自动双层停车场控制系统设计概述

自动双层停车场控制设计

现代控制技术及PLC控制课程设计姓名---------学号-----------------班级机电102班专业机械电子工程院别机械工程学院指导教师李杰2013年7月5日目录第一章引言 (1)I.1设计目的 (1)1.2 设计内容 (1)1.3 设计要求 (1)第2章系统总体方案设计 (2)2.1系统硬件配置及组成原理 (2)2.2系统变量定义及分配表 (4)2.3系统接线图设计 (5)2.4系统可靠性设计 (6)第3章控制系统设计 (7)3.1 控制程序流程图设计 (7)3.2 控制程序设计思路 (8)第4章程序设计、调试及结果分析 (8)4.1 双层自动停车场系统继电器-接触器控制设计 (8)4.2 双层自动停车场系统PLC控制设计 (10)4.3双层自动停车场系统的调试及结果分析 (17)结束语 (19)参考文献 (20)自动双层停车场控制第1章引言1.1设计目的通过本次课程设计掌握PLC的编程原理、思路及硬件的接线方式。

1.2设计内容通过PLC控制高层车位升降存取车辆，实现控制目的。

1.3 设计要求（1）双层自动停车场配置如图1.1所示，上下层共可停5部车。

图1.1（2）本停车场设计规则为1、2、3车位只能上下移动，不能左右移动，4、5只能左右移动，不能上下移动。

（3）下排车位只需直接将车子开出即可。

（4）如要呼叫上排车子，只需按下1至3的按钮，在按下[叫车]按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位下降。

第2 章系统总体方案设计2.1系统硬件配置及组成原理2.1.1可编程序控制器PLC的基本组成可编程控制器采用可以程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并通过式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

PLC的基本组成可归为四大部件（如图2.1）：中央处理单元（CPU板）——控制器的核心；输入部件（I/0部件）——连接现场设备与CPU之间；输出部件——连接驱动或受控元件的接口电路；电源部件——为PLC内部电路提供能源；整体结构的PLC——四部分装在同一个机壳内；模块式结构的PLC——各部件独立封闭，称为模块，通过机架和总线连接而成。

双层全自动立体车库控制器设计

双层全自动立体车库控制器设计摘要：对“双层全自动立体车库控制器”这一课题进行了研究，采用STC89C52系列的单片机为主控，外围电路主要由压力检测模块，数模转换模块以及动力驱动模块组成，实现对车位的实时监测，合理安排车辆存放等功能。

通过实物测试结果相结合,验证了设计方案的合理性,达到了设计要求,对车库控制的研究具有重要意义。

关键词：立体车库；单片机；压力检测A一.设计背景近十年来汽车行业的发展速度十分迅速，随着汽车数量的猛烈式增长，寻找车位停车十分困难。

目前，常见的停车场有露天停车场和地下停车场，都是属于平面结构的，这些停车场虽然快捷方便，但对空间的利用率不高。

立体车库不仅提供更多的车位，还满足自动化的条件，减少人为的操作。

我国的立体车库行业起步比较晚，目前还处于偏向完善的发展阶段，在一些发达国家中开始大规模的投入使用了。

二.整体设计方案图 1 系统设计框图在系统的设计方案中，系统主要由单片机、压力检测电路、按键电路、LED 显示电路和步进电机驱动电路组成。

设计选用升降横移式立体车库，采用层、列排布的立体结构。

升降横移式的车位可以用二维的矩阵来表示，把层数用M表示，列数用N表示，车位是一个M*N的二维矩阵的模型，用公式表示车位P就是:P=M*N-M+1(1.1)三.硬件设计1. 单片机I/O口扩展电路在电机驱动电路里提到单片机的I/O口数量不够用的问题，所以需要对单片机的I/O口进行扩展。

考虑到整个系统的端口分配，再决定需要扩展多少I/O口，本设计选择的是用一个74LS373芯片和一个8255A芯片组合来扩展单片机的I/O 口，扩展电路如图4所示。

图4 扩展电路2.车位检测电路在整体的设计方案中，需要对每个车位进行实时的监控，然后再判断车位上面有没有车辆，从而让系统进行后面的存车取车操作。

本设计选择使用压力检测电路，可靠性和安全性较高的。

电路连接如图5所示。

图5 压力采集电路压力传感器使用的是一个力敏电阻与一个定值电阻串联，定值电阻上分的电压也会因为压力的改变而改变，将定值电阻上的电压传送到芯片ADC0832里面，对这个变化的电压进行AD转换，单片机根据搜集到的信号进行分析，从而判断车位上面有没有车辆停放。

PLC双层停车场课程设计

电气工程学院课程设计说明书电气控制与PLC设计题目：自动双层停车场控制设计系别：年级专业：组号：组员姓名：指导教师：教师职称：目录摘要............................................................................................................................ 错误！未定义书签。

第1章控制工艺流程分析 .. (2)1.1 自动双层停车场控制过程描述 (2)1.2自动双层停车场控制工艺分析 .................................................................... 错误！未定义书签。

第2章控制系统总体方案设计. (4)2.1控制软件分析 (4)2.2控制硬件分析 (5)2.3 I/O分配 (6)第3章控制系统梯形图程序设计 (7)3.1 控制程序时序图设计 (7)3.2 控制程序设计思路 (8)第4章系统调试及结果分析 (10)4.1 系统调试及解决的问题 (10)4.2 结果分析 ............................................................................................................ 错误！未定义书签。

课程设计心得 ...................................................................................................... 错误！未定义书签。

参考文献 ................................................................................................................. 错误！未定义书签。

双层停车场

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录第1章自动双层停车场控制工艺分析 (2)1.1绪论 (2)1.2工艺分析 (3)1.3选择系统元器件 (3)1.4PLC的选择 (4)1.5变量定义及I/O分配表 (6)1.6电气原理图 (6)第2章自动双层停车场PLC控制系统设计 (7)2.1程序流程图设计 (7)2.2根据控制要求和I/O地址编制的控制梯形图 (8)2.3语句表 (9)第3章自动双层停车场PLC监控系统设计 (9)3.1监控安保系统 (9)3.2通讯程序设计 (10)3.3故障报警系统设计 (11)结论与体会 (11)参考文献 (12)附录一 (13)附录二 (16)┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第1章自动双层停车场控制工艺分析1.1 绪论可编程序控制器（Programmable controller）简称PLC，是近年来一种极为迅速，应用极为广泛的工业控制装置。

它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。

随着汽车工业的发展，以及国家的经济型社会、节约型经济的政策、可持续发展战略等，决定了立体停车设备的发展和立体停车设施问题。

近年来，随着中国经济的迅速发展，城镇人口剧增，汽车拥有量日益提高。

由于汽车数量的快速增加，对停车场的需求必将日益提高，停车难的问题越来越突出，人们对停车的要求也越来越迫切。

而对于快速发展的中国各个城市，停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。

资料显示，全国36个大中城市停车位满足率不足20%，也就是说，目前我国城市每5辆机动车辆只有1个停车位。

PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。

自动双层停车场控制课程设计

河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制技术课程设计题目自动双层停车场控制设计学院班级学生姓名指导教师日期自动双层停车场控制设计摘要可编程序控制器（Programmable controller）简称PLC，是近年来一种极为迅速，应用极为广泛的工业控制装置。

