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1、立体停车库控制系统设计 南京工程学院 康尼学院 本科毕业设计（论文）题 目： 立体停车库控制系统设计 专 业： 测控技术与仪器 班 级： K测控061 学 号： 240061524 学生姓名： 姜 超 指导教师： 盛党红 教 授 起止日期： 2010.32010.6 设计地点： 工程中心 _Graduation Design Thesis Parking control systemBy JIANG CHAOSupervised byProf. SHENG Dang HongDepartment of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune,
2、 2010摘 要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3040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，距今已有十年的历程。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。立体停车库属于仓储设施,专门为各类车辆自动停放，科学寄存.其由钢构架、回转台（采用埋人式）、输送车或升降电梯、监控操作台及辅助设备（消防、配电、防盗机构）六大部分联合构成,目前，在国内一些经济
3、较发达，人口密度较大的城市中开发推广,并已经日趋成熟立体停车库以停放轿车为主,其代价较昂贵,而且立体停车库使用时涉及到人身和车辆的安全,所以对设备的安全性和可靠性要求非常高。PLC采用了以计算机为核心的通用自动控制装置,集微机技术、自动化技术、通讯技术为一体,可靠性强、性价比高、设计紧凑、扩展性好、操作方便,适用于频繁启动和恶劣的环境,因此在立体停车库控制系统中通常采用PLC作为电控系统的核心ABSTRACTVehicle parking problem is nowhere to urban social, economic and transport development to a ce
4、rtain extent the result of, the development of parking facilities in foreign countries, especially in Japan, nearly 30 to 40-year history, both technically and in experience on have been successful. China is also in the early 90s R & D mechanical parking equipment, the course of ten years ago. As ma
5、ny new residential parking spaces within the household and the ratio of 1:1, in order to solve the parking area of the contradictions and tenants of commercial space, three-dimensional mechanical parking equipment for its small footprint mean the unique characteristics of cycling, has been the major
6、ity of users accepted.Parking are storage facilities, specifically for the types of vehicles, automatic parking, scientific storage. Its by a steel frame, swing sets using Embedded in style , transport vehicles or elevators, control console and auxiliary equipment fire, power distribution, security
7、agencies jointly constitute the majority of six, now, some of the more economically developed in China, population density, the larger cities in the development and promotion, and has matured.Parking to the main car park, the cost of more expensive, and parking use related to the safety of persons a
