雙芯控制電纜相連接，當(dāng)前端報(bào)警器檢測到現(xiàn)場出現(xiàn)的異常情況超出了設(shè)定的范圍時(shí)，常開或常閉式觸點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生改變。防區(qū)報(bào)警收集器與控制主機(jī)相連結(jié)并實(shí)時(shí)進(jìn)行通訊，一旦檢測到前端報(bào)警器狀態(tài)發(fā)生變化，即刻將發(fā)生報(bào)警信號的前端報(bào)警器的編號等信息，以特定的編碼格式傳送到控制主機(jī)。系統(tǒng)控制主機(jī)可自動(dòng)判別報(bào)警信號的來源，并依據(jù)設(shè)定的系統(tǒng)自動(dòng)響應(yīng)程序，同時(shí)為用戶提供現(xiàn)場多方面的信息，包括現(xiàn)場視頻圖像、聲音信號等，為用戶正確判斷非正常事件發(fā)生的可靠性和事態(tài)的嚴(yán)重性提供必要的決策依據(jù)。 第3章 立體停車場的電機(jī)選用 3.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選定 像一般的驅(qū)動(dòng)機(jī)，是根據(jù)旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行“工作”的機(jī)器。但是，因?yàn)楣ぷ餍问礁骶唢L(fēng)格，所以驅(qū)動(dòng)機(jī)也有擅長和不擅長的情形。因此，我們要捉住負(fù)載的特征取得最佳組合方式，這點(diǎn)是非常重要的。本文中系統(tǒng)采用減速的電機(jī)，因?yàn)闇p速電機(jī)是機(jī)械立體車庫的動(dòng)力源泉，可以使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡單，而且速度減慢。它對立體車庫的性能和壽命提供了保證。 譬如，風(fēng)機(jī)和水泵等是“轉(zhuǎn)速要隨著負(fù)載加大而加快”。我們以運(yùn)行傳送帶的減速電機(jī)考慮，驅(qū)動(dòng)機(jī)所需要的動(dòng)力是與承載物品的重量大小成比例的，若需要運(yùn)送的速度變快，就需要大的輸出的電動(dòng)機(jī)。僅僅是那種只是工作量大的說法。這個(gè)可以說成“摩擦負(fù)載”。那下面我們來看離心分離機(jī)。在最初時(shí)無論如何，轉(zhuǎn)速也不會(huì)馬上提高，即應(yīng)該是“慣性”大。一般認(rèn)為GD2大的機(jī)械，讓其旋轉(zhuǎn)部分工作，需要對應(yīng)加速時(shí)的負(fù)載的大小進(jìn)行選定，稱謂“慣性負(fù)載”。立體停車設(shè)備的載車板的起落是什么狀態(tài)的負(fù)載呢？這種負(fù)載需要與車的重量和卷上速度成比例的動(dòng)力，因此被稱作“重力負(fù)載”。另外，若讓臺(tái)車下降，需要制動(dòng)力（剎車）。 3.2 用于立體停車設(shè)備上的減速電機(jī)性能 多段式立體停車設(shè)備使用“升降”和“橫移”用這兩種減速電機(jī)。全都是作為“搬送機(jī)用”使用，不過作為“升降”的驅(qū)動(dòng)機(jī)是“重力負(fù)載”，制動(dòng)力（剎車）也是很重要的。作為“橫行”用，需要有戰(zhàn)勝在橫移起動(dòng)時(shí)的大的靜止摩擦轉(zhuǎn)矩的高啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的減速電機(jī)。 第4章 立體車庫編程控制的選用 考慮到通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制較為方便，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對停車進(jìn)行控制。當(dāng)停車的動(dòng)作流程改變時(shí)，只需改變PLC程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。最為主要的原因在于液壓系統(tǒng)本身包括液壓站，都是隨車運(yùn)動(dòng)的。如果采用傳統(tǒng)的繼電器邏輯線路控制，不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制柜體積亦大；而且各個(gè)繼電器均在運(yùn)動(dòng)中動(dòng)作，易受震動(dòng)干擾，可靠性差。為此，我采用(PLC)對機(jī)械進(jìn)行控制。 4.1 PLC的概述 可編程序控制器是六十年代末在美國首先出現(xiàn)的，目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（Sequence Controller)。 PLC 問世以來，盡管時(shí)間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA(National Electrical Manufactory Association)經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1984 年首先將其正式命名為PC（Programmable Controller），并給PC 作了如下定義：“PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC 之功能，亦被視為PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器?！? 以后國際電工委員會(huì)（IEC）又先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通過了對它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。” 