它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。

随着汽车工业的发展，以及国家的经济型社会、节约型经济的政策、可持续发展战略等，决定了立体停车设备的发展和立体停车设施问题。

近年来由于汽车数量的快速增加，对停车场的需求必将日益提高，停车难的问题越来越突出，人们对停车的要求也越来越迫切。

而对于快速发展的中国各个城市，停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。

本文将PLC应用到双层停车场，设计主电路和控制电路，并对输入输出制作分配表，同时使用五台电机分别对五个停车位进行控制，使用STEP 7编写STL语言，绘制梯形图，最后使用S7-200模拟器进行调试和仿真。

关键词：PLC，自动化，调试仿真目录第一章绪论 (1)第二章总体设计 (2)§2.1 设计内容 (2)§2.2 总体设计思路 (2)第三章硬件设计 (3)§3.1 PLC控制流程图 (3)§3.1.1 取车过程设计 (3)§3.1.2 存车过程设计 (3)§3.2 系统硬件设计 (5)§3.2.1 I/O地址分配表和外部硬件接线图 (5)§3.2.2 继电器接触器主电路图的设计 (7)§3.2.3 继电器接触器控制电路的设计 (7)第四章软件设计 (9)§4.1车盘的调试 (9)§4.1.1 X10车盘的调试 (9)§4.1.2 X11车盘的调试 (10)§4.1.3 X12车盘的调试 (11)§4.1.4 X13、X14车盘的调试 (12)§4.2 1号车盘存取车的控制与仿真 (12)第五章设计结论与体会 (14)参考文献 (15)第一章绪论PLC一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。

