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6层立体车库的设计基于欧姆龙可编程序控制器


6 层立体车库的设计基于欧姆龙可编程序控制器
Zhuoran Zhang Department of Electrical & Engineering Wuhan Polytechnic University Wuhan, China E-mail: Harry zzr@126.com Zhe Mao, Hailing Wan Department of Ele

ctrical & Engineering Wuhan Polytechnic University Wuhan, China E-mail:maozhe998@sina.com 文摘---随着现代社会的发展,大量的车辆在这些城市已经以指数 速度增加,尤其是私人汽车,对城市交通和停车槽造成很大的压力。本 文主要关注整个结构、运行过程和电力系统的设计,包括硬件和程序 设计思想,针对升降横移立体车库,不但能够缩短开发周期,而且对东 方停车集中化和自动化的方向;拥有一定的参考价值。 关键词-立体车库,欧姆龙可编程序控制器、设计 停车槽不足是来自城市发展,城市的经济、交通,传统的车库总是 利用自然的职位,在一个社区, 停车槽和居民之间的比例大约是 1:1, 一个家庭至少一个停车位置,为了解决这一矛盾,停车槽使用宝贵的商 业用地, 立体机械车库的平均停车槽只需要更少的面积的优势已经逐 步在我们前面展现。相对于传统的地下停车场,立体车库更具有优势。

首先,立体车库可以节省更多的面积。传统的方法必须积累了驾驶车 辆路线,平均来说, 如果我们以多层车库(6 层)来考虑一辆汽车将占据 40 平方米,对于 13 辆汽车停放在 50 平方米面积内这是可能的, 这将 节约大量的土地资源和土地建设开支。与此同时,立体车库能保证人 们的安全和他们的汽车的安全。 如果有任何人在车库或汽车并不是完 全停止,系统控制或电气设备也不会运行。这意味着,在大规模的管理 中,机械车库可以把人类和车辆分开,这使得它更系统化。尤其是对 地下车库,安装这种车库将会节省了照明系统的很大面积,因此它也形 成了保护和环境保护。 1. 立体车库的分类和实施立体车库的背景 A:立体车库的分类 根据目前发展的立体车库来讲,立体车库包括了升降横移、巷道堆 垛、垂直升降、垂直循环,水平循环等的概念;立体车库的观念都是 来自于自动化物流资料传输系统。[3] 立体车库的目的是为了解决在 发达城市的发展中遇到的停车问题, 这是利用有限的区域来停放更多 的车辆,以便节省土地资源和管理城市的静态交通。本文提出了一种 在欧姆龙可编程序控制器 CP1H 基础上来设计立体车库的方式, 这能 扩展到解决相关的项目。 B:简要的介绍升降横移立体车库 模块化的概念在升降横移立体车库中很重要。它也可以设计成两 到五层或半地下类型、位置的数量是从几十到几百人。这种车库既适 合地面也适合地下, 特点可以概括为:少占用土地,结构简单、 配置灵活、

低成本建设、市政、装饰、消防、短期的建设;为了保护汽车的安全 和取车方便, 汽车开动时运行平稳,噪音低。 [4]这也同样适合于商业、 办公和住宅的使用。安全设备主要是光电传感器、限制位移保护装置 和紧急开关。 C:整个系统的结构 如 fig.l 所示,除了中央控制器 PLC、立体车库系统可分为三个部分: 即 I.机械系统,它包括柱、梁、承载板、车架、吊钩等。II.电气系统, 这部分是本文的核心,它控制着整个系统的运转。III.触摸面板;它是操 作者和系统交换信息的端口,操作者不仅可以操作这个系统, 而且可 以解决当时情况下的故障,它可以让操作者进入手动或调试模式。

Figure 1. 系统的构成 主要的硬件系统 我们主要采用欧姆龙可编程序控制器 CPH1,在考虑了成本和需求 控制的下,我们采用 CP1HX40DR - PLC、 梯形图编程方法或 ST 指令列表。 指令长度为 1 至 7 步骤每指令,每个 I / O 继电器有 1600 个端口,USB 1.1 来进行交流。 展览的一部分,我们进口 WEINVIEW MT6056i 屏风系列,屏幕材料 是 TFT,5.6 英寸, 分辨率为 320 x234,支持 USB2.0 端口下载。CPU 的频

