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1、天津职业技术师范大学本科生毕业设计基于PLC的立体车库控制系统DesignofCubicGarageControlSystemBasedonPLC专业班级：学生姓名：指导教师：学 院：摘 要 随着中国社会的飞快成长，买车已经是很普遍的事。城市里已经建成的停车场远不够用，导致将车停放在路边的行为越来越泛滥。通过形式各异的立体车库和停车场以及地下车库的对比，很多地方都突出立体车库优点。日本已经与30、40年前开展了立体车库的研究。若使用双层立体车库，可让每平方米土地得到充分的使用，与地下车库相比，可以减少冬季采暖以及通风管道等设备，而立体车库使用中的用电量与前者对比而言，立体车库用电量较低。 本文
2、介绍了升降横移式立体车库的工作原理，选择二层三列式立体车库作为研究对象，本文简单介绍了立体车库的背景、优点；对升降横移式立体车库的组成、运动方式作了深入分析；确定了以西门子s7-200PLC作为控制系统核心的控制系统；使用组态王软件对系统进行监控，保证使用安全性；做出PLC的I/O分配，并完成了程序流图，完成立体停车库控制系统设计。关键词：立体车库；PLC；控制系统ABSTRACT With the rapid development of Chinese society, it is a common thing for people buying car. Since the lackin
3、g of parking lot, more and more people begin to park their car at the road side. The comparison among stereo garage with various forms, parking lot and underground parking lot manifests the advantage of stereo garage from many aspects. Jan has researched the stereo garage since about 35 years ago. T
4、he double-layer stereo garage can take full use of every square meters land and it can decrease the uses of ventilate equipment and heating equipment in winter as well as has lower electricity consumption while comparing to underground parking lot.This thesis, setting double-layer and three-stand st
5、ereo garage as research object, explains the work principle of lifting and transferring stereo garage; simply introduces the background and advantage of stereo garage; deeply analyzes the composition and operation method of lifting and transferring stereo garage; confirms the control system setting
6、on the core of Siemens s7-200PLC; employs Kingview software to monitor the system for ensuring its safety; conducts I/0 distribution of PLC; accomplishes the program flow chart; as well as couplets the control system design for stereo garage.Key words: cubic garage; PLC；control system目 录第一章 研究立体车库的意
7、义11.1立体车库的研究背景11.2立体车库的优点11.3立体车库的分类及其特点21.3.1横移类机械式停车设备21.3.2垂直循环类机械式停车设备21.3.3堆垛类机械式停车设备21.4 本课题主要研究内容3第二章 升降横移式立体车库42.1升降横移式立体车库的简述42.2升降横移式立体车库的结构及组成部分42.3 PLC的选择42.4 PLC核心控制部分62.5 23式升降横移式立体停车库的运动分析7第三章 升降横移式立体车库控制原理及控制系统组成103.1升降横移式立体车库的系统控制原理103.2升降横移式立体车库的硬件组成113.3升降横移式立体车库的检测部分133.4升降横移式立体车
8、库的安全措施143.5升降横移式立体车库的通信设备15第四章 基于组态王的监控设计164.1组态王介绍164.2组态王使用方法16第五章 升降横移式立体车库PLC控制的控制程序195.1 程序控制流程图195.2 PLC的I/O点分配表及硬件连线图205.3 PLC的编程20总结22参考文献23致谢24附录25第一章 研究立体车库的意义1.1立体车库的研究背景 随着中国社会的飞快成长，买车已经是很普遍的事。截至2015年底，全国机动车保有量达到2.8亿辆，其中汽车1.72亿辆。汽车保有量的增加相对应的是城市停车状况的尴尬，城市里已经建成的停车场远不够用，导致将车停放在路边的行为越来越泛滥。虽然