自动双层停车场控制设计

电气工程学院课程设计说明书电气控制与PLC设计题目：自动双层停车场控制设计系别：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：张立国教师职称：副教授电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC基层教案单位：仪器科学与工程系指导教师：张立国说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份.2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面.电气工程学院教务科目录摘要----------------------------------------------------------------------------------------4四层电梯地PLC控制-------------------------------------------------------5一、四层电梯地设计要求-------------------------------------------------------5二、自动电梯相关原理知识----------------------------------------------------5三、PLC相关知识----------------------------------------------------------------63.1 PLC基本概念-----------------------------------------------------------73.2 PLC基本结构-----------------------------------------------------------73.3 PLC地工作原理--------------------------------------------------------83.4输入输出分配表--------------------------------------------------------83.5主体流程及梯形图设计-----------------------------------------------9四、变频器相关知识-------------------------------------------------------------204.1变频器地工作原理-----------------------------------------------------204.2基本组成-----------------------------------------------------------------214.3 变频器地控制方式----------------------------------------------------21双层停车场自动控制--------------------------------------------------------22一、控制要求----------------------------------------------------------------------22二、组态王软件相关知识-------------------------------------------------------232.1 组态王简介--------------------------------------------------------------232.2组态王实现步骤---------------------------------------------------------23三、双层停车场组态王模拟----------------------------------------------------243.1 系统组成原理-----------------------------------------------------------243.2 数据词典-----------------------------------------------------------------243.3 开发系统-----------------------------------------------------------------263.4 开发程序-----------------------------------------------------------------26心得体会-----------------------------------------------------------------------------------33参考文献-----------------------------------------------------------------------------------34意见评审表--------------------------------------------------------------------------------35摘要随着社会不断进步与发展，车辆在不断增多，这就要求提供更多地停车位来供人门停车.单城市拥挤地环境已无法提供更多地车位，这就要求车位从地面向空间发展.那么，车位地空间设计技术就不得不引起人们地注意，车库地合理设计以及怎样控制设计者最需要考虑地问题.车位需要上下移动，根据不同地要求，执行一系列地操作.这需要一个很好地控制技术.本设计就是针对车库能很好运行来设计地，用PLC来控制.下面来介绍下PLC.PLC是一种数字式地电子装置.它使用可编程序地存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制.组态王开发监控系统软件，是新型地工业自动控制系统，它以标准地工业计算机软、硬件平台构成地集成系统取代传统地封闭式系统.具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点.在这次为期一周地课设中，我利用三菱FX1S系列单片机设计了四层电梯自动控制程序并且进行了仿真实验，利用组态王软件设计了双层停车场自动控制地人机界面，配合组态王地编程语言实现了组态王地仿真运行.下面将分别介绍两个题目地具体设计过程.关键词：PLC，四层电梯，组态王，双层停车场第一章四层电梯地PLC控制一、四层电梯地设计要求：如电梯模拟实验台结构所示，其动作要求如下：[1]电梯上行：①当电梯停于1楼(1F)或2F、3F时，4楼呼叫．则上行到4楼碰行程开关后停止.②电梯停于1F或2F，3F呼叫、则上行，到3F行程开关控制停止.③电梯停于1F，2F呼叫，则上行，到2F行程开关控制停止.④电梯停于lF，2F、3F同时呼叫，则电梯上行到2F 后，停5秒种，继续上行到3F停止.⑤电梯停于1F，3F、4F同时呼叫，电梯上行到．3F，停5秒，继续上行到4F停止.⑥电梯停于1F，2F、4P同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，继续上行到4F停止.⑦电梯停于1F，2F、3F、4F同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，继续上行到3F，停5秒，继续上行到4F停止.⑧电梯停于2F、3F，4F同时呼叫，电梯上行到3F停5秒，继续上行到4F停止.[2]电梯下行：①电梯停于4F或3F或2F，1F呼叫，电梯下行到1F停止.②电梯停于4F或3F，2F呼叫，电梯下行到2F停止.③电梯停于4F，3F呼叫，电梯下行到3F停止.④电梯停于4F，3F、2F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F停止.⑤电锑停于4F，3F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到1F停止⑥电梯停于4F，2F、1F同时呼叫，电梯下行到2F，停5秒，继续下行到1F停止.⑦电梯停于4F，3F、2F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F停5秒，继续下行到lF停止.[3]各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障.[4]电梯停于某一层，数码管应显示该层地楼层数.[5]设计电梯停于2F,3F时，电梯运行状态.（上下同时呼叫时，采取先上后下地原则）二、自动电梯相关原理知识电梯以电动机为动力地垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物.也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯.电梯是机电一体化产品.其机械部分通过控制部分调度，密切协同，使电梯可靠运行.电气控制部分由电力拖动系统，运行逻辑功能控制系统和电气安全保护等系统组成.1—控制柜(屏)2一拽引机3—拽引钢丝绳4—限速器5—限速器钢绳6—限速器张紧装置7—轿厢8—安全钳9—轿厢门安全触板10—导轨11—对重12—厅门13—缓冲器图1 电梯地基本结构三、PLC相关知识3.1 PLC基本概念PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计地数字运算操作地电子装置.它采用可以编制程序地存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作地指令，并能通过数字式或模拟式地输人和输出，控制各种类型地机械或生产过程.PLC及其有关地外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能地原则而设计.3.2 PLC基本结构PLC实质是一种专用于工业控制地计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：1.电源为PLC提供电能地设备.2.中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC地控制中枢.3.存储器存放系统软件地存储器称为系统程序存储器.存放应用软件地存储器称为用户程序存储器.4.输入输出接口电路现场输入接口电路由光耦合电路和微机地输入接口电路，作用是PLC与现场控制地接口界面地输入通道.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场地执行部件输出相应地控制信号.5.功能模块如计数、定位等功能模块.6.通信模块如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等.PLC功能强大，在本次课设中主要应用PLC地开关逻辑、顺序控制和定时控制等功能.采用三菱FX1S系列地单片机，编程简单，使用方便.图2 PLC地组成框图3.3 PLC地工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”地方式进行工作地.即在PLC运行时，CPU要根据用户控制要求编制好并存于用户存储器中地程序，按指令号（或地址号）作周期循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新地扫描.在每次扫描过程中，还要完成对输入信号地采样和对输出状态地刷新等工作.PLC地一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段.（1）PLC在输入采样阶段首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁在器中地输入端子地通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应地输入状态寄存器中，即刷新输入，随即关闭输入端口，进入程序执行阶段.（2）PLC在程序执行阶段按用户程序指令存放地先后顺序扫描并执行每条指令，经相应地运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中地所有地内容随着程序地执行而改变.（3）输出刷新阶段当所有指令执行完毕，输出状态寄存器地通断在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定地方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作.3.4输入输出分配表表一输入输出分配表3.5主体流程及梯形图设计四层电梯地自动控制主体思想是将四层楼分为四个状态，每个楼层分为两个子状态一、二，状态一为该楼层地等待状态，状态二为该楼层地行进状态.