某立体车库监控系统本科毕业设计文档格式.docx
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Three-dimensionalgaragecontrolsystemdesignisinordertobetterprovideyouwiththeparkingsituation,itisanemergingindustry,tograduallyalleviatetheurbantrafficproblems,andparkingdifficultproblem.SystemUSESPLCprogrammingsoftwareandkingview.Therelevantsoftware,simpleoperationsimulationcaroperationpanelaccessprocess.Controlpartadoptscommonelectricalwiring,Moreclosetoreality,hasthecertainapplicationvalue.
Three-dimensionalgaragecontrolsystemdesignincludesthedesignofthehardwarepartandsoftwarepartofthedesign,consideringthethree-dimensionalgarageparkingsituations,usingphotoelectricsensorandtimelyfeedbackofparkinginformation,usingPLCtocontrolthecapsulesandliftingequipmentforsystemoperation.Kingviewdesignistheneedtomaketheparkinggarage,takecarsimulationcondition,usethecommandlanguagecanwritetodemonstratetheprocessofparkingthecar.
ThemitsubishiPLCprogrammingsoftwareandconfigurationkingversion6.55monitoringsoftwareprogrammingandsimulationofcar,car,settheentranceguard,serialnumber（informationmanagement）,makesomefeasiblemeasures.
KEYWORDS：
Stereogaragemonitoringandcontrolsystem,kingview，programmablelogiccontroller
4.5组态王设计22
前 言
以前，人们多是采用传统的停车方式，既浪费土地资源，又不利于可持续发展，立体车库是一种新兴的行业，但它的发展是相当迅速的。
立体车库用最少的占地来停最多的车，并且保障泊车，取车进程的安全性，可靠地方便了人们的生活。
解决了小区内乱停车和占用公共通道的问题。
问题的提出：
1.普通的停车场车位比较满，价格一般也比较高。
2.立体车库占地面积小，方便可靠
3.立体车库的设计更加的方便了人们的生活，解决了一些静态交通的问题
现状：
我国的立体车库起步较晚，发展较为迟缓，但这的确是一种方便的停车方式，实现了相对的自动化，存车取车都相对方便。
研究的意义及应用前景：
我国的立体车库的停车产业尚处于初始阶段，产品多是效仿国外，自己的民族企业还未具规模，而且我国政府关于这方面的制度还不完善。
企业的自主创新能力不足，停车产业的发展需要大家的支持。
我们需要利用自己学到的编程和设计的思路来解决这些问题，它有很好的市场潜力和研究价值，将来应用于停车场，大型车库，将解决很多的问题。
1.立体车库概述
1.1立体车库设计的背景
由于国家的发展进入了经济新常态，人们积累了很多的财富，私家车也慢慢地多起来，停车的问题成为了一项很关键的因素。
传统的停车方式占用了大量的空间，不符合可持续发展的要求。
立体车库有利于处理城市的交通问题。
立体车库开始渐渐地展露头角，立体车库的监控系统是立体车库进行运作的基础。
