水平循环式立体停车库控制系统的研究

毕业设计 水平循环式立体停车库控制系统的研究 孟如1，张沛武1，张伟芹2，史彩娟1 （1.河北理工大学信息学院,河北唐山 063009;2.河北省唐山城市排水有限公司西郊污水处理二厂中控室，河北唐山 063000) 摘 要：本文介绍了一种由PLC作为主控制器，位于地下2层8车位的水平循环式立体停车库的控制系统，详细论述了其电控系统的软硬件结构，为立体停车库提供了一种新的存储方式。 关键词：PLC；立体停车库；升降机；载车板。 [中图分类号] TP273+.3 [文献标识码] B The Research of control system for aclinic circulative stereo parking garage Meng Ru1，Zhang Peiwu1，Zhang Weiqin2 (1. Hebei Polytechnic University, Tangshan 063009,China;2. Tangshan city drainage of finity company, Tangshan 063000,China;) Abstract:This paper posed a control system which adopted PLC as the prime processor to address its electronic structure of hardware and software in detail.The system is placed underground which contains tow layers and eight parking units totally. This system enables to provide a new storage method for stero car parking. Keyword: programmable logic control(PLC), stereo parking garage,lifter,carry-board 前言 水平循环式立体停车库可根据地形及高度条件随意多层组合，可以建在广场上、楼房旁、立交桥下或地下室内，极适合于厂矿企业、机关内部和居民小区内停车。现以深圳港田花园住宅楼的水平循环式的立体停车库为例，介绍一下该水平循环式立体停车库的系统控制结构。 1 系统的构成 本例的立体停车库建在高层住宅楼的地下室，其车辆的出入口位于地面。整个车库主要由机械系统、电气系统二部分组成。机械系统由起升机构、交接机构、平移机构和车位载车板等组成。起升机构分为垂直升降机构和水平拖动机构，在电机的驱动下完成升降、平移等动作；车辆在库内停放于车辆载车板上；起升机构的平台上装有液压交接机构，可将车辆载车板的水平运动转换成垂直运动，或将垂直运动转换成水平运动。电气系统由出入口检测系统和搬运控制系统等组成，分别完成汽车在出入口处的停车位姿检测和载车板搬运工作。 1．1机械系统的功能描述 机械系统主要完成汽车的提升、运送、回转、交接等入库及出库动作。包括一套回转盘、两套升降设备、两套搬运器、一套快速门、8块载车板等。升降机额定荷载3吨，具有VVVF变频调速功能，最大提升速度可达28m/min带有与载荷相关的运行检测系统。快速门位于车库出入口处，用来隔离车库的内外空间，以保证操作人员和司机的人身安全。 1．2立体停车库电气系统 图1是本车库（2层8位地下立体停车库）的结构示意图，上层为U ，下层为D ，水平面为M ；N为机动位。水平面M为出入口，车辆从水平面出口处进出，上下层1～8号车位载车板，通过上下移位进入水平面，完成车辆的存取。上下层车位载车板在机动位N处能够升降移动；上层停车位载车板U和下层停车位载车板D在电机的拖动下可以水平移动，从而使车辆在程序的控制下达到合理的存取动作。 车库的工作原理如下：为安全起见，升降机的初始状态在出入口平层位置，且上面有载车板；当有存车动作发生时，且有车辆经转盘交接到升降机上后，控制程序根据就近原则快速将车辆存入库内。当有取车动作发生时，升降机下降到U层或D层（根据取车要求）等待载车板的交接—车辆的取出。如图1所示：1～8号位置为载车板的停放位置，N为机动停车位。1号位载车板可以直接上升；8号位载车板可以上升或下降；2＃、3＃、4＃、5＃、6＃、7＃位载车板横移，与1＃、8＃位的升降构成内部的循环过程。