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1、南 京 工 程 学 院毕 业 论 文继续教育学院 08 级 工业电气自动化 专业题 目： 基于 PLC 的立体车库控制系统设计 学生姓名： 袁帅 指导教师: 林尔付 2011 年 4 月 第 - 1 -页目 录第 1 章 绪论1.1 课题的研究意义.21.2 国内外的发展概况.21.3 国内停车位需求量预测分析.31.4 立体车库的分类.31.5 车库选型.31.6 本章小结.4第 2 章 自动立体车库的简介2.1 钢架结构及钢材选择.52.2 存取装置.52.3 回转升降装置.72.4 升降装置.72.5 存取车过程.72.6 本章小结.9第 3 章 立体车库控制系统设计3.1 立体车库控制
2、系统的主要要求.93.2 立体车库控制系统的总体设计.93.3 控制系统的硬件构成.103.4 升降机电路设计.123.5 立体车库的 PLC 程序设计.133.6 信号检测.173.7 安全措施.173.8 可靠性设计.173.9 实验模拟.183.10 本章小结.18结论与展望.19参考文献.20致谢 第 - 2 -页摘 要随着汽车工业的发展，以及国家的经济型社会、节约型经济的政策、可持续发展战略等，决定了立体停车设备的发展和立体停车设施问题。近年来，立体车库市场迅猛发展，采用灵活的传输设备和物流线路以及可靠的控制系统是实现立体车库自动化的关键，使立体车库管理进入智能化、科学化、一体化的智
3、能管理阶段。立体停车库生产在中国是个新兴行业，立体停车库可缓解城市动、静态交通问题，改善居住环境，有效利用土地价值。本系统采用 PLC、计算机结合组态画面监控，按动按钮或控制组态画面即可完成汽车存取过程，操作简单，存取方便。控制电路部分采用交流接触器传统方式，使运行安全可靠。设计采用可分组合，模块式安装，方便灵活，具备维护使用方便，造价低等特点PLC 可编程序控制器：PLC 英文全称 Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算
4、,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.当前，PLC 在立体车库控制系统中的应用如火如荼。例如，以 Visual Basic 6.0为开发工具，以 Windows 为操作平台，运用 HMI(人机界面)与 PLC 控制技术以及变频调速技术，实现立体车库存取车的自动运行，并对车库运行状况采取实时监控。这些已经代表了目前 PLC 在立体车库控制系统中应用的新技术。通过对现有各种停车设备的特点和使用条件的比较分析，并搜集整理用户在使用过程中的反馈意见，设计一套能够满足当今中国市场要求的，优质高效又比较经济的立体车库控制系统，是我一直追
5、求的愿望。限于学识基础，本文仅就立体车库的分类及基本结构作一简单介绍，并重点尝试进行了基于 PLC 的立体车库控制系统的设计。关键词:立体车库；控制系统；PLC 第 - 3 -页第 1 章 绪 论1.1 课题的研究意义随着汽车工业的发展，以及国家的经济型社会、节约型经济的政策、可持续发展战略等，决定了立体停车设备的发展和立体停车设施问题。近些年，立体车库市场有迅猛发展的态势，采用灵活的传输设备和物流线路以及可靠的控制系统是实现立体车库自动化的关键，立体车库应具备优越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度，管理人员数量少，便于防盗等特点，使立体车库管理进入智能化、科学化，一体化的智能管理阶段
6、。1.2 国内外的发展概况一、国外的发展概况国外发展立体车库较早的有日本、韩国、德国等国家。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。1960 年以后，立体车库逐年增多，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，日本在役的停车设备最多。目前全日本已经投入使用机械式停车位超过 300 多万个。韩国机械式停车设备行业是仿效日本起家的，发展历程比较平稳。20 世纪 70 年代为起步阶段，80 年代为引进阶段，90 年代为使用阶段。制造企业有近百家，由于受到政府的重视，年增率速度达到 30%, 20
7、00 年后为发展阶段，自动化停车设备随供应量的扩大得到迅猛发展。由于欧洲国家土地资源比较富余，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。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 OTTO WOHR 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。二、 国内及港澳台地区的发展及现状台湾地区在 20 世纪 70 年代初，公共和民间停车场 70%是地上和地下平面停车场。早在 1981年，日商即在台兴建完成第座垂改循环式停车塔，落十来来饭店的建筑体之中，1982
