基于plc的3层立体横移车库设计仿真
基于PLC的升降横移式立体停车库的控制系统设计
摘要立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。
随着城市汽车保有量的不断增加，停车难问题己经成为大中型城市的一个普遍现象。
机械式立体车库可充分利用上地资源，发挥空间优势,最大限度地停放车辆，成为解决城市静态交通问题的重要途径.本课题以较为典型的升降横移式立体车库为研究对象，综合考虑立体车库制造成本和运行效率的双重因素。
本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研的基础上,选择三层三列式车库结构为研究模型.升降横移式立体车库就其组成部分而言,可分为三大部分:车库结构部分、传动机构部分和控制系统部分。
本文简单介绍了车库的主体结构和特点，对车库的控制系统也作了简单的说明，依据升降横移式立体车库的运行原理，运用力学理论对升降横移式立体车库的结构进行了全面的力学分析，包括升降横移式立体车库的框架结构的强度、横移传动系统中轴的强度和升降传动系统中轴的强度等。
在对升降横移式立体车库控制系统的设计中，采用了先进的PLC 控制，运用欧姆龙公司的编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统的程序，并经调试、运行，证明采用可编程序控制器（PLC）作为控制系统简单易行.其稳定、可靠、快速、性价比高的特点使得控制系统非常完美.为了使停车设备满足使用要求,根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准、升降横移式立体车库的实际，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术,这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行.AbstractStereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific storage of kinds of automobile.As the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays，the hard—to-Park Problem has become a common phenomenon。
基于PLC的通用多层升降横移式立体车库控制系统的设计
的移动根据Ｍ４４、Ｍ４７、Ｍ６６、Ｍ６９的状态进行左右移动；二层托盘
的移动根据Ｍ２４、Ｍ２７、Ｍ３０、Ｍ３３的状态进行左右移动；只有当
Ｍ２１＝１、Ｍ４１＝１时，三层托盘才可以进行升降运动。第二层车位
的存取控制与此相似，一层进出车时，无需移动托盘，车直接进出
即可。
ＨＭ５１ ］ ＣＭＰ Ｄ３１ Ｄ２０ Ｍ２０
扫描检测．，光电开关的接收器和发射器分别安
装在底层左右两边，在托盘前后位置均进行检
测，当有车辆停放不到位时，车就把光电开关
光源挡住，此时系统不能动作，只有车辆停放
到位后，系统才能正常工作。在每个托盘上的
Ｉ
选择车位２ 存取车
选择车位３ 存取车
一条对角线上安放一套光电开关，用于检测托 盘上有无车，整个动作区域配有光、电检测及 多重安全系统，以防异常情况发生。通过光电
输入电路 可编程序控制器（ＰＬＣ）
输出电路
结果大于零，则表示空 车位在左边，这样先把 空车位右边第一个托 盘左移到空位上，之后
重复上述过程，直到空
图５ ＰＬＣ系统的硬件结构图
车位在上层需要存取 的车位正下方时，其比
较结果为零，停止二层托盘左右移动；与此同时，第三层存取车的
车位号与第一层的空车位号进行比较，即把Ｄ３１和Ｄ１０中的数进
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｕｐ—ｄｏｗｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｃｕｂｉｃ ｅａｒ－ｂ＆ｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ＰＬＣ ａｎｄ ｕｐｐｅｒ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｉｔ ｗａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａｓ ｏｆ ｋｅｙ—ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｆｏｒ ａｎｙ ｔｙｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｕｐ—ｄｏｗｎ ａｎｄ ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ ｃｕｂｉｃ ｃａｒ—ｂａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ， ｉｔ ｈａｓ ａ ｇｒｅａｔ ｆｕｔｕｒｅ．
基于PLC的立体车库自动控制系统的设计
国家 自然科学基金资助项 目 （５１２０５０２９）
一
２０ 一
《起重运输机械》 ２０１３ （１２）
车 ；如果 不 是 空 位 ，则 先 使 停 车 位 下 面 的 车位 进 行横 移 运 动 ，再 做 升 降 运 动 进 行 停 车 。升 降运 动 要进 行 复 位 ，横 移 运 动 不 需 要 复 位 。上 载 车 板 及 其升降系统 配有一套独立 的电动机与链传动组合 系统 。下 载 车板 及 横 移 系 统 不 需 要 悬 挂 链 条 ，在 下载 车 板 底 部 装 有 ４个 导 轮 ，可 在 导 轨 上 行 走 ， 其中 ２个为主动轮 ，装在长传动轴的两端 ，另外 ２ 个 为 独立 安 装 的 从 动 轮 。 电 动 机 驱 动 长 传 动 轴 运 转 ，长传动轴上 的主动 导轮在导轨上行走 驱使下 载车板 做 横 向平 移 运 动 。上 载 车 板 的安 全 装 置 为 上 下行 程 极 限 开关 和 防 坠 落 装 置 ，下 载 车板 的 安 全 装置 为行 程极 限开关 和 防碰撞 版 。