用户想要存1 # ～8 # 车辆并按下控制面板上相应的车位按钮时，车库内部的上层载车板按照逆时针方向在上层拖动电机的带动下向出口处移动，当载车板移动到1# 车位时，由相应的限位开关和光电开关检测，将要运送出车库的载车板是否为用户所要存储的车位。到达1# 车位的载车板是用户所要求的编号时，出口处的1号升降机将载车板提升到出口处，执行存车动作。若到达1# 车位的载车板不是用户所要求的编号时，出口处升降机将载车板降至底层机动位N，当载车板和下层平移履带结合完毕时，在下层拖动电机的带动下，按照逆时针方向将载车板送至下层存车位，此时8# 载车板到达内部升降机底部，当8# 载车板和内部升降机链条结合完毕时，内部升降机将8# 载车板提升至上层机动位N，同样载车板与履带结合完毕时，在上层拖动电机的带动下继续执行上层车位的平移工作，直到到达原1# 车位的载车板为用户要求的编号时为止，系统内部的循环过程告一段落。其中多个电磁阀处于上层、下层水平拖动履带和垂直升降轨道的接合处，用于车辆载车板的平移、升降过渡。升降电机A用于出口处的载车板升降控制，自动状态下可双向运行。升降电机B 用于车库内部的升降控制，自动状态下单向运行，手动控制下可双向运行。拖动电机A 用于车库内部的上层车辆水平移动控制，自动状态下单向运行，手动状态下可双向运行。拖动电机B 用于车库内部的下层车辆水平移动控制，自动状态下单向运行，手动状态下可双向运行。 对于出入口检测系统，要求快速可靠完成车辆外形检测、车辆停放姿态检测以及快速门的开闭控制等任务。在汽车进入停车区域之后，系统将显示汽车的停车姿态，要对该车辆的车型、车姿（长、宽、高、左右歪斜）等状态进行检测，并通过显示屏或指示灯提示给司机，并自动提示给司机调整车位的信息。车库入口处的检测器件采用超声波和光电开关，其布置如图2所示。 2控制系统的软件设计 2.1 存取车控制系统 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 车库系统的操作为存车和取车2种，由操作者在控制面板上选择，即存取车转换开关处于存车位置时，所发生的动作即为存车流程，取车依然。存车控制流程和取车控制流程如附图所示。 2.2 控制器PLC的I/O分配表 可编程序控制器采用LG公司的MASTER-K系列PLC，为节省资金采用4个小型的一体机做控制器，其I/O分配列表如下： I/O资源 输入 输出 备注 P0000 启动（存、取） － 输入点位于主站PLC（h1F） P0001 手动控制 － P0002 限位开关1 － P0003 限位开关2 － P0004 限位开关3 － P0005 行程开关1 － P0006 故障解除(运行) P0010 － 故障报警 输出点位于主站PLC（h1F） P0011 － 运行指示 P0012 － 停止指示 P0013 － 旋转电机开 P0014 － 提示车辆超标 P0015 － 重新选择提示 P0000 检测开关1 － 输入点位于主站PLC（h00） P0001 检测开关2 － P0002 检测开关3 － P0003 检测开关4 － P0004 检测开关5 － P0005 检测开关6 － P0006 光电开关2 P0010 － 快速门开 输出点位于从站PLC（h00） P0011 － 快速门关 P0012 － 提示左 P0013 － 提示右 P0014 － 提示前 P0015 － 提示后 P0000 按钮1 － 输入点位于从站PLC（h01） P0001 按钮2 － P0002 按钮3 － P0003 电磁阀1 － P0004 电磁阀2 － P0005 电磁阀3 － P0006 光电开关1 － P0010 － 状态指示1 输出点位于从站PLC（h01） P0011 － 状态指示2 P0012 － 状态指示3 P0013 － 升降电机A正转 P0014 － 升降电机A反转 P0015 － 拖动电机A正转 P0000 按钮4 － 输入点位于从站PLC（h02） P0001 按钮5 － P0002 按钮6 － P0003 电磁阀4 － P0004 电磁阀5 － P0005 光电开关1 － P0010 － 状态指示4 输出点位于从站PLC（h02） P0011 － 状态指示5 P0012 － 状态指示6 P0013 － 拖动电机B正转 P0014 － 升降电机B正转 P0015 － P0000 按钮7 － 输入点位于从站PLC（h03） P0001 按钮8 － P0010 － 状态指示7 输出点位于从站PLC（h03） P0011 － 状态指示8 2．