8、nd vehicles, so the equipment safety and reliability is very high. PLC used to control the computer as the core of the universal device, set computer technology, automation technology, communication technology as a whole, reliable, cost-effective, compact design and good scalability, easy to operate
9、, suitable for frequent starts and harsh environment Therefore, in the parking control system PLC is usually used as the core of electronic control systems,adjuvant to limit switches to control the precise car access.Key words：Parking; PLC; travel switch目 录第一章 绪论1 1.1 立体停车库产生的背景1 我国汽车业的发展形势1 我国城市的停车
10、难问题11.2 立体停车库1 立体停车库概述1 立体停车库的意义21.3 立体停车库2 立体停车库的概述2 立体停车库的分类及特点2 目前存在的问题及研究的意义4 可编程控制器概况5 1.4 论文研究内容8第二章 硬件电路设计92.1 系统的基本要求9 机械传动系统9 传动系统92.2 C P U 的选型10 CPU单元设计10 分类介绍112.3 控制回路设计122.4 流程图132.5 模拟电路14第三章 软件设计173.1 P L C 工作原理173.2 Step7-Micro/WIN32 编程软件简介173.3 Step7 程序结构203.4 P P I 连接203.5 立体停车库的程
11、序设计22 设计中用到的指令介绍22 梯形图流程举例22第四章 结 论25致 谢26参考文献27附录A：英文资料28附录B：英文资料翻译34附录C：梯形图及语句表39第一章 绪 论1.1 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3040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，距今已有十年的历程。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
12、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8090，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。 机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。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
13、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。1.2 立体停车库产生的背景 我国汽车业的发展形势随着社会的发展，城市人口日益增多，楼房和车辆也越来越多，特别是随着改革开放以来，国民经济的高速发展为汽车工业的振兴注入了强劲的动力。据中国汽车工业协会公布的数据表明，1997年全国汽车保有量为1100万量，其中轿车400万辆，当年轿车生产量48.2万量，微型车生产量38.2万量，1998轿车生产量50万量，1999年55万量，2000年57万
14、量，2002年中国汽车产量达到了325万量，比上年增长38%，全球排名由2001年的第八位上升至第五位。随着中国加入世贸、十六大的顺利召开和政府平稳过渡、2008年北京奥运会、2010年世界博览会等重大盛事的影响，以及内需的进一步拉动和“费改税”等政策的驱动，我国的汽车工业仍将具有很大的发展空间并将继续保持快速平稳发展。国务院发展研究中心在一组中国汽车产业增长潜力与外部环境的研究课题中提出的预测：目前中国家用轿车的保有量为489万辆，到2010年将增加2倍，达到1466万辆，到2020年这一数字再增加4倍，达到7200万辆。届时中国各种汽车的总保有量将达到1.15亿辆，是美国今天汽车总保有量的
15、一半。而2010年、2015年、2020年家用轿车的市场需求量，分别是501万辆、913万辆和1584万辆。其后，中国将全面进入汽车社会。 我国城市的停车难问题据专家统计，中国在2005年或2006年达到了汽车进入家庭、汽车大幅度增长的起爆点。我国大城市的车辆越来越多，而除了新建的高档住宅小区外，大多数普通住宅小区的车库严重配套不足，以至于小区内小轿车到处乱停乱放，马路边、人行道、甚至草坪上都停车。“十五”期间，国家鼓励轿车进入家庭，随着城市居民汽车普及率的大幅提高，在中国城市土地资源越来越紧缺的情况下，城市住宅小区的停车难问题已经日益突出，许多大城市为了解决这个问题，都提出了住宅小区停车位的