立体车库的设计满足了人们的停车的需求，这种设计方法占地少，停车多，现在也发展到管理的综合自动化。
据调查车辆的增长率已经大大地超过了新型停车厂的增长率，现在大城市的基础设施已经快达到饱和，设计立体车库的监控系统是重中之重。
图1-1
1.2国内外立体车库的现状
我国早期的立体车库的设计源于20世纪80年代，90年代开始逐步运用于实践，在大城市开始使用。
而日本则更早地开始使用此项技术，应用于其发展的过程中，在这些基础设施方面，我国尚在起步阶段。
首先,立体车库在我国是新兴产业,企业技术力量薄弱,缺乏自主开发能力,产品的质量仍然不能完全保证。
人们也都是有一个逐步接受的过程。
人们对于立体车库的优点还未完全了解,尤其是对于新手司机,立体车库驾驶技能的要求高于地面车库,让一些司机对立体车库感到害怕。
第二,公众意识也很难长期变化在短时间内,虽然有禁止路边停车,但仍随处可见在街道上停车。
因为你想,街道是一个公共场所,他们把车停在那理所当然,为什么不把车停到车库,因为你得支付钱。
这部分公民显然有一辆车只强调他们的身份,忘记有许多无车的人,他的车在路上就侵占了行人的道路。
此外，市民还认为,虽然立体车库节省空间,也是让爱车上天入地,你不信任把车挂高,或深入地下。
对于立体车库的设计，人们总是心存怀疑，总是觉得还是贴在地面上停车比较靠谱，一种新的设计，融入社会生活的过程是相对艰难的，但只要让人们知道它的优点，让大家感觉到方便和快捷，一定可以大有发展。
1.3课题研究的意义
1.占地面积方面
常规的平面车库占地面积大，车与车之间还要留有通道，据调查，一辆普通家庭汽车的占地大概为25平方米，立体车库则会用较少的占地面积，节约建筑成本。
2.安保方面
如果是上下班的高峰时，如果管理不甚，后导致汽车受损，这种独特的设计避免了这些情况，更加安全可靠的存取您的车，这是我们设计的初衷。
管理上设计为人车分离，将车的信息与您的身份证设置绑定。
3.综合控制方面
此设计方案为综合的自动控制系统，存车，取车，收费，监控于一体，节约了很多的时间，使得管理智能化。
4.节能环保方面
立体车库的设计，完全是自动化的控制过程，节省能源，设计简单，解决了社区内乱停车，占用公用通道的问题。
1.4主要研究内容
升降横移的立体车库的设计，利用电机驱动链条来带动停载车辆的板子，来实现立体停车的设计。
立体车库是一种新型的设计理念，将停车，取车的过程实现了自动化的控制和全程的监控，本设计主要研究关于可编程控制器立体车库这方面的程序设计，限位开关的设定，组态王的监控画面实时监控。
设计为一种三层的立体车库，底层直接停入爱车，中层可以升降横移，上层只能升降，这些都由程序的设定具体来设计。
立体车库内车位的监控画面的设计要求，形象而又具体地反应出停车取车的过程，载车板的运行状态，升降平移的动作操作，上下限位的设置设定。
1.5立体车库的系统各部分的组成
1.电源供电部分，包括220v和380v工频电源
2.保护部分，由熔断器，断路器，热继电器等构成线路的基本保护，如短路保护，过载保护等。
3.信号反馈部分，用于反应车库车位上的基本情况，利用信号灯或者音响来进行反馈
4.自动手动转换环节，自动控制结合手动控制
5.制动停车环节，采用我们学过得能耗制动，反接制动等方式。
1.6立体车库监控系统的主要基本功能
立体车库是一个集成的总体，它的运行需要进行一些电气设备的配合，此为二次回路，主要功能有：
1.自动控制功能
利用电气方面的综合自动化的控制方案，对合闸，分闸进行有效的控制。
2.继电保护的功能
利用所学的继电保护知识对运行的线路进行基本的保护
3.电气监视功能
在设备运行的过程中一些电气信号不是可见的，应该利用电气仪表，灯光等进行提示。
4.限位控制功能
立体车库的设计中，载车板和轿厢的设计尤其重要，设置限位开关来限制相关的运行，保护爱车的安全。
2.立体车库控制和监控系统的总体设计方案
2.1立体车库的总体方案基本分析
2.1.1社会需求分析
就是应现在社会停车难的问题，要求在有限的土地上停载更多的汽车，满足社会的需要。
主要设计为停放家用的小轿车，存取，升降等功能的实现，使得大家存取车都更加方便。
利用电动机拖动链条来实现升降的功能，每个人的车的信息和个人信息做到一一对应。
2.1.2组成分析
