自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

目錄2665第一部分、設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研………3第二部分、設(shè)計(jì)說(shuō)明…………………8第三部分、設(shè)計(jì)成果………………12第四部分、結(jié)束語(yǔ)…………………21第五部分、致謝………22第六部分、參考文獻(xiàn)………………23第一部分設(shè)計(jì)任務(wù)與調(diào)研1、畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，汽車(chē)擁有量的不斷提升，停車(chē)難的問(wèn)題成了我國(guó)城市交通的另一個(gè)大問(wèn)題，2000年以來(lái)我國(guó)車(chē)市機(jī)動(dòng)車(chē)增長(zhǎng)速度平均在10%—15%，而城市道路平均增長(zhǎng)速度只有2%—3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量和交通的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)交通基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度。如長(zhǎng)沙市，2005年，長(zhǎng)沙的機(jī)動(dòng)車(chē)保有量是43萬(wàn)輛，2011年突破百萬(wàn)輛，到今年10月突破200萬(wàn)輛，機(jī)動(dòng)車(chē)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)，速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)預(yù)期，小汽車(chē)的出行比重已由2007年的9.7%上升至2011年的14.2%。而長(zhǎng)沙的道路網(wǎng)增長(zhǎng)卻不到5%，交通供需不平衡必然造成擁堵。在國(guó)際上一般認(rèn)為城市道路面積率（城市道路面積與城市總面積之比）應(yīng)當(dāng)在25%為宜。美國(guó)華盛頓市為43%，紐約、曼哈頓市為35%，英國(guó)倫敦市為23%，日本東京為13%，長(zhǎng)沙市僅為12%。隨著機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量的日益劇增，很多大中城市不僅出現(xiàn)了道路上動(dòng)態(tài)交通的嚴(yán)重堵塞，而且占用道路停車(chē)和占用居住區(qū)綠地停車(chē)的現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，從而進(jìn)一步加劇了交通個(gè)擁擠，破壞了城市的居住環(huán)境。城市的停車(chē)難、亂停車(chē)的狀況日益嚴(yán)重，已經(jīng)影響到投資環(huán)境和城市形象。我國(guó)雖然地大，但是人口密集，故仍然屬于土地資源緊缺型的國(guó)家，城市停車(chē)難的問(wèn)題隨著車(chē)輛的不斷增長(zhǎng)更加的突出，在這種大勢(shì)所趨的情況下，自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。立體停車(chē)設(shè)備行業(yè)的市場(chǎng)潛力巨大，當(dāng)中小城市經(jīng)濟(jì)起來(lái)之后，這些潛在的市場(chǎng)將會(huì)在未來(lái)再一次助推停車(chē)設(shè)備在整個(gè)行業(yè)高速發(fā)展。本次設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的PLC程序編寫(xiě)。2、設(shè)計(jì)的思路、方法隨著城市汽車(chē)保有量、汽車(chē)已成為一個(gè)世界性的問(wèn)題。現(xiàn)在流行的機(jī)械立體車(chē)庫(kù)空間可以充分利用土地資源,發(fā)揮各自?xún)?yōu)勢(shì)利用空間,最大限度地停放車(chē)輛,成為解決問(wèn)題的重要途徑城市靜態(tài)交通。現(xiàn)在與我們相對(duì)典型的電梯橫移式立體停車(chē)場(chǎng)為研究對(duì)象,考慮到三維停車(chē)場(chǎng)雙重因素制造成本和運(yùn)行效率。在對(duì)升降橫移式立體停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的PLC控制，運(yùn)用編程軟件編制了升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器(PLC)作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。其穩(wěn)定、可靠、快速、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)非常完美。為了使停車(chē)設(shè)備滿(mǎn)足使用要求，根據(jù)國(guó)家關(guān)于機(jī)械式停車(chē)設(shè)備通用安全要求的標(biāo)準(zhǔn)、升降橫移式立體停車(chē)場(chǎng)的實(shí)際，在升降橫移式立體停車(chē)場(chǎng)中使用了一些必要的安全技術(shù)，這樣保證了車(chē)輛的絕對(duì)安全，使得整個(gè)車(chē)庫(kù)可以安全平穩(wěn)的運(yùn)行。3、與本課題相關(guān)的資料（影片、圖片等）。自動(dòng)立體停車(chē)裝備系統(tǒng)在世界各地的發(fā)展是極不均衡的，德國(guó)開(kāi)發(fā)最早，技術(shù)居于領(lǐng)先地位，在二層及多層平面式立體停車(chē)庫(kù)系列中，它已發(fā)展了H型、U型和V型。日本由于國(guó)土面積小而應(yīng)用最廣，自從1959年引進(jìn)了建造機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)技術(shù)之后，到1983年，就已經(jīng)在本土上共建造了25454座多種形式的機(jī)械式車(chē)庫(kù)，平均每座容車(chē)量達(dá)到十輛左右，最多的能達(dá)到百輛以上。