畢業(yè)論文--工業(yè)控制器pc在沉降式三層立體車庫的應用

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來隨著我國國民經濟的高速發(fā)展，城市汽車保有量的不斷增加，停車難的問題也越來越凸顯。自動車庫以其占地面積小、操作簡單、靈活，安全可靠等特點，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。工業(yè)控制器PC在自動化自動車庫的應用能夠使車庫的控制實現自動化、網絡化，從管理模式上講便于實現集中與智能管理，能極大地提高各種車輛的自動停放及科學寄存的

2、倉儲設施的效率。</p><p>　　本文在對國內外車庫現狀及發(fā)展趨勢做了充分調研的基礎上，針對社區(qū)的停車現狀，把典型的升降橫移式自動車庫作為研究對象，以在經濟適用的前提下確保用戶停、取車輛方便快捷和安全，實現車輛的自動存、取車操作為目的進行自動控制系統(tǒng)設計。優(yōu)化了升降橫移自動車庫的安裝方法，采用了沉降式的安裝策略，從而大大簡化了車庫的機械結構，提高了車庫的運行效率，增加了空間的利用。本課題簡要說明了自動車庫的主

3、要機械結構、傳動原理和控制系統(tǒng)的相互關系，重點研究了用工業(yè)控制PC實現沉降式自動車庫的自動存取、自動化控制、集中管理的技術手段及方法，完成了這一系統(tǒng)的電氣及PC部分的設計。其中本文以控制系統(tǒng)為主要設計部分，采用可編程控制器PC為主要控制器，進一步完成了控制系統(tǒng)的硬件和軟件設計，包括控制系統(tǒng)的控制電路原理圖以及PC程序的編寫等。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點使得控制系統(tǒng)完善的解決所需技術要求。其中為研究方便，本文選取了3*3地坑升降橫

4、移式立體停車庫為對象進行研究設計。</p><p>　　關鍵字：自動車庫 PC 升降橫移式 控制系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Stereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific stor

5、age of kinds of automobile. With the rapid development of China's national economy in recent years, the quantity of urban automobile has increased continuously, the problems of hard-to-Park has been more and more pr

6、ominent. The stereo garage with its small footprint, simple operation, flexible, safe and reliable features, become an important way to solve the static urban traffic problems.</p><p>　　On the basis of inves

7、tigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, and for the parking situation of uptown. We take the stereo garage which at the form of lifting and transferring as a research object.

8、At the premise of economic and applicable, to ensure that customers stop or take the automobiles conveniently and safe, furthermore, automobiles can be automatically saved and picked up for the purpose of design. </p&

9、gt;<p>　　Optimize the lifting and transferring automatic garage installation method, using a decanter installation strategies, which greatly simplifies the mechanical structure of the garage and improve the operat

10、ing efficiency, increasing the use of space. In this paper, in which the control system for the main part of the design, the use of the programmable controller PC as the main controller, and further completed the control

11、 system hardware and software design, including the control system control c</p><p>　　Keywords：Stereo garage PC Lifting and transferring Control system</p><p><b>　　目錄</b></p&g

12、t;<p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義1</p><p><b>　　1.2目前現狀2</b></p>&l

13、t;p>　　1.2.1國外自動車庫的發(fā)展歷程及趨勢2</p><p>　　1.2.2國內自動車庫近年發(fā)展情況4</p><p>　　1.3 國內停車位需求預測分析5</p><p>　　1.4自動車庫的分類及選型7</p><p>　　1.4.1自動車庫的分類7</p><p>　　1.4.2自動車庫的

14、選型8</p><p>　　2 自動車庫設計原理及技術要求10</p><p>　　2.1自動車庫設計原理10</p><p>　　2.2自動車庫設計的技術要求10</p><p>　　3 自動車庫機械結構設計13</p><p>　　3.1自動車庫結構部分設計13</p><p>

15、　　3.1.1主體鋼架及連接部件13</p><p>　　3.1.2 升降橫移的傳動系統(tǒng)設計14</p><p>　　3.1.3 載車板和導軌15</p><p>　　3.2 傳動機構驅動系統(tǒng)設計15</p><p>　　3.3自動車庫安全防護的基本要求及機構設計16</p><p>　　3.4控制系統(tǒng)設計

16、18</p><p>　　4 自動車庫控制系統(tǒng)硬件的設計19</p><p>　　4.1強電部分設計19</p><p>　　4.1.1控制線路電源19</p><p>　　4.1.2電機控制原理設計20</p><p>　　4.1.3電控柜的設計21</p><p>　　4.2弱電部

17、分設計23</p><p>　　4.2.1統(tǒng)檢測點與控制點23</p><p>　　4.2.2控制面板設計24</p><p>　　5 自動車庫控制系統(tǒng)軟件設計26</p><p>　　5.1可編程控制器的選擇26</p><p>　　5.1.1 PC的概述26</p><p>　　

18、5.1.2 PC的特點27</p><p>　　5.1.3 PC的選型28</p><p>　　5.2電氣控制系統(tǒng)整體設計28</p><p>　　5.3系統(tǒng)操作方式29</p><p>　　5.4 PC控制程序設計30</p><p>　　5.4.1程序流程及設計方案31</p><p

19、>　　5.4.2輸入輸出點定義32</p><p>　　5.4.3控制程序的編寫37</p><p><b>　　總 結44</b></p><p><b>　　致 謝45</b></p><p><b>　　參考文獻46</b></p>&l

20、t;p><b>　　附錄48</b></p><p><b>　　文獻綜述57</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義</p><p>　　在“十一五”期間,國民經濟平穩(wěn)較快發(fā)展和人們生活明顯改善,為我國汽車工業(yè)

21、創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。5年間,我國汽車產銷從2005年的571萬輛和576萬輛增加到2010年的1826萬輛和1806萬輛,年均增長均超過25%,是我國汽車工業(yè)歷史上發(fā)展最快的階段。2009和2010年,我國汽車產銷量雙雙排名世界第一【1】。由圖1-1可見停車位的緊張狀況，因此解決停車問題已迫在眉睫。</p><p>　　圖1-1 常見停車難狀況</p><p>　　從公安部交管局獲悉，中

22、國機動化發(fā)展迅猛，截至2011年底，全國機動車保有量為2.25億輛，其中汽車1.06億輛；全國機動車駕駛人達2.36億人【2】。</p><p>　　隨著我國城市經濟和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應的是城市停車狀況的尷尬。就重慶而言，目前停車現狀是全市經營性車位34萬個，缺口20萬個。目前解決措施，商圈地下停車場連通，限時段占道停車增加周轉率，小區(qū)車位配套標準提高。公開資料顯示，以渝中