关键 词 ：立体车库 ；控制系统 ；ＰＬＣ；最优路径 中 图 分 类 号 ：ＴＵ２４８．３ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文章 编 号 ：１００１—０７８５ （２０１３） １２—００２０—０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗ ｉｔｈ ｔｈｅ ３－ｓｔｏｒｅｙ １３一ｃａｒｐｏｒｔ ｓｔｅｒｅｏ ｇａｒａｇｅ ａｓ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａ ｎ ｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｌｉｆｔ—ｓｌｉｄｉｎｇ ｓｔｅｒｅｏ ｇａｒａｇｅ，ｗｉｔｈ ｅｍ ｐｈａｓｉｓ ｏｎ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ａｎａ ｌｙｓｉｓ，ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ． Ｔｈｅ Ｓｉｅｍｅｎｓ ￥７－２００ ｓｅｒｉｅｓ ＰＬＣ ｉｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐｒｏｇｒａｍ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｎｅａｒｂｙ ｐａｒｋｉｎｇ ｗｉｔｈ ｏｐｔｉｍ ｕｍ ｒｏｕｔｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｓ ｇｒｅａｔ ｅｆｅｃｔ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈｏｌｅ—ｍａｃｈｉｎｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ａ ｎ ｄ ｓａｖｉｎｇ ｓｔｏｒａｇｅ—ｒｅｔｒｉｅｖａｌ ｔｉｍｅ ｆｏｒ ｃｕｓｔｏｍｅｒｓ，ｅｔｃ．
基于PLC的立体车库控制系统设计
基于PLC的立体车库控制系统设计摘要本次毕业设计课题为基于PLC的立体车库控制系统设计。
机械式车库种类较多，主要有以下形式：升降横移类、垂直循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、简易升降类等。
通过对这些车库类型特点的比较与分析，选择了三层三列升降横移车库结构为研究模型和设计内容。
本设计论述了立体车库的发展与当今现状，论述分析了三层三列升降横移式立体车库的运行原理和结构特点，设计了立体车库的控制系统，并依据其运行原理设计了PLC程序。
关键词：立体车库，升降横移式，控制系统，PLC目录1 绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2课题的关键技术及其国内外研究发展现状 (3)1.2.1 国外研究现状 (3)1.2.2 国内研究现状 (4)2 升降横移式立体车库的机械设计部分 (6)2.1立体车库的分类及其特点 (6)2.2升降横移式立体车库的工作原理 (8)2.3升降横移式立体车库的结构 (9)2.3.1 升降横移式立体车库的主要构成 (9)2.3.2 升降横移式立体车库的结构示意 (12)2.4升降横移式立体车库中的安全防护装置 (13)3 立体车库电气控制系统设计 (15)3.1电气控制系统整体设计 (15)3.2电气系统关键部分设计 (18)3.2.1 PLC接线设计 (18)3.2.2 其他资源配置 (19)3.3PLC控制程序设计 (20)3.3.1 PLC的选型 (22)3.3.2 PLC的I∕O资源配置 (23)3.4电气安全装置 (24)4 升降横移式立体车库监控系统的设计 (25)4.1立体车库自动化控制系统 (25)4.2基于W INCC的监控系统设计与实现 (28)4.1.1 Wincc的概述 (28)4.1.2 监控系统的功能 (28)4.1.3 Wincc的组态 (29)5 结论 (32)参考文献 (33)致谢 (34)附录 (35)1 绪论1.1 课题的背景和意义随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。
基于PLC的升降横移式立体停车库的控制系统设计
基于PLC的升降横移式立体停车库的控制系统设计基于PLC的升降横移式立体停车库的控制系统设计随着城市化的快速发展和汽车保有量的增加，停车问题已经成为城市管理的难题之一。
传统的地面停车场不断扩建，但却很难满足人们的停车需求。
面对这一挑战，升降横移式立体停车库逐渐崭露头角。
本文将以基于PLC（可编程逻辑控制器）的升降横移式立体停车库的控制系统设计为主题，探讨其原理和设计方案。
一、控制系统的基本原理升降横移式立体停车库利用电动机和传动装置实现车位的升降和横移。
控制系统的主要功能是监控和控制车位的运行，确保停车库的安全和高效运行。
PLC作为控制系统的核心，具有可编程性、高可靠性和灵活性等优点，适用于复杂的停车场环境。
二、PLC的工作原理PLC是一种用于实现逻辑控制的数字化电子设备，利用可编程的存储器，通过输入输出接口与过程进行数据交换，控制输出信号以控制设备运行。
PLC的工作原理主要包括输入模块、中央处理单元（CPU）、输出模块和操作界面四个部分。
输入模块负责接收停车库各个传感器的信息，例如车位检测器的信号。
中央处理单元（CPU）负责将输入的信号进行处理与判断，根据程序的设定输出相应的信号。
输出模块则将CPU输出的信号转化成控制执行器（电动机、传动装置等）的动作。
操作界面提供操作人员对停车库进行参数设定和故障检测等功能。
三、升降横移式立体停车库的控制系统设计1. 系统架构设计设计的第一步是确定系统的架构。
升降横移式立体停车库的控制系统一般可以分为三个层次：硬件层、软件层和界面层。
硬件层包括输入输出设备、传感器和执行器等；软件层负责控制逻辑和运行程序的编写；界面层主要用于操作和监控停车库的运行状态。
2. 硬件设计在硬件设计上，需要根据停车库的具体情况选用适当的传感器和执行器。
例如，选择合适的车位检测器，如红外线传感器或超声波传感器，来实时监控车位的占用情况。
选用适当的电动机和传动装置来实现车位的升降和横移。
基于PLC控制的升降横移式立体车库的研制与实现
