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1、本科毕业论文（设计）( 2014 届 ) 题 目： 升降横移是立体仓库控制系统的设计 学 院： 机电与信息工程学院 专 业： 自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称（学位）： 助教（硕士） 合作导师： 职称（学位）： 硕导（博士） 完成时间： 2014 年 3 月 19 日 成 绩： 黄山学院教务处制黄山学院本科毕业论文(设计)开题报告题目升降横移式立体仓库控制系统的设计题目性质社会实践中完成基础理论研究文献 综述型其它实验实习工程实践社会调查一、选题依据和目标（该研究的目的、意义、国内外研究现状及发展趋势）课题开发背景： 现在所知的最早的立体车库建于1918年，位于美国伊利诺斯州芝加哥
2、市华盛顿西大街215号的一家宾馆(HotelLaSalle)的停车库，设计师是Holabird和Roche。经过近一个世纪的发展，立体式车库的技术越来越成熟，应用越来越广泛。到目前为止，立体车库发展到有九种主要类型：升降横移类(PSH)、巷道堆垛类(PXD)、垂直升降类(PCS)、垂直循环类(PCX)、水平循环类(PSX)、多层循环类(PDX)、简易升降类(PJS)、平面移动类(PPY)、汽车升降机(PQS)。在以上九种类型尤以升降横移类(PSH)立体车库应用最为广泛。采用以载车板升降或横移存取车辆的立体停车设备的停车库叫做升降横移类停车库。升降横移式立体车库采用模块化设计，每单元可设计成半地
3、下、两层三层、四层、五层等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场配置灵活，造价较低。其工作原理为：一般一层车位只能横移，中间车位即可横移又可升降，上层车位只能升降，该类车库通过各层车位的移动来实现车辆的存取，由于升降横移式立体停车库对场地的适应性较强，可根据不同的地形和空间任意组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此升降横移式立体停车库应用十分广泛普遍。立体仓库设计的目的：车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果，立体停车设备的发展在国外，尤其在日本已有近3040年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得了成功。我国也于90年代初开
4、始研究开发机械立体停车设备，距今已将近二十年的历程。由于很多新建小区内住户与车位的配比为1:1，为了解决停车位占地面积与住户商用面积的矛盾，立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受。立体仓库设计的意义： 机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的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40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。在地下车库中
5、采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。国内的研究现状和发展趋势：我国机械式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，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。机械式立体车库是一种具有综合性能
6、的建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备本身而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国内外市场的需求。在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准；多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水平低；缺少具有一定规模的企业，生产能力不足；市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争；缺少科研设计单位的参与，技术创
7、新能力严重不足；政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等。解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。政策方面应参照发达国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠政策，使其有利可图。市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费标准，逐步消除“路满库空”现象。鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展。 根据国内的基础情况，随着我国经济的发展，车辆的增加，在一起人口密集的地方，会出现大型和超大型的立体车库。图（1）为国内立体车库。图（1）国内
8、立体车库的国外研究现状和发展趋势：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口产品。在亚洲，应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省。亚洲的机械式停车设备技术起源于日本。日本从20世纪60年代开始从事机械停车设备的开发、生产、销售和服务，至今已有四十几年的历史。目前在日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家，其中生产机械式停车设备的公司约100多家，比较大的公司有新明和、石川岛、日精、三菱重工等。从90年代起日
