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1、学 号：毕业设计说明书GRADUATE DESIGN设计题目：学生姓名：专业班级：学 院：指导教师： 2015年7月5日摘要摘 要随着我国汽车保有量的增加，许多城市出现停车难问题，停车难问题已经严重影响到了人们的日常生活。机械式立体车库可以有效的解决这个难题，是未来车库发展的大势所趋。本论文讨论了一种以直线电机作为横移机构的垂直提升式立体停车库的控制系统设计，旨在实现立体停车库的全自动、安全、可靠地运行。论文首先针对机械式立体车库的国内外发展状况、优缺点、主要的类型以及国内行业发展中存在的问题等进行了详细的说明。然后就垂直提升式立体车库进行重点介绍。包括立体车库的总体结构和运行原理，升降机构与
2、横移机构的工作方式以及自动控制系统的整体设计。论文重点研究了垂直提升式立体车库自动控制系统的硬件设计，综合各项因素，选定PLC作为控制系统的硬件方案，将用到S7-200，S7-300，变频器，通讯接口板等硬件设备。最后对垂直提升式立体车库发展中仍然存在的问题进行说明，并对立体车库未来的发展空间进行合理的展望。关键词: 垂直升降式立体停车库 ；直线电机直接驱动；PLC控制系统IAbstractAbstractAlong with the increase of the quantity of the car, many cities have the parking problem, the p
3、arking problem has seriously affected peoples daily life. Mechanical solid garage can effectively solve this problem, is the future of the general trend of the garage development. This paper discussed a linear motor as the shogging mechanism of vertical lifting type stereo garage control system desi
4、gn, to achieve three-dimensional car parking lot full automatic, safe and reliable operation.Firstly, the paper explains the development status, the advantages and disadvantages, the main types and the problems of the development of the domestic industry. And then focus on the vertical lifting stere
5、o garage. Including the overall structure and operational principle of stereo garage, lifting mechanism, and a shogging mechanism and automatic control system for the overall design.The emphasis of this paper is to research the automatic vertical lifting type stereo garage control system hardware de
6、sign, the comprehensive factors selected PLC as the control system hardware design, will use the S7-200, S7-300, inverter, communication interface board hardware equipment.At last, the problems in the development of vertical lifting stereo garage are explained, and the future development of stereo g
7、arage is reasonable.Keywords: Vertical lift type solid stop; Linear motor drive; PLC control system communication protocol目录目 录摘 要IABSTRACTII第1章 绪论11.1机械式立体停车库研究的背景和意义11.1.1机械式立体车库的国内外的发展状况11.1.2国内机械式立体车库的发展状况21.1.3机械式立体车库的特点41.1.4机械式立体停车库的主要类型51.2.课题的研究思路和主要研究工作71.3本章小结7第2章 机械式立体车库的结构和运行原理92.1垂直提升式
8、立体车库简介92.2垂直提升式立体车库的总体结构92.2.1 结构框架部分102.2.2升降装置102.2.3 横移机构122.2.4 载车板142.2.5 旋转托盘142.2.6 安全保护装置142.2.7消防系统152.2.8 监控系统152.3垂直提升式立体车库运行原理162.3.1车库的存取车流程162.3.2垂直提升层定位和横移定位原理172.3.3提升机构速度的控制182.4 本章小结19第3章 垂直提升式立体车库控制系统的硬件方案203.1控制系统的设计要求203.2硬件系统的方案203.3控制系统的硬件组成223.3.1 S7-300 PLC233.3.2 S7-200PLC2