基于PLC控制的升降横移式立体车库的研制与实现基于PLC控制的升降横移式立体车库的研制与实现概述：随着城市化进程的加快和人口增加，车辆数量不断攀升，停车难问题成为城市交通中的一大痛点。
传统的地下停车场和露天停车场已经不能满足人们对停车场的需求，因此，升降横移式立体车库应运而生。
本文主要介绍了一种基于PLC控制的升降横移式立体车库的研制与实现。
一、系统原理及设计1.1 系统原理升降横移式立体车库是一种集停车、存储和提取车辆的智能化设备。
该车库由电动升降系统和横移系统组成，通过PLC控制实现车辆的垂直升降和水平横移，从而实现多层停车位的分层使用。
1.2 设计要点在设计过程中，需要考虑以下要点：- 车辆安全：确保车辆在升降和横移过程中不会受到任何损坏。
- 系统可靠性：保证系统运行稳定可靠，降低故障发生的概率。
- 运行效率：提高车辆的存取速度，减少停车耗时。
二、系统硬件部分2.1 垂直升降系统垂直升降系统主要由电动机、减速器、传动链条和升降平台组成。
PLC控制电动机的启动、停止和转向，通过传动链条将电动机的旋转运动转化为升降平台的上升或下降运动。
2.2 横移系统横移系统由电动机、减速器和横移平台组成。
通过PLC控制电动机的启动、停止和转向，实现横移平台的左右移动，以便于车辆的存取。
2.3 传感器与控制器为保证升降横移过程中车辆的安全，系统中安装了多个传感器。
通过传感器检测车辆、障碍物和平台位置的信息，并传送给PLC控制器，以便控制器根据实时数据调整电动机的运行状态。
三、系统软件部分3.1 PLC控制器程序PLC控制器作为系统的核心，负责接收传感器信号、控制电动机运行以及监控整个系统的状态。
通过编写PLC控制器程序，实现升降和横移步骤的协调。
3.2 人机交互界面为了方便车主操作，系统采用了触摸屏人机交互界面。
通过触摸屏，车主可以选择停车或取车，以及选择对应的停车位或取车位，同时还可以查看当前车库的停车情况。
基于PLC的立体车库控制系统毕业设计
天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于PLC的立体车库控制系统Design of Cubic Garage Control System Based on PLC专业班级：学生姓名：指导教师：学院：摘要随着中国社会的飞快成长，买车已经是很普遍的事。
城市里已经建成的停车场远不够用，导致将车停放在路边的行为越来越泛滥。
通过形式各异的立体车库和停车场以及地下车库的对比，很多地方都突出立体车库优点。
日本已经与30、40年前开展了立体车库的研究。
若使用双层立体车库，可让每平方米土地得到充分的使用，与地下车库相比，可以减少冬季采暖以及通风管道等设备，而立体车库使用中的用电量与前者对比而言，立体车库用电量较低。
本文介绍了升降横移式立体车库的工作原理，选择二层三列式立体车库作为研究对象，本文简单介绍了立体车库的背景、优点；对升降横移式立体车库的组成、运动方式作了深入分析；确定了以西门子s7-200PLC作为控制系统核心的控制系统；使用组态王软件对系统进行监控，保证使用安全性；做出PLC的I/O分配，并完成了程序流图，完成立体停车库控制系统设计。
关键词：立体车库；PLC；控制系统ABSTRACTWith the rapid development of Chinese society, it is a common thing for people buying car. Since the lacking of parking lot, more and more people begin to park their car at the road side. The comparison among stereo garage with various forms, parking lot and underground parking lot manifests the advantage of stereo garage from many aspects. Jan has researched the stereo garage since about 35 years ago. The double-layer stereo garage can take full use of every square meter’s land and it can decrease the uses of ventilate equipment and heating equipment in winter as well as has lower electricity consumption while comparing to underground parking lot.This thesis, setting double-layer and three-stand stereo garage as research object, explains the work principle of lifting and transferring stereo garage; simply introduces the background and advantage of stereo garage; deeply analyzes the composition and operation method of lifting and transferring stereo garage; confirms the control system setting on the core of Siemens s7-200PLC; employs Kingview software to monitor the system for ensuring its safety; conducts I/0 distribution of PLC; accomplishes the program flow chart; as well as couplets the control system design for stereo garage.Key words: cubic garage; PLC；control system目录第一章研究立体车库的意义 (1)1.1立体车库的研究背景 (1)1.2立体车库的优点 (1)1.3立体车库的分类及其特点 (2)1.3.1横移类机械式停车设备 (2)1.3.2垂直循环类机械式停车设备 (2)1.3.3堆垛类机械式停车设备 (2)1.4本课题主要研究内容 (3)第二章升降横移式立体车库 (4)2.1升降横移式立体车库的简述 (4)2.2升降横移式立体车库的结构及组成部分 (4)2.3PLC的选择 (4)2.4PLC核心控制部分 (6)2.52×3式升降横移式立体停车库的运动分析 (7)第三章升降横移式立体车库控制原理及控制系统组成 (10)3.1升降横移式立体车库的系统控制原理 (10)3.2升降横移式立体车库的硬件组成 (11)3.3升降横移式立体车库的检测部分 (13)3.4升降横移式立体车库的安全措施 (14)3.5升降横移式立体车库的通信设备 (15)第四章基于组态王的监控设计 (16)4.1组态王介绍 (16)4.2组态王使用方法 (16)第五章升降横移式立体车库PLC控制的控制程序 (19)5.1程序控制流程图 (19)5.2PLC的I/O点分配表及硬件连线图 (20)5.3PLC的编程 (20)总结 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)第一章研究立体车库的意义1.1立体车库的研究背景随着中国社会的飞快成长，买车已经是很普遍的事。
基于三菱PLC的立体车库控制系统设计
基于三菱PLC的立体车库控制系统设计摘要：随着我国城市化进程的不断推进，汽车已成为主要的交通工具。
与此同时，交通阻塞、停车一位难求问题十分严峻。
立体停车设备集机电、电磁学、光学等技术于一体，和传统的停车场相比，它有非常大的优势，主要表现在自动化程度高、效率高、空间利用率高，可以很好地解决普通车库存取时间长、排队时间长和环境污染等问题。
关键词：PLC；立体车库；设计立体车库首先是一种现代化机电一体化设备产品，它可以通过顺序、运动以及过程等方面的控制，借助控制系统实现对车辆的存取自动化管理。
而基于PLC技术设计的智能立体车库控制系统，通过PLC实现对车库中电机的控制，然后借助相应的数据处理，实现对车辆和车位的升降与横移，从而达到车辆自动存取的目的。
在智能立体车库使用过程中，用户只需要通过相应的ID卡，就可以通过管控系统对入库或出库的车辆进行检测，接着通过数据库分析，找到用户的车辆，并将其通过升降、横移的方式将车辆搬运导指定的位置，这样就完成了整个车辆存取的过程。
1.立体车库控制方案设计1.1 PLC作为主要控制核心PLC所采用的CPU都是由生产厂家专门设计的，每个元件都可以直接向生产厂家购买，都是经过严格筛选的工业级元件。
PLC的编程方法也相对比较简单易懂，这样开发周期就会大大缩短。
PLC本身还具有很强的自诊断功能，一旦PLC运行系统出现故障，根据自诊断可以很容易诊断出故障元件及故障原因；它还提供了完善的调试工具，在运行状态下，对程序进行监控，也比较容易找出由于程序上的不合理造成的故障。
由于PLC控制与其他控制方式相比，编程与控制还是相对容易的，设计周期更短，检查维护与调试工作也变得更加游刃有余。
根据系统的控制要求及复杂程度，需要对所用到的I/O口进行初步的估算。
经过计算统计，本次设计一共需要15个输入口（X）和9个输出口（Y），本文选择三菱公司生产的FX3U48MR PLC。
1.2 控制方案设计检测环节是一个重要的环节。
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第一章
1.1 研究背景
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。
《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社 李俊秀
文献
《电气控制与 PLC 应用》北京机械工业出版社 余雷生 方宗达
《电气控制与可编程控制器技术》化学工业出版社 史国生
地点
天璇
起止日期 2017.05.22—2017.06.04
2
目录
目录
第一章 ..............................................................................................................................................4 1.1 研究背景............................................................................................................................4 1.2 原理....................................................................................................................................5
第五章 ............................................................................................................................................18 5.1 控制系统仿真调试.........................................................................................................18
副教授
课题名称 立体横移停车库的 PLC 控制设计
指 标 及 要 达到设计课题的控制要求，上机调试 PLC 控制程序，打印 PLC
求
程序，计算机绘图。
课题工作 工作内容：1、熟悉课题工作原理。
内容
2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。
3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。
4、完成设计图纸，完成设计任务书。