3程序说明 本例设计采用多PLC通信互连的方式共同控制系统的运行。其中主站PLC H1F为中央集控单元，负责协调从站各PLC信息的采集与处理工作。下设4个从站分别为H00、H01、H02、H03。程序具体流程及实现的功能如下： 主站 PLC(H1F) 连接用户控制面板的存取车转换开关、手动控制开关和故障解除开关等操作按钮。用于车位编号识别的为一组限位开关（3个）。提示信号有系统运行、系统故障、车辆超标、用户误操作等。当系统处于存车状态时，控制面板的所有车位按钮有效，相应车位状态指示灯亮。当按下空车位对应的按钮后，系统开始运行，提示车辆可进入入口处，并对进入的车辆位置进行检测。待检测合格后开始调整车辆的停车姿态，以便于存入库内。调整完毕后主站PLC向从站发出指令，从站PLC控制其相应的平移、升降电机运行，将车辆存入库内；等车辆存入库内状态完毕后，控制面板上对应该车位的指示灯亮，表明此时该车位已经存有车辆。如果用户由于误操作，即在存车状态下按下了原来存有车辆车位的按钮，则面板指示灯提示用户重新选择车位。 取车控制过程和存车的流程大致相同，即用户将控制面板的选择转换开关旋到取车状态，相应的车位指示灯提示有车的车位，用户此时只需要按下当初存车的车位按钮即可，而无须知道自己车辆在车库内的具体位置。当车辆被提升至出口处后，提示用户将车辆开走。同时取走车辆的车位的指示灯熄灭，表示该车位为空，为下一次存车做准备。 从站 PLC(H00) 连接有光电开关2对，用于检测是否有车辆停放在载车板上。超声波传感器1～6#，主要用于车辆存储过程中的检测，即根据车库的机械尺寸所允许停放车辆的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，来检测所存车辆的车型，并通过指示灯提示司机在停车过程中的具体停放位置，比如车辆过于靠近载车板的左、右、前、后等方位以及车辆是否超高。 从站 PLC(H01) 连接的终端设备为用户控制面板上的存、取车操作制按钮1#~3#和检测、驱动等控制信号。如：用于检测在车库内部，1＃载车板初始位置时其板上是否有车的光电开关信号；检测载车板运行过程中用于方向变换控制的电磁阀1～3#的位置信号；控制升降机A升降的控制输出信号；以及拖动电机A的正反向的输出控制等。 从站 PLC(H02) 连接的终端设备有：用户控制面板上的存、取车操作按钮4#～6#以及相应的载车板到位的检测信号、控制升降机B和拖动电机B的正反向运行的驱动信号等。 从站 PLC(H03) 连接的终端设备有：用户控制面板上的存、取车按钮7#、8#以及相应检测车位指示信号等。 3.结束语： 采用PLC组成的立体车库控制系统具有较高的自动化程度，尤其是当串联车位较多时，可实现车位的自动调配，满足了车库的智能需求。经过二年的现场运行，结果表明：该控制系统实现了设计目标，功能完善，运行稳定可靠。另外本设计采用多个PLC做了一个小型集散控制系统，其目的就是为了根据不同的空间环境可对车库的位置、车位数量等进行扩展，从而能对一些多层多车位的水平循环式立体停车库具有较好的兼容性。 参考文献： [1] LG公司.可编程序控制器使用手册[Z]. [2] 葛雯、付与.自动化立体停车库[J].河南科技,2001,(5). [3] 张长缨,张侃愉.智能型立体停车库的构成及智能化 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 [J].自动化与仪表,2002,(1). 作者简介 孟如 高工 从事工业自动化方面的教学和科研. Biography： Mengru, advanced engineer, research in the research and the education in automation. 联系地址：唐山市新华西道46号 河北理工大学信息学院 孟如 063009 Address: 46 XinHua XiDao, College of Informatics, Hebei Polytechnic University, TangShan Hebei China 063009 Meng Ru 联系电话：0315-2597225 13832870175 Email : mengru@heut.edu.cn ; yihe-parking@126.com 存车控制流程： 取车控制流程：