四个楼层状态之间依据限位开关进行切换，即一层状态可以切换到二层状态，二层状态可以切换到一、三层地状态.切换时首先判断该层是否被呼叫，如果被呼叫则切换到该层地等待状态中，等待5秒后进入该层地行进状态中.（1）主体流程图如下，假设电梯在一层：图3 电梯设计主流程图（2）开机分支转移程序：（3）等待子程序：（4）行进子程序：（5）电梯上下行判断流程Lay1——Lay4是四个楼层地限位开关，对应输入X1——X4，四个楼层地呼叫信号对应输入X11——X14，对应中间继电器M11——M14，将四个开关量作为一个整体K1X1、K1M11，然后进行比较，如果K1X1>K1M11，代表呼叫楼层在电梯所在楼层下面，因此电梯下行；相反地，如果K1X1>K1M11，代表呼叫楼层在电梯所在楼层上面，因此电梯上行.对应地子流程图如下：图4 电梯上下行判断流程部分程序如下：另外设置了数码管显示、楼层呼叫指示灯、主控制按钮和报警部分.（6）数码管显示部分：当电梯行驶或停靠在某一楼层时，数码管显示出对应地楼层号，利用输出端口Y6——Y14输出数码管显示信号到数码管，即可显示出电梯当前所在地楼层，对应梯形图如下：一层数码管显示子程序：二层数码管显示子程序：三层数码管显示子程序：四层数码管显示子程序：（7）楼层呼叫指示灯：L1——L4对应四个楼层地呼叫指示灯，哪一层有呼叫，哪一层地指示灯就亮，电梯行进到这一层后，指示灯即熄灭.（8）主控制按钮：利用电梯面板上地RESET按钮作为主控按钮，按下后电梯停止当前动作，停在当前位置.再次按下主控按钮后，电梯继续之前地动作.（9）报警部分：电梯上行、下行电机运行时间超过15s后，发出报警知识.报警部分程序：(10)总梯形图如下：四、变频器相关知识变频器（V ariable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机地电力控制设备.变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成.变频器靠内部IGBT地开断来调整输出电源地电压和频率，根据电机地实际需要来提供其所需要地电源电压，进而达到节能、调速地目地，另外，变频器还有很多地保护功能，如过流、过压、过载保护等等.随着工业自动化程度地不断提高，变频器也得到了非常广泛地应用.为了控制交流电梯，提高电能利用率，使自动电梯地运行更加安全稳定，须配合变频器对自动电梯进行控制.变频器是通过轻负载降压实现节能地，安装变频器地电动机所带地机械负载，如风机、水泵并不是经常工作在满载情况下，当系统要求机械负载不在额定负载运行时，可以通过变频调节电动机地转速，使得电动机输出地功率能满足系统地要求，而不必通过风机地动叶、水泵出口地调节门地节流进行调节，降低了系统地节流损失.另外，变频器可以改变电动机地无功损耗，改善启动条件，提高功率因素，可以降低无功功率传递而引起地有功损耗，这对节能也是存在一定意义地.4.1变频器地工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成地.变频器是利用电力半导体器件地通断作用将工频电源变换为另一频率地电能控制装置.主电路是给异步电动机提供调压调频电源地电力变换部分，变频器地主电路大体上可分为两类:电压型、电流型.我们现在使用地变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制地交流电源以供给电动机.变频器地电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成.整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率.4.2基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器.整流单元：将工作频率固定地交流电转换为直流电.高容量电容：存储转换后地电能.逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度地方波.控制器：按设定地程序工作，控制输出方波地幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波地交流电，驱动交流电动机4.3 变频器地控制方式1、非智能控制方式在交流变频器中使用地非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等.(1) V/f控制V/f控制是为了得到理想地转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速地同时，又要保证电动机地磁通不变地思想而提出地，通用型变频器基本上都采用这种控制方式.V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高地控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性.(2) 转差频率控制转差频率控制是一种直接控制转矩地控制方式，它是在V/f控制地基础上，按照知道异步电动机地实际转速对应地电源频率，并根据希望得到地转矩来调节变频器地输出频率，就可以使电动机具有对应地输出转矩.这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好地稳定性，并对急速地加减速和负载变动有良好地响应特性.(3) 矢量控制矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流地大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中地励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩地目地.通过控制各矢量地作用顺序和时间以及零矢量地作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同地控制目地.例如形成开关次数最少地PWM波以减少开关损耗.目前在变频器中实际应用地矢量控制方式主要有基于转差频率控制地矢量控制方式和无速度传感器地矢量控制方式两种.基于转差频率地矢量控制方式与转差频率控制方式两者地定常特性一致，但是基于转差频率地矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流地相位进行控制，使之满足一定地条件，以消除转矩电流过渡过程中地波动.因此，基于转差频率地矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大地改善.但是，这种控制方式属于闭环控制方式，需要在电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制.无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上地电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流地目地.这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂，一般需要专门地处理器来进行计算，因此，实时性不是太理想，控制精度受到计算精度地影响.(4) 直接转矩控制直接转矩控制是利用空间矢量坐标地概念，在定子坐标系下分析交流电动机地数学模型，控制电动机地磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链地目地，因此省去了矢量控制等复杂地变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高.即使在开环地状态下，也能输出100%地额定转矩.(5) 最优控制最优控制在实际中地应用根据要求地不同而有所不同，可以根据最优控制地理论对某一个控制要求进行个别参数地最优化.例如在高压变频器地控制应用中，就成功地采用了时间分段控制和相位平移控制两种策略，以实现一定条件下地电压最优波形.(6) 其他非智能控制方式在实际应用中，还有一些非智能控制方式在变频器地控制中得以实现，例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等.2、智能控制方式智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统和学习控制等，目前智能控制方式在变频调速控制系统中地具体应用中已取得一些成功经验.第二章双层停车场自动控制一、控制要求二、组态王软件相关知识2.1 组态王简介组态王是一款开发监控系统软件，是新型地工业自动控制系统，它以标准地工业计算机软、硬件平台构成地集成系统取代传统地封闭式系统.它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点.通常可以把这样地系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构.其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场地实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发地重要作用.尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画.通过对监控系统要求及实现功能地分析，采用组态王对监控系统进行设计.组态软件也为实验者提供了可视化监控画面，有利于实验者实时现场监控.而且，它能充分利用Windows地图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备地状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利地生成各种报表.它还具有丰富地设备驱动程序和灵活地组态方式、数据链接功能.2.2组态王实现步骤1、定义变量对于变量地定义，就是创建一个具体地数据库，并用此数据库中地变量描述工控对象地各种属性，比如时间、位置等.在我们地题目中我们需要定义地变量有：钻头位置、控制电机、各个控制开关、指示灯等等.当我们创建动画时需要用这些变量将不同地画面之间建立联系.变量地类型选择需要根据具体地应用来选择，由于此次课程设计我们实验室地PLC实验箱不能实现与组态王相连接，因此定义地变量类型均为内存型地.2、图形界面地设计图形界面地设计是用抽象地图形画面来模拟实际地工业现场和相应地工控设备.由于我们地任务是设计一个控制钻孔动力钻头地动画，因此我们在创建动画时需要绘制出电动机、动力钻头、指示灯、限位开关、定时装置等内容.由于组态王当中提供了图库，但是对于那些图库里没有地图片，我们需要去网上搜索素材，整理后再应用组态王中地点位图等工具进行编辑.3、建立动画连接当我们完成控制工程地图画设计与变量定义之后，要想建立动画还应该将这些图画与定义地变量进行连接，应用组态王地编程语言，通过编程来实现对变量地控制，进而实现了对画面运行地控制.程序地设计是基于工程控制来进行地，以实际情况为基础我们建立地动画应满足实际情况.这样，我们就完成了对工业控制过程地模拟，如果与外设相连还可以对控制过程进行监测和控制.当建立动画连接完成后，就可以对动画进行运行.三、双层停车场组态王模拟3.1 系统组成原理自动双层停车场地运行原理即升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆.下排车位只需直接将车子开出即可.如果要呼叫上排车位，只需按下1至3地按钮，再按下[叫车]按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下来.即底层只能平移，顶层只能升降.除顶层外，底层都必须预留一个空车位，供进出车升降之用.当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；顶层进出车时，先要判断其对应地下方位置是否为空，不为空时要进行相应地平移处理，直到下方为空才可进行下降动作，进出车完成后再上升回到原位置.其运动地总原则是：升降复位，平移复位.3.2 数据词典3.3 开发系统3.4 开发程序if(\\本站点\x7==1){if(\\本站点\x1==0 && \\本站点\x2==0&& \\本站点\x3==0){\\本站点\x0=0。

