基于PLC的立体车库控制系统设计.doc

基于PLC的立体车库控制系统设计摘要 本次毕业设计课题为基于PLC的立体车库控制系统设计机械式车库种类较多，主要有以下形式：升降横移类、垂直循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、简易升降类等通过对这些车库类型特点的比较与分析，选择了三层三列升降横移车库结构为研究模型和设计内容本设计论述了立体车库的发展与当今现状，论述分析了三层三列升降横移式立体车库的运行原理和结构特点，设计了立体车库的控制系统，并依据其运行原理设计了PLC程序关键词：立体车库，升降横移式，控制系统，PLC目 录1 绪论 11.1 课题的背景和意义 11.2 课题的关键技术及其国内外研究发展现状 31.2.1 国外研究现状 31.2.2 国内研究现状 42 升降横移式立体车库的机械设计部分 62.1 立体车库的分类及其特点 62.2 升降横移式立体车库的工作原理 82.3 升降横移式立体车库的结构 92.3.1 升降横移式立体车库的主要构成 92.3.2 升降横移式立体车库的结构示意 122.4 升降横移式立体车库中的安全防护装置 133 立体车库电气控制系统设计 153.1 电气控制系统整体设计 153.2 电气系统关键部分设计 183.2.1 PLC接线设计 183.2.2 其他资源配置 193.3 PLC控制程序设计 203.3.1 PLC的选型 223.3.2 PLC的I∕O资源配置 233.4 电气安全装置 244 升降横移式立体车库监控系统的设计 254.1 立体车库自动化控制系统 254.2 基于Wincc的监控系统设计与实现 284.1.1 Wincc的概述 284.1.2 监控系统的功能 284.1.3 Wincc的组态 295 结论 32参考文献 33致谢 34附录 35II西南科技大学应用型自学考试毕业设计（论文）1 绪论1.1 课题的背景和意义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数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其它空间满足停车需求而无论采取什么措施，在规划后再收拾残局，于局限内弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小随着人类社会的不断进步和科学技术的发展，人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。

作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车，由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑伴随着汽车进入家庭，城市动态、静态交通管理制度的不断完善和人们对居住环境要求的提高，给停车产业提供了前所未有发展机遇，停车产业市场前景广阔作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识目前我国经济正处在高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔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，也是停车产业发展的必由之路当前，我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展机械式立体停车产业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（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 在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件近年来 ，随着经济的发展，我国的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽车数量的不断增加但与此同时，汽车停车场地的增长却不能与之同步，汽车泊位与汽车数量的比例严重失调，由此带来停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间小，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已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》把机械式停车序和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术日录”，国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税”。

上述措施为我国立体车库产业的成长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车间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1.2 课题的关键技术及其国内外研究发展现状1.2.1 国外研究现状早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备；利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备；适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔；利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制造应用以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平，韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进--移植制造，得到了蓬勃发展，较好地解决了本地区的停车难，并开始向外输出技术和出口产品图1-1 国外高容量的立体车库目前世界停车产业正向多元化发展，其停车技术几乎包含了当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术机械方面，应用了许多新材料、新工艺设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸钢结构选用新型优质钢材，既提高了设备的强度和刚度，又使设备轻巧美观，载车板采用一次成型的镀锌板或彩涂板组装，美观、强韧、耐用。

控制技术方面，广泛采用可编程序控制器和矢量变频变压调速闭环控制技术，使运行高速平稳，节省电力，振动和噪音也趋于最小控制形式有，按钮式、锁匙式、IC卡式、键盘式、触摸屏式、遥控式等安全元件采用各种光栅显示屏、光电管、机械式行程开关、磁性接近开关、光敏感应开关等，安全保护装置日臻完善，如汽车出入声光引导和定位、汽车尺寸和重量自动识别、限速保护与多重机构互锁、停车泊位自动跟踪、链条和钢丝绳长度超范围报警和弹性变形自动补偿、汽车图象摄影对比安全检测、自动消防灭火系统等日本是最早应用机械式车库的国家之一，其在上世纪60年代初就开发并使用可最大限度的利用空间的机械式停车设备当时日本全国汽车保有量大约为500万辆，大多采用的是垂直循环式停车设备从80年代开始，日本开始向亚洲地区的韩国、中国及台湾地区出口产品及技术韩国机械车库技术是日本机械停车技术的派生其机械停车产业从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年代开始为供应使用阶段由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30%左右目前韩国停车设备行业进入稳步发展阶段。

1.2.2 国内研究现状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在我国的停车产业发展中还存在一些问题，如没有统一的技术标准；多数产品是仿效或引进国外技术制造，技术水平低；缺少具有一定规模的企业，生产能力不足；市场竞争无序，个别企业为抢占市场，采取低价竞争；缺少科研设计单位的参与，技术创新能力严重不足；政策不配套，对停车产业发展和管理严重滞后等解决上述问题，需要我们在政策市场、管理和技术多方面做出努力。

政策方面应参照发达国家的有关政策法规，规划确定出专用和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，确定车库的管理属性和停车收费标准，给予投资和经营者相应的优惠政策，使其有利可图市场方面应建立车库市场运行机制，利用价格杠杆调高占路停车收费标准，逐步消除“路满库空”现象鼓励按市场规则经营车库，并实施政府监督和政策调控，使停车产业良性发展图1-2 在我国广泛使用的升降横移式立体车库2 升降横移式立体车库的机械设计部分2.1 立体车库的分类及其特点机械式车库种类较多，主要有以下形式：升降横移类、垂直循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、简易升降类等下面介绍其中几种类型及其特点1）升降横移式停车位为两层或多层，有若干层的同层置车板可左右横向移位，通过升降机构改变置车板的高度可为地上式或带地坑式特点：①有效利用空间，提高空间利用率达数倍 ②存取车快捷便利，独特跨梁设计，车辆出入无障碍 ③采用PLC控制，自动化程度高 ④环保节能，低噪音 ⑤人机界面好，多种操作方式可选配，操作简便2）垂直循环式通过传动机械，驱使以垂直方式排列的各置车板作连续环形运动车辆出入口位于设备最下面的称为下出入口式，位于中间部分的称为中出入口式，位于最上面的称为上出入口式。

可为封闭式高塔或敞开式低塔特点：①使用PLC自动调车，一次按键即可完成存取车。