升降横移式立体车库车辆入库管理PLC控制毕业论文徐长江修改_Word文件下载.doc

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指导教师：

王燕

摘要

随着我国经济的飞速发展、汽车拥有率的迅速上升，城市停车难问题不断恶化，而作为解决城市停车难的有效措施—立体车库，以其占地面积少、停车率高、布置灵活等优点，越来越受到人们的青睐。

智能立化体车库以其操作方便、安全可靠、高效低耗等优点，正受到在国内外的关注。

本文主要以升降横移式智能立体车库为研究对象，对其进行控制系统研究与设计。

升降横移式智能立体车库利用托盘左右移位产生垂直通道，实现车位升降存取车辆。

本系统中充分利用PLC可靠性强、性价比高、扩展性好、操作方便，适于频繁启动和恶劣环境的特点，本文中分别采用三菱公司FX-2N型PLC和西门子S7-200型PLC作为控制系统的核心，采用组态王工控组态软件对PLC进行控制实现车辆的存取。

在系统中，PLC作为控制器直接控制车库运行，工控机作为上位机通过网络通信监视整个车库的运行状态，实现车库的安全运行和管理。

本文详细介绍了车库的PLC控制系统和监控系统，给出了控制系统组成和存取车流程图，系统具有友好的人机交互界面，控制灵活，系统的安全性和可靠性高。

关键词:

立体车库控制系统PLC人机界面

目录

第一章绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2自动化立体车库主要结构组成和类型 2

1.2.1自动化立体车库车库类型及特点 2

1.2.2升降横移式立体车库主要结构组成 3

1.3设计的主要目的和意义 3

1.4本设计主要完成的工作 4

第2章车库控制系统的分析与研究 5

1.1计算机控制类型 5

2.2升降横移式立体车库运行原理 6

2.3 立体车库控制系统的组成 7

2.4车库模型仿真软件的选择 7

2.4.1组态王组态软件简介 8

2.4.2组态王软件系统要求 10

第三章PLC的研究及在车库控制系统中的应用 10

3.1可编程控制器 10

3.1.1可编程控制器的简介 10

3.1.2可编程控制器的组成及控制原理 11

3.1.3PLC的编程语言 12

3.2车库模型的分析研究 13

3.3PLC的主要性能指标和选型 16

3.4PLC的应用系统的软件设计流程 17

3.5PLC在控制模型中的I/O分配及流程、编程思路 19

3.5.1I/O的分配 19

3.5.2 PLC流程、编程思路 20

第四章基于组态王对车库控制系统的应用研究 23

4.1基于组态王仿真实现的意义 23

4.2组态王软件研究分析及工程画面的实现 23

4.3组态王实时数据库的研究 25

4.3.1数据对象的类型 25

4.3.2车库控制系统数据库的研究及构造 26

4.4工程画面的连接及图画仿真研究 27

4.5控制系统控制流程的研究 29

4.5.1命令语言简介 29

4.5.2命令语言和内部函数 29

4.5.3命令语言的编辑 29

4.5.4组态中车库控制流程、编程及调试 30

第五章总结及展望 32

5.1设计总结 32

5.2课题展望 33

致谢 34

参考文献 35

附件 37

50

第一章绪论

1.1课题研究背景及意义

随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，世界各大中城市汽车的拥有量急剧增加，中国汽车市场未来发展趋势预测报告中显示，从世界汽车市场排名前7位的国家来看，唯独中国市场需求量逐年增长，以每年5%的速率增长，曲线斜率很高;

其他6个国家的需求量都是平行的，基本不增长。

车辆的增加，交通拥挤所造成的商场、酒店车位限制，使得车主为停车而发愁，扩展停车场引起人们的广泛关注。

普通露天停车场和建筑物下的停车库虽然停放方便，但占地面积广，且停车数量有限，尤其是土地价格突飞猛进增长的今天，投资商不得不考虑土地占用的成本，为了充分利用立体空间，规范和科学管理汽车的停放，建造智能立体车库已刻不容缓。

目前，在国内一些经济较发达、人口密度较大的城市中，己经着手开发推广立体停车库。

立体车库占用土地少、充分利用空间，缓解了城市中道路空间小的矛盾，又适应了城市高节奏快速发展的需要，更重要的是顺应社会的发展，减少了污染，为城市向更大规模发展提供有利的条件。

科学技术的不断的发展，控制技术的不断提高，立体车库对智能化和规模化的要求也越来越高。

最初的简易二层立体车库采用电机与链条直接驱动的方式，发展到今己经用计算机全自动化控制的升降横移、巷道堆跺、旋转式等立体车库，车库的车位也随着从几个发展到今天的几百个甚至达到一千个。

同时提高立体车库的可靠性和经济效益，在设计与制造立体车库时，要考虑的影响因素越来越多，越来越复杂。

比如大型的智能化升降横移式立体车库在设计与建造过程中考虑要受到车库容量、现场土地面积与空间、车辆存放效率、土地价格、立体车库总造价、周围的车流量等众多因素的影响。

这就使得需要对在车库设计中选择何种合理的设计方案进行必要的研究，以期采用合理的设计方案降低立体车库的成本。

国外对大型自动化立体车库设计方案研究己经日渐成熟，对各种门类的立体车库已经采用系统化、模块化设计，充分利用CAD技术，使得设计时设计者可以给出经济合理的设计方案，这也有利于规模大型化、功能复杂化的智能立体车库产品质量的提高和成本的降低。