应该由电动机和可编程的plc来模拟设计立体车库的控制系统。
Plc的一般组成：
1.检测装置
用于检测车位上的位置检测，来测定车位的空缺情况。
2.执行机构
利用plc进行编程，实现对车位的基本控制，当车存进来时实现加锁的功能。
3.操作面板
可以进行简单的车位的选择，读取自己存车位的信息。
4.显示屏
由各个车位对应的显示灯来显示车位的情况。
2.1.3可编程控制器的介绍
PLC专门为了工业环境下的各种运用而设计，适应性特别好，容易与工业控制系统连为一个整体。
PLC的发展不断地适应着现代社会生活方式的转变和科学技术的进步，不断地满足着多品种小批量生产的需要。
PLC自出世到现在还不到40年，然而因为它简略便利的使用功能和通用灵敏的控制性能，以及能够适应各种工业环境的可靠性，使它在工业控制自动化的领域中得到应用。
其与数控技术，CAD/CAM技术和工业机器人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。
PLC在我国的发展与运用已有30多年的历史，现已普遍应用于支撑国民经济的各个产业，成为提高技术能力和传统工业装备程度的最有力的撑持。
国家工业的现代化与可编程控制器的发展密切相关，目前我国自主研发设计的PLC还尚未占据市场，一些关键的设备和信息资料多是依靠国外的技术支持。
2.1.4PLC系统的组成
PLC的硬件系统由中央处理器，存储器，输入输出单元，通讯接口，扩展接口，外围设备接口和电源等几部分构成。
1.中央处理器
通常由三类，通用微处理器（8086，80386），单片机，片位式微处理器。
用来接收从编程软件输入的程序和数据，送到存储器内存储。
2.存储器
PLC配置有两种存储器，系统存储器（常采用EEPROM）和用户存储器（采用RAM）。
系统存储器用于存放系统管理程序。
用户存储器来存储编写的应用程序。
3.输入输出接口
开关量或模拟量可作为可编程控制器的输入和输出信号。
输入/输出接口是可编程逻辑器内部弱电信号和工业现场强电信号的桥梁。
作用有二，其一起保护作用，将PLC内部和工业现场利用内部电路进行隔离。
其二实调理信号，不同的信号如强电、弱电信号，调理成CPU可以处理的电压信号。
4.电源
小型PLC的电源模块，通常通过端子向外输出24v直流电，为外部设备供电。
5.扩展单元
每个系列的PLC产品都配备着与其基本单元相匹配的扩展单元，以便于依据所控制的对象规模的大小来灵便地组成电气控制系统。
6.外围设备
外围设备主要是编程器和PC。
编程器的功能就是完成客户程序的编制，输入到电脑内，并调试，执行状态监控来检测设计程序的对错。
2.1.5工作原理
PLC采用循环扫描的工作模式，不断地对用户所输入的顺序逻辑进行扫描，意味着若一个逻辑线圈的接通或断开，此时该线圈的常开或常闭触点不会马上动作，而是等到扫描到该触点时才动作。
在PLC的运行过程中，工作过程一般输分为输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
实现上述的三个阶段的时间称为一个扫描周期。
在此期间，PLC的CPU以循环扫描，重复执行上述三个阶段。
1.输入采样阶段
输入采样阶段，PLC会以扫描的方式依照顺序把一切输入端的信号读入输入映像寄存器里，就说把外来的信号存入寄存器内。
2.程序执行阶段
在程序执行阶段，PLC对程序依照由上而下的顺序依次扫描，也就是程序处理的阶段。
如果程序是梯形图的话，那就依照从上到下，由左及右的顺序对触头构成的控制电路进行逻辑性的计算，并根据结果，用于刷新输出映像寄存器区的状态。
3.输出刷新阶段
输出刷新阶段是在执行完所有程序之后，PLC将输出映像寄存器中的信息送到输出
锁存器内，来驱动设备的过程。
输入刷新，程序执行，输出刷新三个阶段构成了PLC的一个工作周期，并依次循环，而且将输入刷新和输出刷新阶段统称为I/O刷新阶段。
2.1.6基本逻辑指令
指的是那些基本的逻辑指令，用于编写程序，如输入输出指令，触点串联并联指令，限位指令。
这些都是编程中的基础。
我们应该好好掌握，把这些应用于设计中。
1.LD/LDI指令用于常开常闭触头与主线衔接。
OUT指令则对各种线圈（输出继电器线圈、辅助继电器线圈等）进行线圈指令驱动。
