基于MCGS组态监控的立体车库系统设计.docx

第一章摘要 2第二章绪论 22・1立体停车库概述 22. 2与本课题有关的国内外研究现状 3第三章电梯式立体车库车辆的存取 53.1电梯式立体车库的主体结构及工作原理 53.1.1钢结构框架 63.1.3小车行走机构 63.1.4载车板横移机构 63.1.5载车板 73.1.6自动控制系统 73.1.7消防系统 73.2电梯式立体车库的工作原理 73.3电梯式立体车库的控制系统 10第四章 立体车库车辆存取优化分析 114.1排队论基本概念 114.2排队系统的主要数量指标和记号 124. 3提高立体车库运行速度 144.4 存取车策略优化 15第五章 车库升降机构电气控制系统 175.1电梯式车库提升机构 175.3变频器与PLC简述 235. 3.1变频器 235. 3.2可编程控制器PLC 23285. 4.1 MCGS5. 5通用版组态软件 285. 4.2 MCGS5. 5通用版组态软件的功能: 295. 4.2监控系统的功能分析 30第六章 总结与展望 326. 1 总结 326. 2 展望 32参考文献第一章摘要本文研究的是以升降电梯、行走小车及其横移机构为主体的电梯式立体 车库。

对电梯式智能立体停车库进行了认真的分析和研究简耍介绍了电梯式智 能立体停车库的特点和概况对其控制系统总体方案进行了讨论研究，对控制系 统按测控层和管理层进行分层管理测控层以及相关检测装置构成，管理层主耍 以上位机实现监控根据立体车库的具体特点，运用排队理论对车库排队系统进行研究发 现立体车库系统符合瓜排队模型根据理论计算结呆指岀车库存在的不足，并提 岀依靠使用不同存取车策略等方法进行改进在完成控制系统总体方案设计Z后，着重进行了立体车库的升降机构控制系 统的研究比较分析了四种常见车库提升系统的结构形式，选定了适用于电梯式 立体车库运行的结构，确定传动比对调速方式进行研究，从中确定了变频变压 调速，按照车库升降系统的耍求，分析计算得岀曳引电机容量随Z确定、变频 器及其他配件完成升降系统的控制线路图为适应智能化、自动化的耍求，以组 态软件为平台，对立体车库的功能需求进行了研究分析为提高效率、降低能耗对电梯运行速度曲线进行研究，得到电梯运行的 数学模型及仿真结果拥此得出升降系统运行参数设置的优化结果关键词：电 梯式立体停车库•排队理论第一童绪论2.1立体停车库概述立体车库是集自动化技术、机器人技术、计算机技术等高新技术为一体 的智能化、立体化的物流运输系统。

机械式停车库是指使用车俩Z外其它带有动 力的搬运器，完成车俩停放、存储工作的整个设施机械式停车设备类别、形式与基本参数根据中华人民共和国机械行业标准JB/T 8713-1998的划分，其类别及代号如表1-1所示:类别代号类别代号升降横移类SH平面移动类PY垂貢循环类CX巷道堆垛类XD水平循环类SX垂宜升降类CS多层循环类DX简易升降类JS汽年升降机类QS表1-1 机械式停车设备类别及代号2. 2与本课题有关的国内外研究现状随着国民经济的高速发展，我国轿车保有量直线上升据中国汽车工业 协会公布的数据表明，1997年全国汽车保有量1100万辆，其中轿车万400俩， 当年轿车生产量48. 2万俩，微型车生产量38.2万ft, 1998年轿车生产量50万 辆，1999年55万辆，2000年57万辆2002年中国汽车产量达到了 325万辆， 比上年增长38%,全球排位由2001年的第八位上升至第五位2005年的轿车保 有量已达到1108万辆由丁•中国加入世贸关税进一步降低，2008年北京奥运及 2010年上海卅界博览会等重大事件的影响，以及国内需求的进一步拉动和“费 改税”等政策的驱动，我国的汽车工业仍将具有很大的发展空间并将继续保持快 速平稳发展。