23、區(qū)為例，樓盤建設規(guī)劃時全部是地下停車庫，平均每三戶一個車位。小區(qū)車位與業(yè)主需求嚴重失調，是造成車位缺乏的重要原因之一。報道還指出，將來還可以結合主城區(qū)的坡地落差，開發(fā)能節(jié)省大量空間和投資的立體式停車樓。立體停車樓不僅投資成本低，而且占地面積約為平面停車場的一半，其空間利用率可以大大提高。據資料顯示，同樣是停50輛車，傳統(tǒng)的停車場需1650平方米的空間，造價約750萬元，而采用塔式立體停車庫卻只需每層50平方米，造價只需400萬元(含20

24、萬元土建費)，可節(jié)約47%的投資【3】。</p><p>　　停車問題是城市在發(fā)展過程中出現的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對于車輛行駛狀態(tài)存在的一種交通形態(tài)【4】。停車設施作為解決靜態(tài)交通問題的最主要手段，目前解決“買車難，停車更難”問題面臨著巨大的壓力。特別是在高中端住宅小區(qū)以及一些繁忙的公共地段，比如辦公大樓、醫(yī)院、旅游區(qū)、酒店等地方，不得不采取強硬措施開發(fā)停車位，而自動車庫相對傳統(tǒng)地上地下停車

25、庫擁有顯著地優(yōu)勢，因此現目前自動車庫的發(fā)展成為解決這一問題的先進手段。</p><p>　　自動車庫，占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張、緩解停車難的一個有效手段。國家計委已明確機械式立體停車設備及城市立體停車場為國家重點支持的產業(yè)。1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計委6號令》把機械式停車庫和立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術目錄”國家海關總署對機械式停車產品規(guī)定“

26、國內投資項目給予免征進口稅”。上述措施為我國立體停車庫產業(yè)的成長提了良好的條件、也為我國解決城市停車問題提供了機會。可以預見自動車庫具有非常廣闊的市場前景【5】。</p><p><b>　　1.2目前現狀</b></p><p>　　1.2.1國外自動車庫的發(fā)展歷程及趨勢</p><p>　　立體倉庫的自動存取是在第二次世界大戰(zhàn)之后在生產和技

27、術發(fā)展的推動下形成和發(fā)展壯大的自動化技術，五十年代初，美國首先研發(fā)設計以橋式堆垛起重機為基礎的倉庫存儲設備。然后五十年代末到六十年代初，出現了以人工操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫存儲設備，并在1963年，美國首次采用計算機控制技術控制倉庫存儲設備，也就在此刻建立了世界上第一臺基于計算機控制的立體存儲設備。自動化立體倉庫不僅操作簡便、零件容易維修更換,而且降低了工業(yè)生產中的物流成本,能有效節(jié)約建設費用和土地資源，加之其采用勞動力少，可靠性

28、高等優(yōu)點，一經上市，便在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，甚至成為一門專業(yè)學科。 </p><p>　　20世紀60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，使其成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。</p><p>　　自20世紀70年代末以來，世界經濟高速發(fā)展，汽車保有量不斷增加，迫使地少人多的國家、地區(qū)特別是一些發(fā)達國家開展了自動車庫停車技術的研究。以日本、美國、德國

29、等為代表的發(fā)達國家在停車技術領域的研究處于世界領先水平，但自動立體停車裝備系統(tǒng)在世界各地的發(fā)展各有特點。德國：開發(fā)最早，技術居于領先地位。在二層及多層平面式立體停車庫系列中，已發(fā)展了Ｈ、Ｕ、Ｖ等型號。日本：由于國土面積小立體停車庫的應用最為廣泛。自1959年引進自動車庫建造技術之后，到1983年，日本已在本土完成了25，454座多種形式自動車庫的建造，每座自動車庫少則可以容納近10輛汽車，多則可以容納到100輛汽車以上。并且從20世紀7

30、0年代末起，自動車庫的容量以每年5%-7%的速度增長，已經超出了本國汽車擁有率4%-6%的增長速度。在技術應用的角度看，日本本土更傾向于在“豎式”自動車庫技術上的發(fā)展。圖1-2為世界各地著名自動車庫：</p><p>　　美國邁阿密林肯路 美國圣莫尼卡文娛中心車庫</p><p>　　德國沃爾夫斯堡大眾汽車城 日本東京“

31、海螢”浮在水面的車庫</p><p>　　圖1-2 世界各地著名自動車庫</p><p>　　目前世界停車產業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術幾乎包含了當今機械、電子、液壓、光學、磁控和計算機技術等領域的所有成熟先進技術。機械方面，應用了許多新材料、新工藝。設備結構上為了保證自動車庫在安全性方面，以及更易于拆裝和擴建，特別注重結構模塊化的設計，有力的發(fā)展了自動車庫的可靠靈活性。由于自動車庫的主體

32、由承載框架與外表裝飾材料構成，鋼結構主要由底部、中部和頂部結構架組成，每個部分承受的壓力不同導致各個部分的設計也因此不同。而載車板因為作為運行機構，也是存取車輛的重要工具，所以在材料和設計上都要充分考慮到實用美觀以及安全，而一般采用冷軋鍍鋅板這種輕型耐用的材質。作為自動車庫核心部分的控制部分，廣泛使用可編程器PC，同時結合變頻器有效控制電機的運行情況，是自動車庫工作在環(huán)保和安全，以及快速穩(wěn)定上得以保證。在控制方式方面基于環(huán)境的原因有所區(qū)

33、別，主要分為傳統(tǒng)按鈕式、機械鑰匙式、新型刷卡式、觸摸感應式、紅外遙控式等。而工業(yè)上安全監(jiān)測與控制的元器件也被廣泛沿用到自動車庫控制技術中，比如有光柵顯示、光電管行程開關、接近開關、光敏開關等，安全保護裝置也逐漸在設計和運用方面得以完善，如汽車引導智能系統(tǒng)、汽車狀</p><p>　　1.2.2國內自動車庫近年發(fā)展情況</p><p>　　我國自動車庫的發(fā)展，開始于上世紀80年代，河北承德華