毕业设计(论文)-双层自动化立体车库设计

双层自动化立体车库设计仔商要］随着社会生活水平的不断提高，大多数城市人已经解决了温饱，开始考虑购买汽车，汽车进入普通民众家庭,然而，在买车成为一种时尚，停车越来越成为一个大问题。

一些大城市如北京、上海等）特殊土地资源紧张，即使买车后车也不得不买停车位。

为了适应社会的发展的需求，停车设备的研究和开发日益紧迫。

机械停车汽车形式的不同可以分为立体停车设备和复式车库。

复式车库只有两到三层,使用机械设备可以上下重叠放置，但必须车库内有车道和人员停留。

立体停车设备，车库内没有人员，车库车辆存放是全自动的，这是自动化程度最高的、最节省土地资源的一种方式。

本文的主要研究内容是两层停车库方案设计，电机、减速机、轴承、轴、链轮、齿轮齿条、键以及螺栓的受力分析及校核，其次对各个零部件进行三维建模，最后将所建立的三维模型进行装配。

［关键词］停车；链传动；电机；三维模型The design of the double deck parking equipment[Abstract]Along with the social life level unceasing enhancement,most city people have solved the food and clothing live line H in the first three,began to start thinking about buying a car,the car into the ordinary people is just around the corner.However,after buying a car become a fashion,parking has increasingly become a big problem.Some big cities,such as Beijing,Shanghai,etc.)special land resources nervous,even for buying a car after the car had to buy a parking space to deal with license plates.So in order to adapt to the needs of the development of society,parking equipment research and development has become increasingly urgent.Mechanical parking cars by the form of different can be divided into mechanical parking equipment and double parking garage.Double parking garage and only two or three layers,the use of mechanical equipment car can overlap placed up and down on the shelf,stay inside the garage driveway and personnel.Mechanical parking equipment,indoor no personnel,vehicles access is fully automatic,this garage is the most save land resources and the highest degree of automation.The main research content of this article is two layers of parking garage design,motor, reducer,bearings,shaft,wheel,gear and rack,keys and bolt stress analysis and checking,next to each parts for3d modeling,the final will be assembling the established3d model.[Keywords]Parking;chain;motor;3d model目录第一章概述 (5)1.1研究背景 (5)1.2立体车库分类 (5)1.3国内外发展现状 (6)1.4本论文的研究内容 (8)'代1*!*1■双层停车设备方案设计 (9)2.1主要结构及工作原理 (9)2.1.1立体车库的工作原理 (9)2.1.2立体车库机械部件功能 (9)2.2设计要求 (10)2.3双层停车设备介绍 (11)2.4本章小结 (12)第三章双层停车设备选型计算 (13)3.1升降系统 (13)3.1.1竖直升降结构减速机电机的选择 (14)3.1.2链轮链条的设计计算 (16)3.1.3键的选择 (21)3.1.4轴承及轴承座的选择 (22)3.1.5载车板计算 (23)3.1.6联轴器的设计计算 (23)3.1.7横梁稳定性以及支柱分析 (24)3.2横移系统选型计算 (25)3.2.1齿轮齿条选型计算 (25)3.2.2导轨选型计算 (29)3.2.3横移电机选型计算 (30)3.3本章小结 (32)第四章双层停车设备三维建模 (33)4.1solidwork软件介绍 (33)4.2升降的三维建模 (33)4.3横移系统三维建模 (38)4.4双层停车设备装配体 (41)4.5本章小结 (42)第五章车库关键部件有限元分析 (43)5.1ANSYS-Workbench软件介绍 (43)5.2静力分析基础 (43)5.3有限元前处理 (48)5.4载车板后处理 (49)5.5本章小结 (51)第六章车库控制部分设计 (52)6.1硬件部分设计 (52)6.2软件平台介绍 (55)6.3控制系统程序设计 (56)6.4上位机界面设计 (58)第七章论文总结 (60)参考文献 (62)第一章概述1.1研究背景随着社会生活水平的不断提高，大多数城市人已经解决了温饱，开始开始考虑购买汽车，汽车进入普通民众家庭。

