基于PLC的升降横移式立体车库开题报告

时间:2024.5.8

浙江水利水电专科学校 专科毕业设计(论文)开题报告

专 业: 姓 名: 王 旭 学 号: 201031003 论文题目:基于PLC的立体车库设计 指导教师: 陶 国 清 日 期: 20xx年4月

浙江水利水电专科学校

一、选题背景、研究意义及文献综述

1. 什么是立体式车库

现在所知的最早的立体车库建于19xx年,位于美国伊利诺斯州芝加哥市华盛顿西大街215号的一家宾馆(Hotel La Salle)的停车库,设计师是Holabird 和 Roche。[1]经过近一个世纪的发展,立体式车库的技术越来越成熟,应用越来越广泛。到目前为止, 立体车库发展到有九种主要类型:升降横移类(PSH)、巷道堆垛类(PXD)、垂直升降类(PCS)、垂直循环类(PCX)、水平循环类(PSX)、多层循环类(PDX)、简易升降类(PJS)、平面移动类(PPY)、汽车升降机(PQS)。[2]在以上九种类型尤以升降横移类(PSH)立体车库应用最为广泛。采用以载车板升降或横移存取车辆的立体停车设备的停车库叫做升降横移类停车库。升降横移式立体车库采用模块化设计,每单元可设计成半地下、两层 三层、四层、五层等多种形式,车位数从几个到上百个。此立体车库适用于地面及地下停车场 配置灵活,造价较低。其工作原理为:一般一层车位只能横移,中间车位即可横移又可升降,上层车位只能升降,该类车库通过各层车位的移动来实现车辆的存取,由于升降横移式立体停车库对场地的适应性较强,可根据不同的地形和空间任意组合、排列,规模可大可小,对土建的要求比较低,因此 升降横移式立体停车库应用十分广泛普遍。[2]

2. 国外立体车库的研究现状

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。[13]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。如下图是国外先进的垂直升降式立体车库。

基于PLC的升降横移式立体车库开题报告

国外高容量垂直升降式立体车库

3. 国内立体车库的研究现状

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。[7]但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。[8]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。下图是我国一升降横移式立体车库。

基于PLC的升降横移式立体车库开题报告

升降横移式立体车库

4. 研究立体式车库的意义

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。[1]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。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。采用机械式立体停车设备占地空间小,并可以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。

参考文献:

[1]中国重型机械工业协会,停车设备管理委员会编·机械式立体停车库·北

京市·

海洋出版社·2001

[2]张启君.立体车库的主要形式及技术特点.机械工业出版社,2004 [3]中国重型机械工业协会,停车设备管理委员会编·机械式立体停车库·北

京市·

海洋出版社·2004

[4]任伯淼,机械式立体停车库·海洋出版社·2001

[5]付翠玉,关景秦.立体车库发展的现状与挑战.机械设计与制造,2005(9)

[6]王瑞刚,吴成东.立体停车场的发展现状与趋势.交通与运输,2005,2(1) [7]杨智.浅谈立体车库自动化控制系统及运用.科技情报开发与经济,2008(1)

[8]蒋圣平,颜景龙,裴焕斗等,PLC在立体车库系统控制中的应用.华北工学

院测试 技术学报,2000(2)

[9]岳亮,李瑞斌.浅析自动化立体停车系统中的技术应用.交通标准化,2002,10

(2)

[10]忠晓强·横移立体车库控制系统的研究与设计·自动化应用,2011,1

[11]黄敏,花有清 ·基于PLC的立体车库控制系统设计·实践与应用,2009.10 ,

26-1

[12]李果,张广明,凌祥.多层横移立体车库控制系统设计与实现.机械设计与

制造,

2011,3(3)

二、研究的基本内容,拟研究解决的问题:

基本内容:

(1)电气控制系统整体设计

整个车库由一台PLC对车库进行统一的管理和监控,通过PLC控制平台传动装

置以完成对车辆的存取操作。各车位内车辆的调入、调出由PLC根据当前各车位

的车辆存放情况,按照相应的调度策略调度车辆进出。

(2)电气系统关键部分设计

(3)PLC控制程序设计

根据车库的运行控制要求,应用程序采用模块化结构, 由主循环程序和若干子程序构成。控制程序采用模块化编程形式,车位运行过程中只需调用子程序模块,这样大大降低了程序的复杂程度, 方便了程序的修改, 而且为车位的拓展提供了便利条件。

