基于PLC的立体车库控制系统设计样本.doc
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1、 毕业设计阐明书 基于PLC立体车库控制系统设计系 、部: 电气与信息工程学院 学生姓名: 李白龙 指引教师: 肖文英 职称 讲师 专 业: 自动化 班 级: 0801 完毕时间: -5-17 摘 要立体车库是专门实现各种车辆自动停放及科学寄存仓储设施。随着都市汽车保有量不断增长,停车难问题己经成为大中型都市一种普遍现象。机械式立体车库可充分运用上地资源,发挥空间优势,最大限度地停放车辆,成为解决都市静态交通问题重要途径。本课题以较为典型升降横移式立体车库为研究对象,综合考虑立体车库制导致本和运营效率双重因素。本文在对国内外车库现状及发展趋势做了充分调研基本上,选取四层三列式车库构造为研究模型
2、。升降横移式立体车库就其构成某些而言,可分为三大某些:车库构造某些、传动机构某些和控制系统某些。本文简朴简介了车库主体构造和特点,对车库控制系统也作了简朴阐明。在对升降横移式立体车库控制系统设计中,采用了先进可编程序控制器(PLC)控制,运用西门子公司编程软件编制了升降横移式立体车库控制系统程序,并经调试、运营,证明采用PLC作为控制系统简朴易行。其稳定、可靠、迅速、性价比高特点使得控制系统非常完美。为了使停车设备满足使用规定,依照国家关于机械式停车设备通用安全规定原则、升降横移式立体车库实际,在升降横移式立体车库中使用了某些必要安全技术,这样保证了车辆绝对安全,使得整个车库可以安全平稳运营。
3、核心词:立体车库;控制系统;可编程序控制器ABSTRACTStereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific storage of kinds of automobile. As the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays,the hard-to-Park Problem has become a common phenomenon. Mechanical stereo garage ca
4、n use land resource sufficiently and bring space advantage into play,and maximize the number of parking cars. It has become an important way for static traffic problem of cities. The issue studies the type mechanical parking system which named up-down and translation stereo garage,and regards of the
5、 two factors of cost of manufacture and operational efficiency synthetically.On the basis of investigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad,we choose four-layer and three-formulistic garage structure as the research model. According to the form of the draggi
6、ng-forms of multi player up-down and translation ear-base,it is made of three parts:part of ear-base structure、part of driving-framework and part of control system. The paper simply introduces main structure and characteristics of garage and also gives a short introduction to its control system. The
7、 paper adopted PLC as control system in designing the up-down and translation stereo garage,PLC software of SIEMENS company was used to weave the program of control system,through debugging running. The result proved that adopted PLC as control system is simple and easy to realize. The characteristi
