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基于PLC的立体车库控制系统设计

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维普资讯 http://www.cqvip.com PLC控制技术 基于PLC的立体车库控制系统设计 杨小莉I,。 (1.中国海洋大学,山东青岛266071;2.青岛高级技工学校) [摘要] 提出了一种基于欧姆龙CPM一2A PLC的立体车库控制系统基本架构。分析了立体车库控制系统的基本 模块,详细介绍了系统软硬件设计的基本内容,并给出了存车和取车的基本流程,以及PLCI/O端口的 分配情况等。在该模型系统的基础上,根据需要加以扩展,就可以完成一个基本的立体车库控制系统的 设计。 关键词 立体车库PLC设计 0引言 移动利用齿轮箱变速带动绞车,电机传动轴端设有机械 抱闸机构。 本文利用欧姆龙系列PLC构建了一个立体车库的中 央控制系统。此系统的功能为:用户在键盘上完成输入 2控制部分设计 目的车位号和存取车指令执行键。系统在PLC的控制下, 先判断车库有无空位再依次控制水平和垂直电机是否动 考虑到实际应用中系统的可靠性和维护的便利性以 作、该如何动作,实现控制平台到达指定车位完成存取 及成本的要求,控制部分采用欧姆龙CPM系列的PLC 车动作。文中重点介绍了输入键盘、LED显示、键入的 构建控制平台。欧姆龙系列CPM的PLC的特点之一是 车位地址与系统运动关系的相互对应、运动位置的判断、 内部结构紧凑,功能较强。由于1台PLC设备的I/O端 运动顺序的控制、电机的驱动控制等内容和模块。立体 口容量有限,此处选择了2台CPM一2A进行扩展,来实 车库控制系统主要分为机械部分设计和控制部分设计。 现整个控制过程。 , 计 ’ 一… …行有 机械部分的总体设计主要确定立体车库的存取车方 无空位扫描,如有空位则系统显示有;如果无空位则显 式。目前,立体车库主要有以下几种形式:升降横移式、 示无,此时系统将不接受存车指令。 巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环 如果有空位,则由用户按下存车指令。系统根据扫 式、圆形水平循环式等。 描结果按照由小到大的顺序来给出空位。如果0~2位无 本文采用升降横移式立体车库,升降横移式立体车 车,则其它车位均不动作;如果0~2位有车,系统将依 库的主要控制部分可分为客户端和执行端,客户端分别 次扫描其它车位号,如有空位,一层车位根据空位所在 由输入键盘、LED数码管显示器和指示灯组成,执行端 的绝大部分可以安装在载车盘上(活动车位托盘)上,通 位置情况进行横移让位动作,此时载车盘下降至一层进 车,按下确认键后系统复位载车盘上升,完成操作。同 过控制提升电机及横移电机的运动完成存取车的过程, 理二层如无空位,则三层载车盘下降,一、二层则按要 这样便于硬件系统的设计。为了保证系统能正确地将车 送到指定车位,由软件来完成判断将车送到车库的哪一 求让位。 层、哪一个具体车位。 取车时,只要先按下取车键,再按相应存车的车位 立体车库总体设计为一、二层容量为3个车位,三 号后,如果车位号为0 ̄2就可以直接到车库取车,如果 层为4个车位,即共三层1 0个车位,另外还有两个周转 车位号不是0~2,则系统自动判断出所在的层次和下面 空位,用作汽车的中转平台。机械传动部分采用电机、道 层是否需要让位。如不需要则载车盘直接下降至一层, 轨、载车盘等机械元件组成,采用电机正反转作为载车 如下层有车则系统将根据情况进行让位后,载车盘下降 盘的上下和左右拖动元件。 至一层,开车后按下确认键后系统将自动复位。 在车库仅有一条垂直运输通道和较多的机电设备情 客户从键盘输入目的车位号后,若发现目的车位号 况下,必需考虑汽车存取的及时性和安全性,故在载车 输入错误,只要尚未按下确认键,则只需直接重新按下 盘上位,均设有安全挂钩;每根钢丝绳都有断绳检测设 正确的车位号,然后确认即可。 备以进一步提高安全性和实用性。为防止电机失控在托 为安全起见,本车库设计时考虑用人车分道行驶, 盘上端设有机械限位和左右机械限位,托盘上升和左右 即存车时按下存车键,然后确认存车完成后,到专门为 行人设置的专用通道口进出车库,在两个出口处设置确 收稿日期:2006—12—31 认键,按下复位键后系统将自动复位。 电工技术I 2007 l 5期I 49 维普资讯 http://www.cqvip.com PLC控制技术 2.2系统硬件设计 根据总体方案及机械结构的控制要求,确定硬件电 路的总体方案,绘制系统电气控制的结构框图。系统硬 件电路由PLC、电气部分、外围设备、I/O接口的分配 及电路组成。 用欧姆龙CPM一2A PLC作为控制设备。而电气部 分设计主要是传感器的选择。可在每个车位内安装一个 接近开关,有车时开关感应为“1”,向PLC输入一个信 号;一层车位装有4个左右限位开关和4个下限位开关, 到位断开;二层有4个左右限位开关和4个上限位开关; 三层只有上限位开关,可选用普通行程开关、接近开关 和霍尔开关。开关闭合即向PLC输入一个信号。外围设 备主要包括键盘、LED显示和电机。 键盘作为输入设备,用于向系统输入操作指令,其 输入的信号包括所操作的地址(0~9号车位),及要执行 的动作(取车、存车和确认键)。键盘设计为行列式键盘, 共分为三行五列15个按键,占用13个输入口,按键选 择常开点动式。键盘的面板如图1所示。 在指令的执行 —厂 —T_ —T _-r 过程中,明白动 执行的目——— 了  为让用户 —F_{—F —干—— 的地址(0~9号车 位),设备采用一个 6 7 8 9 I J K L LED数码管来完成 3 4 5 E F G H 此功能,数码管为 0 I 2 A B C D 图3存车流程图 5O I WWW.chinaet.net I电工技术 机。三层总共需要1 3部电机正反转来完成。由于电机的 额定电压较高,而PLC的输出电压较低,故中间需加接 触器控制。 2.3 I/O接口的分配及电路 此立体车库控制系统共需24个输入信号和1 6个输 出信号。输入信号包括系统开关、各车位有无车检测信 号、托运平台的位置检测信号和键盘输入信号。输出信号 包括电机驱动信号、数码管驱动信号和指示灯驱动信号。 2.4系统软件设计 本系统的软件主要完成的功能有:键盘的读取、车 位的扫描、将指令的目的车位号送一位LED数码管显 示,并使系统电机按照输入的目的地址和指令运动。程 序流程图如图3和图4所示。 图4取车流程图 3结束语 以PLC搭建的立体车库控制系统,实现了键盘输入 地址和动作指令、LED显示车位、系统分别控制相应方 向上的电机工作到达指定位置,存取机构完成存取过程, 系统自动恢复的全套动作。对于系统功能方面,尽可能 用软件实现代替硬件,降低了系统的开发成本。只要根 据需要进行扩展,就可以完成大型立体车库系统的设计。 参考文献 …邓则名,等.电器与可编程控制器应用技术.机械工业出版 社。2002 【2]郁汉琪.电器与可编程控制器应用技术.,东南大学出版社, 2003 【3】周美兰I周封,王岳宇-PLC电器控制与组态设计,科学出版 社。2003 【4]方承远.工厂电气控制技术.机械工业出版社,2000 [5】张万忠.可编程控制器应用技术.化学工业出版社,2002 【6】廖常初.可编程控制器应用技术.重庆大学出版社,2002 

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