基于PLC的立体车库系统设计

青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）I摘要由于全球的汽车数量持续上涨，停车难渐渐成为众多大中型城市需要迫切解决的问题。因此，一种为了实现车辆有序存储的设施应运而生。立体车库可以有效的使用土地资源，突出立体空间的优势。本设计以使用非常广泛的升降横移式立体车库作为对象进行研究，深刻了解立体车库的运行效率，制造成本等各种问题。在对全球车库现有状况及发展趋势做了充分调查研究之后，设计了一个立体车库的控制监控系统。以可编程控制器作为控制核心，升降横移动力靠电机来实现，对车库的升降和横移动作进行的准确而有效控制。通过WinCCflexible中建立的组态画面可以对车库的运行状态实时监控，并且能方便有效的控制车库的运行。通过立体车库的运行流程，了解基于西门子S7-300系列的PLC对存取车的控制过程，然后进行模型的建立和控制系统的设计。经过WinCCflexible完成监控画面等功能的建立，在PLC程序运行的前提下，对组态画面进行操作。可以对各种运行过程及故障报警等功能实时模拟。关键词：立体车库;可编程序控制器;升降横移;组态软件青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）IIAbstractDuetothecontinuingriseinthenumberofcarsaroundtheworld,parkingisdifficulttograduallybecomealargeandmedium-sizedcitiesneedtourgentlyaddresstheproblem.Thus,onevehicleinordertoachieveanorderlystoragefacilitiesemerged.Stereogaragecaneffectivelyuselandresources,highlightingtheadvantagesofthree-dimensionalspace.Thedesigniswidelyusedinliftingandtransferringparkingstudyasanobject,adeepunderstandingoftheproblemsofparkingequipmentoperatingefficiencyandmanufacturingcosts.Inthecurrentglobalsituationanddevelopmenttrendofthegaragetodoafullinvestigationafterthedesignofathree-dimensionalgaragecontrolmonitoringsystem.Intheprogrammablecontrollerasthecontrol,liftingandtransferringpowerbythemotortoachieveaccurateliftingandtraverseofthegarageandeffectiveoperationofcontrols.ConfigurationscreensetupbyWinCCflexibleinthegaragecanrunreal-timestatusmonitoring,andcanbeeasilyandeffectivelycontroltheoperationofthegarage.Throughthree-dimensionalgaragerunningprocesses,understandingbasedonSiemensS7-300seriesPLCforvehicleaccesscontrolprocess,andthensetupandcontrolsystemdesignmodel.AfterthecompletionoftheestablishmentofWinCCflexiblemonitorscreenandotherfunctions,inthecontextofthePLCprogramrunningontheconfigurationscreeninstructions.Real-timesimulationoftheprocessavarietyofoperatingandfaultalarmfunctions.Keywords:three-dimensionalgarage；PLC；configurationsoftware青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）目录摘要..........................................................IAbstract.......................................................................................................................Ⅱ1绪论............................................错误!未定义书签。1.1课题研究的背景及意义.........................错误!未定义书签。