8、c of stabilization,credibility,speediness and high capability made the control system very perfection. In order to satisfy using demand in design stereo garage,according to criterion of mechanical parking systems-general safety requirement and the facts of the up-down and translation stereo garage t
9、he Paper introduced some safety technique which was used in the up-down and translation stereo garage. This can ensure absolute safety for Car and make the whole stereo garage safety and running smooth.Keywords:Stereo garage;Control system;PLC目 录1 绪论11.1 本题设计背景 11.2 本题设计内容 21.3 本题设计目及意义 22 系统控制方案设定
10、3 2.1 自动化立体车库描述 3 2.2 系统设计基本环节 33 立体车库系统硬件方面设计 4 3.1 硬件系统总体设计4 3.2 PLC控制模块设计9 3.3 步进驱动模块设计10 3.4 丝杆驱动模块设计14 3.5 电气原理图设计144 升降横移式立体车库系统软件方面设计15 4.1系统主程序设计15 4.2系统子程序设计165 基于组态王监控设计 175.1组态王软件简介175.2运用组态王实现上位机监控18参照文献 24道谢 25附录1:电气原理图设计 26附录2:PLC梯形图设计 271 绪论1.1 本题设计背景随着国内都市经济和汽车工业迅速发展,拥有私家车家庭越来越多,截至8月
11、底,全国机动车保有量达到2.19亿辆。其中,汽车保有量初次突破1亿辆。而早在,全国机动车保有量仅为1249万辆,汽车保有量为625万辆。通过以上数据可以看出,短短里,中华人民共和国机动车辆增长了17倍,汽车增长了16倍。而与此相相应是都市停车状况尴尬。以北京市为例,截止底,市区仅有公共停车场828处,共计车位5.7万个,仅占市区机动车拥有量8.6,停车环境与都市规划矛盾十分突出。上海状况也让人无法乐观,仅有229个地下车库使用面积局限性60万平方米,只能满足1.3万辆机动车停放规定,路边停车渐呈泛滥之势,比例高达64,并且尚有继续上升之势。据建设部都市交通工程技术中心对全国15个大都市停车现状
12、调查,都市机动车保有量与停车位之比平均为4:84:1,这一比值对于渴望“车者有其位”车主来说,形式不容乐观。停车难产生最重要因素是都市建设规划上准备局限性。上世纪80年代初期,北京市权威部门对北京汽车发展数预测仅仅是70万80万辆,而事实上到新世纪钟声敲响之前,北京市汽车总量则足足比预期多了100万辆,其中私人小客车数量就高达45万辆。面对迅速发展都市车流,停车设施建设落后也就局限性为奇。据建设部停车技术开发推广中心简介,北京市停车设施“欠账”最保守预计应为2030。停车问题是都市在发展过程中浮现静态交通问题,静态交通是相对于动态交通而存在一种交通形态,两者互相联系,互相影响,停车设施是都市静
13、态交通重要内容,随着都市不断发展,各种车辆不断增长,对停车设施需求也在不断增长,如果两者之间失去平衡,都市里就会浮现停车难一系列问题。数据显示,近来几年国内都市机动车辆平均增长速度在15%-20%,而同步期都市停车基本设施平均增长速度只有2%-3%,特别是大都市机动车拥有量增长速度远远超过停车基本设施增长速度,因而,咱们必要注重都市停车难问题,并积极探求解决办法。专家们指出,解决都市静态交通问题,大体分为软硬两种办法。所谓软办法,就是通过政策法规,限制路面停车,提高停车场运用效率,使某些车主更乐意改乘公共交通工具,以减少机动车对停车场需求。而硬办法,重要涉及增建停车场,建设地下及立体停车场、运
14、用其他空间满足停车需求。而无论采用什么办法,在规划后再收拾残局,于局限内弥补局限性,政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小。1.2 本题设计内容本课题重要内容是基于西门子S-200系列PLC立体车库控制系统设计,升降横移类机械停车库运用托盘移位产生垂直通道,实现高层车位升降存取车辆。其车位构造为2维矩阵形式,可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间限制,普通为24层(国家规定最高为4层),2层、3层者居多,现以典型地上43升降横移式为例,阐明停车库运营原理。立体车库构造特点是:底层只能平移,顶层只能升降。除顶层外,底层都必要预留一种空车位,供进出车升降之用。当底层车位进出车时,无需移动