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 4.2 PLC的特點(diǎn) 4.2.1 PLC的主要特點(diǎn) (1)高可靠性 ①所有的I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 ②各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。 ③各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 ④采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 ⑤對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 ⑥良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 ⑦大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。 (2)豐富的I/O 接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如： ①交流或直流； ②開關(guān)量或模擬量； ③電壓或電流； ④脈沖或電位； ⑤強(qiáng)電或弱電等。 有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如： ①按鈕 ②行程開關(guān) ③接近開關(guān) ④傳感器及變送器 ⑤電磁線圈 ⑥控制閥 直接連接另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 (3)采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外絕大多數(shù)PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)PLC 的各個(gè)部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 (4)編程簡單易學(xué) PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式對使用者來說不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 (5)安裝簡單維修方便 PLC不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC 相應(yīng)的I/O 端相連接即可投入運(yùn)行各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 4.2.2 PLC主要的功能 （1）邏輯控制 （2）定時(shí)控制 （3）計(jì)數(shù)控制 （4）步進(jìn)（順序）控制 （5）PID控制 （6）數(shù)據(jù)控制 4.3 PLC的工作原理 PLC是采用“順序掃描、不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描。如果無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。周而復(fù)始。 PLC的掃描工作過程可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段，并進(jìn)行周期性循環(huán)。如圖所示： 輸入采樣 程序執(zhí)行 輸出刷新 一個(gè)掃描周期 表4-1掃描工作過程 4.4 PLC內(nèi)部處理階段 PLC系統(tǒng)內(nèi)部的工作原理可分為5個(gè)步序：內(nèi)部處理、通訊服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理。 （1）內(nèi)部處理：PLC完成對自身硬件的自檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自身硬件有問題或硬件配置與實(shí)際對不上時(shí)，PLC將產(chǎn)生錯(cuò)誤指示。Haiwell PLC對此種錯(cuò)誤以主機(jī)上的ERR錯(cuò)誤指示燈閃爍指示。 （2）通訊服務(wù)：PLC處理與計(jì)算機(jī)、PLC、編程器及別的智能設(shè)備的通訊。 （3）輸入處理：PLC在輸入操作上采用定時(shí)采樣的方式。即在一個(gè)掃描周期的固定時(shí)刻（一般在掃描周期的開始）一次性集中采樣所有的外部輸入點(diǎn)，采樣結(jié)果用二進(jìn)制的形式存入到RAM中一個(gè)區(qū)域（輸入映像寄存器區(qū)）。這樣在執(zhí)行程序時(shí)，所需的現(xiàn)場訊息全部從輸入映像區(qū)中取用，不直接從現(xiàn)場取樣。 （4）程序執(zhí)行：PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲(chǔ)器中順序排列。在無跳轉(zhuǎn)指令的情況下，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，逐條順序地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束，執(zhí)行指令時(shí)，從元件映像存儲(chǔ)區(qū)中讀出元件的狀態(tài)及當(dāng)前值，并據(jù)指令的需要進(jìn)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算及賦值操作，最后的運(yùn)算結(jié)果寫入到線圈或輸出類指令對應(yīng)的元件映像存儲(chǔ)區(qū)中。 （5）輸出處理：PLC在輸出操作上采用定時(shí)輸出的方式。即在一個(gè)掃描周期的固定時(shí)刻（一般在掃描周期的結(jié)束）先將它們存放在RAM中的一個(gè)區(qū)域（輸出映像寄存器區(qū)），掃描周期結(jié)束時(shí)再將輸出映像區(qū)中控制信息集中輸出。 PLC的工作模式分為運(yùn)行模式（RUN）與停止模式（STOP）兩種。當(dāng)PLC處于RUN模式時(shí)，PLC按步序從內(nèi)部處理開始，到輸出處理結(jié)束一個(gè)執(zhí)行周期，一個(gè)執(zhí)行周期結(jié)束后，將立即開始下一個(gè)周期的執(zhí)行，即返回到第一個(gè)步序-內(nèi)部處理，如此一直循環(huán)下去；當(dāng)PLC處于STOP模式時(shí)，PLC按步序從內(nèi)部處理開始，只執(zhí)行前兩個(gè)步序，即到通訊服務(wù)結(jié)束一個(gè)執(zhí)行周期。PLC的這種運(yùn)行方式稱為循環(huán)掃描方式，而每執(zhí)行一個(gè)執(zhí)行周期所需時(shí)間稱為循環(huán)掃描時(shí)間或掃描周期。 在PLC的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了一區(qū)域用于存放輸入/輸出信號的狀態(tài)及當(dāng)前值，它們分別稱為輸入映像區(qū)和輸出映像區(qū)。PLC的其它地址元件也有對應(yīng)的映像存儲(chǔ)區(qū)，它們統(tǒng)稱為元件映像存儲(chǔ)區(qū)。通過建立元件映像存儲(chǔ)區(qū)，使PLC成為一個(gè)真正的數(shù)字采樣控制系統(tǒng)；雖然PLC不可能像繼電器控制柜那樣隨時(shí)根據(jù)現(xiàn)場輸入實(shí)時(shí)控制現(xiàn)場輸出狀態(tài)，但只要采樣周期足夠短，即采樣頻率足夠高，這樣的采樣系統(tǒng)應(yīng)該完全符合實(shí)際系統(tǒng)的需要。 以上是PLC的工作過程,若PLC的I/O響應(yīng)時(shí)間小于掃描周期的話,就不叫PLC了,沒有實(shí)時(shí)性可言,而PLC本身就是要的是實(shí)時(shí)性,這樣控制精度才高,才能按用戶的程序要求作出實(shí)時(shí)的響應(yīng)。 4.5 常用PLC的介紹 (1)西門子S7-200系列可編程控制器介紹： SIMATIC S7-200系列PLC適用于各行各業(yè)，各種場合的檢測、監(jiān)測及控制的自動(dòng)化。強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列產(chǎn)品具有極高的性能/價(jià)格比。在以下幾方面均有出色的表現(xiàn)：極高的可靠性；極豐富的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實(shí)時(shí)特性；強(qiáng)勁的通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊。 S7-200系列PLC在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。S7-200產(chǎn)品憑借其先進(jìn)性、成熟性和廣泛的適用性在自動(dòng)化產(chǎn)品中受到廣泛的重視，相信此次發(fā)布的新產(chǎn)品一定能夠滿足部分用戶的需求，同時(shí)在自動(dòng)化領(lǐng)域中獲得更廣泛的應(yīng)用。 (2)OMRON C200H 可編程控制器介紹： 先進(jìn)的、小型化的可編程序控制器.OMRON的可編程序控制器更加小型化。SYSMAC CPM1A的大小僅相當(dāng)于一個(gè)PC卡(對于10點(diǎn)的機(jī)型來說)，從而使安裝體積大幅度減小，同時(shí)也進(jìn)一步節(jié)省了控制柜的空間。它不僅具備了以往小型PLC所具備的功能，而且還可連接可編程序終端，為生產(chǎn)現(xiàn)場創(chuàng)造了新的環(huán)境。 可連接可編程終端，選用通訊適配器以相應(yīng)的上位Link或高速NT Link與PT之間進(jìn)行高速通訊。 有10點(diǎn)至40點(diǎn)多種CPU單元。CPU單元與擴(kuò)展I/O并用，可完成10點(diǎn)到100點(diǎn)的輸入輸出要求。并有AC和DC兩種電源型號可選擇。 匯集了各種先進(jìn)的功能，如高速響應(yīng)功能、高速計(jì)數(shù)功能、中斷功能，還備有2個(gè)模擬量設(shè)定。 充足的程序容量，具有2048字的用戶程序存儲(chǔ)器和1024字的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 編程環(huán)境與CQM1及SYSMAC A等機(jī)種相同。由于原有SYSMAC支持軟件及編程器都可繼續(xù)使用，故而系統(tǒng)的擴(kuò)展及維護(hù)都可簡單進(jìn)行。 (3)松下可編程控制器介紹： 包括FPO，F(xiàn)P1，F(xiàn)P2，F(xiàn)P3，F(xiàn)Pe，F(xiàn)P-X等系列 FP-X特點(diǎn)：超高速處理，浮點(diǎn)數(shù)PID運(yùn)算只有32s，基本指令只需0.32s， 可快速掃描充裕的程序容量達(dá)到32K步，注釋區(qū)域也可以保證；I/O最多 300點(diǎn)；通過8位密碼和禁止上傳功能，有效保護(hù)程序：配備USB端口，可與計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)簡單連接。 