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1、安徽工程大学毕业设计立体车库的PLC控制系统设计摘要 随着汽车工业的高速发展和人们消费水平的提高，汽车成为了日常生活中必不可少的部分。由于存在规划不合理与汽车数量爆炸式增长等原因，停车难已经成为广大车主所面临的首要问题。目前在城市中，土地资源显得尤为稀缺，传统的平面式停车场占地面积大，成本高，可停放车辆数量较少。立体车库一定程度上缓解了目前停车难的状况，现有的立体车库种类繁多，功能各不相同。 本文通过研究分析多种立体车库的优缺点，结合当前市场对立体车库的需求，选用堆垛式立体车库为研究对象。首先介绍了立体车库的控制系统，分为现场控制层和管理控制层。阐述了立体车库中的步进电机、步进电机驱动器、传感
2、器以及控制核心PLC等主要部件的运行原理及功能，并绘制了PLC控制电路图。 本新型智能立体车库系统使用西门子S7-200 PLC 控制，根据立体车库实际运行要求，编写相应的软件程序。通过 MCGS 组态软件实时控制和管理两个立体车库，采集并存储立体车库的运行记录。经过实验测试，本系统安全性高，控制灵活，达到了预期目的。关键字：堆垛式立体车库，PLC，组态控制 Stereo garage PLC control system designAbstract With the rapid development of automobile industry and the improvement o
3、f peoples consumption level,the car has become an essential part of everyday life. Due to existence of planning is not reasonable and the number of cars explosive growth,parking has become the most important issue facing the majority of owners. Currently in the city, land resource is very scarce, th
4、e traditional plane type parking lot covers an area of large, high cost, can park the vehicle number. Stereo garage to some extent alleviate the current parking, garage species existing kinds, different functions. This paper analyzes the advantages and disadvantages of various stereoscopic garage, c
5、ombined with current market demand for the garage, selection of stowed stereoscopic garage as the object of study. First introduced the control system of stereo garage, divided into the field control layer and management layer. The operation principle and the function of the stereo garage in the ste
6、pper motor, stepper motor driver, sensor and control core of the main components such as PLC, and the PLC control circuit diagram. The new smart parking garage system has Siemens PLC control core, according to the three-dimensional garage actual operating requirements,namely preparation of the corre
7、sponding software program. MCGS configuration software via real-time control and management of the two-dimensional garage,collecting and storing the recorded stereo garage.After experimental tests the system safe flexible control to achieve the desired Keywords: Stacking stereo garage, PLC, Configur
8、ation control目录引言- 1 -第一章 绪论- 2 -1.1 立体车库概述- 2 -1.2 立体车库发展现状- 3 -1.3 主要研究内容- 4 -第二章 设计方案的比较与选择- 5 -2.1 立体车库的分类及比较- 5 -2.2 巷道堆垛式立体车库- 8 -第三章 立体车库控制系统设计- 10 -3.1 立体车库的控制要求- 10 -3.2 智能立体车库的总体设计- 10 -3.3 智能立体车库硬件设计- 11 -3.3.1 步进电机选择- 11 -3.3.2 步进电机驱动系统- 13 -3.3.3 传感器型号选择- 14 -3.3.4 直流电动机选型- 14 -3.4 S7-2