自动双层停车场控制系统设计

第1章控制工艺流程分析1.1 自动双层停车场控制过程描述可编程序控制器简称PLC，是近年来一种极为迅速，应用极为广泛的工业控制装置。

它是一种专为工业环境应用而设计的数字运行的电子系统，它采用可编程程序的存储器，用来存储用户指令，通过数字或模拟的输入/输出完成确定的逻辑顺序、定时、记数、运算和一些确定的功能来控制各种类型的机械或生产过程。

随着汽车工业的发展，以及国家的经济型社会、节约型经济的政策、可持续发展战略等，决定了立体停车设备的发展和立体停车设施问题。

近年来，随着中国经济的迅速发展，城镇人口剧增，汽车拥有量日益提高。

由于汽车数量的快速增加，对停车场的需求必将日益提高，停车难的问题越来越突出，人们对停车的要求也越来越迫切。

而对于快速发展的中国各个城市，停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。

PLC 一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外工程技术人员和工业界厂商的极大关注，生产PLC的厂家云起。

随着大规模集成电路和微处理器在PLC中的应用，使PLC的功能不断得到增强，产品得到飞速发展。

国内家用汽车拥有量的迅速增加，使城市道路交通变得十分拥挤，各大城市高峰时塞车已经成为天天可见的一道景观。

家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。

我国大城市中由于停车位少，而土地越来越紧缺的情况下，停车位价格十分昂贵，为解决城市停车难的问题，立体车库是必然出路。

我国立体车库发展虽经历了近十年的发展，但仍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。

为此对立体车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。

本次设计是将PLC 用于自动双层停车场控制，对学习与实用是很好的结合。

1.2.自动双层停车场控制工艺分析自动双层停车场的运行原理即升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆。

其车位结构为2维矩阵形式，可设计为多层和多列。

一键停取式双层停放系统

技术创新57本文专注于城市小区中家庭用车停车难问题，开发出一套适用于停车位少、空间狭窄停车点的停车装置，采用双层结构，不需“倒车入库”、“侧方位停车” 等繁琐步骤，驾驶者只需将车辆停至特制的停车托板即可，同时免去因人工停车周转的空间，停车空间利用效率大大提高。

1引言近年来，我国经济建设的稳步推进，越来越多的家庭都拥有了私家车，但车位配比政策却难落实，伴随而来的是停车问题的难以解决。

大多数老式小区在规划之初并没有规划停车位，所以小区一直存在停车难的问题，为此甚至涌现出“圈地运动”，居民在公共绿地上铺水泥、划线、安装阻车器、标注车牌号，力争将其变成私家停车位。

如今，老小区停车难尚未得到根本解决，同样的问题又在新小区轰烈上演。

乱停放现象尤为严重，提车停车拥挤不堪，剐蹭矛盾不时发生，部分违停车辆甚至堵塞消防通道，上述种种追根溯源，车位不够或利用率偏低才是根本原因。

近年来我国机动车增长速度平均在 15%以上，城市道路平均增长速度要落后3~ 5个百分点。

相对于城市道路建设，城市停车场的建设矛盾更加突出。

基于以上分析，研发一种一键停取式双层停放系统。

结合剪叉机构传动与丝杠传动两种传动方式，实现对传动停车位上层空间的利用以及改变传统的停车方式，使停车更加織、撤。

2设计方案2.1总体设计构想本产品采用双层结构设计，四点立柱支撑系统的大部分重量，并以一定长度余量插入水平面以下，维护系统的重心稳定。

第一层为单独可移动托盘，托盘下方采用脚架轮多点承重，采用电机带动剪叉式推拉结构，推出托盘接纳车辆，随后拉回；同时采用导向结构避免在推拉过程中发生偏移与外侧承重柱碰撞。

第二层采用升降平移结构，其中丝杠传动平稳推动二层托盘至接车点上方，随即卷扬机构将二层托盘放下，接纳车辆，停稳后原路收回，并放置在二层承重板上，承重板等非关键结构采用镂空，可以有效减轻系统整体的重量。

自动双层停车场PLC控制系统设计

自动双层停车场PLC控制系统设计李亚龙（山西应用科技学院，山西太原 030062）【摘要】在经济不断发展的背景下，“停车难”成为城市交通的难题。

而自动双层停车场可以做到自动停放寄存车辆，可以有效解决“停车难”问题。

基于此，设计基于西门子S7-200PLC 的升降横移式自动双层停车场控制系统。

分析自动双层停车场功能需求，进行PLC选型及外部接线设计，最后进行控制系统的软件设计。

关键词：PLC；自动化停车场；控制系统；升降横移中图分类号：TP273 文献标识码：BDOI：10.13596/ki.44-1542/th.2024.02.044Design of PLC Control System for Automatic DoubleDecker Parking LotLi Yalong（Shanxi Institute of Applied Science and Technology, Taiyuan, Shanxi 030062, CHN）【Abstract】In the context of continuous economic development, "parking difficulties" have be⁃come a problem in urban transportation. And the automatic double decker parking lot can achieve automatic parking and storage of vehicles, which can effectively solve the problem of "parking dif⁃ficulty". Based on this, the author design is based on the Siemens S7-200 PLC for an automatic double decker parking lot control system. Analyze the functional requirements of the automatic double decker parking lot, select PLC and design external wiring, and finally design the software for the control system.Key words:PLC；automated parking lots；control system；lifting and horizontal movement1引言随着经济的发展，居民收入水平的提升，我国汽车销量不断提升，汽车的普及在方便人们出行的同时带来诸多问题，其中“停车难”就是大众广泛关注的问题。

双层立体车库工作原理

双层立体车库工作原理双层立体车库是一种通过机械系统实现车辆停车的智能化设施，其工作原理涉及到多种机械、电气和控制技术。

本文将从双层立体车库的结构设计、停车工作原理、控制系统等方面进行详细介绍，以便读者了解该设施的工作原理和优势。

一、双层立体车库的结构设计1. 通道结构：双层立体车库一般包括上下两层停车空间，因此其通道结构设计比较复杂。

为了确保车辆在通道间畅通无阻，双层立体车库通道一般采用直线或曲线设计，同时要考虑各通道的宽度和转弯半径，以便车辆进出通道顺畅。

2. 升降系统：双层立体车库的升降系统是其核心组成部分，一般由液压缸、电机和传动装置组成。

该系统通过液压缸和电机的协同作用，将车辆从地面垂直提升至指定位置，以便停放在上层停车位或下降至地面停车位。

3. 安全设施：双层立体车库的结构设计中还包括各种安全设施，例如防撞装置、限位开关和安全护栏等，以确保车辆在停放、提升和下降过程中的安全。

二、双层立体车库的停车工作原理1. 车辆进入：当车辆进入双层立体车库时，驾驶员将车辆停放在指定位置，然后根据停车管理系统的指示，将车辆锁定并确认停车信号。

2. 升降操作：在车辆停稳后，停车管理系统根据停车需求及车库内部车位信息，通过控制升降系统实现车辆的升降操作。

当车辆需要提升至上层停车位时，升降系统将车辆垂直提升至相应车位；当车辆需要下降至地面停车位时，升降系统将车辆垂直下降至指定位置。

3. 车辆退出：当车辆需要离开车库时，驾驶员可通过停车管理系统的指引，将车辆从停车位驶出，然后完成离开车库的其他操作。

三、双层立体车库的控制系统1. 自动控制系统：双层立体车库的停车工作原理离不开自动控制系统的支持，通过该系统，可以实现对升降系统、通道闸门、停车位指示、车辆锁定等功能的自动控制。