34、一機械車庫集團有限責任公司在1989年建設了我國第一臺垂直循環(huán)類立體停車車庫，從此在國內打響了自動車庫發(fā)展的第一槍。我國是在二十世紀90年代開始快速發(fā)展自動車庫技術，并從此開始由引進到開發(fā)再到制造和使用這樣一個快速過程，隨著社會經濟的飛速發(fā)展國內立體停車庫市場也隨之興旺，在這樣積極的環(huán)境影響下技術也突飛猛進。</p><p>　　自1997年，國內制造自動車庫的企業(yè)只有9家，到2007年2月，已取得制造許可證的企

35、業(yè)有109家，2011年末，全國取得機械式停車設備制造許可的企業(yè)將近140家。據調查國內年銷售泊位數從1997年的1038個增加到2010年的232266個，增長近224倍；銷售總額從2002年的69090.87萬元增加到2010年的435035.6萬元，增長6倍多。同時自動車庫出口國家和地區(qū)逐年遞增，1997年時，不僅不可能出口，很多設備還要依靠進口，到2010年，年出口泊位數從1998年的552個增加到2010年的 13376個，增

36、長24倍多；年出口額從2003年的7890萬元增加到2010年的32667.86萬元，增長4倍多。出口地區(qū)覆蓋五大洲40多個國家。由此可看出，我國自動車庫產業(yè)得以全面快速發(fā)展，并將更好的良性發(fā)展下去。</p><p>　　從中國重型機械工業(yè)協(xié)會停車設備工作委員會了解到，目前解決城市交通擁堵和停車難問題已經成為現代城市共同面臨的社會問題。關于如何解決，目前有兩套方案：一是動用各級政府力量，出臺鼓勵修建停車場的相關政

37、策；二是大力提倡并發(fā)展使用機械式立體停車庫。解決城市停車難只能從停車位建設、管理上同步實施，最終形成以配套停車場為主體，以路外、公共停車場為必要補充，以路邊停車為輔的靜態(tài)交通格局。</p><p>　　綜觀中國的國情，會發(fā)現，很多因素直接決定了自動車庫發(fā)展的必然性，這些因素包括：</p><p>　　（1）汽車保有量。隨著汽車保有量的不斷提高，大中城市車位規(guī)劃相對滯后，停車位缺口很大。停車

38、泊位嚴重不足不僅限制了汽車工業(yè)的發(fā)展，而且造成大中城市停車難、亂停車，由于露天停車還造成車輛失竊嚴重。為滿足停車的需求，車位建設已刻不容緩。</p><p>　?。?）停車難問題突出。小區(qū)、商業(yè)區(qū)、寫字樓建設的快速增長帶動周邊人流增多，停車位“一位難求”；政府、事業(yè)機關停車位緊缺影響辦公環(huán)境；醫(yī)院停車位的緊張甚至造成就醫(yī)時間的推遲。</p><p>　　（3）城市土地資源缺乏，價格攀升，可

39、謂寸土寸金。再者平面停車場的建設需要大面積的土地，限制了平面停車場建設的發(fā)展。為提高土地的利用率，建設泊位數量相同的停車場，自動車庫可以根據現有的土地資源建設不同層數的車庫，最大效率地利用城市土地面積。</p><p>　?。?）城市交通擁堵現象嚴重，交通壓力正逐步從動態(tài)向靜態(tài)轉化。據有關部門統(tǒng)計，北京市在高峰期間僅在主干道行駛和擁堵的車輛就接近300萬，這個數字遠不是北京高峰時刻全程同時出行的車輛總數。堵車所造

40、成的經濟損失沒有權威的統(tǒng)計，但我們來算一下，只計燃油，每一輛車如果按一小時1L來算，僅高峰時期在主干道擁堵的這300萬輛汽車的燃油量，其經濟損失就超過2000萬。</p><p>　　從國內外城市交通的規(guī)律和實踐經驗來看，動態(tài)交通和靜態(tài)交通只有協(xié)調發(fā)展，才能最終解決城市交通擁堵的問題，路修得再寬，車輛跑得再快，終歸要停下來，停車場問題已經成為道路暢通工程建設的一塊短板。</p><p>　

41、　尾氣排放造成的空氣污染。通常來說，在車輛不多的情況下，大氣的自凈能力上能化解車輛排出的毒素，但現在車滿為患，汽車的尾氣排出的一氧化碳、一氧化氮、碳氫化合物、光化學煙霧等污染物，直接影響到城市環(huán)境及人們的身體健康。為改善城市環(huán)境提高城市的空氣質量，減少汽車尾氣是重中之重。為減少汽車在城市中的流量可以利用城市公交系統(tǒng)，在城外建立大型立體停車場，或是根據需要在城內建立集中地立體停車庫，這在國外已經有類似的管理辦法。減少了城內汽車的流量就會減

42、少汽車每年的行駛里程，從而減少空氣污染提高空氣質量。</p><p>　　放眼國內外，德國開發(fā)立體停車庫最早，技術居于領先地位。日本由于國土狹小而應用最廣。我國的多層立體停車庫正是在這個嚴峻形勢下應運而生，在社會制度和相關規(guī)定下，自動車庫將得到大力推廣，并能高效的緩解停車難的矛盾，讓城市重新充滿生機。</p><p>　　1.3 國內停車位需求預測分析</p><p&g

43、t;　　隨著我國從2009年開始連續(xù)兩年超過美國，成為全球第一大汽車產銷國。從中國機械工業(yè)聯(lián)合會了解到，自2001年加入世界貿易組織以來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，汽車產量從2000年的200萬輛增加至2010年的1800萬輛，進入了汽車制造工業(yè)大國行列?！笆晃濉逼陂g，我國汽車產銷量保持高速增長，年均增速為25%，汽車產量占世界總產量的23.5%。同時我國自2001年加入WTO以來，隨著經濟的飛速發(fā)展，人民生活水平也不斷提高，汽車也由奢侈

44、品轉為日常用品，我國汽車保有量也大幅增加，圖1-3是2003年——2011年我國汽車保有量的情況：</p><p>　　圖1-3 我國汽車保有量</p><p>　　中國作為一個新興汽車大國，汽車產銷量和汽車保有量近年來迅速擴大。汽車保有量的增加必然會帶動停車位的需求急劇擴大，現有的地面停車方式已經遠不能滿足現有汽車對停車位的需求。機動車總是在“?！迸c“行”兩種狀態(tài)之間轉化。據專家預測，除

