立體車庫揭陽學(xué)院畢業(yè)論文示范

1、<p><b>　　揭陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院</b></p><p>　　畢 業(yè) 論 文（設(shè)計）</p><p>　　題目： 基于三菱PLC立體車庫控制系統(tǒng)</p><p>　　學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: </p><p>　　系（部）： 專

2、 業(yè)： </p><p>　　班 級： 學(xué) 號： </p><p>　　提交日期: 201 年 月 日 答辯日期: 201 年 月 日</p><p>　　201 年 月 日</p><p>　　基于三菱PLC立體車庫控制系統(tǒng)</p><p>&l

3、t;b>　　摘 要</b></p><p>　　設(shè)計立體車庫主要是考慮到現(xiàn)如今交通擁擠、車位數(shù)量有限。立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受廣泛推廣。一個立體車庫不僅可以解決停車難的社會問題，還可以節(jié)省土地資源。本論文設(shè)計的立體車庫，是以電機為動力通過鏈條傳動帶動車體移動，采用PLC編程控制，垂直提升平移式立體車庫</p><p>　　立體車庫

4、模型采用垂直提升式的類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側(cè)布置車位由電機為動力，用行程開關(guān)限位控制，可以準(zhǔn)確的定位。在構(gòu)架方面我們采用不銹鋼材料，安全性高、輕巧與其他建筑材料相比，鋼的強度高材質(zhì)也好，可靠性強。在控制方面我們采用的PLC可以自動化控制電機，不需要太多的人工操作。造價與傳統(tǒng)的平面停車場相比要低。而且可利用空間多了，不但節(jié)約了制造方的成本，與節(jié)約了停車的費用。</p><p>　　設(shè)計的立體車庫有許多特

5、點，而最突出的就是設(shè)備可以實現(xiàn)無人值守，只需要有一個控制室操作就行了，存車取車還不用倒車，方便了停車。維護也比較容易，主要的電路都是設(shè)計在外面，電路故障很容易排除。在許多的場所都可以運用，所受的限制很少。</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC FX2N、立體車庫、自動機構(gòu)</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>

6、;　　緒 論1</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)介紹2</p><p><b>　　1.1控制系統(tǒng)2</b></p><p>　　1.2立體車庫自動控制系統(tǒng)3</p><p>　　第二章 PLC編程與要求5</p><p>　　2.1 PLC核心控制部分5<

7、;/p><p>　　2.2 立體車庫控制要求5</p><p>　　2.3 PLC選擇5</p><p>　　2.4立體車庫的主體結(jié)構(gòu)及工作原理5</p><p>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計7</p><p>　　3.1 軟件設(shè)計7</p><p><b>　　3.2 程序圖7&l

8、t;/b></p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計及調(diào)試9</p><p>　　4.1 實現(xiàn)要求9</p><p>　　4.2 I\O分配圖9</p><p>　　4.3 實現(xiàn)過程10</p><p><b>　　總 結(jié)15</b></p><p&g

9、t;<b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　附 錄18</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展

10、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)驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已將近二十年的歷程。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，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。</p><p>　　機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方

11、面都顯示出優(yōu)越性。首先，機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。</p><p>　　在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運行中的耗電量比

12、工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。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)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設(shè)立機械停車樓。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。</p><p>　　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、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。</p><p><b&

13、gt;　　第一章 系統(tǒng)介紹</b></p><p><b>　　1.1控制系統(tǒng)</b></p><p>　　空氣開關(guān)主要有起到通斷線路和保護線路過載、短路。變壓器與整流電路的作用是，提供線路所需的穩(wěn)定電壓和所需的直流電壓。交流接觸器的作用主要是，實現(xiàn)自鎖、互鎖和電動機的正反轉(zhuǎn)。按鈕的作用主要是，通過按鈕的通斷來控制FX2N編程器的信號的輸入。FX2N編程器

14、的作用主要是，控制所有電路的運行。這些元件形成一個自動存車，自動取車系統(tǒng)，并且，通過管理系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)全自動化。</p><p>　　可編程邏輯控制器（PLC）是八十年代發(fā)展起來的新一代工業(yè)控制裝置，是自動控制、計算機和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種專門用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制的現(xiàn)場設(shè)備。由于控制對象的復(fù)雜性，使用環(huán)境的特殊性和運行的長期連續(xù)性，使PLC在設(shè)計上有自己明顯的特點：可靠性高，適應(yīng)性廣，具有通信功能，編

