1、6 層立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)基于歐姆龍可編程序控制器Zhuoran ZhangDepartment of Electrical & Engineering Wuhan Polytechnic UniversityWuhan, China E-mail: HarryZhe Mao, Hailing WanDepartment of Electrical & Engineering Wuhan Polytechnic University Wuhan, ChinaE-mail:文摘 - 隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展 ,大量的車輛在這些城市已經(jīng)以指數(shù) 速度增加 ,尤其是私人汽車 ,對(duì)城市交通和停車槽造

2、成很大的壓力。本 文主要關(guān)注整個(gè)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行過程和電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ,包括硬件和程序 設(shè)計(jì)思想 ,針對(duì)升降橫移立體車庫(kù) ,不但能夠縮短開發(fā)周期 ,而且對(duì)東 方停車集中化和自動(dòng)化的方向。擁有一定的參考價(jià)值。 關(guān)鍵詞-立體車庫(kù) ,歐姆龍可編程序控制器、設(shè)計(jì) 停車槽不足是來自城市發(fā)展，城市的經(jīng)濟(jì)、交通,傳統(tǒng)的車庫(kù)總是利用自然的職位 ,在一個(gè)社區(qū) ,停車槽和居民之間的比例大約是 1:1, 一個(gè)家庭至少一個(gè)停車位置 ,為了解決這一矛盾 ,停車槽使用寶貴的商 業(yè)用地 ,立體機(jī)械車庫(kù)的平均停車槽只需要更少的面積的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)逐 步在我們前面展現(xiàn)。相對(duì)于傳統(tǒng)的地下停車場(chǎng) ,立體車庫(kù)更具有優(yōu)勢(shì)。首先,立體車庫(kù)可以節(jié)省更

3、多的面積。傳統(tǒng)的方法必須積累了駕駛車 輛路線,平均來說 ,如果我們以多層車庫(kù) (6 層來考慮一輛汽車將占據(jù) 40平方M,對(duì)于13輛汽車停放在50平方M面積內(nèi)這是可能的，這將 節(jié)約大量的土地資源和土地建設(shè)開支。與此同時(shí) ,立體車庫(kù)能保證人 們的安全和他們的汽車的安全。如果有任何人在車庫(kù)或汽車并不是 完全停止 ,系統(tǒng)控制或電氣設(shè)備也不會(huì)運(yùn)行。這意味著,在大規(guī)模的管理中，機(jī)械車庫(kù)可以把人類和車輛分開,這使得它更系統(tǒng)化。尤其是對(duì)地下車庫(kù) ,安裝這種車庫(kù)將會(huì)節(jié)省了照明系統(tǒng)的很大面積,因此它也形成了保護(hù)和環(huán)境保護(hù)。1. 立體車庫(kù)的分類和實(shí)施立體車庫(kù)的背景A:立體車庫(kù)的分類根據(jù)目前發(fā)展的立體車庫(kù)來講 ,立體

4、車庫(kù)包括了升降橫移、巷道 堆垛、垂直升降、垂直循環(huán)，水平循環(huán)等的概念。立體車庫(kù)的觀念 都是來自于自動(dòng)化物流資料傳輸系統(tǒng)。3立體車庫(kù)的目的是為了解決在發(fā)達(dá)城市的發(fā)展中遇到的停車問題,這是利用有限的區(qū)域來停放更多的車輛 ,以便節(jié)省土地資源和管理城市的靜態(tài)交通。本文提出了 一種在歐姆龍可編程序控制器 CP1H 基礎(chǔ)上來設(shè)計(jì)立體車庫(kù)的方式 , 這能擴(kuò)展到解決相關(guān)的項(xiàng)目。B:簡(jiǎn)要的介紹升降橫移立體車庫(kù) 模塊化的概念在升降橫移立體車庫(kù)中很重要。它也可以設(shè)計(jì)成兩 到五層或半地下類型、位置的數(shù)量是從幾十到幾百人。這種車庫(kù)既 適合地面也適合地下 ,特點(diǎn)可以概括為 :少占用土地 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、配置靈活、低成本建設(shè)、