主要问题

1、根据立体车库的控制系统的功能要求,确定系统的设计系统结构。

2、根据所设计的场所,选择电动机的类型。

3、根据I/O的点数选择合适的PLC的类型。

4、立体车库控制系统的PLC梯形图设计及程序调试。

三、研究步骤、方法、工作进度

(一)论文准备阶段(20xx年12月5日—20xx年3月5日)

确定论文方向,拟定论文提纲

(二)论文资料收集阶段(20xx年3月6日—20xx年3月20日)

1、根据论文选题和方向收集资料

2、整理、加工收集的论文资料。

3、对收集资料开展研究工作,对论文框架及部分进行修订,提炼出个人观点。

(三)撰写论文初稿阶段(20xx年3月21日—4月10日)

根据论文的方向以及收集的资料撰写论文的初稿

(四)修改论文阶段(20xx年4月11日—5月29日)

根据指导老师的意见以及学校对学生论文的要求进行最后的修改,并最终敲定论文的终稿。

(五)毕业答辩阶段

表格 1

基于PLC的升降横移式立体车库开题报告


第二篇:基于PLC的通用多层升降横移式立体车库控制系统的设计


 方数据万

PLCBasedSystemControlCar-baseCubicTranslationandUp-downMulti--deckCommontheofDesign可编程序控制器应用3下位机PLC控制系统设计2升降横移式立体车库的工作流程!勇荣鞠南京师范大学电气与自动化工程学院(江苏南京210042)居on!竖垒巳巳!塑!!!堕《电气自动化)2007年第29卷第2期2ghasitsystem,car—basetypeforusedbekey—technologyofideasdesignthatintroducedcontrol,itcomputerupperwithear-b&secubictranslationandup—downtheintroducespaperAbstract:This关键词:立体车库PLC关键技术监控系统于多层升降横移式立体车库的任一种形式,可很方便地进行车位拓展,具有很好的应用前景。摘要:以PLC为核心,采用计算机进行监控,实现了多层升降横移式立体车库系统的自动控制,总结开发了一种通用的控制方法,适用系1体车库运行。方法,该系统是基于PLC的控制,同时在上位机进行实时监控立体车库为控制对象,研发一种通用多层立体车库控制系统的设计多,不同的种类其控制方法也完全不同,本系统是以升降横移式立分利用立体空间,较好地解决停车难的问题。立体车库的种类很成为很现实的问题。采用多层停放的立体车库占地面积少,能充高,汽车的数量大幅度增加,城市的停车场地严重不足,停车难已近年来,随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的提【文献标识码】B[文章编号】1000.3886(2007)02—0066.04【中图分类号】TM571.6+1systemcontrolsupervisorykey--technologyPLCcar--baseKeywords:cubicfuture.件的状态,读取车库机械驱动部分的信息,作出逻辑判断,再控制钮输人的指令,进行分析和控制,首先检测各种限位开关和检测元PLC是车库控制系统的核心,PLC接收上位机或控制面板按PLC系统硬件构成3.1托盘不需要右移复位。升降复位,平移不复位。号车位托盘上升复位,如图3(d)所示,需要指出的是5、2号车位3(b)所示,接着8号车位托盘下移,并取车,如图3(e)所示,最后8首先将5、2号车位的托盘左移,使8号车位下垂直通道畅通,如图所示,操作前的状态如图3(a)所示,接受到8号车位取车命令后,的工作流程。当用户选择8号车位取车时,其移动动态过程如图3状态下,l、4车位为空车位时,任意选择某一车位进行存取车操作移动动态图如图2和图3所示。图2所示的流程图是车库在某一复位遵循一个原则:升降复位,平移不复位。其工作流程图和托盘垂直通道,再将该车位托盘移至最下层,然后存取车。存取车后的取车辆,首先必须把该车位正下方每层车位的托盘移开,产生一个多层升降平移式车库的工作方式为,如果要在任一车位上存层、3列,那么整个车库共有9个车位,则有7个可停车的托盘。一层托板只上下移动,最下一层只左右移动。例如车库设计为3许托板左右移动一个车位位置,为上层托板下移留出通道。最上驱动可上下、左右移动。除最上层外,每层均留有一个空车位,允链条传动。每个车位单元配置停放车辆的托盘,托盘由电机独立多层升降平移式车库机械部分采用单元钢架结构,电机驱动,车库的运行状态实时反映在上位机上。三种方式可以任意选择。完整监控系统的控制方式,由计算机给出存取命令,PLC执行,同时的情况下完全可以单独采用这种方式控制;其三是上、下位机构成★江苏省教育厅自然科学基金项目(03KJD470115)图1系统组成图面板上的按钮由PLC实现自动逻辑控制,在车库容量小,节约成本备调试、维修或异常情况处理;其二是PLC单独控制,操作PLC控制在控制方式上有三种方式,其一是现场手动控制,主要用于设现场操作机构构成,以PC机为核心。控制系统组成,图1为该系统组成框图。该系统由上位机、PLC和立体车库的整个控制系统由上位机监控系统和下位机PLC3列车库说明系统的设计方法。为层。Ⅳ为列,可设计为多层、多列。为了叙述方便,本文以3层×升降横移立体停车库车位结构为M×N的2维矩阵形式,Mreat竺坚!翌g!!!!竺g型竺型i翌星型!!竺堡!型翌垫!!i!筮』!竺翌筮兰垒竺生!鲨圣!竺坚兰:竺!!!1统概述统的设计六LC的通用多层升降横移式立体车库控制系基于PaanycanwasAutomationElectricaI66