在我国对立体车库设计方案的合理性研究还处于起始阶段，特别是由于智能化立体车库的发展在我国还是刚刚起步，对该类型的立体车库设计方案的研究虽有一些成果，

但还有许多不足。

我国的机械式停车库技术发展比较晚，大部分还沿用着日本80年代的技术。

随着我国经济的飞速发展，轿车拥有量的迅速膨胀，机械式车库的现有功能已不能完全满足于人们的要求。

现有车库技术的不足主要表现在:

取车时间比较长，智能化程度比较低，安全程度不够，设计型式比较陈旧。

上海和北京等地现有的许多高质量的立体停车库，都是运用大量的外汇从国外进口的，并且售后服务也得不到令人满意的保障。

为了打破这种依赖进口的格局，打出具有自身特色的车库产品，就得要在原有技术上有重大突破，从而带动国内车库行业的发展。

因此，对升降横移式智能化停车库的研究显得尤为重要。

随着微电子技术、通讯技术、控制技术的迅猛发展，计算机更加广泛的进入工业控制的各个领域，并正发挥着越来越重要的作用。

计算机技术在车库系统中的应用，可使设施集自动化、系统化、综合化为一体，提高立体车库的中存取车辆的速度，提高立体车库工作的可靠性。

利用计算机进行实时控制和管理车库运行成为发展趋势，降低车库的投资成本，实现无人化管理，增强车库的智能化程度，将会对我国立体车库的发展起到很好的推动作用。

1.2自动化立体车库主要结构组成和类型

1.2.1自动化立体车库车库类型及特点

根据立体车库的修建位置及在空间伸缩方向的不同，立体停车库的主要类型有:

升降横移式，垂直升降式、巷道堆垛式和地下停车场等。

它们的类型众多，设计各有不同，库容量变化比较大，可满足不同用户要求。

但它们都具有建筑面积小，停车层数多，地上和地下空间利用率高的优点。

停相同数量车的情况下，在车辆流量大的繁华地段建一座立体停车库比建一地面停车场节省将近50%一70%的投资。

严格的车库管理还保证了车库运行的安全性和可靠性，为存车人提供了最大的方便，存车人只需把车开到指定位置，下面的事都可由车库控制系统来完成。

升降横移式:

多层升降横移式立体停车库采用卷筒、滑轮和钢丝绳进行升降，在整个机构中有交流减速横移电机和升降电机、钢丝绳、停车位框架、搬运器和横移导轨等。

它的运行原理是取上层车时，将下层车板移开留出空位。

该设备下层为左右横移，上层为上下升降。

升降横移式立体车库如图1-1所示。

图1-1升降横移式立体车库图

（2）垂直升降式:

也就是电梯式结构，一般以两辆车为一个层面，中间部分是升降机，左右两旁是车架。

工作原理是:

用升降机将车辆或载车板升降到指定层，然后用安装在提升机械上的横移机械将车辆或载车板送入存车位;

或是相反，通过横移机械将指定存车位上的车辆或载车板送入升降机，升降机降到车辆出入口处，打开库门，驾驶员将车辆开走。

如图1-2所示。

（3）巷道堆跺式:

它的工作原理和堆跺式自动化仓库很相近，升降机构可以上升和水平移动，在运行到停车位时，通过伸缩机构的伸缩，完成在车架上存取车工作。

图1-2垂直升降式立体车库

（4）地下停车场:

它是为宾馆，商厦等原有的停车场专门设计的，原有的停车场一般只能存放一层车辆，经过改建加上专用设备后，可放置上下两层车。

有些地下停车场本身是专门设计与环境协调的立体自动化车库。

其它的立体车库还有垂直循环类停车设备、水平循环类停车设备、简易升降类停车设备等。

垂直升降式特点:

占地面积少，耗能低，但是智能化程度最高，对地基，消防要求很高，车位造价高。

巷道堆跺式特点:

低噪声、低耗能、智能化程度高，等待时间长，进出口少。

水平循环式特点:

结构简单，但是占地面积大，目前应用较少。

多层升降横移式立体停车库（如图1-1所示）是中小型车库的一种典型机电一体化产品，与其它车库相比:

它属于中低密度经济型停车库，规模可大可小（从2层到6层）;

对场地的适应性较强、可同时移动多个车板，提高了工作效率，减少了运行时间;

控制系统采用可编程控制器（PLC），操作管理简便明了，易于操作维护。

总之，结构简单，柔性好，启动平稳，噪声小，且安全可靠、同一层的车位移动独立，可以自由动作，并且动作时间短，是升降横移式立体车库最大的优点。

根据场地大小及客户需要，该设备可实现2-6层的多车位设计。

由于占地面积小且动作灵活、易操作、造价低，因此是公司及单位在建造立体停车库时的理想选择。

以三层三排存车为例，可存车7辆，且占地面积仅有20m，左右。

另外，目前国内售价在每车位3.5-5万元，而我国的车库行业刚刚起步，汽车，尤其是轿车正逐步走入家庭，购车与停车的矛盾己逐渐变大，立体车库正是为克服这一矛盾走向市场的。

根据专家建议，我国目前的机械式立体停车库价格应在6万/车位以下，最好在4万/车位以下，而升降横移式停车库正好适应这一价格定位。

因此以“安全、快速、经济”著称的升降横移式立体车库，已成为一个新的“热点”。

目前采用这类设备的停车库被普遍看好，具有良好的市场前景。

1.2.2升降横移式立体车库主要结构组成

升降横移式立体车库主要由三部分组成:

机械部分、电机驱动部分和控制管理部分。

（1）机械部分:

由车架、起升结构和双向平移结构组成，它是车库的主架。

（2）电机驱动部分:

由多个电机组组成，由它来带动平移机构和升降机构的运行，完成搬运器的上下和左右移动，以完成