立体车库停车控制器的设计毕业设计.docx

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立体车库停车控制器的设计毕业设计

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摘要1

Abstract2

引言3

1控制方案选择4

1.1国内现有控制方案简介4

1.2系统控制方案的构成4

2立体车库的结构与工作原理5

2.1立体车库的结构5

2.2立体车库的工作原理6

2.2.1存车控制过程6

2.2.2各组成部分的作用7

3硬件电路设计8

3.1主电路设计8

3.2PLC选型和接口电路设计9

3.2.1PLC选型9

3.2.2PLC接口电路设计9

4控制程序设计12

4.1程序流程图设计12

4.2模块程序设计12

4.2.1初始化模块程序设计12

4.2.2存车程序设计13

4.2.3取车程序设计13

4.2.4信息显示程序设计13

5系统联机调试17

5.1调试前的准备17

5.2调试步骤、调试内容与分析18

5.2.1载车电梯上行设计要求18

5.2.2载车电梯下行设计要求18

5.2.3系统调试19

5.3展望19

结论21

谢辞22

参考文献23

附件1：

主电路图24

附件2：

元器件清单25

附件3：

梯形图程序26

立体车库停车控制器的设计

信息工程学院应用电子技术专业倪诚龙

摘要：

本文以升降横移式立体车库为控制对象，在分析立体车库的结构特点和存车原理的基础上，设计了立体车库停车控制器。

重点完成了立体车库停车控制器的主电路设计、PLC选型和外部接口电路设计。

根据控制要求，进行了程序流程图和模块化程序设计，最后进行了模拟调试工作。

经过模拟实验表明：

所设计的停车控制器的控制性能已经达到了设计任务书的要求。

关键词：

立体车库停车控制器PLC

Three-DimensionalControllerDesign

forParkingGarage

（MajorofAppliedElectronicTechnology，InformationandEngineeringCollege，NiChenglong）

Abstract：

Inthispaper,aftertheanalysisofthecharacteristicsofthree-dimensionalstructureofthegarageandtheparkingprinciple,aparkingcontrollerofthree-dimensionalgarageisdesignedwithliftingandtransferringcontrolobjectforthree-dimensionalgarage-type.Itfocusesonthemaincircuitdesignofthecontroller,PLCselectionanddesignoftheexternalinterfacecircuitoftheparkinggarage.Underthecontrolrequirements,aprocessflowchartandmodularprogramaredesigned,andfinallytosimulatetheworkofdebugging.Thesimulationexperimentsshowthatthecontrolperformanceofthedesignedparkingcontrollerhasreachedthedesignrequirementsofthetaskbook.

Keywords：

StereogarageparkingcontrollerPLC

引言

随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。

停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通（车辆停放状态）问题，静态交通是相对于动态交通（车辆行驶状态）而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要内容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一系列问题,发展立体停车已成为人们的共识。

机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段。

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80％—90％，如果采用地上多层（如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，明显提高车库的管理水平。

本课题采用的车库为一种垂直提升降方式，设计出多层升降横移式汽车泊位控制系统（本车库为9层），可存车9辆。

采用多层停放的立体车库使占地面积小，是中小型车库的一种典型机电一体化产品，由于占地面积小且动作灵活、易操作、造价低，因此是公司、大酒店、大商场、办公楼、居民住宅区及单位在建造立体停车库时的理想选择.能充分利用立体空间，较好地解决停车难的现状，为了适应生活的快节奏，减少立体车库的车辆存放时间，立体车库采用高度自动化新颖的机械模块试多层立体车库的PLC控制解决方法，对立体车库进行科学管理和操作简单。

1控制方案选择

1.1国内现有控制方案简介

我国机械式车库的早期研究开发工作是从80年代中期开始，90年代开始引进和生产停车设备，在北京、上海、广州、深圳等地都有使用。

参照日本等国标准制定的我国行业标准也于近几年出台，目前停车设备生产厂已发展到几百家，生产各种类型的停车设备，有些停车设备已开始出口。

图1-1所示是一种机械式立体车库。

机械式立体车库是一种具有综合性能的建筑，不仅包含了机械停车设备，其规划建设涉及到区域整体景观、交通疏导、建筑结构、供电照明、通讯监视、通风排水、环境保护、安全消防、收费管理等各学科领域，就停车设备本身而言，其机械结构的发展已形成了停车设备独有的技术特征，需要多学科、多专业的复合型人才积极参与，把国外停车技术和各领域的成熟技术移植到我国停车产业，开发出安全、经济、高效、节能、省地的产品，满足国内外市场的需求。