9、63.3.3 变频器273.3.4 光电传感器283.3.5上位机293.4本章小结30第4章 总结和展望31参考文献32谢 辞33III第1章 绪论第1章 绪论1.1机械式立体停车库研究的背景和意义随着我国国民经济的快速发展以及城镇化水平的不断提高，汽车作为最普遍的交通工具已经成了人们日常生活中必不可少的一部分。由此带来的私家车数量急剧上升，截至2014年11月27日，全国民用机动车保有量达2.64亿辆，其中汽车1.54亿辆，平均每百户家庭拥有25辆私家车；驾驶人达3亿人，其中汽车驾驶人2.44亿人。驾驶人数量位居世界第一，汽车数量仅次于美国居第二位。这使得一些城市出现严重的交通拥堵，特别是
10、车流量较大的地区，“行车难”等诸多问题逐年加剧，而“停车难”在近几年“寸土寸金”的时代就更为突出。汽车停车场建设滞后导致国内的静态交通基础设施严重落后于动态交通基础设施，停车困难的问题已逐渐成为影响和制约城市建设以及经济发展的重要因素。业内人士认为，停车用地问题涉及城市规划、建设、市政、环保、公安交管等多个部门，是个巨大的系统工程。因此，单靠一个简单的措施并不能解决城市停车难的问题。要解决停车问题，关键是要充分发挥地下停车场的作用，同时更为重要的是要向建设立体停车设备方向发展。停车设备建设是汽车工业和城市发展的基本条件之一，停车设备本身也是城市交通战略和城市道路产业政策不可缺少的组成部分，对于
11、确保安全、流畅的交通环境，整洁优美的生活环境以及保持社会的安定起着重要的作用。作为解决这一问题的有效措施先进的机械式立体停车库，集机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等多种技术于一体，实现了地面停车向空间的扩展，具有节约空间、自动化操控、安全可靠、建设成本低、配置灵活等优点越来越受到人们的青睐。机械车库与传统车库相比，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。传统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，而对处于市区繁华地带的大酒店来说，垂直提升式立体车库的层数能达到数十层，高度能达到几十甚至上百米
12、的大容量，高空间利用率可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。1.1.1机械式立体车库的国内外的发展状况机械式立体停车是解决各大城市停车难问题的有效途径，最早起源于欧美国家。1920年，美国建成第一座机械升降式车库，50年代以后，随着私人汽车的大量出现，美国、西欧的国家相继发明了多种形式的立体车库。德国和意大利等- 1 -欧洲国家对停车设备的开发和生产较早，较好的有:意大利, Inter park、德国Pall:等，优势主要在于巷道堆垛类的产品。由于欧洲国家土地资源比较富余，人口不是特别的多，所以停车问题不是很突出，因此立体停车设备的应用不是很广。产品形式多为巷道堆垛式，多层升降横移
13、式车库的应用也很好。 由于土地资源紧张在亚洲某些国家的表现比较突出，日本是个小岛国，其立体停车库的建设十分的发达，立体停车库在日本各个城市随处可见。日本大约从50年代中期开始从事机械停车设备的开发、生产、销售和服务，至今己有四十多年的历史了。近年来在日本的许多城市里，可用来建设停车场的空地很少且价格昂贵，所以能最大限度利用空间的机械式自动化停车库得到迅速发展。1962年日本研制出了第一台自动立体停车设备(包括机械式停车设备、自动停车管理收费系统、停车导航系统、出入口控制设备、读卡机及停车管理工具等等)，与此同时，日本还开发了二层、三层及多层多列式立体车库。根据日本政府调查统计，60年代末，仅首
14、都东京就建成了各种形式的机械化汽车库达40座。到了1983年，全日本共建成机械式车库25434座，共19.1万个车位，到1991年底，日本建造的机械式立体停车装置有12万多台，可容车73万辆，建造的装配自行式立体停车场近900座，可容车20多万辆。从90年代起日本政府每年投入运行的机械式立体停车位都在10万以上，目前在全日本投入使用的机械式停车位超过300万个。现在日本在停车场(库)的技术研究与开发、制造、管理等方面的水平都处于领先地位，所建成的立体停车场的数量和其容车量也居于世界前列。如今，立体车库在西欧、东南亚、韩国、日本都得到了广泛的应用，形成了一个包括制造、安装、使用和维修的行业体系。
15、目前在日木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装置的公司约有130多家，比较大的公司有三菱重工业、石川岛播磨重工业、日精、新明和工业、昭和起重机制作所等株式会社。另外还有一些公司专门生产停车场用的辅助设备(如停车场管理系统、收费系统等)。德国和意大利等欧洲国家从事停车设备开发和生产也较早，较好的公司有:意大利，德国的Pall等。由于欧洲国家土地资源比较富余，停车问题表现不很突出，停车设备应用量不是很大。韩国的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年代开始进入供应使用阶段。由于韩国政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，近几年泊位增长速度都在30%左右。1.1.2国内机械式立体车库的发展状况台湾相对于大陆应用机械式车库比较早，台湾在20世纪70年代初，公共民间停车场70%是地上和地下平面停车场，机械式停车库仍是鲜为人知。1980年台湾引进本“旧精”技术，建成了第一座垂直循环式停车库。1982年生产出一台双层式停车设备。1991年，制造企业达到了35家。90年代初，随着汽车大量进口，使机械式停车设