45、出租車外，機動車大多數情況下只有不到20%的時間在路上行走，剩下大多數時間都需要找地方停放。根據國際通行標準，城市機動車保有量與停車泊位總數較為合理的比例應為1：1.2-1.5（100%的基本停車位和20%-50%的公共停車位），即城市中每增加一輛注冊車輛，就應增加1.2~1.5個停車泊位。與此相適應，目前我國各大城市的停車位只是杯水車薪。</p><p>　　資料顯示，我國城市機動車的保有量與停車位之比僅為1:

46、0.2，滿足率僅16%左右。在很多城市的行政單位、商務辦公場所、飯店賓館、餐飲娛樂場所、車站碼頭、電影院、醫(yī)院、風景名勝景區(qū)、公園、商業(yè)購物中心、大型批發(fā)市場、農貿市場等大型公共場所要么沒有停車場，要么就是車位始終不夠用。</p><p>　　搞好城市停車設施的建設和管理、解決城市的車輛停放問題，已成為當前改善城市交通環(huán)境、提高交通效率的主要途徑。鑒于平面停車場嚴重占用土地資源、地下停車場昂貴的投資成本，開發(fā)建設

47、立體停車設施受到各市政府部門的大力支持和鼓勵，將成為城市停車場發(fā)展的必然趨勢，前景廣闊。</p><p>　　與現有停車場和停車庫相比，立體停車設備具有以下明顯優(yōu)勢：</p><p>　　占地面積?。旱孛嫔贤７?輛小車的地方可停放18-24輛；</p><p>　　建造成本低：立體停車場建設成本僅有平面停車場的50%左右；</p><p>　

48、　停取車速度快：初步測算，立體停車場的停取車速度是平面停車場的5倍以上；</p><p>　　經濟效益高：經濟效益比平面停車場高1-2倍。</p><p>　　1.4自動車庫的分類及選型</p><p>　　1.4.1自動車庫的分類</p><p>　　自動車庫分別有：升降橫移類汽車庫、簡易升降類汽車庫、垂直升降類汽車庫、巷道堆垛類汽車庫、平

49、面移動類汽車庫、垂直循環(huán)類汽車庫、水平循環(huán)類汽車庫、多層循環(huán)類汽車庫、汽車專用升降機等九種類型[8]。</p><p>　　以下為各種類型自動車庫的特點及優(yōu)缺點分析</p><p>　　表1-1 各類自動車庫的特點</p><p>　　1.4.2自動車庫的選型</p><p>　　上面介紹了多種自動車庫，各類自動車庫都有自己的優(yōu)缺點，特別是相

50、對傳統(tǒng)的地上地下停車庫來說，其優(yōu)點如下：</p><p>　?。?）節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移立體停車庫的占地面積約為平面停車場的1/2-1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了75%。</p><p>　?。?）相對造價比較低，升降橫移式立體停車庫每個泊位約需1.5——3萬元，而建筑自走式停車庫每個車位的造價約為10萬以上。</p><p>

51、;　　（3）使用方便，對操作人員的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷，維護也很方便，存取車輛快。</p><p>　　（4）減少因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地段，司機往往沒有找到停車場而把車?？吭诼愤?，這樣就很容易造成交通阻塞，甚至引起交通事故。</p><p>　　（5）增加了汽車的防盜性和防護性，在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置、防火裝置等，增強了車庫的整體安全

52、。</p><p>　?。?）提升建筑智能化程度及檔次。在房地產進入品牌化競爭的同時，采用機械立體停車方式，不僅可以提高整個小區(qū)、主體建筑的智能化程度和樓盤檔次，而且可以吸引更多的消費群，成為樓盤的一個賣點。</p><p>　　而在眾多類型的自動車庫里，升降橫移式立體停車庫在停車設備的市場份額約占70%以上。由于升降橫移式停車設備對場地的適應性強，地坑式停車設備是停車設備家族中重要的一種

53、產品型式，屬于新一代機電一體化產品?？蓪⑵嚵Ⅲw存放，使現有的平面存車數量成倍增加，具有占地少、配置靈活能耗低，投資省等特點?？筛鶕煌牡匦魏涂臻g進行任意的組合、排列，規(guī)模可大可小，對土建的要求比較低，適用范圍較廣，可以更大程度上對住宅小區(qū)停車問題進行解決。</p><p>　　小區(qū)停車難不僅是舊住宅小區(qū)遇到的難題,也是許多新建小區(qū)面臨的現實問題。大部分舊住宅小區(qū)停車難問題的原因，主要是由于規(guī)劃時缺乏對小汽車發(fā)

54、展的預見性, 沒有規(guī)劃停車場或只有極少量的停車泊位，標準過低，普遍造成了泊位欠賬。</p><p>　　此次自動車庫的設計主要選擇針對高中檔住宅小區(qū)的實際需求只作為模板進行討論研究。由于升降橫移式自動車庫優(yōu)勢突出，所以在國內外都被廣泛使用，并且是目前自動車庫中技術相對最成熟的，同時考慮到更符合住宅小區(qū)的經濟性，因此針對性地選擇了帶地坑的3*3八車位升降橫移式自動車庫作為研究單元。之所以選擇帶地坑的升降橫移自動車庫

55、類型（屬于升降橫移類），是考慮到充分利用小區(qū)用地面積，同時考慮到安全和經濟性。所以設計為地坑只有一層，地上兩層，并且三層只需提供一個空車位作為存取通道。同時考慮到高峰取車時間的控制，設置8車位為單元的自動車庫在任何時候存取都不好花太多時間（存取過程一般不超過兩分鐘）。同時相對常見的全地上3*3的升降橫移自動車庫容量增加14%，而成本極少增加，所以非常經濟。并且在存取車輛的過程中，程序更簡化，具體內容見本文控制系統(tǒng)設計部分。</p&

56、gt;<p>　　2 自動車庫設計原理及技術要求</p><p>　　2.1自動車庫設計原理 </p><p>　　升降橫移式自動車庫是指利用載車板的升降或平移存取停放車輛的機械式停車設備。升降橫移式自動車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運動到達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位要將載車

57、板升或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內將汽車開進或開出車庫。圖2-1為一個帶地坑的八車位升降橫移式停車設備原理圖。</p><p>　　\圖2-1 帶地坑的八車位升降橫移式自動車庫工作原理圖</p><p>　　其工作原理是：地面層兩個車位（D和E）可以橫移，頂層和底層6個車位（A、B、C和F、G、H）可以升降，且車庫載車板的升降橫移運行遵守平移升降運行互鎖，且任何時候最多只能一個車位運行