FPe（晶體管輸出，繼電器輸出）特點(diǎn)：面板式安裝型控制器，電源電壓24VDC， 程序容量2.7K步，運(yùn)算速度0.9μs。FP2、FP3、FP10sh系列（輸出類型同上）：最多可控制2048點(diǎn)（使用遠(yuǎn)程I/O），程序容量大16K，30K步，可擴(kuò)展到120K步，CUP運(yùn)行世界最快（1ms/20步，快速起運(yùn)0.1ms以下）。 FPO系列（輸出同上）：世界產(chǎn)品體積最小，掃描周期1ms，選擇點(diǎn)從10到128點(diǎn)。 (4)三菱FX系列可編程控制器介紹： FX系列可編程控制器是當(dāng)今國內(nèi)外最新、最具特色、最具代表性的微型PLC。特與日本三菱電機(jī)公司研發(fā)的。在FX中，除基本的指令表編程方式外，還可以采用梯形圖編程及對應(yīng)機(jī)械動(dòng)作流程進(jìn)行順序設(shè)計(jì)的SFC順序功能圖編程，而且這些程序可互相轉(zhuǎn)換。在FX系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計(jì)數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理，擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。其FX2N PLC還可以采用作為擴(kuò)展設(shè)備的硬件計(jì)數(shù)器，可獲取最高50kHz的高速脈沖。 FX系列PLC基于“基本功能、高速處理、便于使用”的研發(fā)理念，使其具有數(shù)據(jù)傳送與比較，四則運(yùn)算與邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)循環(huán)與移動(dòng)等應(yīng)用指令系統(tǒng)。除此之外，還具有輸入輸出刷新、中斷、高速計(jì)數(shù)器比較指令、高速脈沖輸出等高速處理指令，以及在SFS控制方面，將機(jī)械控制的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作封裝化的狀態(tài)初始化指令等，使功能大大增加。 FX系列PLC在特殊控制方面不但具備模擬量輸入輸出控制，而且具有定位控制PID系統(tǒng)控制。在通信方面，能夠方便地與PC計(jì)算機(jī)鏈接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與管理。 FX系列的可編程控制器的系統(tǒng)配置靈活，用戶除了可以選用不同的系列之外，還可以選用多種基本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊，組成不同I/O點(diǎn)和不同功能的控制系統(tǒng)，各種不同的配置都可以獲得很高的性價(jià)比。FX系列的硬件配置就像模塊式可編程控制器一樣靈活，因?yàn)樗幕締卧捎谜w式結(jié)構(gòu)，又具有比模塊式可編程控制器更高的性價(jià)比。日本三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的可編程序控制器主要有F、F1、F2系列， FX0、FX2系列以及A系列。F、F1、F2系列是整體式結(jié)構(gòu)的小型PLC。FX系列是繼F、F1、F2系列之后推出的新產(chǎn)品。FX系列兼有整體式PLC簡單、實(shí)用及模塊式PLC功能強(qiáng)大，組合靈活的優(yōu)點(diǎn)。 FX1N系列是功能很強(qiáng)大的微PLC，可擴(kuò)展到多達(dá)128 I/O點(diǎn)，并且能增加特殊功能模塊或擴(kuò)展板。通信和數(shù)據(jù)鏈接功能選項(xiàng)使得FX1N在體積、通信和特殊功能模塊等重要的應(yīng)用方面非常完美。 FX1S系列PLC把優(yōu)良的特點(diǎn)都融合進(jìn)一個(gè)很小的控制器中。FX1S適用于最小的封裝，提供多達(dá)30個(gè)I/O，并且能通過串行通信傳輸數(shù)據(jù)，所以它能用在緊湊型PLC不能應(yīng)用的地方。 FX2n系列是FX系列PLC家族中最先進(jìn)的系列。由于FX2n系列具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能,它可以為你的工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 三菱PLC各部分名稱 ①35mm寬DIN導(dǎo)軌 ②安裝孔4個(gè)（4.5） ③電源、輔助電源、輸入信號用的裝卸式端子臺(tái)（帶蓋板） ④輸入指示燈 ⑤擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊、特殊單元、特殊模塊、接線插座蓋板 ⑥輸出用的裝卸式端子臺(tái) ⑦輸出動(dòng)作指示燈 ⑧DIN導(dǎo)軌裝卸用卡子 ⑨面蓋板 ⑩外圍設(shè)備接線插座、蓋板 綜上所述，由于FX2n系列最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能，而三菱FX2n-48MR系列的PLC是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，同類產(chǎn)品價(jià)格便宜并實(shí)用等優(yōu)點(diǎn)。所以本文采用三菱FX2n-48MR系列。 第5章 單車進(jìn)出程序的編寫 下面我先介紹一下停車場的工作過程，首先汽車進(jìn)入停車場，停在指定的甲板上，程序首先判斷是否有空車位，如沒有空車位，程序無法工作，如有空車位，先判斷一層是否有空車位，如有空車位，先滿足一層，再判斷一層左邊