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1、届 别 2014 届 学 号 201014240311 毕业设计 姓 名 系 别、 专 业 物理与电子信息工程 电气工程及其自动化 导 师 姓 名、职 称 完 成 时 间 2014年5月10日 目目 录录 摘 要 .I ABSTRACT II 1 绪论 .1 1.1 组态王 PLC 立体车库控制系统的背景和意义1 1.2 国内外发展状况13.2 1.3 课题主要研究内容 .3 2 立体车库基本结构及其控制 .4 2.1 立体车库基本结构介绍94 2.2 立体车库控制技术5 3 系统的总体设计6 3.1 PLC 控制系统设计的基本原则6 3.2 系统总体设计基本结构图6 3.3 PLC 硬件选择
2、和组态选择7 3.4 系统的电路设计7 4 系统软件设计.10 4.1 组态王的 PLC 立体车库控制系统的优点 10 4.2 立体车库逻辑程序设计.10 4.3 组态王单元系统设计 13 5 系统调试运行.15 5.1 PLC 调试.15 5.2 PLC 程序和组态王程序联机调试.17 总结 18 参考文献 19 致 谢 20 I 摘 要 近年来，随着我国国民经济的快速发展以及人民生活水平的提高，汽车数 量大幅度增加，城市停车场地存在严重不足，停车难己成为城市发展日益突出 的问题。针对此类问题，本文设计了一种基于组态王和西门子 PLC 的三层七车 位立体车库控制系统。本设计包括对立体车库的硬
3、件设计和 PLC 软件设计以及 对车库实时监控的组态王设计。由仿真实验可知，通过可编程控制器控制车位 空间位置的变动，可使车位能够实现平面到空间的转化，实现多重单层平面停 车的功能；同时兼有基于组态王立体车库监控系统，充分利用组态王实时监控 的特点，实现了立体车库的有效控制及管理。该系统实现了存取车的快捷性， 可以极大提高大、中城市土地利用率及空间利用率，做到有限的土地停放更多 的车辆，有效解决城市停车难问题。 关键词：立体车库；组态王监控；PLC 控制 II ABSTRACT In recent years , with the rapid development of national e
4、conomy and improving peoples living standards , a substantial increase in the number of cars , there is a serious lack of city parking , parking is difficult to develop port city has become increasingly prominent problem. For such problems, we designed a three-tier configuration based on the king an
5、d Siemens PLC control seven parking garage stereo system . The design includes a parking garage and PLC hardware design and software design for real-time monitoring of the garage KingView design . By programmable controller changes the spatial location of parking spaces , so parking space plane to t
6、he conversion can be achieved to realize the function of multiple single- plane parking ; KingView with both stereo garage based monitoring system , full use of real-time monitoring KingView characteristics, to achieve effective control and management of the three-dimensional garage ; this design eq
7、uipped safety devices and operating systems , to achieve access to the car s quickness , the overall effect is good. The parking garage can improve land utilization and cities utilization of space , so that the limited land vehicles parked more effectively solve urban parking problem . Keywords : th
8、ree-dimensional garage ; kingview monitoring ; PLC control 1 1 绪论 目前随着我国城市化进程的加快，城市的车辆越来越多，而除了新建的高 档住宅小区外，大多数普通住宅小区的车库严重配套不足，以至于小区内小轿 车到处乱停乱放，马路边、人行道、甚至草坪上都停车1。因此研究立体停车 库智能控制系统不仅能够降低成本，带来经济效益，更能提高效率、方便人们 的日常生活。 可编程控制器（Programmable Logic Controller 简称 PLC）已经成为现代工 业控制的重要支柱之一，它是以微处理器为基础，综合自动控制技术和通信技 术发