按前述数据预测，2010年将达到2000万辆城市中停车位需求按 1： 1.2 (100%的基本停车位和20%的公共停车位计算，将增加停车位480万个， 平均每年需求96万个因此，停车问题也就逐渐成为大城市迫切需耍解决的难 题城市和已建小区有限的地面面积己无法提供足够的停车车位，向空间发展成 为半前解决问题的一条重耍途径机械式立体车库具有占地而积小、操作简单、灵活，安全可靠等诸多 独特的优点，对丁•在寸土寸金的大都市建造平面车库具有明显的优点的能立体 车库就应运而生成为城市交通的一个研究热点，国家已把其列入了 “九五”重点 科技攻关项冃Z-o机械式立体车库发源于上世纪20年代的美国，是在繁华拥挤的都市里 为解决停车难而采取的一种措施50年代以后，伴随着私人小汽车的大量涌现, 在西欧、东南亚、韩国和口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其中，发展较早、较好的口本公司有新明和、石川岛播 磨、日精、三菱重工等欧洲有意大利SOTefin. Interpark.德国Palis等这 些国家和公司从上世纪六十年代初就开发并使用可最大限度地利用空间的机械 式停车设备，经过儿十年的不断发展，机械停车库从造型、结构、控制、驱动、 监测、材料、保险等方面不断地更新换代，日趋完美。

我国立体车库的发展，始于上世纪八十年代，河北承德的华一机械车 库集团有限责任公司于1989年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库， 填补了国内机械式停车车库的空白虽然从二十世纪八十年代就开始研制和使用 机械式立体车库，但由于市场需求原因，十多年来缓慢发展近年来，中国经济 腾飞，城市化进程加快，汽车丁业和汽车需求市场得到快速发展，汽车保有量的 不断增加然而，城市停车设施的增长却长期落后丁车辆的增长立体车库产业 在上世纪九十年代迅速兴起，步入了引进、开发、制造和使用的快车道，国内立 体停车库市场正以直线上升的态势在飞速发展我国立体停车设备的产品经引进 技术和自主研究开发，生产技术水平有了很关的提高,许多设备采用了当前机械、 电子、液圧、光学、磁控和计算机等领域的先进技术，如采用交流变频调系统， 使运行高速、平稳、省电、减少振动和噪声控制形式有按钮式、卡式、触摸屏 式、密码钥匙式、遥控式等，有些设备还采用了总线控制技传动装置采用内藏式, 以增大停车空间并保护各传动元件不受污染和腐蚀，提高了设备的耐久性机械结 构中采用了模块化设计，便丁•组合使用，易丁•安装拆卸，缩短施工周期还采用一 些新材料、新工艺，如采用“H”型钢做钢梁，组合的镀锌板或一体成型的镀锌 板制作载车板安全保护方面采用了声光引导及定位装置，口动消防灭火系统等。

冃前品种的满足率已达90%左右，有的品种填补了国内空白，产品国产化率达到 50%以上H前国内从事立体车库研发的企业已有100余家，其中主机生产的企业 有50多家，批获得国家颁发的立体停车设备制造金业资质的有22家为适应立 体车库行业迅猛发展的需要，保证产品质量和可靠性，以规范立体车库的生产和 建设，国家已出台了《机械式停车设备类别、型式与基本参数》一丿〃/丁87130 — 1998等6个标准，对推动我国立体车库事业起到了极大的促进作用如前所述，冃前我国各大城市停车设施的建设仍远远落后道路建设和汽 车工业的发展有资料表明，现有停车数不到总需求的796,远远落后丁•城市汽 车交通的发展，由此将会带来的诸如影响城市形象、汽车消费等一系列社会问题 岀现这种现彖除了和停车设备行业的发展本身涉及到停车立法、收费政策、城 市规划、交通管理等诸多方面困难和阻碍Z外，停车设备设计本身存在缺陷，关 键问题是口动化技术水平低下设计制造成本过高而导致的车俩收费过高，收费高 成为阻碍其推广使用的主要原因资料显示，在北京一般地面停车每小时2元， 而立体车库为5元同时在立体车库规范标准中规定车库最难取车的车位，一次 取车时间不得超过两分钟，由丁•我国的技术水平现状，实际上很难达到这样的标 准。