9、各大城市通过限制购车缓解了买车与停车之间的问题，但是这并不足以从根本上解决问题。静态交通问题其中之一就是停车问题。相比于动态交通而言，两者相互联系、影响。而泊车设施正是静态交通的主要内容。伴随着都市中汽车与日俱增，各类泊车设备的需求是日益上涨的。 若静态与动态交通失衡，就会呈现泊车难等社会现象。解决静态交通问题，一方面通过法律法规，限制边道停车，使现有停车场得以充分使用，以及限行等一系列措施。如天津等一些大城市，周一至周五每天限号，使车主改乘公共交通出行。另一方面通过建设停车场，建造机械式立体车库，让有限的土地资源被充分使用起来。 现代大都市本就拥挤的道路加上路边停车造成的影响，是当今社会中不
10、和谐的音符，研究建设机械式立体车库已经是市民共同的期望。1.2立体车库的优点 车辆的停放问题是社会、经济、交通发展的必然结果。日本已经与30、40年前开展了立体车库的研究。过去的工程师们在技术与经验上均已获得成功，现在的我们是站在前人的肩膀上进行研究。我们国家在20多年前就着手研发立体车这种库泊车设施。由于社会的发展，城市化建设，许多新建小区内住户与车位的配比不平等，为了解决停车位与绿化和商用面积的矛盾，立体车库凭借每辆车的平均占地面积的特点，现已使得许多市民认可它的存在。立体车库可以大范围的建设，也可建设于不容易规划成停车位狭长地段，可以和多种泊车方式如地下车库、地上停车位、停车楼等组合建设
11、，是缓解城市里泊车难的有效办法。通过形式各异的立体车库和停车场以及地下车库的对比，很多地方都突出立体车库优点。机械式立体车库最重要的优点就是在市区，尤其是在土地价格昂贵的CBD，建设立体车库，节约土地，提高土地的使用率。因为地下车库需要很多土地来作为行车道，而每辆车要使用40土地。所以若使用双层或多层立体车库，每平方米土地的利用率是之前的8-9倍。若使用双层立体车库，可让每平方米土地得到充分的使用，与地下车库相比，可以减少冬季采暖以及通风管道等设备，而立体车库使用中的用电量与前者对比而言，立体车库用电量较低。1.3立体车库的分类及其特点 现如今，根据构成及运行原理，机械式泊车设施有：升降横移式
12、、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式。这些种类的的泊车设备，根据不同的原理和特点，每种泊车设备都有它的优点以及适合建设的地点。下面我们来介绍几种市场份额率较高的停车设备。1.3.1横移类机械式停车设备 使用载车板提升、平移的方式存取车辆。特点：形式多样化，立体车库建设大小皆宜，适应性较强，所以民众认可度较高。设备有：H型钢、载车板、传动系统、控制系统、安全系统。市场份额约占70%。缺点：车库中需要有一个空余车位；使用时车会一定概率发生滑落。1.3.2垂直循环类机械式停车设备 特点：占地面积小,垂直纵向建设，土地使用率较高。有较完善的安全措施和消防设备缺点：设施构
13、成较复杂，出故障的可能性高。每次提车用时较长，高峰时期提车时间长。 图1-1升降横移类立体车库 图1-2垂直循环类立体车库1.3.3堆垛类机械式停车设备使用堆垛机把汽车升降、平移到车位。特点：车库全封闭，无人员进出，保证人员安全。在停车设备的市场份额约占3-5%。 缺点：设施构成较复杂，发生问题的可能性高。堆垛机技术要求、成本较高。图1-3巷道堆垛类立体车库1.4 本课题主要研究内容随着中国社会的飞快成长，汽车价格持续降低，使汽车走入了普通家庭。但是在城市化越来越高的今天，土地价格上涨，新建住宅小区没有规划出足够的停车位，导致车辆停在路边阻塞交通，所以立体车库的推广使用势在必行。静态交通问题其
14、中之一就是停车问题。而泊车设施正是静态交通的主要内容。目前常见的立体车库有：升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式等类型，其中升降横移式立体车库结构简单，使用简便，安全性高，造价低，市场份额约占70%。这类立体车库由的控制系统由PLC控制，PLC的优点是可靠性高、使用方便、功能强大等，提高控制系统可靠性，在硬件设计上使用手动和自动两种模式，满足日常使用、维护和故障下检修的需求。同时，基于组态王的监控系统设计，也让立体车库运行时的安全性得以保证。第二章 升降横移式立体车库2.1升降横移式立体车库的简述升降横移式立体车库因为在很多其他类型立体车库无法建造的地点可以建造而受到瞩目。车位上装载
15、载车板，利用载车板升降、平移使汽车到达空余位置。车主进入车库一层，可以对汽车存取。停在车库内一层的车只能平移，驾驶员可直接存取车。二层的车只可升降，先将一层的车平移出一个空位，再将二层的载车板降至一层空余位置。车主驾驶汽车进入/离开载车板。载车板的上下移动通过电机，利用钢丝绳使载车板上下移动。而水平移动则通过一台电机驱动导轨，达到实现一层载车板水平移动的目的。升降横移式立体车库建在地上、地下均可，车库建设灵活性很高。因为该车库使用模块化设计，所以该车库设计形式多，配置灵活。每个车库可存车辆从几台到上百台。2.2升降横移式立体车库的结构及组成部分 升降横移式立体车库由设备有：载车板、传动系统、安全系统及电气控制等几部分组成。拖动元件是由步进电机、直流电机组成的。电气控制是由西门子S-200系列PLC、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。传动系统由动力装置、链轮组、电气装置等组成2.3 PLC