58、，并遵循平移不復位，升降復位的移動規(guī)則。具體為D和E車位可以直接存放車輛；A、B、C車位需下降后再存放車輛，同時下降之前，先將下層載車板移開；同理F、G、H車位則需先將上層載車板移開后，方能提升存取車輛。</p><p>　　2.2自動車庫設計的技術要求</p><p>　　根據《中華人民共和國機械行業(yè)標準》.JB/T 8910-1999_升降橫移類機械式停車設備的要求，升降橫移式自動車庫

59、為準無人運行方式，利用升降載車板及橫移載車板移動車輛，帶一層地坑升降橫移類停車設備，最多停16大型以下轎車，不能停放客車，標記為:PSH16D-D1一口，并且適停車輛尺寸及重量、存容量、單車最人進(出)時間應符合.JB/T 8713的規(guī)定。車庫主體結構中鋼架構件和連接件，以及零部件和導軌等機械結構都有相應要求。傳動結構中對電動機，減速器以及制動器也有先關規(guī)定。而控制部分對電氣控制設計與安裝都應符合GB 50168, GB 50169和

60、GB 50171的要求。同時在車庫相關配套的安全和通道等基礎設施也有規(guī)定和標準，并且設計完成后的實驗測試也有相應的硬性規(guī)定。</p><p>　　圖2-2 自動車庫的設計步驟</p><p>　　地下升降式自動車庫設計的主要步驟，如圖2-2所示：</p><p>　　在本設計中主要考慮以下幾點：</p><p>　　1、深入了解和分析自動車庫

61、的工藝條件和控制要求。</p><p>　　2、根據自動車庫的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設計結構。</p><p>　　3、選擇合適的PC的類型并設計電氣控制原理圖。</p><p>　　4、設計自動車庫系統(tǒng)的梯形設計圖。</p><p>　　整個系統(tǒng)共有一個電控柜，一個存取車操作系統(tǒng)，另設一個按鈕站，操作及維護簡單，安全可靠性高。整個系

62、統(tǒng)將主要由PC控制，用轉換開關來控制設備的手動運行、自動運行和停止。</p><p>　　當把轉換開關置于手動運行檔時，手動指示燈亮，可通過按鈕和轉換開關來控制車位的上下和左右移動。再把轉換開關置于自動檔時，自動指示燈亮，存取車輛的控制過程是：取車用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數據傳送到PC控制系統(tǒng)，PC系統(tǒng)通過讀卡機傳送的數據，自動把所刷卡對應的載車盤移動到人車交接的位置，縮短取車的時間，取車完成

63、刷卡離開，系統(tǒng)自動復位。同理存車時，司機存車前通過刷卡來控制所要存放的載車板，只有當車輛停放好后，停車正常指示燈才會亮啟，車主離開刷卡后，系統(tǒng)進行自動存車。</p><p>　　載車板運行時，系統(tǒng)根據預設的檢測信號做出對應的運行控制，其中檢測信號包括載車板上下左右的行程開關信號，以及地面層車庫的前后光電開關信號，以及安全掛鉤的電磁鐵通斷信號，以及其他故障檢測信號等。這樣根據信號的輸入來控制信號的輸出，間接控制執(zhí)行

64、結構的運作。在運行過程中，當發(fā)生特殊情況或故障時，按下急停按鈕，車位瞬間停下，直到排除故障后，復位急停按鈕，車位又按原來停下的位置繼續(xù)運行下去。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時保證主體設備及車輛的安全。</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)的主電路供電為三相五線制AC380V，采用軟電纜供電，并備專用接地線。控制回路用單相220V供電，信號電

65、路由PC可編程控制器本身供電，確保各設備都正常工作。</p><p>　　3 自動車庫機械結構設計</p><p>　　本設計為帶地坑的八車位為基本單元的升降橫移式自動車庫，此車庫主要由車庫結構部分、傳動機構部分和控制系統(tǒng)部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成（圖3-1所示）進行分析。</p><p>　　圖3-1 升降橫移式自動車庫系統(tǒng)主要組成</p>

66、<p>　　其中車庫結構部分分為主體框架結構，升降橫移中的傳動系統(tǒng)，導軌和載車板等。傳動機構部分主要為升降橫移的驅動部分?？刂撇糠种饕荘C控制部分及相關的配套。</p><p>　　3.1車庫結構部分設計</p><p>　　3.1.1主體鋼架及連接部件</p><p>　　自動車庫一般主要以鋼結構和鋼筋混凝土為主，由于鋼結構可靠性高，材料的強度、自

67、重、塑性、韌性、結構制造、密閉等方面的優(yōu)勢都勝過鋼筋混泥土，而在抗腐蝕性方面可以運用先進金屬熱噴涂防腐技術（噴砂噴鋁）很好解決。目前結構主體主要采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。</p><p>　　在自動車庫的鋼結構中，主立柱與橫移導軌“H”型鋼的連接是整體結構中的主連接，連接部件在符合相關設計要求的前提下，運用強度高、使用壽命長的高強度

68、螺栓是主連接中常用的連接形式。自動車庫簡化模型結構如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 自動車庫簡化模型</p><p>　　3.1.2 升降橫移的傳動系統(tǒng)設計</p><p>　　鏈條（或鋼繩）在滿足相應的設計標準，安全系數準無人方式應不小7，鏈條必須和所接觸的鏈輪保持潤滑的狀態(tài)，鋼繩在卷筒上應能按順序整齊排列，固定端穩(wěn)妥可靠。除固定鋼絲繩的圈數外，還應

69、至少保留兩圈。鋼繩卷繞系統(tǒng)的設計，包括直徑比、進出卷筒及滑輪的偏斜角等腰二角形可參考GB/T 38110。目前運用自動車庫的專用鏈條（或鋼繩），可使噪音小、污染小、安全系數高、承載負荷大、維護簡單。鏈（繩）輪的設計在滿足相關標準的同時，不應對鋼架結構，以及載車板的運動過程中有不利因素，且在車庫主體外觀上盡量大方美觀。</p><p>　　其中目前在三層升降橫移式機械停車庫中，運用鏈條作為升降橫移方式較為普遍，其結

