南通纺织职业技术学院 PLC在立体车库中的应用
电机常闭制动器慢释放后,上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑,压坏下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵,上载车板从上停车位坠落,砸坏下层汽车。下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。防碰撞板的作用是:下载车板横移时,如果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时,切断横移电机电源,横移停止。 5.控制系统
升降横移式立体停车设备的控制系统采用PLC 可编程序控制器控制,主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正常工作状态,手动控制应用于调试、维修状态,复位应用于排除故障场合,急停应用于发现异常的紧急场合。对于本文中所列的10车位升降横移式立体停车设备,PLC 主要要控制三层七个升降电机的正反转和一层横移电机的正反转。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等。
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第三章 PLC的简介
3.1 PLC的概述
PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器,
定义是:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器是六十年代末在美国首先出现的,目的是用来取代继电器,以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能,由此日本称它为顺序控制器(Sequence Controller)。 提出PLC 概念的是美国通用汽车公司。随着半导体技术尤其是微处理器和微型计算机技术的发展, 到七十年代中期以后,PLC已广泛地使用微处理器作为中央处理器,输入输出组件和外围电路也都采用了中 、大规模甚至超大规模的集成电路,这时的“PLC”已不再是仅有逻辑 (Logic)判断功能了,同时具有数据处理、PID调节和数据通讯功能。 美国电气制造商协会NEMA( National Electrical Manu-factory Association)从1976年开始,经过四年的调查,于1980年把它正式命名为可编程序控制器,简称“PC”. 可编程序控制器硬件由六部分构成: 中央处理器( Central Processor Unit 简称CPU):它是可编程序控制器的心脏部分。CPU由微处理器(Microproce-ssor)存储实际控制逻辑的程序存储器和存储数据、变量的数据储器构成。 电源 (Power Supply):给中央处理器提供必需的工作电源。输入信号包括按扭开关、限位开关、接近开关、光电传感器、热电偶、热电阻、位置检测开关和编码器等。输出信号包括继电器、指示灯、显示器、电机启动等直流和交流设备。 编程器(Programmer):在正常情况下,编程器用于系统初始状态的配置,控制逻辑程序编制和加载,不能对系统操作。编程器也可用于控制程序的调试和控制系统故障时作为检查故障的有效工具。
3.2 PLC的选型及特点
1. 可靠性高,抗干扰能力强
(1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路
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之间电气上隔离。(2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms。 (3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。(4)采用性能优良的开关电源。(5)对采用的器件进行严格的筛选。(6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软,硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。(7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
2 .通用性强,控制程序可变,使用方便
PLC品种齐全的各种硬件装置,可以组成能满足各种要求的控制系统,用户不必自己再设计和制作硬件装置。用户在硬件确定以后,在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下,不必改变PLC的硬设备,只需改编程序就可以满足要求。
3.功能强,适应面广
现代PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能,还具有数字和模拟量的输入输出、功率驱动、通信、人机对话、自检、记录显示等功能。既可控制一台生产机械、一条生产线,又可控制一个生产过程。
4.编程简单,容易掌握
目前,大多数PLC仍采用继电控制形式的“梯形图编程方式”。梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。通过阅读PLC的用户手册或短期培训,电气技术人员和技术工很快就能学会用梯形图编制控制程序。同时还提供了功能图、语句表等编程语言。
5.减少了控制系统的设计及施工的工作量
由于PLC采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,控制柜的设计安装接线工作量大为减少。同时,PLC的用户程序可以在实验室模拟调试,更减少了现场的调试工作量。并且,由于PLC的低故障率及很强的监视功能,模块化等等,使维修也极为方便。
6.体积小、重量轻、功耗低、维护方便
PLC是将微电子技术应用于工业设备的产品,其结构紧凑,坚固,体积小,重量轻,功耗低。并且由于PLC的强抗干扰能力,易于装入设备内部,是实现机电一体化的理想控制设备。以三菱公司的F1-40M型PLC为例:其外型尺寸仅为305×110×110mm,重量2.3kg,功耗小于25VA;而且具有很好的抗振、适应环境温、湿度变化的能力。
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第四章 PLC在升降横移式立体车库中的应用
4.1可编程控制器的选择
系统核心部分采用三菱FX2N为控制元件,它是FX系列中功能最强、速度最高的微型可编程控制器。它的基本指令执行时间高达0.08us,远远超过了很多大型可编程控制器。它功能强大实用,价格便宜,工作稳定可靠,24点输入,16点输出,采用继电器输出形式,可驱动交直流负载,负载电流在2A左右。220V AC供电。并且输入端内部自带24V直流电源,还可为负载提供直流电源。
4.2 PLC在升降横移式立体车库电气控制中的应用
在升降横移式立体停车库中,控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库内的横移电机和升降电机,控制系统就是使它们在不同的时间内实现正反转,其次是车库内的各种辅助装置,如指示灯及其各种安全设施等。为了保证载车板能横移到预定位置以及载车板能上升或下降到指定位置,采用了行程开关。为了判断载车板上有无车辆,采用了光电开关。同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以及安全预警装置,其I/O分配表如表4.1所示。
表 4.1 I/O分配表
信号输入 I00 X0 连3-1停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I01 X1 连3-2停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 IO2 X2 连3-3停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I03 X3 连3-4停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 三菱 功能作用 13
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I04 X4 连2-1停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I05 X5 连2-2停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I06 X6 连2-3停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I07 X7 连1-1停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I08 X10 连1-2停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I09 X11 连1-3停车信号,有车辆停入时为低电平信号,无车辆停入时为高电平信号。 I10 X12 连3-1车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶时为高电平信号。 I11 X13 连3-2车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶时为高电平信号。 I12 I13 I14 I15 I16 I17 I18 I19 I20 I21
X14 X15 X16 X17 X20 X21 X22 X23 X24 X25 连3-3车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶时为高电平信号。 连3-4车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶时为高电平信号。 连2-1车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶时为高电平信号。 连2-1车盘左移到位信号,当车盘向左移动到2层1号车位时为低电平信号,没有到位时为高电平信号。 连2-1车盘右移到位信号,当2-1车盘向右移动到2层2号车位或2-2车盘右移到2层2号车位时为低电平信号,没有到位时为高电平信号。 连2-2车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶时为高电平信号。 连2-2盘右移到位信号,当2-2车盘向右移动到2层3号车位或2-3车盘左移到2层3号车位时为低电平信号,没有到位时为高电平信号。 连2-3车盘上升到位信号,车盘上升到顶端时为低电平信号,没有到顶端时为高电平信号。 连2-3车盘右移到位信号,当车盘向右移动到2层4号车位时为低电平信号,没有到位时为高电平信号。 连1-1车位下降到位信号,当3-1车盘或2-1车盘下降到一层一号车14