7033r●I●X67AutomationElectricaI}:。56。l悟蚓陋舞圳l托盘左移II车下降l车酱II去叫li车罕I因引023咖如Y006。因黜羔和因黜025o削孳。图嗽022每“鼍6图锄037鼍4图刚036因啪背1因㈣。。洲。。因车●叫I荛孥毒lll车毒盘J 方数据万可编程序控制器应用X出040。。。。。0c4:7=二:二iii::i?--‘-'—)呕X04。1。sz。。。c37==——-j《!}::-_Q98《电气自动化}2007年第29卷第2期!竖纽巳!幽!!!il(设1.4为空车位:‘l谴坯主持q选择车位8I存选择车位3选择车位2选择车位6选择车位54●I车位3托盘l车位2托盘l存取车4lI1lI车取存v如氅=型望署如21怕色=型望署舶17帅鳖=些望名舯160。——。一操作时,首先将第三层存取车的车位号与第二层的空车位号进行此时的空车位都在最左边的车位,则D20=1,DIO=1。在存取车3,则D3l=2,在D20、DIO中存放着二层、一层的空车位号,假设编号都是从左到右依次为1、2、3。如进行8号车位的存取,参考图中存放需要存取的二层、三层车位的车位号,在此,每层的车位号能进行,在DIO、D20中存放一层和二层的空车位号,在D21、D31一层以上的托盘升降都必须先使其下层车位为空车位之后才的,是解决这一难点的关键,设计思路如下。技术含量,因此,组合归纳出一种通用的程序设计方法是非常必要以,如车库规模大,这显然是不切实际的,会使程序非常庞大,缺乏列编写到程序中,在车库规模小的情况下可才能使程序设计完整。把每一种情况都一一排车位操作时,其它车位的各种状态都考虑到,态是随机的,就会有很多种情况,要把每一个受到其它车位状态的影响,由于其它车位的状进开出即可,而一层以上的任一车位操作时,位的存取车操作,因为一层车位存取车直接开程序设计中主要的难点是一层以上各车3.2通用程序设计中的关键技术采用FX2N系列的PLC。行。PLC系统的硬件结构图如图5所示,本系统保护等装置,来确保整个系统的安全、平稳运检测、软硬件信号联锁、限位、防坠保护、过载多重安全系统,以防异常情况发生。通过光电盘上有无车,整个动作区域配有光、电检测及一条对角线上安放一套光电开关,用于检测托到位后,系统才能正常工作。在每个托盘上的光源挡住,此时系统不能动作,只有车辆停放测,当有车辆停放不到位时,车就把光电开关装在底层左右两边,在托盘前后位置均进行检扫描检测.,光电开关的接收器和发射器分别安存取车的可靠安全,采用光电开关在底层进行下降到准确位置。光电开关的设置主要是为了主要是保证托盘的精确定位,使托盘能平移到预定位置或上升、检测、托盘有车、停车到位检测及挂钩信号检测。行程开关的设置行状态及存取车的操作信号的检测,其中有托盘平移、托盘升降的设计。系统中的输入信号主要是各车位的位置、状态、托盘的运及接入PLC接点的编号以直观的形式表示出来,非常有利于程序图4是车位主要检测信号及接点分配编号,将检测点的分布拖动托盘,实现其位置移动,完成车辆的存取操作和信号显示。图3托盘移动动态图(d)(c)图2某一状态下取车工作流程图l上于fffQfI上升复位ll上升复位lf上升复位lI车位6托盘lI车位9托盘II车位8托盘Il车位7托盘l0△L——_Z生—一L——<}——一yX035罂3QY01jyX034≤Q42QY00:图4车位主要检测信号及接点分配编号口一挂钩信号、V一上升限位开关。一停车到位检测△一下降限位开关o~托盘有率检测A一平移限位开关念Z∑x0309选择车位7存取车”IX036取车位选择1