率为 400 兆赫,128RAM。 D:系统的体系结构和功能 机械零件中与电气系统合作的是承载板、挂钩和链条。各层上除 了 7 层以外有六个插槽,一共有 37 个插槽、在每一个阶层上都有一个 空的位置的目的是拥有足够的空间来使装载板移动。 承载板的一层设 计用来来回移动,同样顶楼承载板也应该仅用来提升。另一个承载板 在这些楼层中是为了提升和横移。通过这种方式,该系统可以实现节 约和降低其中 6 层中的任何空位。 此外,本系统还有一个触摸屏系统,自动运行及手动开关之间调试 模式。在自动运行模式,它会选择某一槽,以实现节能行为,与此同时, 监测系统的运行。(绿色字样:“系统运行“自动模式下没有故障)。当 故障发生时,系统发现并在屏幕上闪烁着黄色的故障代码,且红色的背 景上。在故障代码的帮助下,专业操作员可以快速和准确的识别和排 除故障。考虑了会在手动调试模式会被授予更多的权限,防止非专业 人员输入风格的机会,在进入模式之前,会有一个密码验证,可以制定 自己的序列。这将保护系统避免潜在的危险。 图 2 为图形系统的自动运行、手动和调试。

图 2,触摸屏(自动运行和手动)

II.冷静的电气系统 A:强劲的电力系统 强劲的电力系统包括电力供应、保护与驱动机制,这是电子发动 机。 在电源电线的前端安装 XJ3-D,用来保护相序的三相电压,以便保证 电机的正确旋转。此外,电机在某些层面使用相同的三相电压。 B:本套电机 在第一层上有六个横越电机, 个横越电机每一个有 2 至 5 层, 所 6 以它的升降电机为 2 至 5 层。 前层只有 7 升降电机。 在电动机设置后, 标记每一个马达。例如,电机驱动第二层的第三槽, ,我们标记它为“23 ",在电机之前的继电器被命名为 KM23。这系列的连接所有电动机热 保护保险丝, 电动机出现任何的问题就会停止系统。 以这个方式,它不 会影响系统的稳定性,但降低了成本。与此同时,可以很容易地找到问 题。(我们要做的就是一个接一个地按热保护开关)。 C:弱电力系统 虚弱的电力系统也是控制系统,主要是 PLC 模式及其扩展模块,也 是传感器。下面的图表中,右边是输入部分,直流 24 V,在左边,是输出 部分,交流 220 V,来连接连接器和驱动它们。 这些设备的功能和整个系 统的控制要求有密切的关系。对以上的图表,保护设备是紧急开关,安 装在触摸面板旁边,只有紧急下触发它,系统停止了;前、后的光电 传感器,它被用来检测人或不明物体闯入系统,如果这一切发生,该系 统将停止然后光电响应失败,目的是保护人类和车辆。相序保护在之 前被列举了,过流保护通常在电机阻塞后启动,所有的边距开关系列都

连接, 当任何携带板超过限制的位置时切断主要电源。 限位开关包括上升的和下降的,或左和右限位开关。为了实现控 制要求,同高的限制开关被安装在各槽的框架的两边,而垂直极限开关 安装在附属于电机的链条上。 指出第一层就安装了下来和左右限位开 关这是必要的,只有安装了顶层开关这些开关才可以感受到承载板的 位置,帮助完成升降和横移控制;挂钩位置传感器是用来确定车辆和检 测槽的空或不空。 输出点“00 04 05 06 07”是选择不同的阶段或者每一层,所以控 制电机的旋转的方式。

图 3。PLC 模块(段) 还有其他四个扩展模块,其仅仅给予系统更多的 I / O 口,类似于主 要的部分。 III.操作程序 A:捕捉程序

至于第一层而言,只有设计横移,使上层的空间的承载板向下移动。 所以对于其它层,其设计来横移。当横移达到要求,升降机构就运行去 把承载板放下, 完成保留和捕获程序。 在程序中光电传感器是开着的, 会表现得像已经解释的部分。在图 2A 中,是获得的条件,在这段时间 “装载”将闪光,直到把程序结束。 当我们进入“51”
,该系统将区分操作是否是通过

