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1、扬州工业职业技术学院2021 2021学年第 二 学期毕业设计课题名称： 基于PLC控制的垂直升降式立体车库系统设计时间： 系 部： 电气与信息工程学院 班 级： 电气自动化 姓 名： 指导教师： 基于PLC控制的垂直升降式立体车库系统电气自动化【摘要】 本文将西门子300系列PLC作为主要控制器来进行垂直升降式立体车库结构设计，以及软硬件设计。垂直升降式立体车库解决了现代私家车停车难的问题，缓解城市土地资源，同时也使车库更加追随现代化，本文主要研究的是垂直升降式，这时目前比拟流行的，采用基于PLC S7-300西门子编写子程序，实现根本的存取功能，过载保护等等，使得车库的控制系统更加平安可靠
2、。【关键词】: 立体车库； 垂直升降式； 西门子S7-300； 控制系统；Vertical lifting type stereo garage system based on PLC controlAbstract: In this paper, the SIEMENS 300 series PLC as a controller to carry out vertical lifting three-dimensional garage structure design, as well as hardware and software design. Vertical lifting s
3、olid garage solves the modern car parking problem, alleviate the city land resources, but also to follow the garage more modernization, this paper mainly studies the vertical lift, then popular, based on PLC S7-300 (SIEMENS) write subroutine, the realization of the basic functions of access, overloa
4、d protection and so on. The garage control system more safe and reliable.Key words: vertical lift type; three-dimensional garage; PLC; control system 目 录第一章 绪论11.1选题背景以及研究意义11.2 开展史11.3 开展现状21.4 本课题研究任务2第二章 方案论证42.1 控制器种类选型42.1.1 单片机优缺点42.1.2 PLC优缺点42.1.3 总结42.1.4 结构框图4第三章 硬件电路53.1 电源53.2 PLC局部53.3
5、电机局部53.4 信号检测局部53.5 工作原理流程图53.6 总电路图6第四章 S7-300指令系统及其编程84.1 STEP 7的指令结构介绍84.2 输入输出地址分配84.3 程序设计9第五章 调试175.1 PLC仿真175.2 调试结果分析25第六章 总结26第七章 致谢27参考文献28第一章 绪论1.1选题背景以及研究意义改革开放以来,中国工业加速开展,并且汽车行业也随着经济开展而开展,伴随社会的快速开展,人们的物质要求也随之提高,汽车逐渐成为人们生活中的一局部,随着汽车保有量的提高,车位不够用,停车难,成为人们高品质生活的绊脚石,因为经济开展起来带动汽车开展的同时,如果没有更多的
6、资源土地给我们提供开展的条件,那开展的即使再快也是徒劳的,就像吃饭吃到饱,假设再给你同样多的饭你还 能吃得下吗,着说的就是承受力不够,如今的停车位大多数为地下停车场,占用土地资源面积大不说,而且价格还不廉价,即使这样,还有的人将车停在自家门前的路上,这就会大大提高交通事故的产生,在未来的中国开展中,汽车成为更多人们的代步工具,停车设施场所也因此变得尤为重要,所以我们要重视停车难的问题,并且大力加强停车根底设施的建设。1.2 开展史经过查阅相关资料过后，发现立体车库这个概念以及实物车库出现在十八世纪二十年代，这个车库一直到2005年才被拆掉，取而代之的是一座高达49层的高级公寓大楼，这个车立体车
7、库存在将近100年。刘玉恩，应该是国内首位提车开展立体车库不占多地面积的人，有通行架，可以在停车的同时其他车辆也可以正常通行；设置在通行架上的立体车库，其为多层，每层上至少有2个车库；下面是这种最早立体车库的结构：纵向升降机是用来连接车库与通行架上的汽车，汽车可以驾驶走上通行架，然后再由升降机运到停车库；横向移动架是将车辆可以在车库内横向平移；推举式交换机 可以将车辆停放到车库，也可以取出车库；控制机构是其控制存放或取出车辆。 私家车出现过多，导致了现有的停车设备不够用，大多数私家车都放在了街道上，有的放在人行道上，只是什么原因呢，这是国家开展繁荣导致的，这虽说是个好现象，但是这个问题必须要解