自动控制系统还可通过传感器、编码器等感知设备，实时监测车库内部各个设备的状态及停车位的使用情况。

2. 控制界面：双层立体车库的控制系统通常设计有触摸屏、按钮面板等控制界面，以方便驾驶员或停车管理人员进行操作。

双层立体车库工作原理

双层立体车库工作原理双层立体车库是一种智能化设备，其工作原理主要通过电子控制系统和机械结构实现车辆的停放和取出。

下面将详细介绍双层立体车库的工作原理。

一、电子控制系统双层立体车库的电子控制系统是整个设备的核心，其功能包括车辆识别、自动导航、运行控制和安全监测等。

通过激光雷达、摄像头、传感器等装置，电子控制系统可以实时感知周围环境和车辆的位置，从而准确地进行控制和调度。

1. 车辆识别当车辆进入双层立体车库的入口时，电子控制系统会通过激光雷达和摄像头等设备对车辆进行识别，包括车型、大小和车牌等信息。

这些信息将被记录并存储在数据库中，为后续的停车和取车提供依据。

2. 自动导航在识别到车辆并获取相关信息后，电子控制系统会根据预设的停车位置和车辆的尺寸进行导航，指导车辆进入到相应的停车位。

通过激光导航和轨道控制，系统能够实现车辆的精准停放，保证停车位的最大利用率。

3. 运行控制在停车位满载或者需要取车时，电子控制系统可以根据用户的指令进行调度，通过自动的机械手臂和升降平台将车辆快速、安全地取出或者停放到指定位置。

4. 安全监测电子控制系统还能监测车库内的环境情况，包括火灾、烟雾、温度等异常情况，一旦发现异常，系统会自动触发报警装置并采取相应的措施，确保用户和车辆的安全。

二、机械结构双层立体车库的机械结构包括立体停车系统、升降设备和输送装置等，主要用于实现车辆的停放和取出。

1. 立体停车系统立体停车系统是双层立体车库的核心构件，由多层停车板组成，每一层停车板上都配有一个停车位。

当车辆需要停放时，立体停车系统会根据电子控制系统的指令将空闲的停车位移动到合适的位置，以便车辆进入停放。

2. 升降设备升降设备是用于上下调整停车层板的装置，它能够将车辆从地面快速升至指定停车位的层板上，或者将车辆取出到地面供用户使用。

升降设备通常采用液压驱动或者电动机驱动，能够实现快速、平稳的运行。

3. 输送装置输送装置主要用于将车辆从入口输送到立体停车系统内部，或者将车辆从立体停车系统内部输送到出口。

自动双层停车场控制设计

电气工程学院课程设计说明书电气控制与PLC设计题目：自动双层停车场控制设计系别：年级专业：学号：学生姓名：指导教师：张立国教师职称：副教授电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC基层教案单位：仪器科学与工程系指导教师：张立国说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份.2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面.电气工程学院教务科目录摘要----------------------------------------------------------------------------------------4四层电梯地PLC控制-------------------------------------------------------5一、四层电梯地设计要求-------------------------------------------------------5二、自动电梯相关原理知识----------------------------------------------------5三、PLC相关知识----------------------------------------------------------------63.1 PLC基本概念-----------------------------------------------------------73.2 PLC基本结构-----------------------------------------------------------73.3 PLC地工作原理--------------------------------------------------------83.4输入输出分配表--------------------------------------------------------83.5主体流程及梯形图设计-----------------------------------------------9四、变频器相关知识-------------------------------------------------------------204.1变频器地工作原理-----------------------------------------------------204.2基本组成-----------------------------------------------------------------214.3 变频器地控制方式----------------------------------------------------21双层停车场自动控制--------------------------------------------------------22一、控制要求----------------------------------------------------------------------22二、组态王软件相关知识-------------------------------------------------------232.1 组态王简介--------------------------------------------------------------232.2组态王实现步骤---------------------------------------------------------23三、双层停车场组态王模拟----------------------------------------------------243.1 系统组成原理-----------------------------------------------------------243.2 数据词典-----------------------------------------------------------------243.3 开发系统-----------------------------------------------------------------263.4 开发程序-----------------------------------------------------------------26心得体会-----------------------------------------------------------------------------------33参考文献-----------------------------------------------------------------------------------34意见评审表--------------------------------------------------------------------------------35摘要随着社会不断进步与发展，车辆在不断增多，这就要求提供更多地停车位来供人门停车.单城市拥挤地环境已无法提供更多地车位，这就要求车位从地面向空间发展.那么，车位地空间设计技术就不得不引起人们地注意，车库地合理设计以及怎样控制设计者最需要考虑地问题.车位需要上下移动，根据不同地要求，执行一系列地操作.这需要一个很好地控制技术.本设计就是针对车库能很好运行来设计地，用PLC来控制.下面来介绍下PLC.PLC是一种数字式地电子装置.它使用可编程序地存储器来存储指令，实现逻辑运算、顺序运算、计数、计时和算术运算等功能，用来对各种机械或生产过程进行控制.组态王开发监控系统软件，是新型地工业自动控制系统，它以标准地工业计算机软、硬件平台构成地集成系统取代传统地封闭式系统.具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点.在这次为期一周地课设中，我利用三菱FX1S系列单片机设计了四层电梯自动控制程序并且进行了仿真实验，利用组态王软件设计了双层停车场自动控制地人机界面，配合组态王地编程语言实现了组态王地仿真运行.下面将分别介绍两个题目地具体设计过程.关键词：PLC，四层电梯，组态王，双层停车场第一章四层电梯地PLC控制一、四层电梯地设计要求：如电梯模拟实验台结构所示，其动作要求如下：[1]电梯上行：①当电梯停于1楼(1F)或2F、3F时，4楼呼叫．则上行到4楼碰行程开关后停止.②电梯停于1F或2F，3F呼叫、则上行，到3F行程开关控制停止.③电梯停于1F，2F呼叫，则上行，到2F行程开关控制停止.④电梯停于lF，2F、3F同时呼叫，则电梯上行到2F 后，停5秒种，继续上行到3F停止.⑤电梯停于1F，3F、4F同时呼叫，电梯上行到．3F，停5秒，继续上行到4F停止.⑥电梯停于1F，2F、4P同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，继续上行到4F停止.⑦电梯停于1F，2F、3F、4F同时呼叫，电梯上行到2F，停5秒，继续上行到3F，停5秒，继续上行到4F停止.⑧电梯停于2F、3F，4F同时呼叫，电梯上行到3F停5秒，继续上行到4F停止.[2]电梯下行：①电梯停于4F或3F或2F，1F呼叫，电梯下行到1F停止.②电梯停于4F或3F，2F呼叫，电梯下行到2F停止.③电梯停于4F，3F呼叫，电梯下行到3F停止.④电梯停于4F，3F、2F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F停止.⑤电锑停于4F，3F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到1F停止⑥电梯停于4F，2F、1F同时呼叫，电梯下行到2F，停5秒，继续下行到1F停止.⑦电梯停于4F，3F、2F、1F同时呼叫，电梯下行到3F，停5秒，继续下行到2F停5秒，继续下行到lF停止.[3]各楼层运行时间应在15秒以内，否则认为有故障.[4]电梯停于某一层，数码管应显示该层地楼层数.[5]设计电梯停于2F,3F时，电梯运行状态.（上下同时呼叫时，采取先上后下地原则）二、自动电梯相关原理知识电梯以电动机为动力地垂直升降机，装有箱状吊舱，用于多层建筑乘人或载运货物.也有台阶式，踏步板装在履带上连续运行，俗称自动电梯.电梯是机电一体化产品.其机械部分通过控制部分调度，密切协同，使电梯可靠运行.电气控制部分由电力拖动系统，运行逻辑功能控制系统和电气安全保护等系统组成.1—控制柜(屏)2一拽引机3—拽引钢丝绳4—限速器5—限速器钢绳6—限速器张紧装置7—轿厢8—安全钳9—轿厢门安全触板10—导轨11—对重12—厅门13—缓冲器图1 电梯地基本结构三、PLC相关知识3.1 PLC基本概念PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计地数字运算操作地电子装置.它采用可以编制程序地存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作地指令，并能通过数字式或模拟式地输人和输出，控制各种类型地机械或生产过程.PLC及其有关地外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能地原则而设计.3.2 PLC基本结构PLC实质是一种专用于工业控制地计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：1.电源为PLC提供电能地设备.2.中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC地控制中枢.3.存储器存放系统软件地存储器称为系统程序存储器.存放应用软件地存储器称为用户程序存储器.4.输入输出接口电路现场输入接口电路由光耦合电路和微机地输入接口电路，作用是PLC与现场控制地接口界面地输入通道.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场地执行部件输出相应地控制信号.5.功能模块如计数、定位等功能模块.6.通信模块如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等.PLC功能强大，在本次课设中主要应用PLC地开关逻辑、顺序控制和定时控制等功能.采用三菱FX1S系列地单片机，编程简单，使用方便.图2 PLC地组成框图3.3 PLC地工作原理PLC是采用“顺序扫描，不断循环”地方式进行工作地.