70、構簡單，成本低，并且不需要升降配重，運行也快速平穩(wěn)安全。并且根據現在立體機械停車庫的技術發(fā)展來看，自動車庫專用鏈條在鏈條拉伸載荷、鏈條強度、鏈條扭曲量、鏈板側向間隙、鏈條預拉、套筒的定向裝配等行業(yè)規(guī)格上不斷取得進步，技術也更加嫻熟，為自動車庫的發(fā)展注入了一股強勁的力量。常見實物如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 常見升降橫移鏈條</p><p>　　3.1.3 載車板和導軌&l

71、t;/p><p>　　載車板作為轎車停放的場所和轎車位置轉換的載體。載車板應采用非燃燒體材料制造，并應具有足夠的強度和剛度，保證停放汽車的安全和存取車操作的正常進行。載車板底板應能防止滴油。載車板面板上應設阻車裝置。載車板停車表面端部與出入口地表面接合處的水平距離應不大于40mm,垂直高差應不大于50mm。并且一般要求一車一板，保證運行安全平穩(wěn)，目前運用較多的為輕型的冷軋鍍鋅板（波浪板）作為載車板。市場上常見載車板如

72、圖3-4所示：</p><p><b>　　圖3-4 載車板</b></p><p>　　導軌采用實心冷拉方鋼，其設計必須符合同層兩導軌在同一橫截面上的軌頂相對標高差為3mm。同層兩導軌軌距誤差單側導向為4mm，雙側導向為2. 5mm的相關規(guī)定標準。且在安裝使用是必須保證導軌的潤滑性滿足要求。</p><p>　　3.2 傳動機構驅動系統(tǒng)設計&

73、lt;/p><p>　　停車設備的驅動系統(tǒng)采用鏈條傳動或鋼繩曳引傳動。需要升降的載車板由減速器升降電機通過鏈條驅動帶動提升鏈條（或鋼繩）驅動載車板升降。</p><p>　　上訴傳動方式與其它方式比較，比如卷筒驅動、液壓驅動、螺桿式驅動、直線電機驅動、曳引驅動等驅動方式，具有運行更平穩(wěn)，安全可靠，養(yǎng)護方便等特點。其中鏈條提升方式相對于鋼繩方式在機械的彈性變形和側向剛性方面更有優(yōu)勢。運行原理如圖

74、3-5所示：</p><p>　　圖3-5 升降驅動方式</p><p>　　地面層橫移載車板是由電機減速機，通過鏈條驅動行走滑輪沿橫移軌道運動。其中兩只為主動輪，并采用同軸驅動方式，另兩只為獨立安裝的從動輪。運行方式如圖3-6所示。驅動系統(tǒng)電機減速機集減速器、電動機和制動器為一體，并集合抱閘功能，有體積小，重量輕，噪音低等特點，并采用長效潤滑脂，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，長期免維護，質量

75、優(yōu)勢明顯，目前市場上此類專用的自動車庫電機銷售較為廣泛。</p><p>　　圖3-6 橫移驅動方式</p><p>　　3.3安全防護的基本要求及機構設計</p><p>　　安全在工業(yè)自動化行業(yè)中是一切產品的首要條件，根據GB17907~1999《機械式停車設備通用安全要求》附錄B的要求，升降橫移類機械式停車設備安全防護裝置的必要性中明確說明了安全性的重要性和具

76、體要求。以下為常見自動車庫必要的安全保障裝置的介紹:</p><p>　　防火措施：在車庫中安裝有溫煙傳感器，并隨時對車庫的溫度和煙霧進行監(jiān)測，并把監(jiān)控信號傳給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將根據設定要求執(zhí)行消防任務，溫煙傳感器均勻地分布在各層車架中間，并全部并聯(lián)，任何一個檢測到庫內溫度或煙氣濃度過高問題，都及時通過系統(tǒng)報警。</p><p>　　斷電保護：當設備突然斷電，緊急制動電機，防止繼續(xù)行走及避免

77、升降車臺于靜止時自然下降，同時恢復供電后，系統(tǒng)能按斷電前的動作繼續(xù)工作下去。</p><p>　　電源保護裝置：系統(tǒng)運行時，電源的欠相、欠壓以及過壓、接地故障等基于電力質量的方面的電源保護裝置。</p><p>　　急停措施：在發(fā)生異常情況時能使停車設備立即停止運轉，在操作盒上安裝有緊急停止開關（手動按鍵方式），并設為紅色，以示醒目，急停開關的安裝在工業(yè)自動化領域以及電力方面都得到廣泛運用

78、，并且安全可靠。</p><p>　　阻車裝置：在很多情況下停車時，司機必須要把車停在載車板合適的位置上，為防止車輛誤運行導致發(fā)生事故，一般在載車板的后端一側安裝上一高25mm以上的阻車擋鐵；同時于橫移導軌終端應裝設置檔塊，防止橫移逾限而損壞設備或車輛。</p><p>　　防止超限運行裝置：載車板在升降或平移過程中，在定位開關位置后方裝有限位開關，當定位開關出現故障時，由限位開關使設備停

79、止工作，起超程保護作用，此種安裝方案運用普遍。</p><p>　　人車誤入檢出裝置：系統(tǒng)在運行時，必須裝有防止異物闖入裝置，以確保系統(tǒng)運行安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測到在系統(tǒng)運作時，有人或其它物體進入車庫，系統(tǒng)就會發(fā)出指令停止運作。</p><p>　　防止載車板墜落裝置：當載車板升至定位點后，需利用設置的防墜裝置，以防止載車板因故下滑或突然下降，造成安全事故，一般防墜裝置采用掛鉤形

80、式。掛鉤防墜方式為電磁鐵驅動。在底層和頂層需要升降的每個車庫都串聯(lián)安裝，任何一個防墜裝置出現問題都發(fā)出警報，避免誤運行，如圖3-7所示。</p><p>　　載車板的防墜落裝置是自動車庫中的一個非常關鍵的部件，在自動車庫安全方面起著決定性的作用。防墜落裝置中解鎖動作由電磁鐵完成。當電磁鐵通電時推桿觸動安全掛鉤解鎖，并有相應的保持時間，當電磁鐵斷電時推桿立即自動縮回。</p><p>　　圖

81、3-7 防墜落裝置</p><p><b>　　3.4控制系統(tǒng)</b></p><p>　　升降橫移式立體停車設備使用可編程控制器控制系統(tǒng)，主要設為手動、自動和停止控制方式，自動控制方式主要用于正常的刷卡存取過程，手動控制用于設備的調試和維護情況，急停用于系統(tǒng)發(fā)現緊急情況而停止工作。對于本文中所討論設計的帶地坑三層立體八車位升降橫移式立體停車庫，PC主要控制6個升降大