16、供应以配建为主，并都制定了新的建筑物配建停车设施标准，如南京普通住宅小区每户的停车位由-1.0个，无锡市住宅区配建停车位标准提高到0.8-1.2个，合肥市住宅区配建停车位标准提高到0.5-1.6个等，但我国大城市普通住宅区以及老城区以前建立的住宅区大部分都没有建停车场 库 ，也不会有太大的地方和空间来建大型停车场，也就无法满足住宅小区内广大居民的停车需求。为此停车问题也就逐渐成为大城市的一个大难题。城市中有限的地面面积已经无法提供足够的停车车位，于是向空间发展成为解决当前问题的一条重要途径。立体停车库就是在这种背景下发展起来的。1.3 立体停车库 立体停车库概述立体停车库系统是利用自动化、机器
17、人、计算机通信等高新技术，自动而可靠的完成汽车的存取，并把多个立体停车库集中起来管理，形成一个立体停车库群统一体系的智能化、立体化物流系统。立体停车库具有占地面积小,使用操作简单、灵活，安全可靠等诸多独特的优点，决定了其在寸土寸金的大都市中有着不可替代的存在价值。随着汽车的急增致使城市停车难问题不断恶化,而作为解决城市静态交通的有效措施向空间、向高层发展的自动化立体停车设备,以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。 立体车库分类及特点城市停车场可分为自行式停车场和机械式停车场,机械式停车场又分为全自动和半自动两种类型,目前最常见的是机械式立
18、体停车库。根据机械停车设备的构造及其工作原理,机械式立体停车库主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、简易升降式、汽车升降机等九种类型。目前主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式等三大类最常使用。列举了这几种主要类型： 1 垂直升降式。垂直升降式汽车停车库主要是通过载车台的垂直升降实现存取车的。车库中部为升降机构，左、右两部分分为车库架。存车时，车开到升降台中部的托盘上，升降机构带动车和托盘一起上升，到达指定层面时，升降台停稳，升降台上的伸缩机构通过横向伸缩把手和托盘搁放在空车架上，取车情况和此类似，但运动方向相反。特点：整个存车库可多达20
19、25层，即可停放4050辆车，占地面积不到50m2，空间利用率最高。适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。在停车设备的市场份额约占34%。不足点：整体结构设计不科学，力学结构不合理，二层以下可以，三上升降运行时摆动幅度过大，风力过大时发生摇晃，连设计人员自己都担心，留有巨大的安全隐患，是停车设备需要技术改进的产品，否则将被淘汰。 2 升降横移式。特殊设计的结构，通过升降和横移操作实现停车取车，以三层横移式为例来说明其操作过程。一层放车托盘只能平移和上升，二层托盘可平移也可升降，三层只能下降与平移。一层车位在地面，车可以直接进出，停放在一层可以上升至二、三层；二层车辆出库时，
20、先下降到一层所空车位，再出车库；停在三层的车出库时，先左右平移一、二或三层车位，空出向下移动所需车位，使得三层所停车辆通过空位下到一层，再出库。升降横移式立体停车库主要是由框架结构部分、载车板部分、传动部分、控制部分、安全防护装置五大部分组成。特点：由于型式比较多，规模可大可小，对地的适应性较强，因此使用十分普遍。钢结构部分、载车板部分、链条传动系统、控制系统、安全防护措施等。在停车设备的市场份额约占70%。不足点：每组设备必须留有至少一个空车位；为链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能。 3 巷道堆垛式。其工作原理和堆垛式立体自动化仓库存取货物很接近。升降机构可上下及水平移动，在运行到存车位
21、置时，伸缩机构伸缩，从车架上取放车。特点：巷道堆垛类立体停车库设备是20世纪60年代后欧洲根据自动化立体仓库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的立体停车设备。是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车设备，它的出现解决了人们希望解决的大型自动化停车难题；全封闭车库，存车安全等特点。巷道堆垛式立体车库适用于大型建筑停车库或地下停车库。在停车设备的市场份额约占35%。不足点：设备结构复杂，设有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。与
22、自行式停车场相比,机械式立体停车库有以下优势： 1 节省占地面积,空间利用率高； 2 使用方便,操作简单； 3 易于安全管理； 4 节能、环保,改善市容。 目前存在问题及研究的意义虽然我国停车设备行业得到了快速发展，但与停车位需求的比较还相差甚远，我们只走过10多个年头，整个行业还是刚刚起步，存在着经验不足、技术水平不高。很多国家在这个停车行业方面，己经走过几十年，已经有丰富的建设经验和先进的技术，值得我们学习。我们国家改革开放的政策和国家持续发展的形势，已经得到各国的认可，也极有利于吸引各国同行，共同寻求发展的机遇，既促进我国智能停车产业的发展，也可进一步推动别的国家智能停车产业的发展。当前