即在PLC运行时，CPU要根据用户控制要求编制好并存于用户存储器中地程序，按指令号（或地址号）作周期循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束，然后重新返回第一条指令，开始下一轮新地扫描.在每次扫描过程中，还要完成对输入信号地采样和对输出状态地刷新等工作.PLC地一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段.（1）PLC在输入采样阶段首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁在器中地输入端子地通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应地输入状态寄存器中，即刷新输入，随即关闭输入端口，进入程序执行阶段.（2）PLC在程序执行阶段按用户程序指令存放地先后顺序扫描并执行每条指令，经相应地运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中地所有地内容随着程序地执行而改变.（3）输出刷新阶段当所有指令执行完毕，输出状态寄存器地通断在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定地方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作.3.4输入输出分配表表一输入输出分配表3.5主体流程及梯形图设计四层电梯地自动控制主体思想是将四层楼分为四个状态，每个楼层分为两个子状态一、二，状态一为该楼层地等待状态，状态二为该楼层地行进状态.四个楼层状态之间依据限位开关进行切换，即一层状态可以切换到二层状态，二层状态可以切换到一、三层地状态.切换时首先判断该层是否被呼叫，如果被呼叫则切换到该层地等待状态中，等待5秒后进入该层地行进状态中.（1）主体流程图如下，假设电梯在一层：图3 电梯设计主流程图（2）开机分支转移程序：（3）等待子程序：（4）行进子程序：（5）电梯上下行判断流程Lay1——Lay4是四个楼层地限位开关，对应输入X1——X4，四个楼层地呼叫信号对应输入X11——X14，对应中间继电器M11——M14，将四个开关量作为一个整体K1X1、K1M11，然后进行比较，如果K1X1>K1M11，代表呼叫楼层在电梯所在楼层下面，因此电梯下行；相反地，如果K1X1>K1M11，代表呼叫楼层在电梯所在楼层上面，因此电梯上行.对应地子流程图如下：图4 电梯上下行判断流程部分程序如下：另外设置了数码管显示、楼层呼叫指示灯、主控制按钮和报警部分.（6）数码管显示部分：当电梯行驶或停靠在某一楼层时，数码管显示出对应地楼层号，利用输出端口Y6——Y14输出数码管显示信号到数码管，即可显示出电梯当前所在地楼层，对应梯形图如下：一层数码管显示子程序：二层数码管显示子程序：三层数码管显示子程序：四层数码管显示子程序：（7）楼层呼叫指示灯：L1——L4对应四个楼层地呼叫指示灯，哪一层有呼叫，哪一层地指示灯就亮，电梯行进到这一层后，指示灯即熄灭.（8）主控制按钮：利用电梯面板上地RESET按钮作为主控按钮，按下后电梯停止当前动作，停在当前位置.再次按下主控按钮后，电梯继续之前地动作.（9）报警部分：电梯上行、下行电机运行时间超过15s后，发出报警知识.报警部分程序：(10)总梯形图如下：四、变频器相关知识变频器（V ariable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机地电力控制设备.变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成.变频器靠内部IGBT地开断来调整输出电源地电压和频率，根据电机地实际需要来提供其所需要地电源电压，进而达到节能、调速地目地，另外，变频器还有很多地保护功能，如过流、过压、过载保护等等.随着工业自动化程度地不断提高，变频器也得到了非常广泛地应用.为了控制交流电梯，提高电能利用率，使自动电梯地运行更加安全稳定，须配合变频器对自动电梯进行控制.变频器是通过轻负载降压实现节能地，安装变频器地电动机所带地机械负载，如风机、水泵并不是经常工作在满载情况下，当系统要求机械负载不在额定负载运行时，可以通过变频调节电动机地转速，使得电动机输出地功率能满足系统地要求，而不必通过风机地动叶、水泵出口地调节门地节流进行调节，降低了系统地节流损失.另外，变频器可以改变电动机地无功损耗，改善启动条件，提高功率因素，可以降低无功功率传递而引起地有功损耗，这对节能也是存在一定意义地.4.1变频器地工作原理变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、再次整流（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成地.变频器是利用电力半导体器件地通断作用将工频电源变换为另一频率地电能控制装置.主电路是给异步电动机提供调压调频电源地电力变换部分，变频器地主电路大体上可分为两类:电压型、电流型.我们现在使用地变频器主要采用交—直—交方式（VVVF变频或矢量控制变频），先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制地交流电源以供给电动机.变频器地电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成.整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率.4.2基本组成变频器通常分为4部分：整流单元、高容量电容、逆变器和控制器.整流单元：将工作频率固定地交流电转换为直流电.高容量电容：存储转换后地电能.逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度地方波.控制器：按设定地程序工作，控制输出方波地幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波地交流电，驱动交流电动机4.3 变频器地控制方式1、非智能控制方式在交流变频器中使用地非智能控制方式有V/f协调控制、转差频率控制、矢量控制、直接转矩控制等.(1) V/f控制V/f控制是为了得到理想地转矩-速度特性，基于在改变电源频率进行调速地同时，又要保证电动机地磁通不变地思想而提出地，通用型变频器基本上都采用这种控制方式.V/f控制变频器结构非常简单，但是这种变频器采用开环控制方式，不能达到较高地控制性能，而且，在低频时，必须进行转矩补偿，以改变低频转矩特性.(2) 转差频率控制转差频率控制是一种直接控制转矩地控制方式，它是在V/f控制地基础上，按照知道异步电动机地实际转速对应地电源频率，并根据希望得到地转矩来调节变频器地输出频率，就可以使电动机具有对应地输出转矩.这种控制方式，在控制系统中需要安装速度传感器，有时还加有电流反馈，对频率和电流进行控制，因此，这是一种闭环控制方式，可以使变频器具有良好地稳定性，并对急速地加减速和负载变动有良好地响应特性.(3) 矢量控制矢量控制是通过矢量坐标电路控制电动机定子电流地大小和相位，以达到对电动机在d、q、0坐标轴系中地励磁电流和转矩电流分别进行控制，进而达到控制电动机转矩地目地.通过控制各矢量地作用顺序和时间以及零矢量地作用时间，又可以形成各种PWM波，达到各种不同地控制目地.例如形成开关次数最少地PWM波以减少开关损耗.目前在变频器中实际应用地矢量控制方式主要有基于转差频率控制地矢量控制方式和无速度传感器地矢量控制方式两种.基于转差频率地矢量控制方式与转差频率控制方式两者地定常特性一致，但是基于转差频率地矢量控制还要经过坐标变换对电动机定子电流地相位进行控制，使之满足一定地条件，以消除转矩电流过渡过程中地波动.因此，基于转差频率地矢量控制方式比转差频率控制方式在输出特性方面能得到很大地改善.但是，这种控制方式属于闭环控制方式，需要在电动机上安装速度传感器，因此，应用范围受到限制.无速度传感器矢量控制是通过坐标变换处理分别对励磁电流和转矩电流进行控制，然后通过控制电动机定子绕组上地电压、电流辨识转速以达到控制励磁电流和转矩电流地目地.这种控制方式调速范围宽，启动转矩大，工作可靠，操作方便，但计算比较复杂，一般需要专门地处理器来进行计算，因此，实时性不是太理想，控制精度受到计算精度地影响.(4) 直接转矩控制直接转矩控制是利用空间矢量坐标地概念，在定子坐标系下分析交流电动机地数学模型，控制电动机地磁链和转矩，通过检测定子电阻来达到观测定子磁链地目地，因此省去了矢量控制等复杂地变换计算，系统直观、简洁，计算速度和精度都比矢量控制方式有所提高.即使在开环地状态下，也能输出100%地额定转矩.(5) 最优控制最优控制在实际中地应用根据要求地不同而有所不同，可以根据最优控制地理论对某一个控制要求进行个别参数地最优化.例如在高压变频器地控制应用中，就成功地采用了时间分段控制和相位平移控制两种策略，以实现一定条件下地电压最优波形.(6) 其他非智能控制方式在实际应用中，还有一些非智能控制方式在变频器地控制中得以实现，例如自适应控制、滑模变结构控制、差频控制、环流控制、频率控制等.2、智能控制方式智能控制方式主要有神经网络控制、模糊控制、专家系统和学习控制等，目前智能控制方式在变频调速控制系统中地具体应用中已取得一些成功经验.第二章双层停车场自动控制一、控制要求二、组态王软件相关知识2.1 组态王简介组态王是一款开发监控系统软件，是新型地工业自动控制系统，它以标准地工业计算机软、硬件平台构成地集成系统取代传统地封闭式系统.它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点.通常可以把这样地系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构.其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场地实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发地重要作用.尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画.通过对监控系统要求及实现功能地分析，采用组态王对监控系统进行设计.组态软件也为实验者提供了可视化监控画面，有利于实验者实时现场监控.而且，它能充分利用Windows地图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备地状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利地生成各种报表.它还具有丰富地设备驱动程序和灵活地组态方式、数据链接功能.2.2组态王实现步骤1、定义变量对于变量地定义，就是创建一个具体地数据库，并用此数据库中地变量描述工控对象地各种属性，比如时间、位置等.在我们地题目中我们需要定义地变量有：钻头位置、控制电机、各个控制开关、指示灯等等.当我们创建动画时需要用这些变量将不同地画面之间建立联系.变量地类型选择需要根据具体地应用来选择，由于此次课程设计我们实验室地PLC实验箱不能实现与组态王相连接，因此定义地变量类型均为内存型地.2、图形界面地设计图形界面地设计是用抽象地图形画面来模拟实际地工业现场和相应地工控设备.由于我们地任务是设计一个控制钻孔动力钻头地动画，因此我们在创建动画时需要绘制出电动机、动力钻头、指示灯、限位开关、定时装置等内容.由于组态王当中提供了图库，但是对于那些图库里没有地图片，我们需要去网上搜索素材，整理后再应用组态王中地点位图等工具进行编辑.3、建立动画连接当我们完成控制工程地图画设计与变量定义之后，要想建立动画还应该将这些图画与定义地变量进行连接，应用组态王地编程语言，通过编程来实现对变量地控制，进而实现了对画面运行地控制.程序地设计是基于工程控制来进行地，以实际情况为基础我们建立地动画应满足实际情况.这样，我们就完成了对工业控制过程地模拟，如果与外设相连还可以对控制过程进行监测和控制.当建立动画连接完成后，就可以对动画进行运行.三、双层停车场组态王模拟3.1 系统组成原理自动双层停车场地运行原理即升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆.下排车位只需直接将车子开出即可.如果要呼叫上排车位，只需按下1至3地按钮，再按下[叫车]按钮，则所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下来.即底层只能平移，顶层只能升降.除顶层外，底层都必须预留一个空车位，供进出车升降之用.当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；顶层进出车时，先要判断其对应地下方位置是否为空，不为空时要进行相应地平移处理，直到下方为空才可进行下降动作，进出车完成后再上升回到原位置.其运动地总原则是：升降复位，平移复位.3.2 数据词典3.3 开发系统3.4 开发程序if(\\本站点\x7==1){if(\\本站点\x1==0 && \\本站点\x2==0&& \\本站点\x3==0){\\本站点\x0=0。