第三章 ............................................................................................................................................10 3.1plc 接线图........................................................................................................................10 3.2 电路原理图...................................................................................................................... 11 3.3plc 的 I/O 分配................................................................................................................12
第六章 ............................................................................................................................................23 6.1 小结...................................................................................................................................23
第二章 ..............................................................................................................................................6 2.1 电气控制系统整体设计...................................................................................................6 2.2 硬件系统配置...................................................................................................................7 2.2.1 PLC 的介绍............................................................................................................7 2.2.2 其他资源配置.......................................................................................................8
1.主电路图：.........................................................................................................................26 2.plc 接线图：......................................................................................................................27 3.梯形程序图：.....................................................................................................................28
第四章 ............................................................................................................................................14 4.1 PLC 控制程序设计..........................................................................................................14 4.2 流程图..............................................................................................................................15 4.3 控制程序的软件说明......................................................................................................16
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1.2 原理 升降横移式立体车库每个车位都有载车板，车辆就停在载车板上，最下层的
载车板只做左右横移，不能升降，中间层车位可以左右横移和升降，上层车位只 能升降，不能横移，若中间层车位需要存取车，则需下层车位移出空位，才能降 至底层，上层车位需要存取车，则需要中间层车位和下层车位移出空位方能下降 至底层。存车时，当载车板到位后，驾驶员将车开上载车板后下车离开，中间层 和上层载车板升至所在层位；取车时，下层车位直接开出，上层和中间层则是载 车板降至底层后，等驾驶员进入车库开走汽车后，载车板回至所在层位。下图为 一个地上 3×3 型七车位的升降横移式立体车库，其工作原理是:上层载车板可以 做升降运动，中间层载车板可以做升降运动和横移运动，下层载车板只能做横移 运动。通过中间层和下层的空位，利用载车板横移变换空位，将汽车停到上层或 降至下 层，第一层的汽车可直接开进和开出，无需变换位置。