基于PLC的立体车库系统设计样本.doc
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1、摘 要由于全球汽车数量持续上涨,停车难徐徐成为众多大中型都市需要迫切解决问题。因而,一种为了实现车辆有序存储设施应运而生。立体车库可以有效使用土地资源,突出立体空间优势。本设计以使用非常广泛升降横移式立体车库作为对象进行研究,深刻理解立体车库运营效率,制导致本等各种问题。在对全球车库既有状况及发展趋势做了充分调查研究之后,设计了一种立体车库控制监控系统。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,对车库升降和横移动作进行精确而有效控制。通过WinCC flexible中建立组态画面可以对车库运营状态实时监控,并且能以便有效控制车库运营。通过立体车库运营流程,理解基于西门子S7-300
2、系列PLC对存取车控制过程,然后进行模型建立和控制系统设计。通过WinCC flexible完毕监控画面等功能建立,在PLC程序运营前提下,对组态画面进行操作。可以对各种运营过程及故障报警等功能实时模仿。核心词:立体车库;可编程序控制器;升降横移;组态软件Abstract Due to the continuing rise in the number of cars around the world,parking is difficult to gradually become a large and medium-sized cities need to urgently address
3、 the problem. Thus,one vehicle in order to achieve an orderly storage facilities emerged. Stereo garage can effectively use land resources,highlighting the advantages of three-dimensional space. The design is widely used in lifting and transferring parking study as an object,a deep understanding of
4、the problems of parking equipment operating efficiency and manufacturing costs. In the current global situation and development trend of the garage to do a full investigation after the design of a three-dimensional garage control monitoring system. In the programmable controller as the control,lifti
5、ng and transferring power by the motor to achieve accurate lifting and traverse of the garage and effective operation of controls. Configuration screen set up by WinCC flexible in the garage can run real-time status monitoring,and can be easily and effectively control the operation of the garage. Th
6、rough three-dimensional garage running processes,understanding based on Siemens S7-300 series PLC for vehicle access control process,and then set up and control system design model. After the completion of the establishment of WinCC flexible monitor screen and other functions,in the context of the P
7、LC program running on the configuration screen instructions. Real-time simulation of the process a variety of operating and fault alarm functions.Key words:three-dimensional garage;PLC; configuration software目 录摘 要IAbstract.1 绪论11.1课题研究背景及意义11.2立体车库重要构造构成及类型11.3立体车库研究发展状况32 升降横移类立体车库概述62.1升降横移类立体车库简