23、立体车库系统存在的问题： 1 机械停车设备应用不广泛,缺乏一定的了解与认识； 2 机械停车泊位现状供应规模小,停车设备类型单一； 3 现有的械式停车库基本属于配建,实际投入运营率不高； 4 缺乏政策扶持,推广建设速度缓慢； 5 现有规范标准陈旧落后,报建项目实施难度大。但随着人们对社区生活的要求不断变化提高，对汽车的需求成为大多数人的愿望的时候，建造立体车库一定会形成人们的共识。出现这种现象除了和停车设备行业的发展本身涉及到停车立法、收费政策、城市规划、交通管理等诸多方面困难和阻碍之外，停车设备设计本身存在缺限，设计制造成本过高而导致的车辆收费过高，关键自动化技术水平低下也是主要问题之一。资料
24、显示，目前北京的立体车库共92处，拥有1万多停车位，收费高成为阻碍其推广使用的主要原因。 在北京一般地面停车每小时2元，而立体车库为5元 同时在立体车库规范标准中规定车库最难取车的车位，一次取车时间不得超过两分钟，但由于考虑存车优先设计原则，实际上很难达到这样的标准，所以，我经常能见到只停满地面一层的立体车库，上面的二三层只有星星点点的几辆车。立体车库成了地面停车场，利用空间优势没有显现出来。立体车库缓解停车难的问题，没有根本得到解决。在土地越来越紧缺的情况下，解决城市中停车难的问题立体车库是必然出路，但要良性发展，就要解决现存问题。当前我国的设计制造的立体车库大多处于初级的停车功能，是最原始
25、的使用阶段，它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。由此可见研究如何降低立体车库设计制造成本及其控制系统以便进一步提高自动化程度有重大的现实意义。立体车库现在尚未普及，大量地面车库的存在使其在价格上不占优势。立体车库平时的保养和维修都要比路面停车库费用高，所以国家在制定价格的时候也都会相对高，价格决定市场，所以造成了立体车库常年车位空缺，由此便形成恶性循环，严重的阻碍了立体车库的顺利发展。当前我国的设计制造的立体车库大多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。由此可见研究如何降低立体车库设计制造成本及其控制系统以便进一步提高自动化程度有重大的现实意义
26、。随着立体停车库技术的迅速发展和人民生活水平的日益提高，它已经越来越渗入人们的日常生活，立体停车库群之间的的网络集成与智能化管理也是迫在眉睫的现实问题。把整个住宅小区立体停车库系统进行融合，形成一个立体停车库网络智能管理系统，在分布式网络环境下，可以对现场过程进行实时的远程监控，可以实现与Internet的连接，完成管理、决策和商务应用等功能。研究立体停车库网络智能管理系统不仅能够降低成本，带来经济效益，更能提高效率，方便人们的日常生活。 可编程控制器控制概况可编程控制器是一种数字运算的电子系统，是在计算机技术、通信技术和继电器技术发展基础上开发起来的，专为在工业环境下应用而设计的可编程序的控
27、制器。它以微处理器为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或者生产过程。PLC内部采用了输入和输出信号的光电隔离、滤波、电源的屏蔽、稳压和保护、故障诊断等技术，在工业控制现场的恶劣环境中可靠地工作平均无故障时间可高达5万一10万小时以上、功能完善、安装容易、体积小、重量轻、功耗低、价格越来越便宜。现己广泛应用于工业控制的各个领域:在灯光照明、机床电控、食品加工，等方面送行逻辑控制;对温度、体力、流量、物体高度等连续变化的物理量进行控制;在机器人、机床、电机调速等领域进行位置、速度控制;在电力、自来水处理、化工、炼油、
28、轧钢等方面进行数据采集，监测和控制;作为下位机，与上位机的计算机共同组成分散数据控制系统等。PLC是传统的继电器技术和计算机技术相结合的产物，所以在工业控制方面，它具有继电器控制或通用计算机所无法比拟的特点。l 高可靠性PLC的高可靠性主要表现在硬件和软件两个方面:在硬件方面，由于采用性能优良的开关电源，并且对采用的器件进行严格的筛选，加上合理的系统结构，最后加固、简化安装，因此PLC具有很强的抗振动冲击性能；无触点的半导体电路来完成频繁的开关动作，就不会出现继电器控制系统中的器件老化、脱焊、触点电弧等问题；所有的输入输出接口都采用了光电隔离措施，使外部电路和PLC内部电路能有效地进行隔离;P
29、LC模块式结构，可以在其中一个模块出现故障时迅速地判断出故障的模块并进行更换，这样就能尽量缩短系统的维修时间。在软件方面，PLC的监控定时器可用于监视执行用户程序的专用运算处理器的延迟，保证在程序出错和程序调试时，避免因程序错误而出现死循环；当CPU、电池、1/0口、通信等出现异常时，PLC的自诊断功能可以检测到这些错误，并采取相应的措施，以防止故障扩大；停电时，后备电池和正常工作时一样，进行对用户程序及动态数据的保护，确信信J息、不丢失。由于采取了以上有效措施，保证了PLC的高可靠性，从而使PLC的平均无故障时间己经能高达几十万小时。2 应用灵活性、使用方便模块化的PLC设计，使用户根据自己