图1-1升降横移式立体车库实物图

1.2系统控制方案的构成

目前，立体车库主要有以下几种形式：

升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平循环式等。

在对国内外各种同类产品进行分析的基础上，再结合造价、技术难度以及用户需求等各个方面的因素，可以发现升降横移式立体车库形式比较多，规模可大可小，而且对场地的适应性较强，同时采用这类设备的车库十分普遍。

因此，确定升降横移式立体车库作为本控制器的控制对象。

2立体车库的结构与工作原理

2.1立体车库的结构

图2-1十层升降横移式立体车库结构图

升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向平移存取停放车辆的机械式停车设备。

升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动完成地面层和车库层之间输送。

存车时，驾驶员只要将汽车开进电梯房，操作对应存车位的按钮，即可自动完成存车过程；取车时，只要操作所取车位的按钮，系统自动将汽车送到电梯的一层，驾驶员进入电梯将汽车开走，完成取车过程。

停泊在一层车位（地面层）的车只作横移，不必升降。

本立体车库控制器负责10层单列式车位的存取控制。

该立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成，如图2-1所示。

其中的控制系统就是本课程所要完成设计的任务。

2.2立体车库的工作原理

2.2.1存车控制过程

本立体车库停车控制器是为10层10车位的车库控制管理而设计的，每层均有1车位，如图2-2所示。

该车库的结构采用垂直提升和水平平移式结构。

垂直提升部分（吊笼）的结构采用卷筒、滑轮和钢丝绳进行升降。

整个结构包括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组成。

图2-2存车操作示意图

该车库采用车主自行选位，利用横移机构和升降装置传送汽车到指定楼层，车库通过外部控制按钮操作来识别车位号。

假如车库4号停车位是空位，现要把车放到4号停车位上，车主在存车处操作4号车位按钮，再操作存车按钮即可，提升机的吊笼升至4层（如图2-2所示第①步），将车位板取出（如图2-2所示第④步），吊笼下降到一层（如图2-2所示第⑤步），打开车库门后，车主将汽车开进吊笼，吊笼上升到四层，然后由横移系统将托盘推入车位（如图2-2所示第②③步），吊笼回到一层。

至此，存车步骤完成。

数据库立即按当前车库的车位占用情况予以刷新。

同样另几层的存车过程也相同。

取车过程也类似，先操作取车位号和取车按钮，提升机的吊笼升至需操作的楼层，然后由横移系统将车辆从车位中取出，然后吊笼下降到底层，等司机将汽车开走后，吊笼再把车位板送回原位完成取车过程。

2.2.2各组成部分的作用

（1）上载车板及其提升系统（吊笼垂直移动）

每块上载车板都配有一套独立的电机减速与链传动组合的传动系统。

电机顺时针旋转时，载车板上升，电机逆时针旋转时，载车板下降。

根据载车板及车重确定链条所需的传动力。

根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。

根据车身高度确定上下载车板间的距离，根据这个距离确定链条的长度，最后根据传动力确定链轮大小，链节形状及大小。

（2）下载车板及其横移系统（载车板水平移动）

由于下载车板不需悬挂链条，所以为了节省材料，下载车板比上载车板要短。

每块下载车板后部都配有一套独立的电机减速传动系统，藏于载车板内。

在下载车板底部装有四只钢轮，可以在导轨上行走，其中两只为主动轮，装于长传动轴两端，另两只为独立安装的从动轮。

电机减速机驱动长传动轴运转，长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。

根据载车板及车辆的重量、载车板行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。

（3）安全装置

上载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。

防坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间，在纵梁两测各装两只挂钩，上载车板两侧相应位置处各装两只耳环，当上载车板上升到位后，纵梁下面的四只挂钩便自动套入四只耳环内，以防止升降电机常闭制动器慢释放后，上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑，压坏下层汽车。

另外也防止制动器一旦失灵，上载车板从上停车位坠落，砸坏下层汽车。

下载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。

行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。

（4）控制系统

升降横移式立体停车设备的控制系统采用PLC控制，主要控制从底层（一层）到第10层升降电机的正反转、横移电机和开关门电机的正反转。

3硬件电路设计

3.1主电路设计

立体车库控制系统的执行机构主要由提升机构、水平移动装置和开关门装置组成。

提升机构由锥型电动机M1、减速箱、钢丝卷铜等组成。

提升电动机M1通过减速箱拖动钢丝卷筒，电动机正转或者反转，拖动卷筒，可以使吊在钢丝绳上的吊笼上升或下降，实现吊笼提升和下放移动。

水平移动装置由电动机M2、减速箱、导轮和“工”字梁等组成。

平移电动机M2，经过圆柱型减速箱拖动导轮，平移电动机正转或者反