8、介62.2升降横移式立体车库基本构造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重要电气件选型113.3主回路及控制回路电气接线设计134 PLC编程设计174.1 PLC程序设计原则与流程174.2系统程序I/O分派表184.3立体车库程序设计205 组态仿真设计235.1 STEP7与WinCC flexible连接235.2建立组态画面235.3画面变量连接255.4组态仿真运营26结 论28致 谢29参照文献30附 录311 绪论1.1课题研究背景及意义 近几年国内经济和工业限度逐渐提高,汽车也随着走进了千家万户,因而许多都市停车问题不断显现出来。调普成果显示
9、,国内都市机动车增速在15%-20%,而都市泊车设备建设只有2%-3%增速,这种现象越来越常用。因而,咱们要对都市停车难问题注重起来,并积极谋求有效办法及办法。立体车库在这种状况下应运而生,立体停车设备具备明显优势特点:一是使用土地相比于普通停车场来说,只有其面积1/2-1/25,使空间运用效率得到了很大幅度提高;二是投资少;三是存取车辆以便,普通状况下,整个过程时间不会超过120秒。当前,立体车库技术、设备研发已经慢慢发展起来,并且人们关注度越来越高。这种立体设备不像普通停车场停放方式,而是向上或者向下发展,车辆在空间中平行存储。这在土地资源紧张,车位紧张都市里会得到更大发展。在国内当前立体
10、车位仅占2到3,有关专家表达,将来这种立体车库将会变为主流。本文研究对象重要是升降横移式立体车库。1.2立体车库重要构造构成及类型 立体车库种类繁多,而不同类型立体车库工作原理和构成构造也大不相似,不同种类立体车库,工作停车环境大有不同,有各自长处和长处。针对既有车库来说重要存在下列几种类型: (1)升降横移式 可以设计为各种样式立体车库,车位数设立也比较灵便,如图1-1。在地面以及地下等众多停车场可以考虑设立成这种类型设备,而半地下类型使用也变得更为广泛。此类车库配备规定简朴,存在形式非常多样。重要有下列优越性: a、造价相对普遍较低,前期基本建设投资少。 b、安全,可靠,配备简朴。 c、能
11、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、车辆能迅速进出车库,不需要等待太长时间。 f、商场、社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。对堆垛机有非常高规定,因而巷道堆垛式合用范畴不广泛,普通设立在规定大量车位数场合。 图1-2巷道堆垛式 图1-3垂直提高式 (3)垂直提高式 垂直提高式立体车库,如图1-3所示,运营时先将车辆升降到指定层,随后提高机附带设备存储年车辆,从而实现存取车动作。垂直提高式设计高度普通很高,对加工精度,安全性能等许多因素均有着较高规定,因此需要较多资金。此类车库长处也非常明显,
12、占用土地资源较少,可以充分运用空间。 (4)垂直循环式垂直循环类立体车库基本构造有传动装置和停车架。车库上所有车位均存在一种停车架,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长处: a、造价低、投资少,前期建设时间短。 b、占地少,运用率高。 c、设备运营安全可靠。 d、可以以便运用消防栓。图1-4垂直循环式1.3立体车库研究发展状况 当前全球立体车库技术正在飞速发展,当前立体车库停车技术几乎涉及了各个领域先进技术,如图1-5所示,国外圆形立体车库。停车形式也时刻浮现着变换。越来越多新材料和新工艺在立体车库上得到了体现。模块化构造,可以便利组合,容易安装,使车库随意性
13、大大加强。安全面得到了较大发展,安全防护设备进行了充分改进,如定位系统、限速保护与多重机构互锁系统,若超过范畴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,汽车尺寸自动辨认系统,停车泊位自动跟踪功能等。立体车库停车功能变得越来越人性化、当代化。图1-5 国外圆形立体车库在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,在某些人口密集都市得到了广泛推广,如图1-6所示是国内常用一种立体车库。停车设备技术发展需要更多学科支撑,此外还要充分学习国外成熟技术,使国内迈进中立体车库少走弯路。在国内,停车行业应当不断迈进,完善停车产品,开发生产出适应市场需求产
14、品。从当前国内形势而言。国内立体车库市场处在无序混乱状态,国家对停车产业不注重以及管理疏松,没有统一技术原则。图1-6 升降横移式立体车库2 升降横移类立体车库概述2.1升降横移类立体车库简介 升降横移式立体车库是采用电机带动载车板升降或横移存取车辆机械式停车设备。在实际现实应用当中,由于此类车库有诸多类型,具备很强适应能力,规模上大小不一,最普遍最实用停车库就是此种类型。2.1.1升降横移式立体车库工作原理 在立体车库当中,每一种轿厢上均有一块载车板,存取车辆时候通过载车板来进行升降以及横移运动到达地面,驾驶员将车开入或开出车库,最后完毕车辆存取操作。如果车辆停在车库靠经地面那一层,则车辆只