9、本每年投入运行的机械停车泊位都在10万以上，品种也从单一垂直循环式发展为多种形式，到今已开发生产出九大类近百个品种，管理体制、技术标准等方面日趋完善，目前全日本已经投入使用机械式停车位超过300万个，其中以升降横移式停车设备为主。对于日本，优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等产品上。韩国机械停车设备技术是日本技术的派生。产业从20世纪70年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90年代开始为供应使用阶段，2000年后为发展阶段。制造厂约有近百家，已进入我国的有现代集团、LG公司、德山公司(DuksAnEng&M，Co.，Ltd)、真山
10、公司(JinsanPlantCo.，Ltd)、东洋公司、乐天公司等。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30%左右。目前韩国停车设备行业进入稳步发展阶段，自动化停车设备随供应量的扩大技术也得到迅猛发展。台湾机械停车设备的产品概念与技术主要来自日本，台湾主要的停车设备厂商都是和日商进行技术合作。德国的品牌间或在台湾出现，1970年左右双层式停车设备开始从日本引进台湾，揭开了停车设备发展的序幕。1980年以后，自行开发的本土机型也纷纷出现。机型的发展从简易升降到升降横移，从双层到三层，越趋多样化。制造厂商越来越多，到了90年代市场竞争日渐激烈
11、，各家厂商纷纷在改善功能与降低成本上下功夫，以求争取生存空间，台湾地方于1991年7月完成颁布停车场法，做为突破既有法条限制、鼓励增设停车空间的法源。1992年4月立体停车场协会顺势成立，当时厂商会员有121家，93年增加以空间的253家。然而毕竟由于台湾地域狭小，产业规模有限，而且厂家太多，且众家产品技术的发展已趋成熟，争逐订单战况日渐惨烈。在有人启动了价格破坏的手段之后，停车设备的价位便跌跌不休，厂商营运愈见困难。许多厂商在此其间纷纷退出市场，协会的厂商会员也从1993年的253家大幅掉落，到1999年只剩73家。目前台湾几个较大的停车公司有：台湾新明和、盟立等，主要产品类型有升降横移类，
12、垂直升降类，平面移动类，和仓储类。产品经引进技术和自我研制开发，技术水平有了很大的提高。许多设备采用了当前机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等领域的先进技术，控制型式有按钮式、IC卡式、触摸屏式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技术；传动装置采用内藏式，以增大停车空间并并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性；机构中采用了模块化设计，这样便于组合使用，又易于安装拆卸，且可缩短施工周期;还采用一些新材料、新工艺、。安全保护方面采用了声光引导、定位装置及自动消防灭火系统等。德国和意大利等欧洲国家从事停车设备开发和生产也比较早。较好的公司有：意大利Sotefin、Inter
13、park、德国Palis等。由于欧洲国家土地资源比较充足，停车问题表现不是很突出，停车设备应用不是很多。产品形式多数为巷道堆垛式，多层升降横移式产品应用也很好。由于欧德国的停车业很发达，生产停车设备的厂商约有24家，其中KLAUS和OTTOWOHR两家公司的产量约占德国总产量的80%。德国和意大利等欧洲国家的停车库优势在巷道堆垛类产品上。下图(2)是国外先进的垂直升降式立体车库。图（2）国外先进的垂直升降式立体车库根据国外的发展状况，国外的立体车库的发展会向着智能化和家庭化的趋势发展。二、课题关键问题及难点课题的关键问题：整个车库设计有一台PLC对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车板
14、纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。各车位内车辆的调入调出由plc根据当前各车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。本课题的主要难点是对这个车库控制系统的把握和PLC连线的设计。硬件设计的难点：在升降横移式立体车库中，控制系统中主控单元的主要对象首先是车库内的横移电机和升降电机，控制系统就是使他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定位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。一般小型车库选用按钮开关，界面清楚，易于操作，但对于大型车库来说要用上位机来进行对其控
15、制。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，因本系统只有开关量输入而无模拟量输入，凭可编程序控制器本身的抗干扰能力和隔离变压器就能满足要求。软件设计的难点：系统通过检测车位运行状态和其它参数，控制电机轮流工作，合理调度电机运行。系统通过计算机以图形、图像、数据、文字等方式，直观、形象、实时地 反映系统工作状态以及车位位置等 参数，并通过PLC通讯模块与监测监控主机实现数据交换，该系统具有运行可靠、操作方便 、自动化程度高等特点三、研究方案1. 拟采取的研究方法或试验方法及主要技术路线研究方法： 研究方法采用理论与实践相结合，并参考相关文献。 主要技术路线： 如图（3）所示PLC控制器数字输出数字输入