8、年生产出第一台双层式停车设务随着汽车的大量进口，使机械停车设备制造业得到快速发展，到 1996 年制造企业达到 600 多家，停车设备行业进入发展高峰阶段。但从 1997 年起，台湾房地产萧条，股市暴跃，停车设备行业出现滑坡，经过优胜劣汰后，行业进入稳步发展阶段。1984 年，北京有色冶金设计院的工程师们，在设计一个综合写字楼项目中，发现与其配套停车位难以解决，由此开始开发设计机械式停车设备。经过几年的努力，1988 年我国第一个采用二层升降横移式机械停，设备的地下车库在北京建成。两年后，位于中国石化总公司北京设计院院内，第一座竖直循环式机械车库建成。这两个机械车库的建成，揭开了我国机械式停车
9、设备行业的开篇，为解决城市停车难的问题开了新的途径。我国在 20 世纪 90 年代初开始研制和使用机械式停车设备。90 年代后停车设备的应用逐步推广，己经形成新兴的停车设备行业。机械停车设备技术在我国发展经过了三个阶段:第一个阶段为自主开发阶段，此阶段为行业发展初期，市场较小，因此种类较少，技术单一；第二阶段是技术引进阶段，为了弥补各自的不足，开始寻求合作，利用国外的成熟技术、国内的廉价的生产成本，加入到行业的竞争中；第三阶段就是消化与创新阶段，从 2003 年开始，市场竞争加剧，各企业为加强自身的竞争力，开始在降低产品成本，提高产品技术水平方面下功夫，对引进的技术，进行充分的消化与分析，并根
10、据国内的实际使用情况进行改造与创新，走上自主开发的道路。 第 - 4 -页目前，国内停车行业现状有如下特点:1品种规格增多，技术水平提高2市场覆盖率不断扩大3用户服务面扩大4出口量增加1.3 国内停车位需求量预测分析据国家统计局资料显示，随着我国顺利加入 WTO，轿车的家庭化，汽车工业得到飞速发展。2002 年以来，我国的轿车呈不低于 40%的高速增长态势，需要大量的停车位。各地方的停车位发展速度滞后于汽车发展速度，必然导致停车难。目前，停车难己成为大中城市发展的社会问题据有关部门统计，2004 年，我国城市汽车保有量已突破 1000 万辆，到 2010 年将达到 2000 万辆。数量如此众多
11、的汽车停放，导致停车难问题的出现，可见我们机械停车设备行业拥有巨大的商机和广阔的市场。机械式立体停车库与自行式平面停车场相比的优点：1节省土地:据了解，机械式立体停车库的占地面积约为平面停车场的 1/2 至 1/25，空间利用率比自行式停车库提高 75%以上，有效提高车位利用率。2造价低:机械式立体停车主要向垂直空间发展，占地面积少。机械式停车设备每个泊位投资约 210 万元，而建筑自行式停车场(库)每个泊位的造价约为 20 万元，所以总体成本低于同等规模地下停车库。3安全性能好:机械式立体停车库是自动停车和取车，杜绝人为因素，采用自动化智能控制，存取车方便快捷，对车辆的防盗性和防护性都很好。
12、另外，火灾隐患也大为降低。4可以免除采暖通风设施:运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。5使用方便:按设计要求，一般存取车时间不超过 120 秒钟，通常不可能出现存、取车排队的现象。6高环保性:机械式立体停车库内的车辆是车主熄火后由机械装置存入车库，因此车库内空气污染较低，还省去了大量的通风设备投资。诸多因素表明，我国立体停车产业与其配套产业目前正在成为潜力巨大的前途性产业。停车设备制造业面临千载难逢的发展良机，具有高科技、高安全性、高可靠性、高效率的机械式、立体停车库将具有巨大的发展前景。1.4 立体车库的分类国家质量监督检验检疫总局颁布的特种设备目录(国质检锅200431 号)中，把机
13、械式停车设备共分为九大类，代码 4D104D90,即:升降横移式(psh)，巷道堆垛式(pxd)、垂直升降式(pcs)、垂直循环式(pcs)、水平循环式(psx)、多层循环式(pds)、平面移动式(ppy)、简易升降式(pjs)、汽车专用升降机式(pqs)。1.5 车库选型机械式车库在设计和选择库型时首先应考虑以下因素:停车库的库容量、停放车辆的规格、停车库的存(取)车时间、停车库所服务的区域半径、车位周转率、管理与收费方式等，同时必须考虑土地价格、土建成本，设备投资以及投资回报率等因素。一般情况下，不同类型的机械式停车设备都有其独特的优点，只有正确选用，才能充分发挥停车设备的作用。一、立体车库的主要技术指标1适用车型大多数汽车都是按标准外形来生产的，根据汽车尺寸的不同，选择适用车型，设计时可采用标准车型尺寸，根据存取设备的运动精度在各个方向上加大安全余量，一般取 200-300mm,由此而算出停车车位空间。 第 - 5 -页2库容与库容利用率和存取时间利用有限的占地面积停放更多的车辆即库容最大是立体车库最根本的设计目标，同时尽可能缩短车库存取时间。二、车库选型各种机械式立体车库的特点及适用场合详见表 1-1。表 1-1 机械式