2.AND是与的关系，ANI是与非的关系，能够用于串联连接单个常开、常闭触头，串联触头数目没有限制、可多次重复使用。
3.OR是或的关系，ORI是或非的关系，用于并联连接单个常开/常闭触头，并联数目没有限制。
4.主控指令MC与MCR,输入触头断开的情况下，不执行主控指令。
5.置位指令SET,复位指令RST，对数据寄存器进行清零和设置标志。
6.LDP,ANDP,ORP是上升沿检出触头指令，指定软元件由关到开的过程。
7.LDF,ANDF,ORF是下降沿检出触头指令，指定软元件由开到关的过程。
2.1.6车库控制原理图
众所周知，PLC是立体车库监控系统的核心，当车主对触摸屏进行动作时，PLC会接收并分析指挥用户的操作，判别传感器的状态，读取执行位置的信息，而后经过软件作出合理的程序安排。
运用程序的设定来执行相关的操作，并设置上下，左右的限位开关，来运行停车板，到达相应得位置，从而实现车位的移动。
2.2组态王软件
开放型通用的工业监测软件，也是这次设计中的主要应用软件。
支持与国内外的PLC，智能设备，变频器等进行常规的通信接口进行通信。
组态王软件是一种通用型的工业监控软件，它把工业生产中进程控制、现场的操作以及工厂内各种资源管理融于一体，将一个企业内的生产系统和应用交流汇集在一起，实现最智能化管理。
组态就是利用软件中提供的工具、方法来完善自己的工程，在工业控制中占据一定的地位，对工业系统中的设备、画面进行配置和编辑，处理数据报警和系统报警，可以存储历史数据，并支持它的查询。
组态王软件中的命令语言，是一种类似于C语言的程序设计，用来编写程序，还可以设置主画面，次画面，历史曲线，功能非常的强大。
2.2.1组态王的结构
“组态王”上运行微软Windows98、200,WindowsXP版本中国平台的整个配置软件的界面,使用多线程等新技术,COM组件,完成了实时多任务的操作软件的稳定性和可靠性。
工程浏览器（PROJMAK）:
是一个集成开发环境,开发新项目。
在项目浏览器中,您可以创建一个项目,和管理该项目。
可以查看工程的各种组件,建立一个数据库,定义外部设备。
开发系统（TOUCHMAK）:
开发系统是一个应用程序开发环境。
在这种环境下实现设计图片,动画,连接等。
TOUCHMAK拥有先进的图形生成函数,有各种各样的数据类型在数据库中,能够合理地抽象的控制对象的特点。
操作系统（TOUCHMAK）:
组态王软件实时运行环境。
建立的图像只在TOUCHIVEWTOUCHMAK运行。
TOUCHVIEW从工业控制对象,搜集数据并记录在实时数据库中。
它还负责数据的变化使用动画图像表示的方法,并实现变量监测报警等功能,操作记录、趋势曲线。
2.2.2组态王新工程的建立
1.建立新工程
为工程创建一个目录用来存放相关的文件，点击开始---程序---组态王6.55
图2-1
新建：
图2-2
2.在组态王工程中，选择设备，点击“新建”，弹出下面的对话框
图2-3
3.在上述对话框选择亚控提供的“三菱Fx-2n485系列”后单击“下一步”弹出对话框
图2-4
4.在组态王工程浏览器中提供了“数据库”项供用户定义设备变量。
图2-5
选择“工具”在工具箱中选择
按钮，弹出调色板的画面。
如下面左图工具箱所示：
选择“图库”菜单中打开，显示如下面右图
图2-6图2-7
5.画出车库的简单视图，模拟车库内车位的基本情况
图2-8
6.数据库构建
在工程浏览器页面进行数据库管理，定义变量IO清单设计的IO点及画面组态用中间点。
图2-9
7.动画连接，设置相关的指示灯和按钮的动作效果
即建立图像和数据库的对应的关系。
打开立体车库的指示灯11，双击，弹出对话框。
依次设定就行
图2-10
按钮的设定也是一样，如下图
图2-11
2.2.4组态王与三菱FX2N系列的连接
组态王与三菱硬件衔接可以使用RS323,也可以利用RS485。
图2-12
3立体车库控制元件的选用和硬件部分
3.1传感器的选用
传感器是将机电一体化系统中被检测对象的各种物理变动量变为电信号的一种变换器。
它主要被用于检测工业自动控制系统中各种参数的状态，为有效地控制工业自动化生产系统的动作提供信息。
传感器按其输出信号的性质分类的话，可分为开关型，模拟型，数字型。
开关型又分为接触型和非接触型，模拟型分为电阻型、电压电流型、电感电容型，数字型分为计数型和代码器。