8、决。国内的立体车库的实例很少，但是在国外就多了，就拿日本举个例子，日本在七八十年代就有个这项技术，而且这项技术运用的很成功。我国在九十年代初就开始研究立体车库备，到现在也有十余年的历史了。现在小区建的车库与小区的住户数的比例为1：1，像一家就只能有一台车，而且局限性很大，开发商为了缓解这个矛盾就可以采用立体车库来解决这个矛盾，并且这个决策被广阔小区的居民所接受。 1.3 开展现状立体车库在我上高中的时候还没有知道有这种车库，可以见得，立体车库在我国开展将有着巨大前途，我国汽车工业正在蓬勃开展，随着用地越来越紧张，立体车库的建立将成为朝阳产业，但是由于立体车库最近几年才刚刚兴起，像在技术上存在着
9、许多问题，大多数技术还要靠国外的技术，不能自己研发制造，还有一些平安等等一些列问题都不能够有效地保障。当然，现在又好多人也都不知道还有立体车库这个概念，所以要加大宣传力度，给现代人一个适应的过程，对于立体车库的建造有些人支持当然也有些人反对，支持的人大多数都是老司机，车技熟练的，反对的当然就是那些新手了，因为停在立体车库上的技术要远高于在地面上停车的技术，这一点就足够让新手司机头疼了。还有一点，那就是拥有私家车的人经常把车停在自己小区的门口或者是任何空着的地方，这些坏的习惯已经很难改变，虽然有一些标牌铭文规定不许停车，但由于这些习惯的养成，人们在短时间内很难改变。因为好多人觉得大街啊，空着的地
10、方，都是公共的地方谁想停就可以停，认为这是无所谓的事情，又空着的地方不停，停在车库里的话费时间不说还费事，像停在空着露天的地方方便太多了。最后一点，也是最重要的一点就是我们刚刚谈论的是有私家车的人们，自然还有一些没私家车的人们，自然有人会想，这建立体车库关系到没有司机车的人什么事，当然有事了，有好多有私家车的人喜欢把车停在路边的人行道上，这不仅阻碍了路人的行走还容易造成交通事故，对人们造成不必要的损失。还有一些人对于立体车库不赞同的就是不愿意将自己的车本高高挂起，总是不放心，怕设备不牢固。 所以将这些问题适当解决对于立体车库的开展很有帮助。1.4 本课题研究任务选用西门子PLC300系列，设计
11、出完整一套子程序，并且平安可靠以及存取方便的特点，由于本人设计的能力有限，所以选择三层六车位。如图1-1所示。图1-1 车库结构图控制面板上位机的画面如图1-2所示。图1-2 控制面板上位机画面第二章 方案论证2.1 控制器种类选型2.1.1 单片机优缺点：优点：廉价，本钱低。缺点：主板工艺复杂,布局讲究,电子元器件要求的环境质量高,开发周期长,整个制作工序下来,要很长一段时间2.1.2 PLC优缺点：优点：经过长期开展,环境要求不苛刻,质量好,便于检测维修,易于开发缺点：本钱相对单片机要高2.1.3 总结：立体停车库正常工作的温度：室内停车设施正常运行的温度要求是-540，一天内的平均温度要
12、求是低于35;相对湿度是低于50%。室外停车设施正常运行的温度要求是-2540 ，一天内的平均温度要求是低于35;鉴于环境要求，以及综合原因，所以选择PLC更可靠平安。2.1.4 结构框图：垂直升降立体车库的结构构成如图2-1所示。图2-1垂直升降立体车库结构图第三章 硬件电路3.1 电源：使用380三相交流电，3.2 PLC局部：采用S7-300的314C-2-DP型可编程序控制器；如图3-1所示。图3-1 S7-300的314C-2-DP型可编程序控制器3.3 电机局部：使用一台双绕组6极的电动机和一台24极的电动机，两台交流的点统计的频率为11.24KW，两台电动机一台用来控制车辆的入库
13、，另一台那么用来出库，入库就是电机上下移动，出库那么是左右移动，启动的方式采用直接启动。3.4 信号检测局部：全部采用传感器检测系统运行过程中的状态3.5 工作原理流程图 车库存车流程图如图3-2所示。图3-2 车库存车流程图车库取车流程图如图3-3所示。图3-3 车库取车流程图3.6 总电路图采用26个输入点，8个输出，除了CPU以外再加一个数字量输入模块，硬件接线图如图3-4所示。图3-4 硬件接线图第四章 S7-300指令系统及其编程4.1 STEP 7的指令结构介绍一个标准的STEP 7包不是一个单一的程序，而是由一系列的应用构成，例如管理器和各种组件的编辑。 符号编辑器是编程和调试的
14、重要组成局部，编程之前，我们需要设计在符号表中分配编辑器中输入良好的输入和输出地址，也就是在创立一个符号表，这样，对于以后的调试、修改，提供更方便的环境。4.2 输入输出地址分配根据需求，对立体车库的PLC控制对输入/输出地址进行分配，如图4-1所示。图4-1输入/输出地址分配表4.3 程序设计存取车时所用到的自锁按钮，当车停好后按钮自动复位；程序如图4-1所示。图4-1存取车时所用到的自锁按钮，当车停好后按钮自动复位存车时所用到的自锁；程序如图4-2所示。图4-2存车时所用到的自锁取车时的自锁，以及与存车进行的机械互锁；程序如图4-3所示。图4-3取车时的自锁，以及与存车进行的机械互锁“确定按钮的自锁；程序如图4-4所示。图4-4 “确定按钮的自锁升降点击的启动与互感器的联动，以及速度传感器还有载车版传感器的联动；程序如图4-5所示。图4-5升降点击的启动与互感器的联动，以及速度传感器还有载车版传感器的联动各个传感器工作时的输出与指示灯形成电气互锁；程序如图4-6所示。图4-6各个传感器工作时的输出与指示灯形成电气互锁外侧传感器动作横移电机停止，内侧传感器动作横移电机启动；程序如图4-7所示。图4-7外侧传感器动作横移电机停止，内侧传感器动
