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1、江苏大学本科毕业设计（论文） 停车场自动化设计立体停车库控制系统设计毕业论文目 录摘 要 1第一章 绪论3 1.1 立体停车库产生的背景3 1.2 立体停车库3 1.2.1 立体停车库概述3 1.2.2 立体停车库的意义4 1.3 立体停车库4 1.3.1 立体停车库的概述4 1.3.2 立体停车库的分类及特点4 1.3.3 目前存在的问题及研究的意义6 1.3.4 可编程控制器概况6 1.4 论文研究内容9第二章 硬件电路设计10 2.1 系统的基本要求10 2.1.1 机械传动系统102.1.2 传动系统10 2.2 C P U 的选型11 2.2.1 CPU单元设计11 2.2.2 分类
2、介绍122.3 控制回路设计132.4 流程图152.5 模拟电路15第三章 软件设计183.1 P L C 工作原理183.2 Step7-Micro/WIN32 编程软件简介183.3 Step7 程序结构203.4 P P I 连接213.5 立体停车库的程序设计22 3.5.1 设计中用到的指令介绍22 3.5.2 梯形图流程举例23第四章 结 论26致 谢27参考文献28附录： 梯形图及语句表30第一章 绪 论1.1 引 言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30-40年的历史，无论在技术上还是在经验上均已获得
3、了成功。我国也于90年代初开始研究开发机械立体停车设备，距今已有十年的历程。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。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。 机械车库
4、与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，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。1.2 立体停车库产生的背景1.2.1 我国汽车业的发展形势随着社会的发展，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
5、的高速发展为汽车工业的振兴注入了强劲的动力。据中国汽车工业协会公布的数据表明，1997年全国汽车保有量为1100万量，其中轿车400万辆，当年轿车生产量48.2万量，微型车生产量38.2万量，1998轿车生产量50万量，1999年55万量，2000年57万量，2002年中国汽车产量达到了325万量，比上年增长38%，全球排名由2001年的第八位上升至第五位。随着中国加入世贸、十六大的顺利召开和政府平稳过渡、2008年北京奥运会、2010年世界博览会等重大盛事的影响，以及内需的进一步拉动和“费改税”等政策的驱动，我国的汽车工业仍将具有很大的发展空间并将继续保持快速平稳发展。国务院发展研究中心在一
6、组中国汽车产业增长潜力与外部环境的研究课题中提出的预测：目前中国家用轿车的保有量为489万辆，到2010年将增加2倍，达到1466万辆，到2020年这一数字再增加4倍，达到7200万辆。届时中国各种汽车的总保有量将达到1.15亿辆，是美国今天汽车总保有量的一半。而2010年、2015年、2020年家用轿车的市场需求量，分别是501万辆、913万辆和1584万辆。其后，中国将全面进入汽车社会。1.2.2 我国城市的停车难问题据专家统计，中国在2005年或2006年达到了汽车进入家庭、汽车大幅度增长的起爆点。我国大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
7、，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。“十五”期间，国家鼓励轿车进入家庭，随着城市居民汽车普及率的大幅提高，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，许多大城市为了解决这个问题，都提出了住宅小区停车位的供应以配建为主，并都制定了新的建筑物配建停车设施标准，如南京普通住宅小区每户的停车位由原来的0.2调整为0.3-1.0个，无锡市住宅区配建停车位标准提高到0.8-1.2个，合肥市住宅区配建停车位标准提高到0.5-1.6个等，但我国大城市普通住宅区以及老城区以前建立的住宅区大部分都没有建停车场(库)，也不会有太大的地方和空间来建大型停