在土地越来越紧缺的情况下，立体车库是解决城市中停车难问题的必然岀 路但若耍良性发展，就耍解决现存问题当前，我国设计制造的立体车库大多 处于初级的停车功能，是最原始的使用阶段，它的设计水平、经济价值还有待于 完善和开发由此可见研究如何降低立体车库设计制造成本及进一步提高控制系 统自动化程度实现快速、准确地存取，具有重大的现实意义2. 3课题目的、意义与来源我国城市人口集中、建筑密度大，各种基础设施建设用地不断增长，用 地口趋紧张在经济每年以接近10%的同时，全国机动车辆每年以10% — 15%的 速度增长，每年预计需新增停车位400万个由丁我国停车场建设的严重滞后导 致机动车违章停靠，侵占道路和绿地，致使道路通行能力下降，影响了社会总体 效率机械式立体车库，占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，是 解决城市用地紧张、缓解停车难的一个有效手段国家计委己明确机械式立体停 车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业1998年1月1日起执行的《国 家计委6号令》把机械式停车库和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、 产品和技术冃录”国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项冃给予免征 进口税”。

上述措施为我国立体停车库产业的成长提了良好的条件、也为我国解 决城市停车问题提供了机会可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景本课题來源丁 •武汉理工大学与浙江恒祥汽车零部件制造有限公司合作研究 的“多车位机械式立体车库开发”项冃研究的冃的是设计开发一套实用、安全 有效的电梯升降式机械停车设备，并相应地进行扩展性研究第三章电梯式立体车库车辆的存取3.1电梯式立体车库的主体结构及工作原理本文研究的是升降电梯、行走小车及具横移机构为主体的电梯式立体车库 作为存取车辆的工具，其摒弃了老式停车场或停车楼占地面积大、停车数量少、 污染严重和停车安全性低等问题，继承和发扬智能立体车库占地少、停放车辆多, 便于集中管理、安全可靠等优点，具有结构简单可靠、钢架结构稳定性好、车位 的增减方便灵活、造价低、使用方便、车辆存放安全性高、采用计算机控制、实 现监控管理一体化等特点还可以根据用户的需耍及环境和场地的要求设计不同 数量的车位，从儿十个车位到上千个车位，可建立在广场、商场、建筑物顶部、 地下等场所电梯式立体车库的主耍结构如图3— 1所示3.1.1钢结构框架钢结构框架主要由立柱、横梁、纵梁、电梯升降导轨、小车行走导轨、停车架等部件组成。

主要作用是承重和内置儿十个停车泊位并安装机械传动、电气控图3・1电梯式立体车库的主要作用图3.1.2电梯电梯主要由电机、减速机、升降链、轿厢、平衡链及平衡重等组成3.1.3小车行走机构行走小车由步进电机驱动，发出脉冲控制行走距离结合安装在导轨上的接近 开关实现小车行走到位的精确控制为提高存取车效率，每层设置一辆小车，并 规定每俩小车仅能在其所在层存取车3.1.4载车板横移机构横移机构设置在行走小车长框架两头的横梁上主耍由电机、链传动长轴、链条、链轮及三级滑叉等组成具工作原理是当电机运转后，通过链传动带动长 轴转动，长轴两端通过链条、链轮带动三级滑叉做横向存取运动载车板横移装 置的功能是将载车板存入车库或取出A-AA-A如上图：大体托板简图3.1.5载车板载车板作为轿车停放的场所和轿车位置转换的载体3.1.6自动控制系统自动控制系统主要包括控制、拖动、检测及安全保护部分电梯式立体车库 存取车时的动作较多且复杂，耍求控制系统实现顺序动作、速度、定位及安全互 锁等控制故此类停车库一般都采用控制系统同时，为了保证传动装置在运行 。