82、電機、2個橫移小電機以及各個電機的正反轉，以及安全防墜機構和警報顯示裝置等。為了保證載車板能橫移到預定位置以及載車板能升降橫移到指定位置，采用了行程開關。為了判斷載車板上有無車輛，采用了超聲波檢測開關。一般小型車庫選用的按鈕操作加上刷卡操作系統(tǒng)，界面清楚，易于操作，但對于大型車庫來說要用上位機來進行對其控制。同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預警裝置作為外部輔助裝置等[11]。圖3-8顯示了控制系統(tǒng)的I/O信號類型。&l

83、t;/p><p>　　圖3-8 PC I/O 信號類型圖</p><p>　　4 自動車庫控制系統(tǒng)硬件的設計</p><p>　　自動車庫電氣系統(tǒng)硬件主要包括強電和弱電兩個部分，強電系統(tǒng)主要包含380V的電源，載車板升降橫移控制線路和電機正反轉的控制線路，以及電氣控制柜等；弱電系統(tǒng)主要包括圍繞PC的信號輸入輸出部分。</p><p><b&

84、gt;　　4.1強電部分設計</b></p><p>　　4.1.1控制線路電源</p><p>　　控制線路電源部分為380V的三相五線制接線方式，并包含斷路器、相位保護器以及接觸器作為安全原件，同時三相線中兩相也提供下系統(tǒng)的220V的電源。具體情況如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 電源部分設計原理圖</p><p&g

85、t;　　4.1.2電機控制原理設計</p><p>　　自動車庫系統(tǒng)規(guī)定在設備運行中，任何升降橫移都不能在同時運行，并且設置的電機正反轉也不能同時性，因此互鎖在電機運行之間必須添加，以保障設備安全運行。因此本系統(tǒng)采用常用的電氣和機械互鎖來避免系統(tǒng)運行沖突，具體是在正反轉選擇的接觸器假設機械互鎖，在個電機選擇方面，利用系統(tǒng)對選擇系統(tǒng)進行限制，當其中一個電機被選擇運行時，其它任何電機的運行操作指令都將被視為無效。電機

86、互鎖設計一般如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 電機控制原理圖</p><p>　　4.1.3電控柜的設計</p><p>　　電控柜的設計主要包含了柜體尺寸，接線槽及各主控元件在柜體的位置等。其結構分布示意圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 控制柜結構示意圖</p><p>　　圖4-4 端子A

87、接線原理說明</p><p>　　圖4-5 端子B接線原理說明</p><p>　　本設計給出了各電氣安全元件的控制在柜體的位置。其作用是控制整個電氣系統(tǒng)的電路和電源?？刂乒窆竦脑O計應做到美觀、整潔、實用。端子A、B接線分配詳見上圖4-4和圖4-5。具體的PC輸入輸出接口圖見附錄。</p><p>　　接線端子A主要給出了PC輸入端在控制柜上的接線位置，包括急停按鈕

88、、數字輸入鍵、自動/手動轉換、上下左右鍵、啟動鍵、復位鍵、清除鍵、以及各車位的左、右、上、下限位開關，上層車位防墜機構的檢測及各光電開關。</p><p>　　接線端子B給出了各升降橫移電機（包括兩臺橫移電機、六臺升降電機）的三相、電源總接觸器和防墜裝置，以及各個指示燈和報警器的接線位置，圖中的字母U、V、W分別代表控制電機的三相。</p><p><b>　　4.2弱電部分設計

89、</b></p><p>　　4.2.1統(tǒng)檢測點與控制點</p><p><b>　　1.檢測點分布</b></p><p>　　(1) 載車板上汽車停放是否到位檢測:采用光電開關在地面層（車庫第二層）進行掃描檢測。光電開關的接收器和發(fā)射器分別安裝在地面層左右兩邊，在載車板前后位置均進行檢測，當有車輛停放不到位時，車就把光電關光源擋

90、住，此時系統(tǒng)不能動作，并用紅色信號燈進行提示，只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。</p><p>　　(2)載車板上有無車檢測:在每個載車板下方安裝一個超聲波檢測開關，用于檢測載車板上有無車，并把信息傳送給系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)專為住宅小區(qū)專門設計，而住宅小區(qū)的車庫一般分為公共車庫和私人車庫，此設計思路把車庫頂層和底層作為私人車庫，地面層作為公共停車庫，所以載車板上有無車檢測有無并無太大實際意義。</p>

91、;<p>　　(3) 載車板平移運動是否到位檢測:只有地面層載車板有平移運動，在每個車位上分別安裝一只位置開關和極限開關，用于檢測載車板平移運動到位情況。</p><p>　　(4) 載車板升降是否到位檢測:只有頂層和底層載車板有升降運動，在每個載車板垂直運動的軌道上，在底層和上層分別安裝一只位置和極限開關，用于檢測載車板下降和上升到位情況。</p><p>　　(5) 升降

92、層載車板掛鉤是否掛好檢測:控制掛鉤動作的電磁鐵上有一反饋信號，可用于指示掛鉤是否已把載車板掛好(掛鉤在安全防護機構中詳細介紹)。</p><p><b>　　2.控制點分布</b></p><p>　　(1) 地面層載車板左右平移控制:地面層載車板只有兩個，每個載車板只有左右移動兩個動作，采用帶自動抱閘的三相交流減速電機控制，功率更具實際情況設定為0.3KW，運行速度

93、設定為10m/s，每個電機都由對應的左右行程開關到位信號通過PC進行到位控制。</p><p>　　(2) 頂層和底層載車板升降運動控制:頂層和底層載車板各有三個，每個載車板只有升降兩個動作， 采用帶自動抱閘的三相交流減速電機控制，功率更具實際情況設定為3.0KW，運行速度設定為5m/s，同理每個升降載車板通過上下行程開關的到位信號進行控制。</p><p>　　(3) 掛鉤動作控制:只有

94、頂層和底層的載車板使用掛鉤，每個載車板用1套并聯(lián)控制的掛鉤，這樣在壞掉其中一個或者對角的兩個時，可以保證車庫臨時的安全。掛鉤用電磁鐵控制(掛鉤在安全防護機構中介紹)。</p><p>　　4.2.2控制面板設計</p><p>　　針對一臺自動車庫的運行需要啟動，取消和急停按鈕；在取車操作時，需對8個車位進行選擇，因此需要8個選擇鍵，如果發(fā)現所選按鍵錯誤，可以按下取消鍵重新選擇；復位鍵用作