51 插槽的挂

钩保留和捕获程序。然后在荧幕上输出对挂钩状态反应的信息,操作 员来确定操作或取消它。在确认后, 51 承载板将会等待下降的板来完 成横移移动然后向下移动。此外,一个定时器将被添加到该控制模块 以防止水平限位开关故障,导致横移移动时间的结束。如果横移移动 的时间超过规定时间,系统会警告操作者,在屏幕上显示“横移移动 时间到”,操作者能检查出故障。上升限位开关被用来检测是否承载 板是被停在它们的例行槽上,使液位开关不能完成。也许在两层间一 个承载板不能动。只做所有的上层的承载板停在他们的例行槽上,选 定的承载板升降移动被激活。一个定时器也将嵌在升降控制,具有相 同的函数作为横移计时器。升降机携带车辆下降到地上,释放挂钩,现 在光电信号关闭,等待所有者来取他们的车辆。等待车辆及操作人员 的确认,光电信号的恢复,承载板从下来的路径回到其插槽。

图 4:流程图和保留的程序 B:保留程序 保留过程是基于保留程序,所以他们很相同,唯一不同的是挂钩移动。 IV.软件编程和软件编程环境 A:软件编程环境和它的语言 在这个系统中,我们选择 CX-ONE 3.0 欧姆龙 PLC 程序。该语言编程 是经典的梯形图。在考虑立体车库都是安装在不同工况、不同用户的 要求,大规模的立体车库应该灵活,例如不同层次或槽。为了满足不同 尺度的要求,这个程序是模块化的,只需要改变 I / O 端口,逻辑关系的 梯形图是固定的。以这个方式,它不仅与高度兼容性缩短周期开发相 关的设计,让你更容易调试和维修。

B:模块化程序 条件转移广泛应用于编制程序;整个程序由不同的模块,在一定条 件下,该程序的跳跃。 阐述之前,一个承载板只有两个运动,升降或横移,除了板的第一 和最上层。第五可能横移的条件是所有的槽的上层限位开关关闭。那 么“Traverse OK “被激活,那么这个程序将进行操作,直到满足条件的 设置,该程序跳跃。升降运动也同样有向下的运动,所以用程序指令下 降的标准,系统将会运行。整个程序被这个方法规划,上面所有的文章, 只是一个横移 OK 和垂直移动 OK 的模块。同样的,模块的固定槽,例如 插槽“21”“21 横移移动”“21 垂直移动”;对于整个系统,“紧急停 , 、 车和保护”“按钮选择”“系统监控”和“调试”模块,其中相互配 、 、 合完成控制和监控。

图 5。监测和显示模块(段) 图 5 是一段程序的监控模块,所有的电动机的保护系列连接,因此保护 相序列和边缘开关。它们中的任何变化,可编程序控制器(PLC)将信息 传递到屏幕,在屏幕上显示。与此同时,切断主要的继电器,系统停止。 V.简要概述 本文介绍了基于 Omron CP1HX40DR-A 控制器的升降转移类型 6 层三 维车库设计方法,完成三维车库的要求为城市车辆管理向方向的自动

化和集中。该设计方法能够被用来归还被占有的人行道,减少占用,保 证安全。此外,它能减少交通堵塞时间,减少伤害。在此基础上,这一问 题已被彻底消除, 包括各种车辆乱停车和分型混乱, 停车场的建筑外 观的脏、乱、差的,从而保护车辆远离丢失,被毁坏和被偷。最后,道路 被归还给车辆和行人,草坪绿色空间,环境的整洁的现代文明生活的 都市。 基于设计立体车库的 PLC 控制器设计使得开发周期大大缩短。 这也是 一种必然的电气化、数字化和自动化的进程。本系统的设计思路和方 法可应用到其他的有关问题规模车库的设计。 参考文献 [1] [1] Huo Gang. Application and programmerof the CP1HPLC. China Machine Press [M],2009.1 [2] [2] Omron Power program. Omron Corporation (China),2008 [3] [3] BoSen Ren.General situation of Chinese mechanical parking equipment. Celebrated manufacturers of parking equipment and peripherals directory [J] :PP5-7 [4] [4] Lekang Yu Dongxiao Zuo.The development of mechanical parking. [J] Technology and management of construction machinery. 1999 1:PP 30-32 [5] [5] Fuen Zhang ? Younai Wu.Principle ? design ? set up and maintenance of AC variable speed elevator. [M] China Machine Press 1999

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