15、其她托盘就可直接进出车;顶层进出车时,先要判断其相应下方位置与否为空,不为空时要进行相应平移解决,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完毕后再上升回到原位置。其运动总原则是:升降复位,平移不复位。1.3 本题设计目及意义作为当代大都市标志,立体建筑和立体交通均有了明显发展,道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中最不和谐之音,发展立体停车已成为人们共识。当前国内经济正处在高速发展时期,随着人们生活水平不断提高,汽车进入家庭步伐正在加快,停车产业市场前景辽阔。机械式立体车库既可以大面积使用,也可以见缝插针设立,还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实行,是解决都市停车难最有效手段,机械车库与老式
16、自然地下车库相比,在许多方面都显示出优越性。一方面,机械车库具备突出节地优势。以往地下车库由于要留出足够行车通道,平均一辆车就要占据40平方米面积,而如果采用双层机械车库,可使地面使用率提高8090,如果采用地上21层立体式车库话,50平方米土地面积上便可存储40辆车,这可以大大地节约有限土地资源,并节约土建开发成本。机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆安全,人在车库内或车不断准位置,由电子控制整个设备便不会运转。应当说,机械车库从管理上可以做到彻底人车分流。在地下车库中采用机械存车,还可以免除采暖通风设施,因而,运营中耗电量比工人管理地下车库低得多。机械车库普通不做成套系统,而是
17、以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零优势,在住宅区每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺社区解决停车难问题提供了以便条件。当以往路边、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种非常有效办法。机械式立体停车设备又名立体车库,它占地空间小,并且可最大限度地运用空间,安全以便,立体车库设计目:是解决都市用地紧张,缓和停车难一种有效手段。可以预见立体车库具备非常辽阔市场前景。2 系统控制方案设定2.1 自动化立体车库描述当前,立体车库重要有如下几种形式:升降横移式、巷道堆垛式、垂直提高式、垂直循环式、箱型水平循环式、圆形水平
18、循环式等。在对国内外各种同类产品进行分析基本上,再结合造价、技术难度以及顾客需求等各个方面因素,可以发现升降横移式立体车库形式比较多,规模可大可小,并且对场地适应性较强,同步采用此类设备车库十分普遍。因而,最后拟定研究对象为升降横移式立体车库。2.2 系统设计基本环节 立体车库系统设计与调试重要环节,如图1所示 图1 立体车库控制系统修订环节在本次课题设计过程中重要考虑如下几点:1进一步理解和分析立体车库工艺条件和控制规定。2依照立体车库控制系统功能规定,拟定系统设计系统构造。3依照所设计场合,选取电动机类型。4依照I/O点数选取适当PLC类型。5分派I/O点,分派PLC输入、输出点。6设计立
19、体车库系统梯形图设计。7将程序输入PLC程序进行调试,查出错误,让程序更加完善。3 立体车库系统硬件方面设计 3.1 硬件系统总体设计3.1.1 硬件系统构造设计立体仓库存储系统重要由PLC控制模块、步进驱动模块、丝杆驱动模块、工件推出模块、立体仓库、气源解决组件等部件构成。系统构造模型如图2所示。图2 立体车库模型3.1.2 精准定位原理 PLC每发出一种脉冲,步进电机转动一种步距角度,X轴步进电机带动X轴丝杆做左右直线运动或Z轴步进电机带动Z轴丝杆做上下直线运动,实现载物台上、下、左、右运动。通过控制X轴、Z轴步进电机脉冲个数,就可以控制载物台在X轴、Z轴上移动距离,实现载物台在XZ轴平面
20、精准定位,从而把物体放到仓库指定位置。当PLC输出5000个脉冲时,平移距离为3.125cm(平移距离=步距角脉冲个数螺距/360o),输出脉冲10000时平移距离理论值为6.25cm。3.2 升降横移式立体车库基本构造升降横移式立体车库由底盘、四层十二车位停车场、运动机械及电气控制等四某些构成。机械某些采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件构成,采用步进电机、直流电机作为拖动元件。电气控制是由西门子S-200系列可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件构成。本系统采用滚珠丝杠、滑杠和普通丝杠作为重要传动机构,电机采用步进电机和直流电机,其核心某些是堆垛机,它
21、由水平移动、垂直移动及伸叉机构三某些构成,其水平和垂直移动分别用两台步进电机驱动滚珠丝杠来完毕,伸叉机构由一台直流电机来控制。它分为上下两层,上层为货台,可先后伸缩,低层装有丝杠等传动机构。当堆垛机平台移动到货架指定位置时,伸叉电机驱动货台向前伸出可将货品取出或送入,当取到货品或货已送入,则铲叉向后缩回。整个系统需要三维位置控制。控制面板上开关、按钮功能及车位号如图3所示 图3 控制面板上开关、按钮功能及车位号控制面板上按钮功能如表1所示表1 控制面板上按钮功能表按键号手动自动1机构水平向左移动选取1号仓位2机构垂直向下移动选取2号仓位3机构水平向右移动选取3号仓位4机构水平向后移动选取4号仓
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