30、控制系统的大小、工艺流程和控制要求等来选择自己所需要的PLC的模块并进行资源配置和PLC编程。这样，控制系统就不再需要大量的硬件装置，用户只需根据控制需要设计PLC的硬件配置和1/0的外部接线即可。而在PLC控制系统中，当控制要求改变时，不改动PLC外部接线，只需修改程序即可。这种面向控制过程的编程方式，与目前微机控制常用的汇编语言相比，应用灵活，移植性强。3 面向控制过程的编程语言，容易掌握PLC的编程语言采用继电器控制电路的梯形图语言，清晰直观。虽然PLC是以微处理器为核心的控制装置，但是它不需要用户具有很强的程序设计能力，只需用户具备一定的计算机软、硬件知识和电器控制方面的知识即可。这种
31、面向控制过程的编程方式，虽然在PLC内部增加了解释程序，增加了程序执行时间，但对大多数机电控制设备来说，这种时耗是微不足道的。4 易于安装、调试、维修在安装时，由于PLC的输入/输出接口已经做好，因此可以直接和外部设备相连，而不再需要专门的接口电路。而且PLC的软件功能取代了原来的继电器控制中的中间继电器、计时器、计数器等一些器件，所以硬件安装上的工作量相应减少。PLC的调试可先在实验室模拟完成，模拟调试完成后再现场安装和调试。这样就可以避免可能在现场会出现的一些问题，从而缩短调试周期:在维修方面，PLC完善的诊断和显示功能，可以通过模块上的显示或者编程器等很容易地找出故障的模块，而且由于模块
32、化设计，因此只需要对出错的模块进行更换即可。5 PLC的功能强、功能等扩展能力强其一，PLC利用程序进行定时、计数、顺序、步进等控制十分准确可靠。其二，PLC还具有周D和D/A转换、数据运算和数据处理、运动控制等功能。因此它既可对开关量进行控制，又可对模拟量进行控制。其三，PLC具有通信联网功能，因此，它不仅可以控制一台单机、一条牛产线，还可以控制一个机群、多条生产线，它既可现场控制，也可远距离对生产过程进行监控。PLC的功能扩展极为方便，硬件配置相当灵活，根据控制要求的改变可以随时变动特殊功能单元的种类和个数，再相应修改用户程序就可以达到变换和增加控制功能的目的。6 网络功能强大PLC具有强
33、大的网络功能。PLC不仅能做到远程控制、进行PLC内部通信与上位机进行通信，还具备专线上网、无线上网等功能。这样，PLC就可以组成范围很大的控制网络，整个工厂，甚至整个系统都可以实现自动化，从而提高生产的效率。7 PLC体积小、重量轻、易于实现机电一体化由于PLC内部电路主要采用半导体微电子集成电路，具有结构紧凑、体积小、重量轻、功耗低的特点;更由于它具有很强的抗干扰能力，能适应各种恶劣的环境，因而它已成为实现机电一体化十分理想的控制装置。随着PLc技术的不断发展，目前已能完成以下控制功能:l 条件控制功能条件控制 或称逻辑控制或顺序控制 功能是指用PLC的与、或、非指令取代电器触点串联、并联
34、及其他各种逻辑连接，进行开关控制。2 定时/计数控制功能定时/计数控制功能就是用PLC提供的定时器、计数器指令实现对某种操作的定时或计数控制，以取代时间继电器和计数继电器。3 步进控制功能步进控制功能就是用步进指令来实现在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能进行下一道工序操作的控制，以取代由硬件构成的步进控制器。4 数据处理功能数据处理功能是指PLC能进行数据传送、比较、移位、数制转换、算术运算与逻辑运算以及编码和译码等操作。5 A/D与D/A转换功能A/D与D/A转换功能就是通过A/D、D/A模块完成对模拟量和数字量之间的转换。6 运动控制功能运动控制功能是指通过高速计数模块和
35、位置控制模块等进行单轴或多轴控制。7 过程控制功能过程控制功能是指通过PLC的PID控制模块实现对温度、压力、速度、流量等物理参数进行闭环控制。8 扩展功能扩展功能是指通过连接输入/输出扩展单元 即1/0扩展单元 模块来增加输入输出点数，也可通过附加各种智能单元及特殊功能单元来提高PLC的控制能力。9 远程刀0功能远程1/0功能是指通过远程UO单元将分散在远跟离的各种输入、输出设备与PLC主机相连接，进行远程控制，接收输入信号、传出输出信号。10 通信联网功能通信联网功能是指通过PLC之间的联网、PLC与上位计算机的链接等，实现远程I/0控制或数据交换，以完成系统规模较大的复杂控制。11 监控
36、功能监控功能是指PLC能监视系统各部分运行状态和进程，对系统中出现的异常情况进行报警和记录，甚至自动终止运行;也可在线调整、修改控制程序中的定时器、计数器等设定值或强制刀0状态。1.4 论文研究内容 1 参阅国内外相关立体停车库的资料，了解当前立体停车库发展前沿，把握国内外立体停车库技术的发展趋势和方向； 2 对立体停车库系统的运行进行分析和研究，确定低层控制网络采用基于西门子S7-200 PLC（CPU型号为226），并根据车库的规模和实现的功能选择了所需要的信号处理模块以及分布式I/O设备； 硬件电路设计2.1流程分析本设计以3X3的堆垛式立体停车库为例。系统启动后，首先进行自检及初始化。