5、市政、裝飾、消防、短期的建設(shè)。為了保護(hù)汽車的安全和取車方便，汽車開動(dòng)時(shí)運(yùn)行平穩(wěn)，噪音低。4這也同樣適合于商業(yè)、辦公和住宅的使用。安全設(shè)備主要是光電傳感器、限制 位移保護(hù)裝置和緊急開關(guān)。C:整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如fig所示，除了中央控制器PLC立體車庫(kù)系統(tǒng)可分為三個(gè)部分即I機(jī)械系統(tǒng)，它包括柱、梁、承載板、車架、吊鉤等。II.電氣系統(tǒng), 這部分是本文的核心，它控制著整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。III.觸摸面板。它是 操作者和系統(tǒng)交換信息的端口 ，操作者不僅可以操作這個(gè)系統(tǒng)，而且可 以解決當(dāng)時(shí)情況下的故障，它可以讓操作者進(jìn)入手動(dòng)或調(diào)試模式。卜 Id 1 r realOMRONMechanismFigure 1系統(tǒng)的構(gòu)

6、成主要的硬件系統(tǒng)我們主要采用歐姆龍可編程序控制器CPH1在考慮了成本和需求控制的下，我們采用CP1HX40DR- PLC梯形圖編程方法或ST指令 列表。指令長(zhǎng)度為1至7步驟每指令，每個(gè)I / O繼電器有1600個(gè)端 口 ,USB 1.1來進(jìn)行交流。展覽的一部分，我們進(jìn)口 WEINVIEW MT6056i屏風(fēng)系列，屏幕材料是TFT,5.6英寸，分辨率為320 x234,支持USB2.0端口下載。CPU的頻 率為400兆赫,128RAM。D:系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和功能機(jī)械零件中與電氣系統(tǒng)合作的是承載板、掛鉤和鏈條。各層上 除了 7層以外有六個(gè)插槽，一共有37個(gè)插槽、在每一個(gè)階層上都有 一個(gè)空的位置的目的

7、是擁有足夠的空間來使裝載板移動(dòng)。承載板的 一層設(shè)計(jì)用來來回移動(dòng)，同樣頂樓承載板也應(yīng)該僅用來提升。另一個(gè) 承載板在這些樓層中是為了提升和橫移。通過這種方式，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約和降低其中6層中的任何空位。此外,本系統(tǒng)還有一個(gè)觸摸屏系統(tǒng)，自動(dòng)運(yùn)行及手動(dòng)開關(guān)之間調(diào)試 模式。在自動(dòng)運(yùn)行模式，它會(huì)選擇某一槽，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能行為，與此同時(shí), 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行。（綠色字樣：“系統(tǒng)運(yùn)行“自動(dòng)模式下沒有故障 。 當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)并在屏幕上閃爍著黃色的故障代碼，且紅色的 背景上。在故障代碼的幫助下，專業(yè)操作員可以快速和準(zhǔn)確的識(shí)別和 排除故障。考慮了會(huì)在手動(dòng)調(diào)試模式會(huì)被授予更多的權(quán)限，防止非專業(yè)人員輸入風(fēng)格的機(jī)會(huì)，在

8、進(jìn)入模式之前，會(huì)有一個(gè)密碼驗(yàn)證，可以制 定自己的序列。這將保護(hù)系統(tǒng)避免潛在的危險(xiǎn)。圖2為圖形系統(tǒng)的自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)和調(diào)試。23圖2，觸摸屏（自動(dòng)運(yùn)行和手動(dòng)II. 冷靜的電氣系統(tǒng)A:強(qiáng)勁的電力系統(tǒng) 強(qiáng)勁的電力系統(tǒng)包括電力供應(yīng)、保護(hù)與驅(qū)動(dòng)機(jī)制 ,這是電子發(fā)動(dòng) 機(jī)。在電源電線的前端安裝 XJ3-D用來保護(hù)相序的三相電壓，以便保 證電機(jī)的正確旋轉(zhuǎn)。此外 ,電機(jī)在某些層面使用相同的三相電壓。B：本套電機(jī)在第一層上有六個(gè)橫越電機(jī)， 6 個(gè)橫越電機(jī)每一個(gè)有 2 至 5 層, 所以它的升降電機(jī)為 2至 5 層。前層只有 7 升降電機(jī)。在電動(dòng)機(jī)設(shè) 置后 ,標(biāo)記每一個(gè)馬達(dá)。例如 ,電機(jī)驅(qū)動(dòng)第二層的第三槽 ,我們標(biāo)記