1.开关型传感器的二值就是高电位和低电位。
高电位即为“1”。
低电位即为“0”。
工作原理如下图所示，传感器输入的物理量到了某个设定值以上时，其输出信号信号为“1”，在该值以下时，输出为“0”，这个设定值就是开、关的设定值。
这种“1”和“0”数字信号可被电脑辨认并进行处置，使用起来很方便。
图3-1
2.模拟型传感器的输出物理量是依据输入物理量变动而进行相对应的变动的电量。
传感器的输入/输出可能是线性关系，也可能是非线性关系。
综上所述，本课题选择接触器，行程开关，按钮开关。
3.1.1接触器
交流接触器是一种频繁接通和断开交直流供电电路，大容量控制电路等大电流电路的自动切换电器。
在功能上，除了能自动切换外，还可以进行远距离的操作，而且具有失电保护功能。
接触器的优点：
操作频率高，使用寿命长，工作可靠、性能稳定。
根据设计的需要，我选择法国梅兰日兰400V63A线圈220VAC三相，接触器BLB87
图3-1
3.1.2按钮开关
按钮开关是一种用人力操作，并具有储能复位的开关电气，主要用于电气控制电路中，来发布命令和电气连锁。
选择型号为LA19—11A/D，U额：
380VAC，I额：
5A的按钮开关。
3.1.3行程开关
行程开关是一种按工作机械的行程发出操作命令的位置开关，主要应用于机床和自动化生产线立体车库的限位和流程的控制，结构上有直动式和滚轮式两种。
选择型号为JLXK1—311制动防护型行程开关。
U额：
5A，常开常闭触头各一个
3.2电机的选择
3.2.1主电动机类型选择
电机的选择非常的重要，需要考虑的地方很多，电机的类型，结构，绝缘等级等。
三相异步电动机，旋转电机是利用电与磁的相互转化和相互作用而制成的，利用三相电流通到三相绕组中产生空间旋转磁场。
旋转电机由固定不动的定子和可以转动的转子两大部分组成。
工作原理：
定子三相电压U产生定子三相电流I,三相电流经过定子三相绕组产生旋转磁场。
由于转子和旋转磁场之间存在相对运动，从而产生感应电动势，且是闭合回路，从而产生感应电流，产生电磁转矩。
直流电机是人类最早发明的一种电机，直流电机靠的是电磁感应原理制造的，其中N和S是一对固定不动的磁极，通过绕组的旋转来运行直流电机。
步进电机，是考虑一定的角速度w来进行运转的，是比较特殊的一类电机。
本命题应考虑周全，选用三相异步电动机。
3.3硬件部分的介绍
本次设计为的是小区三层9车位的设计，为中小型的立体车库。
分为停车架，轿厢，传动系统，提升机构，检测点和控制点的介绍。
1.停车库由一个个轿厢和停车位来组成，停车架由立柱和车位组成。
设计为简单的撑持结构。
四柱的支撑结构更加合适，底板由四个支撑点组成。
2.轿厢是立体车库的主要提升结构，设置的过程中，提车，取车都比较方便，采用不同的钢板进行铺设，可以较好地设置存车时的通道的宽度，有效地保护爱车。
3.提升方式特点如下：
（1）采用链式传动：
优点是传动简单而又可靠，维修便利
（2）采用钢丝绳方式传动：
优点是对车库底盘提升的高度不加限制
（3）采用液压传动：
优点是可以实现真正的无级调速
4.提升机构介绍
车库的起重机构采用成熟的升降起重装置,使用曳引驱动方式。
曳引机的性能直接决定了提升系统性能,考虑起重机构的存取车过程的精度要求较高,因此选择现在常用的变频变压（VVVF）电动机的控制。
获得一辆车时,系统根据每层和每一列设置限位开关信号来确定启动马达,速度控制,停止运行。
曳引式驱动是在曳引绳一端提升重物，另一端为平衡重，依靠曳引绳与开有绳槽的曳引轮间的摩擦来驱动重物做垂直运动。
因此，只要在曳引系统的容量与强度允许范围内，通过改变曳引绳的长度就可以提升不同的高度。
5.检测点和控制点的介绍
（1）停车板子上的车停到位有没有检测
使用光电开关在底层扫描测试。
光电开关的接收机和发射机安装在底部左右,分别测试停车之前和之后的停车板的位置,当车辆停车不到位,车子被锁光电光源,阻塞系统不能移动,只有在车辆停车到位,系统可以正常工作。
（2）停车板的任何车辆检测在每一层上的负载对角放置光电开关,用来测试板上有无任何汽车。
（3）停
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