1.2立体车库主要结构组成及类型...................................11.3立体车库的研究发展状况.......................................32升降横移类立体车库概述..........................................62.1升降横移类立体车库的简介.....................................62.2升降横移式立体车库的基本结构.................................73立体车库电气控制系统设计.......................................103.1电气控制系统整体设计........................................103.2重要电气件的选型............................................113.3主回路及控制回路电气接线设计................................134PLC编程设计...................................................174.1PLC程序设计原则与流程......................................174.2系统程序的I/O分配表........................................184.3立体车库程序设计............................................205组态仿真设计...................................................235.1STEP7与WinCCflexible的连接...............................235.2建立组态画面................................................235.3画面变量的连接..............................................255.4组态仿真运行................................................26结论.........................................................28致谢.........................................................29参考文献.........................................................30附录.........................................................31青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）-1-1绪论1.1课题研究的背景及意义近几年我国的经济和工业程度逐渐提升，汽车也随着走进了千家万户，因此许多城市停车的问题不断显现出来。调普结果显示，我国城市机动车增速在15%-20%，而城市泊车设备的建设只有2%-3%的增速，这种现象越来越常见。因此，我们要对城市停车难的问题重视起来，并积极寻求有效方法及措施。立体车库在这种情况下应运而生，立体停车设备具有明显的优势特点：一是使用土地相比于普通停车场来说，只有其面积的1/2-1/25，使空间的利用效率得到了很大幅度的提升；二是投资少；三是存取车辆方便，通常情况下，整个过程时间不会超过120秒。目前，立体车库技术、设备的研发已经慢慢发展起来，并且人们的关注度越来越高。这种立体设备不像普通停车场的停放方式，而是向上或者向下发展，车辆在空间中平行存放。这在土地资源紧张，车位紧张的城市里会得到更大的发展。在我国目前立体车位仅占2％到3％，相关专家表示，未来这种立体车库将会变为主流。本文研究的对象主要是升降横移式立体车库。1.2立体车库主要结构组成及类型立体车库种类繁多，而不同类型的立体车库工作原理和组成结构也大不相同，不同种类的立体车库，工作的停车环境大有不同，有各自的优点和长处。针对现有车库来说主要存在下列几种类型:（1）升降横移式可以设计为多种样式的立体车库，车位数的设置也比较灵便，如图1-1。在地面以及地下等众多停车场可以考虑设置成这种的类型的设备，而半地下类型的使用也变得更为广泛。此类车库配置要求简单，存在形式非常多样。主要有下列优越性:a、造价相对普遍较低，前期基础建设投资少。b、安全，可靠，配置简单。c、能充分使用土地，前期建造时间短。d、只有轻微噪音，动作过程中平稳。e、车辆能快速进出车库，不需要等待太长时间。青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）-2-f、商场、小区等密集场适合使用。图1-1升降横移式立体车库（2）巷道堆垛式巷道堆垛式立体车库，如图1-2所示。对堆垛机有非常高的要求，因此巷道堆垛式适用范围不广泛，通常设置在要求大量车位数的场所。图1-2巷道堆垛式图1-3垂直提升式（3）垂直提升式垂直提升式立体车库，如图1-3所示，运行时先将车辆升降到指定层，随后提升机附带的设备存放年车辆，从而实现存取车的动作。垂直提升式设计高度通常很高，对加工精度，安全性能等许多因素都有着较高的要求，所以需要较多的资金。这类车库的优点也非常明显，占用土地资源较少，能够充分利用空间。（4）垂直循环式垂直循环类立体车库基本结构有传动装置和停车架。车库上所有车位均存在一个青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）-3-停车架，传动装置使其在垂直方向做循环运动。如图1-4所示，这种车库有下列几种优点:a、造价低、投资少，前期建设时间短。b、占地少，利用率高。c、设备运行安全可靠。d、可以方便利用消防栓。图1-4垂直循环式1.3立体车库的研究发展状况当前全球立体车库技术正在飞速发展，现在的立体车库停车技术几乎包括了各个领域的先进技术，如图1-5所示，国外圆形的立体车库。停车形式也时刻出现着变换。越来越多的新材料和新工艺在立体车库上得到了体现。模块化的构造，能够便利组合，容易安装，使车库的随意性大大加强。安全方面得到了较大的发展，安全防护设备进行了充分的改进，如定位系统、限速保护与多重机构互锁系统，若超出范围则报警和弹性变形自动补偿功能，安全检测、自动消防灭火系统，汽车尺寸自动识别系统，停车泊位自动跟踪功能等。立体车库的停车功能变得越来越人性化、现代化。青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）-4-图1-5国外圆形的立体车库在80年代中期国内开始对立体车库进行研究，90年代引进国外设备，并开始生产立体车库，在一些人口密集的城市得到了广泛推广，如图1-6所示是我国常见的一种立体车库。