9、它 為“ 23 "，在電機(jī)之前的繼電器被命名為 KM23。這系列的連接所有電 動(dòng)機(jī)熱保護(hù)保險(xiǎn)絲 ,電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)任何的問題就會(huì)停止系統(tǒng)。以這個(gè)方 式,它不會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ,但降低了成本。與此同時(shí) ,可以很容易 地找到問題。 （我們要做的就是一個(gè)接一個(gè)地按熱保護(hù)開關(guān) 。C弱電力系統(tǒng)虛弱的電力系統(tǒng)也是控制系統(tǒng)，主要是PLC模式及其擴(kuò)展模塊，也 是傳感器。下面的圖表中，右邊是輸入部分，直流 24 V,在左邊,是輸 出部分，交流220 V,來連接連接器和驅(qū)動(dòng)它們。這些設(shè)備的功能和整 個(gè)系統(tǒng)的控制要求有密切的關(guān)系。對(duì)以上的圖表 ,保護(hù)設(shè)備是緊急開 關(guān),安裝在觸摸面板旁邊，只有緊急下觸發(fā)它 ,系

10、統(tǒng)停止了；前、后的 光電傳感器 ,它被用來檢測(cè)人或不明物體闖入系統(tǒng) ,如果這一切發(fā)生 , 該系統(tǒng)將停止然后光電響應(yīng)失敗 ,目的是保護(hù)人類和車輛。相序保護(hù) 在之前被列舉了 ,過流保護(hù)通常在電機(jī)阻塞后啟動(dòng) ,所有的邊距開關(guān)系 列都連接，當(dāng)任何攜帶板超過限制的位置時(shí)切斷主要電源。限位開關(guān)包括上升的和下降的，或左和右限位開關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)控 制要求，同高的限制開關(guān)被安裝在各槽的框架的兩邊 ，而垂直極限開關(guān) 安裝在附屬于電機(jī)的鏈條上。指出第一層就安裝了下來和左右限位 開關(guān)這是必要的，只有安裝了頂層開關(guān)這些開關(guān)才可以感受到承載板 的位置，幫助完成升降和橫移控制。掛鉤位置傳感器是用來確定車輛 和檢測(cè)槽的空或不空

11、。輸出點(diǎn)“ 00 04 05 06 07”是選擇不同的階段或者每一層，所以控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的方式。圖3。PLC模塊（段還有其他四個(gè)擴(kuò)展模塊，其僅僅給予系統(tǒng)更多的I / O 口,類似于主要的部分。III. 操作程序A:捕捉程序至于第一層而言 ,只有設(shè)計(jì)橫移 ,使上層的空間的承載板向下移動(dòng)。 所以對(duì)于其它層 ,其設(shè)計(jì)來橫移。當(dāng)橫移達(dá)到要求 ,升降機(jī)構(gòu)就運(yùn)行去 把承載板放下 ,完成保留和捕獲程序。在程序中光電傳感器是開著的 , 會(huì)表現(xiàn)得像已經(jīng)解釋的部分。在圖 2A 中,是獲得的條件 ,在這段時(shí)間 “裝載”將閃光 ,直到把程序結(jié)束。當(dāng)我們進(jìn)入“ 51”，該系統(tǒng)將區(qū)分操作是否是通過 51 插槽的掛 鉤保留

12、和捕獲程序。然后在熒幕上輸出對(duì)掛鉤狀態(tài)反應(yīng)的信息 ,操作 員來確定操作或取消它。在確認(rèn)后 ,51 承載板將會(huì)等待下降的板來完 成橫移移動(dòng)然后向下移動(dòng)。此外 ,一個(gè)定時(shí)器將被添加到該控制模塊 以防止水平限位開關(guān)故障 ,導(dǎo)致橫移移動(dòng)時(shí)間的結(jié)束。如果橫移移動(dòng) 的時(shí)間超過規(guī)定時(shí)間 ,系統(tǒng)會(huì)警告操作者，在屏幕上顯示“橫移移動(dòng) 時(shí)間到” ,操作者能檢查出故障。上升限位開關(guān)被用來檢測(cè)是否承載 板是被停在它們的例行槽上 ,使液位開關(guān)不能完成。也許在兩層間一 個(gè)承載板不能動(dòng)。只做所有的上層的承載板停在他們的例行槽上 ,選 定的承載板升降移動(dòng)被激活。一個(gè)定時(shí)器也將嵌在升降控制,具有相同的函數(shù)作為橫移計(jì)時(shí)器。升降機(jī)