37、如设备无故障则运行至待命位置等待进一步指令。此时若启动入库模式，则系统进行检测，先启动列的动作，找到所存车对应的列通过行程开关开控制托盘到达所要求的列，再启动行的动作，通过行程开关来控制托盘到达所要求的行，到位之后，启动托盘向前的信号，车停好后等待一段时间，启动复位程序，托盘回到原点，返回待命位置等待下一存取车；若启动出库模式，则如进车步骤一样先启动列的动作，在启动层的动作，到达位置之后启动托盘向前信号，再启动托盘信号，按复位程序回到水平原点。 机械传动系统立体停车库是中小型车库的一种典型机电一体化产品,由于占地面积小且动作灵活、易操作、造价低，因此是公司及单位在建造立体停车库时的理想选择。以
38、3层3排存车为例,且占地面积仅有25 m2左右。立体停车库采用卷筒、滑轮和钢丝绳进行升降,在整个机构中有交流电机、钢丝绳、停车位框架、托盘等。以每一个停车位为一个基本单元,它的优点是结构简单,柔性好,启动平稳,噪声小,且安全可靠。 控制系统控制系统的功能就是使多层升降横移式立体停车库能准确无误地完成各种动作。用可编程序控制器 PLC 作为主控单元,它的主要优点是稳定性比较高,且技术比较成熟,易实现逻辑控制,很适用于全是开关量输入输出的多层升降横移式立体停车库。操作维护比较简单,且程序也直观,设计周期短,电路简单,使整个车库的运动智能化。每一个车位都能准确地停靠到位,控制准确、安全。对环境要求不
39、高,抗干扰性强,使整个系统有条不紊地工作。对操作人员以及维护人员的要求不太高,安装、调试比较简单,设备数量少,所以采用PLC作为控制系统。可编程序控制器硬件结构基本上与微机相同,都是由微处理器 CPU 、存储器 EPROM,ROM 、输入输出 I/O 模块、外设I/O接口、电源等组成,各部分通过总线 电源总线、控制总线、地址总线、数据总线 连接而成。可编程序控制器的工作方式与微机有较大的不同,可编程控制器不是采用微机的中断方式,而是采用循环扫描工作方式,即对程序进行反复的循环扫描,并对其逐条解释执行。如一个输出线圈被接通或断开,该线圈的所有触点 常开或常闭 不会像电气继电控制中的继电器那样立即
40、动作,而必须等到扫描到该触点时才动作。由于扫描时间一般只有几十ms,其速度远高于继电器动作时间 100 ms以上 ,对一般开关量来说可以认为是没有因间断采样而引起的误差。可编程序控制器投入运行后,要完成一系列的操作。该系统中主控单元的主要控制对象首先是车库内的平移和升降电机,控制系统就是使它们在不同时间实现正反转；为了保证车位架能移到预定位置以及托盘能上升或下降到准确位置,采用了行程开关。2.2 CPU的选型S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-
41、200系列具有极高的性能/价格比。 S7-200系列出色表现在以下几个方面： 极高的可靠性极丰富的指令集易于掌握便捷的操作丰富的内置集成功能实时特性强劲的通讯能力丰富的扩展模块S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 CPU单元设计集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180m
42、A输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA。可用作负载电源。 不同的设备类型 CPU 221226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压 数字量输入/输出点 CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。 可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。 分类介绍 CPU 221 集成6输入/4输出共10个数
43、字量I/O点。无I/O扩展能力。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。 CPU 222 集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。 CPU 224 集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连
44、接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。 CPU 224XP 集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高
45、速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。 CPU 226 集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。2.3 控制回路设计以单排三层三列立体停车库库