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M65_J4上位机监控系统设计M51即可。的存取控制与此相似,一层进出车时,无需移动托盘,车直接进出M21=1、M41=1时,三层托盘才可以进行升降运动。第二层车位的移动根据M24、M27、M30、M33的状态进行左右移动;只有当的移动根据M44、M47、M66、M69的状态进行左右移动;二层托盘图见图6所示,完成该流程图功能的梯形图见图7所示。一层托盘放时,第三层车位上托盘才能进行生升降运动。其程序流程控制盘左右移动。当一、二两层的空车位都在三层要存取的车位正下在上层需要存取的车位正下方时,其比较结果为零,停止一层托右边第一个托盘左移到空位上,之后重复上述过程,直到空车位行比较,如果结果大于零,则表示空车位在左边,这样先把空车位车位号与第一层的空车位号进行比较,即把D31和D10中的数进较结果为零,停止二层托盘左右移动;与此同时,第三层存取车的的车位正下方时,其比车位在上层需要存取重复上述过程,直到空盘左移到空位上,之后空车位右边第一个托车位在左边,这样先把结果大于零,则表示空中的数进行比较,如果比较,即把D3l和D20PLC系统的硬件结构图图5输出电路可编程序控制器(PLC)输入电路!竖&巳!|塑g!堕CM5lM32KlM29M26M23D20INCM20D20I]M40D31DD—IO层=2K2号托W盘66右=i移D10一l—D10一层2号托盘左移DlO=K3,lH7=1,一层l号托盘左移D10=K2,M44=1,DlO+1一D10D31<DIO,M42=I,空位在右边D31=DIO,M41=I。空位在正下方D31>D10,W4肛I,空位在左边二层l号托盘右移D2肛K1'M33=I,二层2号托盘右移D20=K2,M30=I,D20-1一D20二层2号托盘左移D20=K3,M27=1,=层l号托盘左移D20+l—D20D3l<D20,舷2tl,空位在右边D31=D20。1121=1,空位在正下方D31>D20,W20=1,空位在左边DECM46]K3W43]K2DIODIO]讯的目的。但上位计算机与PLC通讯之前,要进行相应的设置,设置(1)操作控制。操作人员直接在计算机上进行控制操作和管上的通讯单元(编程口)建立串行通讯连接,从而达到与PLC设备通一一列出了。系统采用的是MCGS工控软件,通过上位机中的串行口设备和PLC功能组态窗口见图8,由于篇幅有限各个功能具体的组态图就不一般常用的工控软件都已开发了与常用PLC间的通讯程序,本作控制、车位动态监视、检测信号状态监视和数据报表等功能,总通讯设计以及整个车库的运行状态监视都在计算机上完成。主要设计有操4?2上位机监控系统采用工控组态软件作平台,所有存取车操作图8监控系统的功能监控系统的功能4?1很方便地进行车位拓展,是一种通用的控制方法。以上的设计思路,可以应用于任一种M层、Ⅳ列的车库,可图6三层车位控制流程图控系统随时掌握系统运行的状态,设备调度,记录统计等使用。(4)数据报表。以上各种信息都会存放在动态数据库中,供监变化,产生如图3所示的动态效果。(3)车位动态监视。实时显示整个车库各个车位和托盘的动态挂钩状态等,完全实时反映现场情况,与现场完全一致。平移、升降限位开关的状态,有车、无车信号,停车是否到位信号及集的基础上完成,采集各种光、电和开关状态信号,实时显示托盘(2)检测信号状态监视。对整个停车库运行的监控是在数据采择,实现存取车的控制。理,可以选择前面介绍的三种工作方式中的一种,进行车位的选图7三层车位存取控制梯形图M68]D—IO层=K13号,托M6盘9=右1移,ElMPNCIO,.’Ⅸ独:装2。1424=1,AutomationElectrical68