15、程方便，結(jié)構(gòu)模塊化。</p><p>　　在現(xiàn)代集散控制系統(tǒng)中，PLC已經(jīng)成為一種重要的基本控制單元，在工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用前景極其廣泛。在筆者參與開發(fā)的某鍋爐供暖輸煤自控系統(tǒng)中用于聯(lián)鎖控制的程序設(shè)計，系統(tǒng)要求在遠離輸煤廊的主廠房控制室里，對輸煤線的8臺設(shè)備進行控制，并實時監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)等情況。輸煤系統(tǒng)設(shè)備多，工作環(huán)境惡劣。為保證系統(tǒng)運行的安全性和可靠性，選用高可靠性的繼電器、接觸器等組件，通過優(yōu)化設(shè)計，大大減

16、少了接點數(shù)，從而減少了故障點，使設(shè)備的可靠性、安全性和可擴展性都大大提高，實現(xiàn)了系統(tǒng)安全可靠的運行。</p><p>　　1.2立體車庫自動控制系統(tǒng)</p><p>　　現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動化立體停車設(shè)備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境，這是自動化立體停車

17、設(shè)備的基本特點。停車設(shè)備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進來，擴大車庫的社會利用率和經(jīng)濟效益。這將是自動化車庫的發(fā)展方向。</p>&

18、lt;p>　　立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘， 監(jiān)控安保系統(tǒng)。</p><p>　　以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式，發(fā)布車庫庫存容量，控制車流方案。</p><p>　?。ㄒ唬┳詣邮召M管理系統(tǒng)</p><p>　　自動收費采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲

19、值卡兩種。對固定用戶，發(fā)行長期卡，費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納；對臨時用戶，發(fā)行儲值卡，即：用戶交納的費用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。</p><p>　?。ǘ?自動存取車系統(tǒng)</p><p>　　自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動載車盤兩個過程。用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判

20、斷卡號，自動把對應(yīng)的載車盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機按照指示燈信號指引入庫，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關(guān)閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴格按照各種檢測信號的狀態(tài)進行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有載車盤運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急

21、停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號失靈時保證主體設(shè)備及車輛的安全。</p><p><b>　　（三）遠程診斷系統(tǒng)</b></p><p>　　現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實現(xiàn)遠程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運行情況，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即

22、可進行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。</p><p><b>　?。ㄋ模┳詣拥篱l</b></p><p>　　在車庫出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動開啟，通過感應(yīng)線圈后，自動?xùn)艡谧詣雨P(guān)閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報警。</p><p><b&g

23、t;　?。ㄎ澹┍O(jiān)控安保系統(tǒng)</b></p><p>　　監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報警系統(tǒng)實現(xiàn)連動等功能，可以實現(xiàn)無人看守。</p><p>　　第二章 PLC編程與要求</p><p>　　2.1 PLC核心控制部分</p><p>　　系統(tǒng)核心部分

24、采用三菱FX2N-48MR為控制元件，它是FX系列中功能最強、速度最高的微型可編程控制器。它的基本指令執(zhí)行時間高達0.08us，遠遠超過了很多大型可編程控制器。它功能強大實用，價格便宜，工作穩(wěn)定可靠，24點輸入，16點輸出，采用繼電器輸出形式，可驅(qū)動交直流負載，負載電流在2A左右。220V AC供電。并且輸入端內(nèi)部自帶24V直流電源，還可為負載提供直流電源。</p><p>　　2.2 立體車庫控制要求</

25、p><p>　　本系統(tǒng)通過檢測車位運行狀態(tài)和其它參數(shù)，控制電機輪流工作，合理調(diào)度電機運行。系統(tǒng)通過計算機以圖形、圖像、數(shù)據(jù)、文字等方式，直觀、形象、實時地 反映系統(tǒng)工作狀態(tài)以及車位位置等 參數(shù)，并通過PLC通訊模塊與監(jiān)測監(jiān)控主機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，該系統(tǒng)具有運行可靠、操作方便 、自動化程度高等特點。</p><p>　　2.3 PLC選擇</p><p>　　本系統(tǒng)采用三菱

26、公司的型號為FX2N-48MR的PLC,是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾能力強、使用方便、同類產(chǎn)品價格便宜等優(yōu)點。隨著電子科技發(fā)展及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用之需要，PLC的功能也日益強大，例如位置控制及網(wǎng)絡(luò)功等。</p><p><b>　　平移系統(tǒng)</b></p><p>　　主要有橫移軌道，電梯框架、220V交流電機、行程開關(guān)、鏈條和齒輪，主要作用是通過交流電機的正反轉(zhuǎn)帶動電梯架左右橫