95、存取車后的車位復位；自動車庫正常工作狀態(tài)為自動，當出現故障時進入手動狀態(tài)人工操作，因此設置一個自動手動選擇自鎖按鈕和上下左右四個方向鍵,其中上和左是并聯(lián)的，下和右是并聯(lián)的。操作面板上有通電狀態(tài)、自動狀態(tài)、手動狀態(tài)三個指示燈，以及一個七位數碼管對選擇鍵進行顯示，如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6自動車庫控制面板</p><p>　　5 自動車庫控制系統(tǒng)軟件設計</p>

96、<p>　　5.1可編程控制器的選擇</p><p>　　5.1.1 PC的概述</p><p>　　PC英文全稱Programmable Controller，中文全稱為可編程控制器，定義是：一種數字運算創(chuàng)作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定時，計數和算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式

97、輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程?？删幊绦蚩刂破魇橇甏诿绹紫瘸霈F的，目的是用來取代繼電器，一致性邏輯判斷，計時計數等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（Sequence Controller）。提出 PC 概念的是美國通用汽車公司。當時，根據汽車制造業(yè)生產線的需求，希望用電子化的新型控制其取代繼電氣控制盤，以減少汽車改型時重新設計制造繼電氣控制盤的成本和時間。隨著半導體技術尤其是微處理器和微型計算機技術的發(fā)展到七十年代

98、中期以后，PC 已經廣泛使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出組建和外圍電路也都采用了中，大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的 “PC” 已不再是僅有邏輯判斷功能了，同時具有數據處理，PID調節(jié)和數據通訊功能。美國電器制造商協(xié)會 NEMA 從1976年開始，經過四年的調查，于1980年</p><p>　　圖5-1 PC的硬件系統(tǒng)結構框圖</p><p>　　可編程控制器有六部分組成：中央處

99、理器：他是可編程控制器的心臟部分。CPU由微處理器儲存實際控制邏輯的程序儲存器和存儲數據，變量的數據存儲其構成。電源：給中央處理器提供必需的工作電源。輸入組件：輸入組件的功能是將操作開關和現場信號送給中央處理器?，F場信號可能是開關量，模擬量或針對某一特定目的使用的特殊變量。輸出組件：輸出組件接受 的控制信號，并把它轉化為電流或電壓等現場執(zhí)行機構所能接受的信號后，傳送控制命令給現場設備的執(zhí)行器。輸入輸出是可編程序控制器的“手”和“腳”或

100、者叫做系統(tǒng)的“眼睛”和“視覺”。輸入信號包括按鈕開關，限位開關，接近開關，光電傳感器，熱電偶，位置檢測開關盒編碼器等。輸出信號包括繼電器，指示燈，顯示器，電機啟動等直流和交流設備。編程器：在正常情況下，編程器用于系統(tǒng)初始狀態(tài)的配置，控制邏輯程序編制和加載，不能對系統(tǒng)操作。變成企業(yè)可用于控制程序的調試和控制系統(tǒng)故障是作為檢查故障的有效工具。</p><p>　　5.1.2 PC的特點</p><

101、p>　　1、可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　?、潘械腎/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現場的外電路與PC內部電路之間電氣上隔離。⑵所有輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間一般為10-20毫秒。⑶所有模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。⑷采用性能優(yōu)良的開關電源。⑸對采用的器件進行嚴格的篩選。⑹良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采取有效措施，以防止故障擴大。⑺大型PC還

102、可以采用由雙CPU構成冗余系統(tǒng)或由三CPU構成表決系統(tǒng)，使可靠性更進一步提高。</p><p>　　2、通用性強，控制程序可變，使用方便</p><p>　　PC品種齊全的各類應急安全裝置，可以組建能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產工藝流程改變或生產設備更新的情況下，不必改變PC的硬件設備，只需改變程序就可以滿足要求。因此，PC除應用于單

103、機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。</p><p>　　3、功能強，適應面廣</p><p>　　現代PC不僅有邏輯運算，計時，計數，順序控制等功能，還具有數字和模擬量的輸入輸出，功率驅動，通信，人機對話，自檢，記錄顯示等功能。既可控制一臺生產機械，一條生產線，又可控制一個生產過程。</p><p>　　4、編程簡單，容易掌握</p><p&

104、gt;　　目前，大多數PC仍采用繼電氣控制形式的“梯形圖編程方式”。既保持了傳統(tǒng)控制路線的清晰直觀，又考慮到大多數工廠企業(yè)電氣技術人員的讀書習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電氣控制電路原理圖相當接近。通過閱讀PC的用戶手冊和短期培訓，電氣技術人員和技術工人很快就能學會用梯形圖編制控制程序。同時還提供了功能圖，語句表等編程語言。</p><p>　　5、減少了控制系統(tǒng)

105、的設計及施工的工作量</p><p>　　由于PC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器，時間繼電器，計數器等器件，控制柜的設計安裝接線工作量大為減少。同時，PC的用戶程序可以在實驗室模擬調試，更減少了現場的調試工作量。并且，由于PC得低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等，使維修也極為方便。</p><p>　　6、體積小，重量輕，耗能低，維護方便</p><p

106、>　　PC作為現代先進控制技術的代表設備，可編程序控制器在現代電氣控制技術中大有取代傳統(tǒng)的繼電、接觸式控制方式的趨勢。和傳統(tǒng)的繼電、接觸式控制方式相比，可編程序控制器具有體積小、控制方式靈活多變、造價低、容易實現計算機網絡控制等特點，是實現機電一體化的理想控制設備。</p><p>　　5.1.3 PC的選型</p><p>　　系統(tǒng)核心部分采用三菱FX2n--64MR主機電源DC2

107、4V,，36入/24出為控制元件。FX2n系列PC是三菱公司推出的小型PC，這種小型的PC既可以單臺運行替代繼電器進行簡單或復雜的控制，也可以多臺聯(lián)網， 構成更復雜的自動控制系統(tǒng)。FX2n系列PC不僅擁有通用型和高專用型，還有相對經濟的經濟型，其中型號中含“E”的就是經濟型。FX2n系列擁有高速處理能力，高速處理包括50ms的快速響應輸入，更短的掃描周期（0.64ms/LD）和1ms 的定時器，高速處理可以在很大程度上提高生產效率。同時