基于PLC立體車庫控制系統(tǒng)的設計與應用畢業(yè)論文.doc

本科畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共51頁1緒論1.1本課題的提出與意義改革開放30年來，作為我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)汽車工業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，汽車的增多給經(jīng)濟帶來繁榮的同時，也帶來了一系列的社會問題。城市交通擁擠已成為各地政府關(guān)心的社會問題，城區(qū)內(nèi)交通及車輛停泊管理越來越成為難題，特別是在城區(qū)的高級賓館、飯店、大型商場的車輛密集區(qū)，由于受到原有占地面積限制而無法擴大泊車位，停泊困難和交通阻塞已成為一個突出難題。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計：在上海，每天有40多萬輛汽車停泊在馬路兩邊；而在北京每天又有90萬多輛汽車“無家可歸”，這些問題必將阻礙汽車工業(yè)的發(fā)展。機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)四十平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（二十一層）立體式車庫的話，五十平方米的土地面積上便可存放四十輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。所以以往的路邊停車、人行道停車、地下或地面停車設備等均解決不了問題時，機械式立體停車設備應運而生，并很快得到廣泛應用2。立體停車設備可以用較小的基地面積停放較多數(shù)量的車位，免去了坡道式車庫的坡道設計等空間問題。將車庫設計中的建筑空間問題轉(zhuǎn)化為機械方式的研究，并可采用新技術(shù)、新材料來解決停車的問題；采用計算機控制，庫區(qū)無人進入，可以有效地防止盜竊和損壞；正是由于機械式停車設備的占地面積省，停車靈活，既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下停車庫和停車樓組合實施的優(yōu)點，已成為解決城市停車難最有效的手段，是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必經(jīng)之路。大中城市地價不斷上漲，使得固定停車場成本不斷增加；而汽車增長速度，卻遠遠超過停車場的新建。所以，占地面積小，停車數(shù)量大的立體停車設備受到很多大中城市的歡迎，立體停車設備產(chǎn)業(yè)已被譽為新世紀的陽光產(chǎn)業(yè)。目前香港、澳門及新加坡、印尼、馬來西亞、泰國和東南亞的一些國家的停車設備主要是靠進口，因此從現(xiàn)有停車位情況和今后市場需求可以看出，立體停車設備的國際、國內(nèi)市場前景十分良好1。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第2頁共51頁1.2立體車庫的類型自動化停車庫是機電合一的大型復雜產(chǎn)品,機械部分相當于人的軀體,電器部分相當于人的神經(jīng)。機與電的高度合一,使自動化停車庫成了現(xiàn)代科學技術(shù)的綜合產(chǎn)品。目前市面上常見的機械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種，其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點，在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額1。（1）升降橫移類（代號SH）采用以載車板升降或橫移存取車輛的機械式立體停車庫叫做升降橫移類停車庫。其工作原理為:一層車位只能橫移，中間車位即可橫移又可升降，上層車位只能升降，該類車庫通過各層車位的移動來實現(xiàn)車輛的存?。ㄒ妶D1.1升降橫移類）。圖1.1升降橫移類（2）垂直循環(huán)類（代號CH）垂直循環(huán)類機械式停車庫是采用垂直方向作循環(huán)運動的停車系統(tǒng)來存取車輛的停車設備。這種停車設備的工作原理是電機通過減速機帶動傳動機構(gòu)，在牽引機構(gòu)鏈條上，每隔一定距離安裝一個存車托架，當電機啟動時，存車托架隨鏈條起做循環(huán)運動，達到存取車的目的（見圖1.2垂直循環(huán)類）。圖1.2垂直循環(huán)類本科畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共51頁（3）水平循環(huán)類（代號SX）采用一個水平循環(huán)運動的車位系統(tǒng)來存取停放車輛的停車庫叫水平循環(huán)類停車庫。其工作原理是存取停放車輛的車位系統(tǒng)在水平面上作循環(huán)運動，將所需存取車輛的載車板移到出入口處，駕駛員再將汽車存入或取出（見圖1.3水平循環(huán)類）。圖1.3水平循環(huán)類（4）多層循環(huán)類（代號DX）多層循環(huán)類停車庫是通過使載車板作上下循環(huán)運動，而實現(xiàn)車輛多層存放的多層循環(huán)式停車設備，減少了占地面積，提高了存取車的自動化程度（見圖1.4多層循環(huán)類）。圖1.4多層循環(huán)類（5）平面移動類（代號PY）采用在同一層上用搬運臺車或起重機平面移動車輛，或使載車板平面橫移實現(xiàn)存取車輛，亦可用搬運臺車和升降機配合實現(xiàn)多層平面移動來存取停放車輛的機械式停車設備叫平面移動類停車庫（見圖1.5平面移動類）。圖1.5平面移動類本科畢業(yè)設計說明書（論文）第4頁共51頁1.3本課題的主要任務與解決方法（1）控制系統(tǒng)總體設計立體停車設備很多，各有各的適用形式，其中升降橫移式立體停車庫是中小型車庫的一種典型機電一體化產(chǎn)品，由于占地面積小，型式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，對場地的適應性強，這種車庫在國外應用十分廣泛，所以是公司及單位在建造立體停車庫時的理想選擇6。本文就三層七車位的升降橫移式立體停車庫的結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設計做一詳細闡述和討論。整個系統(tǒng)將由PLC、變頻器、條碼打印機和條碼掃描器組合控制，用轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制設備的手動運行、自動運行和正常停止。（2）組態(tài)軟件的控制界面設計本系統(tǒng)以MCGS組態(tài)軟件設計監(jiān)控界面，利用數(shù)據(jù)通信手段，實時接收和處理PLC從現(xiàn)場采集的各種狀態(tài)、控制、報警信號，并利用這些信號驅(qū)動PC控制界面中的各種圖形，實時顯示現(xiàn)場的各種狀況，在操作員和停車庫之間構(gòu)造出形象、直觀的界面，對操作運行和故障給出提示、報警等5。（3）PLC電路的設計軟件PLC是一種基于PC機開發(fā)結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)，它具有硬PLC在功能、可靠性、速度、故障查找等方面的特點，利用軟件技術(shù)可以將標準的工業(yè)PC轉(zhuǎn)換成全功能的PLC過程控制器。軟件PLC綜合了計算機和PLC的開關(guān)量控制、模擬量控制、數(shù)學運算、數(shù)值處理、網(wǎng)絡通信、PID調(diào)節(jié)等功能，通過一個多任務控制內(nèi)核，提供強大的指令集、快速而準確的掃描周期、可靠的操作和可連接各種I/O系統(tǒng)的及網(wǎng)絡的開放式結(jié)構(gòu)10。根據(jù)所設計的輸入輸出點數(shù)選擇合適的PLC型號，畫出PLC硬件設計圖。（4）PLC梯形圖的程序設計用GPP編寫梯形圖，SW3D5-GPPW-E是三菱電氣公司開發(fā)的用于可編程控制器的編程軟件,可在WindowsXP及Windows98下運行，在GPP軟件中,你可通過線路符號,助記符來創(chuàng)建順控指令程序，建