27、移，來實現(xiàn)小車車位左右移動的目的。經(jīng)過檢測系統(tǒng)的排查，確認哪個車位是空庫，經(jīng)橫移將電梯架移動到空庫位置，來實現(xiàn)車的存取。</p><p><b>　　升降系統(tǒng)</b></p><p>　　主要有6~24V直流電機、行程開關(guān)、繩索、滑輪、電梯架和電梯廂，主要作用是，通過直流電機的正反轉(zhuǎn)帶動電梯廂的升降，來實現(xiàn)小車到達樓層的目的。升降系統(tǒng)是立體車庫的中樞部分，它能把檢測系

28、統(tǒng)的指令實現(xiàn)，在得到指令后，第一個執(zhí)行機構(gòu)由平移系統(tǒng)完成，將車位對應(yīng)；第二個執(zhí)行機構(gòu)就是升降系統(tǒng)，待車位對應(yīng)后，電梯就會運作，將車送到檢測樓層，并在車離開車廂（電梯廂）后，車廂會在3秒后自動回到底層，以致不影響下一步運作。</p><p>　　2.4立體車庫的主體結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　本次設(shè)計中的電梯式立體車庫能夠完成如下功能：</p><p>　　1

29、、汽車停靠在停車板指定的位置上。</p><p>　　2、通過移動電機來實現(xiàn)汽車前后移動，移動到指定的位列。</p><p>　　3、通過電機的上下移動來實現(xiàn)汽車上下移動，移動到指定的樓層。</p><p>　　4、移動電機里的移動托板來實現(xiàn)汽車的存取，移動到指定的停車位。</p><p>　　結(jié)構(gòu)框架主要由電機、卡槽、停車庫，顯示屏等部件組

30、成</p><p>　　電梯：用6~24V直流電機、220V交流電機、行程開關(guān)、組成。直流電機電機特點是一斷電可以自鎖抱緊不用外接自鎖，使電梯升降能準(zhǔn)確到位。輪子安裝在電梯底部使它可以橫移動作，電梯平移運動用220V交流電機加鏈條帶動，行程開關(guān)定位可以自動到達一、二、三位和往返。</p><p>　　停車架：全部用鋼片鉆孔和螺絲擰緊組成，做成4車位框架。</p><p&

31、gt;<b>　　控制系統(tǒng)</b></p><p>　　工作原理：當(dāng)合上空氣開關(guān)，AC電源通過變壓器變壓為6V和24V電源低壓電源，6V通過整流電路后給直流電機供電，直流電機的控制，由接觸器主觸頭完成，并且通過變換加在電機上面電壓的極性來控制直流電動機正反轉(zhuǎn)。24V交流電源給交流接觸器線圈，由PLC的輸出端控制其是否得電，從而實現(xiàn)電路的通斷。</p><p>　　工作

32、原理：控制系統(tǒng)的編程器得到車位空缺的指令，通過KM1線圈得電，使交流電動機正轉(zhuǎn)，帶動齒輪使鏈條動作，從而電梯架開始平移到對應(yīng)的車位，撞擊行程開關(guān)后線圈斷電。</p><p><b>　　升降系統(tǒng)</b></p><p>　　工作原理：平移到位后，得到編程器指令，KM3線圈得電，直流電動機正轉(zhuǎn)，通過滑輪拉動繩索令電梯廂到達指定樓層，撞擊行程開關(guān)后停止。三秒后KM4線圈得

33、電，直流電動機反轉(zhuǎn)，電梯廂回到一層。</p><p><b>　　第三章 系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　3.1 軟件設(shè)計</b></p><p>　　由于本系統(tǒng)的控制器核心，采用了三菱PLC主機作為控制核心元件，根據(jù)控制要求對FX2N-48MR進行I/O分配（見表2）后，進行了軟件的編程和系統(tǒng)調(diào)試，其控制系

34、統(tǒng)的軟件程序指令表，如附錄所示。</p><p><b>　　3.2 程序圖</b></p><p>　　第四章 控制系統(tǒng)的觸摸屏設(shè)計及調(diào)試</p><p><b>　　4.1 實現(xiàn)要求</b></p><p>　　1、顯示實時庫內(nèi)剩余車位。</p><p>　　2、一天已出

35、庫多少輛。</p><p>　　3、進車時，顯示綠燈，剩余2個車位時開始閃爍綠燈，不可進車時，顯示紅燈。</p><p>　　4、不可進車時，停止電機運行，并紅燈警告，蜂鳴器響。</p><p>　　在設(shè)計立體車庫的時候，所要實現(xiàn)的功能是汽車可以自動停放，經(jīng)過不懈的努力克服技術(shù)困難，我們做出了一共4個車位。</p><p>　　當(dāng)車到感應(yīng)器件