15、需直接开入或开出,而不需要进行升降就能完毕停车动作,车库中别的层中车位须要下层车位通过动作有空位后,载车板才干到达车库地面层,然后进行存取车。2.1.2停车设备几种重要形式 升降横移式立体车库种类繁多,最重要方式有半地下式跟全地上式两种类型。图2-1 半地下布置型式图2-2 全地上布置型式半地下式车库内车位运营动作如图2-1,地面层车位在其她层没有动作时可以直接在此层存(取)车操作。下层车位需要在上方地面层浮现空位时才干上升存取(车)。而上层车位要在其下方浮现空位时才干下降。 全地上式车库内车位运营动作如图2-2所示,最下层车位直接存(取)车辆;二层车位需要一层浮现空位才干下降,而三层车位需要
16、在其下一、二层都浮现空位时才干下降存(取)车。号车下降到地面层后存(取)车。对号车位存(取)车,只需要号车位右移,号车位下降即可。如果要对号车位存取车辆,则要将和号车位载车板都向右移动,留出下面空位,然后号车位下降即可。此类停车设备可以在不同场地应用。从使用能力上来看,此类车库对土地建设没有过高规定,规模大小也很灵活,并且在不同地形环境下可以进行不同排列组合。因而,此类升降横移停车库在现实生活中实际使用十分普遍。因而,在本次设计中选用研究对象是全地上式三层三列七车位立体停车库。2.2升降横移式立体车库基本构造 如图2-3所示为升降横移类停车设备重要构成。升降式横移类停车设备重要有下面五大某些。
17、图2-3 升降横移类停车设备重要构成2.2.1钢构造某些在停车设备中往往通过钢构造来进行设备支撑以及车辆停放,其具备较好强度跟刚度。依照停车设备对构造形式规定不同,因而设备钢架构造形式也不相似。2.2.2载车板某些在升降横移式立体车库中,车辆停放在载车板上。从构造上有框架式和拼接式。框架式载车板,此种载车板有中间凸起式和平板式,中间凸起式载车板具备可以按照实际需要进行设计行车通道宽度长处,非常适当车型变动诸多小规模生产当中。而拼接式载车板重要是用钢板进行滚压或者一次冲压形成组装件,应用咬合拼装构成载车板。2.2.3传动系统 普通状况下电机减速机和油缸液压马达可以构成传动动力系统。在电动机减速机
18、中应当设定制动系统,普通运用常闭式制动器。并且油缸液压马达需要装有如防爆阀之类装置,用来防止因瞬间油管破裂导致载车板下坠问题。2.2.4控制系统系统中主回路跟控制回路构成了其控制系统。 载车板进行各种动作由主回路进行实现。而控制回路当中重要实现功能是对人跟车安全进行设计。控制形式有许多,通过运用软件来实现对各类控制器跟接触器动作控制,以此来实现此类设施进行各种动作过程。控制系统运营方式重要有自动运营和手动或点动运营等两种方式。2.2.5安全防护办法通过在实际应用中发现各种问题,按照国标规定,立体车库应当安装各类安全保护设施,保证人员及车辆安全。重要设施有: (1)在操作装置上装设红色急停开关,
19、当车库运营中发生各种意外以及紧急状况时可让车库及时停止运营。 (2)在车库中装设车长检测装置,当车辆进入车库时,检测车辆长度,如果车长超过停车位长度,则车库不运营并发出信号。普通为光电开关。 (3)在车辆进入车库方向安装阻车装置。 (4)车库在运营时,为了保证安全,必要禁止人车误入。普通使用设备为光电开关或着在车库周边设立栅栏。 (5)必要在车库中装备防坠落装置,用来防止载车板突然落下,对人员和车辆导致伤害。 (6)车库上安装警灯,当车库在运营中时,起警示作用。3 立体车库电气控制系统设计3.1电气控制系统整体设计车库管理和监控在PLC控制下统一进行,传动装置驱动载车板纵移横移以此来进行车辆存
20、储过程。通过PLC控制来调节立体车库中车位状态。立体车库控制系统两套系统分别是:(1)弱电系统,涉及信号采集、输出与报警。接触器接通和关断是由PLC输出信号控制接触器线圈决定。(2)强电系统,涉及电机控制线路、到位限位、形成限位等。车库车位检测装置可以自动检测车位位置,当发生意外状况时,可按下控制面板上急停按钮。 本次立体车库设计中控制原理为:使用者可以运用控制界面来将所需指令输送至控制系统当中,通过度析之后,将可以应用指令用来进行执行操作,实现立体车库中总体操控。图3-1 车库系统控制原理框图图3-2 PLC硬件系统构造框图3.2重要电气件选型3.2.1 PLC选型1、CPU 315解决器对
21、每条二进制指令解决时间大概为 50 ns,每个浮点预算时间为0.45 s。256 KB工作存储器(相称于大概85 K条指令),与执行程序段有关大容量工作存储器可觉得顾客程序提供足够空间。灵活扩展能力,多达32个模块。MPI多点接口,集成 MPI接口最多可以同步建立与S7-300/400 或编程设备、PC、OP16条连接。在这些连接中,始终为编程器和OP分别预留一种连接。通过“全局数据通讯”,MPI可以用来建立最多16个CPU构成简朴网络。同步带有PROFIBUS DP主/从接口CPU 315-2DP可以用来建立高速、易用分布式自动化系统。此CPU功能为:口令保护、诊断缓冲、免维护数据后备、可参
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