 方数据万

可编程序控制器应用勇鞠控制的研究及教学工作。荣(1964一),男,硕士,副教授,长期从事电气技术和自动【作者简介】居【4】三菱公司.FX2N编程手册.三菱公司,2000,3[3】三菱公司.FX通讯用户手册.三菱公司,2001,5国科技大学出版杜,2000,9【2】徐世许等.可编程序控制器原理?应用?网络【M].安徽合肥:中【1】任伯淼.机械式立体停车库[M】.北京:海洋出版社,2001位拓展,具有很好的应用前景。用于多层升降横移式立体车库的任一种形式,可很方便地进行车便。在PLC控制程序设计中,总结开发了一种通用的控制方法,适的自动控制,同时采用计算机进行监控,工作安全可靠,操作方本控制系统以PLC为核心,实现了多层升降平移式立体车库5结束语置与PLC一致的参数即可。式。如无特殊要求,完全可以采用系统默认值,只要在上位机上设位,无命令头和命令尾,整个命令不加校验和,采用RS232通信方设置为0086H,表示波特率为9600,7位数据位,偶校验,1位停止《电气自动化)2007年第29卷第2期在PLC中是通过数据寄存器D8120来进行设置的,系统默认校验方式等,如图9所示,这些都必须和PLC的设置一致。为COM32。设置通讯串口的波特率,数据位位数,停止位位数,数据需要使用的串13号,必须和通讯设备实际所接的串13号一致,最多图9通讯参数设置方向为电子信息、通信工程等。工程系实验实训中心主任,天津大学电子信息工程学院研究生,主要研究杰,(1965一),男,汉族,副教授,天津工程师范学院电子【作者简介J李Chinese),1999,688—691Materials(inSiliconandEleventhProc.Chinasupply,in图5示波器显示的电压波形(b)峰一峰值约170V时波形alternativeCMOS【5】Wu,X.,Pedram,Low【J】.电子设计应用.2006(5):100—112(4】秦玲,刘敬波.一种用于D/A转换电路的带隙基准电压源的设计大学出版社,2001:293~300【3】吴金戌,沈庆阳,郭庭吉.8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2002:49—52[2】楼然苗,李光飞.5l系列单片机设计实例[M】.北京:北京航空航天交通大学出版社,2004年,296~303【1]梅丽凤,王艳秋,张军等.单片机原理及接口技术【M】.北京:北京参考文献取得了较为精确的测量结果。出。电路结构简单,体积小巧,应用于旋转变压器信号变送电路,振荡源和线性功率放大电路,实现了400Hz正弦波信号的稳定输上述方法设计的中频电源采用单片机技术为核心,配合精密4结论峰值约170V时波形,电压的有效值为60V。压峰一峰值约85V时波形,电压的有效值为30V。b图为电压峰一图5为通过示波器观察的400Hz正弦波波形,其中a图为电(有效值)检波电路升压变压器42.6VTDA7294放大放大电路1.76V负反馈放大O.56V积分电路3.12V400HzD触发器3.17V800Hz脉冲波形74LS90分频分频电路6.49V4kHz方波CD4024分频4.63V4MHz正弦波振荡电路测试电压频率波形电路表1测量数据(上接第56页)自动控制研究及教学工作。(1963一),女,高级实验师,长期从事.P....L..,C。....。A....p....p...1.i..c..a....t..i.o....n—s—69Automation

基于PLC的通用多层升降横移式立体车库控制系统的设计

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