9、00 PLC 简介- 15 -3.5 硬件连接图- 17 -第四章 智能立体车库软件设计- 18 -4.1 软件设计概述- 18 -4.2 I/O地址分配表及符号表- 20 -4.2.1 I/O地址分配表- 20 -4.2.2 符号表- 20 -4.3 立体车库程序设计- 21 -4.3.1 系统初始化- 21 -4.3.2 限位程序- 22 -4.3.3 键盘装置及显示程序- 22 -4.3.4 车位坐标定位- 24 -4.3.5 绝对坐标程序- 24 -4.3.6 系统主程序- 25 -第五章 组态控制及通信- 26 -5.1 组态控制简介- 26 -5.2 组态设计- 26 -5.2.1
10、 建立新工程- 27 -5.2.2 实时数据库- 27 -5.2.3 运行策略- 28 -5.3 PLC 与上位机通信- 29 -第六章 总结与展望- 30 -致谢- 31 -参考文献- 32 -附录A 系统主程序- 33 -附录B 外文文献及译文- 41 -插图清单图2-1 升降横移类立体车库图2-2 垂直循环类立体车库图2-3 水平循环类立体车库图2-4 多层循环类立体车库图2-5 平面移动类立体车库图2-6 巷道堆垛类立体车库图2-7 垂直升降类立体车库图2-8 巷道堆垛式立体车库图3-1 车路总体设计图3-2 管理控制系统图3-3 现场控制系统图3-4 步进电机性能参数图图3-5 步进
11、电机驱动器图3-6 单轴速度控制图3-7 直流无刷电机图3-8 西门子S7-200 PLC图3-9 硬件连接图图4-1 系统框架图图4-2 立体车库流程示意图图4-3 车位示意图图5-1 组态软件整体结构图图5-2 用户窗口图图5-3 PLC与上位机通信插表清单表2-1 立体车库类别及代码表2-2 新型车库与传统车库比较表4-1 西门子车库 I/O 分配表表4-2 系统符号表表5-1 参数分析引言近年来随着社会经济的快速发展，机动车数量快速增长，停车位的严重短缺问题和越来越多。随着房地产行业的蓬勃发展，城市用地开始出现“寸土寸金”的症状，建造大量的传统形式地上停车场，在土地资源十分紧张的城市，
12、显然是不切实际的。解决的这个问题的有效办法就是实现在有限的土地上尽可能多的停放车辆，就是将停车场向空间拓展或者向地下延伸，建造立体车库切实可行。相对于传统的停车设施，智能化立体车库具有不可代替、得天独厚的优势。随着整个立体车库行业的不断发展，新型智能立体车库必将代替旧的停车形式，整个停车行业也向舒适、环保、节约土地资源、节约能源和人性化的方向发展。立体停车可最大限度地利用空间，相同占地面积，立体车库比传统平面停车库多容纳23倍的车辆，有些甚至高68倍。立体停车设施的优越性主要表现在：品种多，适应性强，可利用狭小空间建设一定量的停车泊位，用地省、效率高；技术先进，性能可靠，噪音和震动较小，对环境
13、影响小；拆卸方便，对土地改造过程中临时停车点建设和更新非常有利。立体停车库起源于20世纪的美国，目的是为了解决大城市内停车难的问题。现在，土地资源紧张是各大城市的现状，在亚洲各国问题尤其突出，因此，立体车库的应用在亚洲各国比较广泛，有数据表明，立体车库在日本、韩国、中国等地应用很多。国外发展立体车库较早的有日本、韩国、德国等国家，在停车技术领域的研究处于世界领先水平，韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进移植制造得到了蓬勃发展，较好地解决了本地区的停车难的问题，并开始向外输出技术和出产品。我国国内关于立体车库的研究开始于20世纪80年代末，距今已有二十年余的发展历程。近年来，近几年停车行
14、业依靠技术改造、科技创新等，行业进步成效明显提高。通过采用焊接机器人、自动化电泳、边梁数控弯成型生产线等先进的新技术、新设备、新工艺对传统的生产过程进行改造，提升了行业的产能规模，提高了产品质量，降低了生产成本。在我国立体车库是一个集机电一体化、仓储物流、车辆诱导、物业管理等涉及多学科多领域的新兴产业。它是为了解决汽车快速增长带来的停车难而出现的。随着中国经济和购买力的日益壮大，立体车库的发展逐渐呈现大型化、智能化、家庭化的发展趋势。 本课题对于当前智能立体车库进行研究分析，针对我国立体车库自动化水平相对落后的情况，设计了基于PLC的智能立体车库控制系统。主要研究内容如下： （1）简述智能立体
15、车库研究背景，国内外发展现状。 （2）立体车库结构的选择。 （3）控制系统设计。 （4）分析现代控制理论在车库调度中的应用。实验结果的仿真分析。 （5）结合智能立体车库的控制要求，编写相关程序。 （6）对车库的实际运行状况进行运行监控。1第一章 绪论1.1 立体车库概述21世纪以来，全球经济高速发展，汽车工业不断进步，人民生活水平不断提高，汽车开始向普通家庭普及。在2004年至2014年10年间，私人汽车保有量快速增长，私人汽车从2400多万辆一直增长到1.37亿辆，近十年汽车年均增加1100多万辆，是2003年汽车数量的5.7倍，占全部机动车比率达到54.9%，较十年以前增加了29.9%。宏观角度上看，2014年我国汽车数量和驾驶人仍在快速增长，至2014年底，全国机动车数量突破2.5亿辆。根据中国社科院发布的中国汽车社会发展报告20122014，国内私家车拥数量已经过亿，每百户居民汽车数量已经达到60辆。但是随着私人汽车的不断增加，停车难的问题也就随之而来。在全国各大中小城市中，31个城市的汽车数量已经