36、的地方時，推桿將車推進入庫，并自動減少系統(tǒng)車庫車位，車出來時，系統(tǒng)自動增加車庫剩余車位，在整個過程，都全自動化，使未入庫的車輛知道庫里還剩下多少車位，并作出選擇。</p><p>　　4.2 I\O分配圖</p><p><b>　　4.3 實現(xiàn)過程</b></p><p>　　1、按入庫按鈕時，基于PLC立體車庫系統(tǒng)開始啟動，車庫內(nèi)車位有4個

37、，這時電動機⑤開始啟動，當(dāng)顏色傳感器①感應(yīng)到有白色物料時，氣桿進行推桿運動，將白色物料推入車庫③，同時，觸摸屏記錄剩余車位與已入庫車輛。</p><p>　　2、當(dāng)出庫時，觸摸屏系統(tǒng)記錄已出庫幾輛④，并同時在入庫已滿時，紅燈警告并停止入庫電動機運行。</p><p>　　以下就是概念模型所實現(xiàn)的功能和效果。</p><p><b>　　開始操作</b

38、></p><p><b>　　開始進車位</b></p><p>　　剩余車位有2個，開始閃爍綠色指示燈</p><p>　　白色物體充當(dāng)車，已入庫4輛，顯示屏顯示沒有剩余車位</p><p>　　已經(jīng)出庫3輛車，還剩下一輛車在庫</p><p><b>　　已經(jīng)全部出庫<

39、/b></p><p><b>　　觸摸屏顯示出庫5輛</b></p><p><b>　　綜合效果圖</b></p><p><b>　　總 結(jié)</b></p><p>　　隨著汽車工業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活的不斷提高，汽車保有量迅速增長，汽車停放車位緊張的問題越來越突

40、出，對立體車庫的需要越來越迫切。如何設(shè)計建造占地面積少、停車車輛多而且存取速度的立體車庫已是現(xiàn)在許多企業(yè)和研究立體車庫的發(fā)展技術(shù)與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對立體車庫進行了研究，完成了立體車庫的設(shè)計。</p><p>　　2015年12月，我開始了我的畢業(yè)論文工作，時至今日，論文基本完成。從最初的茫然，到慢慢的進入狀態(tài)，再到對思路逐漸的清晰，整個寫作過程難以用語言來表達。歷經(jīng)了幾個月的奮戰(zhàn)，緊張而又充實的畢業(yè)設(shè)計終于落下了帷

41、幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬千，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中，我擁有了無數(shù)難忘的回憶和收獲。</p><p>　　9月初，在與導(dǎo)師的交流討論中我的題目定了下來，是“立體車庫設(shè)計”。當(dāng)選題報告，開題報告定下來的時候，我當(dāng)時便立刻著手資料的收集工作中，當(dāng)時面對浩瀚的書海真是有些茫然，不知如何下手。在導(dǎo)師細心的指導(dǎo)下，終于使我對自己現(xiàn)在的工作方向和方法有了掌握。</p><p>　　9月中旬

42、，資料已經(jīng)查找完畢了，我開始著手制作畢業(yè)設(shè)計。在制作過程中遇到困難我們就及時和導(dǎo)師聯(lián)系，并和同學(xué)互相交流，請教專業(yè)課老師。</p><p>　　12月初，在大家的幫助下，困難一個一個解決掉，“立體車庫”也慢慢成型。</p><p>　　我不會忘記這難忘的幾個月的時間。畢業(yè)設(shè)計的制作給了我難忘的回憶。</p><p>　　腳踏實地，認真嚴謹，實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困

43、難、堅持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對我實際能力的一次提升，也會對我未來的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。</p><p>　　在這次畢業(yè)設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。</p><p><b>　　致 謝</b>

44、;</p><p>　　感謝老師在學(xué)習(xí)工作上的指導(dǎo)，感謝同學(xué)們的支持幫助，互相配合共同完成這項任務(wù)。</p><p>　　在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴謹治學(xué)態(tài)度、淵博的知識、無私的奉獻精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實、寬廣的專業(yè)知識，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。</p>&l

45、t;p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 賀哲榮:《PLC編程100例》，中國電力出版社，2009年第7版，第36-58頁。</p><p>　　[2] 王國海:《可編程序控制器及其應(yīng)用》，中國勞動社會保障出版社，2007年第2版，第86-166頁。</p><p>　　[3] 王全友:《可編程序控制器及編程實例》

46、，機械工業(yè)出版社，2009年第11版，第18-66頁。</p><p>　　[4] 楊蘭春:《鉗工工藝》，中國勞動社會保障出版社，2007年第4版，第99-154頁。</p><p>　　[5] 張啟君:《立體車庫的主要型式及技術(shù)特點》，機械工業(yè)出版社，2007年第2版，第95-122頁。</p><p><b>　　附 錄</b></p