8、车场，也就无法满足住宅小区内广大居民的停车需求。为此停车问题也就逐渐成为大城市的一个大难题。城市中有限的地面面积已经无法提供足够的停车车位，于是向空间发展成为解决当前问题的一条重要途径。立体停车库就是在这种背景下发展起来的。1.3 立体停车库1.3.1 立体停车库概述立体停车库系统是利用自动化、机器人、计算机通信等高新技术，自动而可靠的完成汽车的存取，并把多个立体停车库集中起来管理，形成一个立体停车库群统一体系的智能化、立体化物流系统。立体停车库具有占地面积小,使用操作简单、灵活，安全可靠等诸多独特的优点，决定了其在寸土寸金的大都市中有着不可替代的存在价值。随着汽车的急增致使城市停车难问题不断
9、恶化,而作为解决城市静态交通的有效措施向空间、向高层发展的自动化立体停车设备,以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。1.3.2 立体车库分类及特点城市停车场可分为自行式停车场和机械式停车场,机械式停车场又分为全自动和半自动两种类型,目前最常见的是机械式立体停车库。根据机械停车设备的构造及其工作原理,机械式立体停车库主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式、垂直循环式、水平循环式、多层循环式、平面移动式、简易升降式、汽车升降机等九种类型。目前主要有升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式等三大类最常使用。列举了这几种主要类型：(1)垂直升降式。垂
10、直升降式汽车停车库主要是通过载车台的垂直升降实现存取车的。车库中部为升降机构，左、右两部分分为车库架。存车时，车开到升降台中部的托盘上，升降机构带动车和托盘一起上升，到达指定层面时，升降台停稳，升降台上的伸缩机构通过横向伸缩把手和托盘搁放在空车架上，取车情况和此类似，但运动方向相反。特点：整个存车库可多达20-25层，即可停放40-50辆车，占地面积不到50平方米，空间利用率最高。适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。在停车设备的市场份额约占3-4%。不足点：整体结构设计不科学，力学结构不合理，二层以下可以，三上升降运行时摆动幅度过大，风力过大时发生摇晃，连设计人员自己都担
11、心，留有巨大的安全隐患，是停车设备需要技术改进的产品，否则将被淘汰。(2)升降横移式。特殊设计的结构，通过升降和横移操作实现停车取车，以三层横移式为例来说明其操作过程。一层放车托盘只能平移和上升，二层托盘可平移也可升降，三层只能下降与平移。一层车位在地面，车可以直接进出，停放在一层可以上升至二、三层；二层车辆出库时，先下降到一层所空车位，再出车库；停在三层的车出库时，先左右平移一、二或三层车位，空出向下移动所需车位，使得三层所停车辆通过空位下到一层，再出库。升降横移式立体停车库主要是由框架结构部分、载车板部分、传动部分、控制部分、安全防护装置五大部分组成。特点：由于型式比较多，规模可大可小，对
12、地的适应性较强，因此使用十分普遍。钢结构部分、载车板部分、链条传动系统、控制系统、安全防护措施等。在停车设备的市场份额约占70%。不足点：每组设备必须留有至少一个空车位；为链条牵动运行过程不具有防止倾斜坠落功能。(3)巷道堆垛式。其工作原理和堆垛式立体自动化仓库存取货物很接近。升降机构可上下及水平移动，在运行到存车位置时，伸缩机构伸缩，从车架上取放车。特点：巷道堆垛类立体停车库设备是20世纪60年代后欧洲根据自动化立体仓库原理设计的一种专门用于停放小型汽车的立体停车设备。是一种集机、光、电、自动控制为一体的全自动化立体停车设备，它的出现解决了人们希望解决的大型自动化停车难题；全封闭车库，存车安全等特点。巷道堆垛式立体车库适用于大型建筑停车库或地下停车库。在停车设备的市场份额约占3-5%。不足点：设备结构复杂，没有完善的闭锁和监测系统，采用足够的安全措施和消防系统，相对比较故障率高。最远车位一般一次取车需2分钟，高峰取车时间依次取车时间过长，依次取车第20辆约需30分钟以上，实用性差，因此有的用户开始改造。与自行式停车场相比,机械式立体停车库有以下优势：(1) 节省占地面积,空间利用率高；(2)使用方便,操作简单；(3)易于安全管理；(4)节能、环保,改善市容。1.3.3 目前存在问题及研究的意义虽然我国停车设备行业得到了快速发展，但与停车位需求的比