13、攜帶車輛下降到地上 ,釋放掛鉤 ,現(xiàn) 在光電信號(hào)關(guān)閉，等待所有者來取他們的車輛。等待車輛及操作人 員的確認(rèn)，光電信號(hào)的恢復(fù) ,承載板從下來的路徑回到其插槽。圖4:流程圖和保留的程序B：保留程序保留過程是基于保留程序，所以他們很相同，唯一不同的是掛鉤移動(dòng)。IV. 軟件編程和軟件編程環(huán)境A:軟件編程環(huán)境和它的語(yǔ)言在這個(gè)系統(tǒng)中，我們選擇CX-ONE3.0歐姆龍PLC程序。該語(yǔ)言編程是經(jīng)典的梯形圖。在考慮立體車庫(kù)都是安裝在不同工況、不同用 戶的要求,大規(guī)模的立體車庫(kù)應(yīng)該靈活，例如不同層次或槽。為了滿足 不同尺度的要求，這個(gè)程序是模塊化的，只需要改變I / O端口,邏輯關(guān) 系的梯形圖是固定的。以這個(gè)方式

14、，它不僅與高度兼容性縮短周期開 發(fā)相關(guān)的設(shè)計(jì)，讓你更容易調(diào)試和維修。B:模塊化程序條件轉(zhuǎn)移廣泛應(yīng)用于編制程序。整個(gè)程序由不同的模塊，在一定條件下，該程序的跳躍。闡述之前，一個(gè)承載板只有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，升降或橫移，除了板的第一 和最上層。第五可能橫移的條件是所有的槽的上層限位開關(guān)關(guān)閉。 那么“ Traverse OK “被激活，那么這個(gè)程序?qū)⑦M(jìn)行操作，直到滿足條件 的設(shè)置，該程序跳躍。升降運(yùn)動(dòng)也同樣有向下的運(yùn)動(dòng)，所以用程序指令 下降的標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)將會(huì)運(yùn)行。整個(gè)程序被這個(gè)方法規(guī)劃，上面所有的文 章,只是一個(gè)橫移0K和垂直移動(dòng)0K的模塊。同樣的，模塊的固定槽, 例如插槽“ 21”，“ 21橫移移動(dòng)”、“ 2

15、1垂直移動(dòng)”。對(duì)于整個(gè)系 統(tǒng)，“緊急停車和保護(hù)”、“按鈕選擇”、“系統(tǒng)監(jiān)控”和“調(diào)試”模塊，其中相互配合完成控制和監(jiān)控圖5是一段程序的監(jiān)控模塊，所有的電動(dòng)機(jī)的保護(hù)系列連接，因此保護(hù) 相序列和邊緣開關(guān)。它們中的任何變化，可編程序控制器（PLC將信息 傳遞到屏幕，在屏幕上顯示。與此同時(shí)，切斷主要的繼電器，系統(tǒng)停止。V. 簡(jiǎn)要概述本文介紹了基于Omron CP1HX40DR-A控制器的升降轉(zhuǎn)移類型6層三 維車庫(kù)設(shè)計(jì)方法，完成三維車庫(kù)的要求為城市車輛管理向方向的自動(dòng) 化和集中。該設(shè)計(jì)方法能夠被用來歸還被占有的人行道 ,減少占用 ,保 證安全。此外 ,它能減少交通堵塞時(shí)間 ,減少傷害。在此基礎(chǔ)上 ,這一

16、 問題已被徹底消除 ,包括各種車輛亂停車和分型混亂 ,停車場(chǎng)的建筑外 觀的臟、亂、差的 ,從而保護(hù)車輛遠(yuǎn)離丟失 ,被毀壞和被偷。最后 ,道 路被歸還給車輛和行人 ,草坪綠色空間，環(huán)境的整潔的現(xiàn)代文明生活 的都市。基于設(shè)計(jì)立體車庫(kù)的 PLC 控制器設(shè)計(jì)使得開發(fā)周期大大縮短。這也 是一種必然的電氣化、數(shù)字化和自動(dòng)化的進(jìn)程。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路 和方法可應(yīng)用到其他的有關(guān)問題規(guī)模車庫(kù)的設(shè)計(jì)。參考文獻(xiàn)1 1 Huo Gang. Application and programmerof the CP1HPLC. ChinaMachine Press M,2009.12 2 Omron Power program. Omron Corporation (China>,20083 3 BoSenRen.General situation of Chinese mechanical parking equipment. Celebrated manufacturers of parking equipment and peripherals directory J :PP5-74 4