9、展起来的一种通用的工业自动控制装置2；其可靠性高逻辑功能强体 积小可在线修改控制程序，具有远程通信联网功能易于计算机接口能对 模拟量进行控制，具备高速记数与模拟转换等高性能智能模块等优异性能3。 而基于组态王的 PLC 立体车库控制系统通过组态王实现了对立体车库控制 系统现场的实时监测与控制，使其具有适应性强、开放性好、易于扩展等优点 4。 1.1 组态王 PLC 立体车库控制系统的背景和意义 随着社会城镇化的发展，城市人口日益增多，楼房和车辆也越来越多， 特别是随着改革开放以来，国民经济的高速发展为汽车工业的振兴注入了强 劲的动力，家用汽车的数量成倍增长 5。而与此同时，汽车停车场地的增长
10、却不能与之同步，汽车数量远远超过传统汽车场提供的泊位，由此带来停车 难、乱停车的问题。 在中国城市土地资源越来越紧缺的情况下，城市住宅小 区的停车难问题已经日益突出，于是向空间发展成为解决当前问题的一条重 要途径6。立体停车库就是在这种背景下发展起来的。近些年，随着智能控 制技术的不断发展， 基于组态王的 PLC 立体车库控制系统技术已经引起人们 的关注和研究。现从以下几个方面阐述 基于组态王的 PLC 立体车库控制系统 的意义： 一、立体车库占地空间小，有效的减少车辆占地面积； 基于组态王的 PLC 立体车库占地空间小，在道路拥挤、车满为患的城市 中可最大限度的利用空间，安全方便。立体车库既
11、可以大面积使用，也可以 见缝插针设置，还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施。传统的 自然地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据大约38m2 2 的土地面积。假如采用两层的立体车库，可使地面的使用率提高 80 90，如果采用地上 3 层或更高层的立体车库， 40-50 m2的土地面积上大 约可存放几十台车辆，这样不仅可以 节省有限的土地资源，而且可以节省开 发成本7。 二、立体车库节能环保，安装灵活； 基于组态王的 PLC 立体车库一般不做成成套系统，而是以单台集装而成。 这样可以充分发挥它的占地面积少、可化整为零的优势，在住宅区或者大厦 的每栋楼下都可以随机设立自动化立体
12、车库 7。最重要的是立体车库可以免 除采暖通风设施，所以在运行过程中的耗电量比工人管理的传统自然地下车 库低得多，而且减少了环境的污染。 三、立体车库功能完善，适用性强。 基于组态王的 PLC 立体车库控制系统具备了 PLC 所有功能，可以用于各 种规模的工业控制场合。该系统用软件编程取代了硬件接线实现控制功能， 使安装接线工作量大大减小，设计人员只要一台PLC 就可以进行控制系统设 计，PLC 具备完善的自诊断，履历情报存储及监控功能，工作人员通过组态 王和 PLC 可以快速查出故障的原因，便于迅速处理，及时排除故障。使维修 方便，从而极大的提高可靠性。 综上所述，在城市化发展寸土寸金的今天
13、，要解决 “停车难”的问题， 最好的方式就是建造立体车库。因而对 基于组态王的 PLC 立体车库控制系统 进行研究，具有重要的社会意义和经济意义。 1.2 国内外发展状况7 自动化立体车库从产生、应用及发展大概已经经历 50 多年的历史了。 先后出现了针对家庭使用的双停车设备；利用住宅空地建起的2-4 层升降横 移停车设备；适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔。世界上起步较早 的国家主要有日本、韩国、德国及意大利等。 3 图 1 国外高容量的立体车库 我国立体车库的早期研究开发工作是从 80 年代中期开始， 90 年代开始 引进和生产停车设备 7。1998 年 1 月 1 起执行的国家计委
14、6 号令把自 动化立体车库和城市立体停车场列入 “国家重点鼓励发展的产业、产品和技 术”。国家海关总署对自动化立体车库规定 “国内投资项目给予免征进口税 8”。上述措施为我国自动化立体车库产业的发展提供了良好的条件，也为 我国解决城市停车难问题提供了机会。可以预见，自动化立体车库在我国具 有非常广阔的市场前景。 目前，由于国家政策的支持，同时伴随着国家经济的快速发展，以及城 市化的建设步伐加快所带来土地的紧张问题，自动化立体车库行业也发展迅 速。目前停车设备生产厂商一发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有 些停车设备已开始出口。 但是我国的停车产业在发展中还存在很多问题，如没有统一的技术标准
15、； 多数产品是引进国外技术制造，技术水平较低；缺少大规模的企业，生产能 力不足；政策不配套等 8。 图 2 我国广泛使用的升降横移立体车库 1.3 课题主要研究内容 本文主要根据 PLC 的功能完善、可靠性高的特点和组态王实时监测和控制 的特性，设计了基于组态王的 PLC 立体车库控制系统。本文主要研究内容如下： 一、先介绍立体车库的应用范围，说明 PLC 和组态王立体车库控制系统的 研究背景和意义，以及国内外发展现状。并对立体车库进行概述，包括了对立 4 体车库的基本结构介绍和立体车库控制技术介绍。 二、系统总体设计，包括系统总体思路设计，PLC 和组态的选型、系统主 电路设计和系统控制电路
16、设计等。 三、软件设计，主要论述控制系统的软件实现，包括 PLC 单元系统设计和 PLC 编程，组态王单元设计以及组态王编程等。 四、系统调试，对基于组态王的 PLC 立体车库控制系统功能进行调试和组 态王仿真结果分析。 最后对该设计进行总结和展望，并提出该系统还需要进一步研究和改善的 地方，并给出一些改进方案。 2 立体车库基本结构及其控制 基于组态王的 PLC 立体车库是指利用电机带动载车板的升降或横向平移， 从而实现存取车辆操作的机械式停车设备。 2.1 立体车库基本结构介绍 以三层三列式立体车库为模型建立研究对象。立体车库主要由结构框架部 分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组 成9。具体组成及作用如下： 图 3 立体车库主要组成9 一、结构框架 立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主，在升降横移式车库中我们 5 选用钢架结构。钢架结构与其它建筑结构相