從上世紀(jì)七十年代末期起，車(chē)庫(kù)容量年遞增率為5%-7%，已經(jīng)趕上了同期汽車(chē)擁有量的年遞增率4%-6%，從技術(shù)特征上看，日本更重視豎式自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展，即密集型自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)的發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)以來(lái)，在國(guó)內(nèi)舉辦了多個(gè)與停車(chē)設(shè)備相關(guān)的展覽會(huì)，全自動(dòng)立體停車(chē)設(shè)備的容車(chē)能力及其技術(shù)完備，先進(jìn)程度已被世界廣泛承認(rèn)和接受。國(guó)外停車(chē)設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上也開(kāi)始推廣使用。國(guó)外高容量的自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)兩層自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)存車(chē)時(shí)，搬運(yùn)器已停在出入庫(kù)等待位置，搬運(yùn)器上有可停放車(chē)輛的載車(chē)板，駕駛員只需將車(chē)輛停在載車(chē)板上，離開(kāi)車(chē)庫(kù)。車(chē)庫(kù)自動(dòng)門(mén)關(guān)閉。利用提升機(jī)構(gòu)將載車(chē)板升降到指定層，搬運(yùn)器將車(chē)輛和載車(chē)板送入存車(chē)位。取車(chē)時(shí)，回轉(zhuǎn)鉤拉裝置將車(chē)板和車(chē)輛取出，停放在搬運(yùn)器上，提升機(jī)構(gòu)將搬運(yùn)器下降到出入庫(kù)等待位置，載車(chē)板旋轉(zhuǎn)調(diào)頭，定位后，自動(dòng)門(mén)打開(kāi)，駕駛員將車(chē)輛開(kāi)走。1）入庫(kù)：引導(dǎo)汽車(chē)前進(jìn)至載車(chē)板的指定位置，定位后，引導(dǎo)燈顯示OK,司機(jī)下車(chē)并離開(kāi)車(chē)庫(kù)。2）觸摸屏操作：利用觸摸屏選擇車(chē)位。3）升降裝置：將載車(chē)板送至指定層。4）存取車(chē)：橫送升降鉤拉裝置將載車(chē)板送入停車(chē)位存好。取出時(shí)按相反步驟動(dòng)作。5）升降裝置：將載車(chē)板降下至指定位置。6）出庫(kù)：駕駛員將車(chē)輛開(kāi)走。4、調(diào)研的目的和總結(jié)。4.1自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)相對(duì)與普通車(chē)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)分析：1）升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的經(jīng)濟(jì)性和防盜安全性遠(yuǎn)好于土建式立體停車(chē)庫(kù)。2）在現(xiàn)有地下室平面自然車(chē)位的基礎(chǔ)上少量增加車(chē)位，兩層升降橫移類(lèi)機(jī)械式立體車(chē)位是不錯(cuò)的選擇。3）全自動(dòng)機(jī)械式立體停車(chē)庫(kù)的造價(jià)低廉，最大限度地利用了土地，符合國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)約土地、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求，在需要大量增加地下車(chē)位時(shí)，此類(lèi)車(chē)庫(kù)是最佳選擇。4）全自動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)存取車(chē)不需進(jìn)入地下室，使用最為方便，停車(chē)更為安全，對(duì)人體的健康更有利。5）升降橫移式符合國(guó)家環(huán)保政策，當(dāng)車(chē)庫(kù)達(dá)到使用壽命報(bào)廢后，其報(bào)廢車(chē)庫(kù)的材料大部分可回收實(shí)現(xiàn)循環(huán)使用。在現(xiàn)代化大都市中，升降橫移式立體車(chē)庫(kù)已經(jīng)滲入到人們的各個(gè)生活領(lǐng)域，在機(jī)關(guān)、賓館酒店、醫(yī)院和居民區(qū)等許多地方，升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)幾乎處處可見(jiàn)。4.2經(jīng)過(guò)大量資料的仔細(xì)分析和市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)有著巨大的發(fā)展前景，設(shè)計(jì)好用的立體車(chē)庫(kù)是當(dāng)前的主要目的：1）PLC自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的總體設(shè)計(jì)方案。2）自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的電氣系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)3）自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)的PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)。

第二部分設(shè)計(jì)說(shuō)明1、理論分析車(chē)主停車(chē)：車(chē)主駕車(chē)進(jìn)入車(chē)庫(kù)，通過(guò)觸摸屏選擇合適的車(chē)位，車(chē)庫(kù)自動(dòng)運(yùn)行，按程序要求將載車(chē)板移動(dòng)到指定停車(chē)位置，駕駛員將車(chē)開(kāi)到載車(chē)板上，再次通過(guò)操縱觸摸屏確認(rèn)，載車(chē)板將車(chē)停到指定位置。車(chē)主取車(chē)：車(chē)主進(jìn)入車(chē)庫(kù)，通過(guò)觸摸屏選擇自己停車(chē)的車(chē)位，車(chē)庫(kù)自動(dòng)運(yùn)行，按程序要求將載車(chē)板移動(dòng)到指定取車(chē)位置，車(chē)主將車(chē)開(kāi)走，同時(shí)按確認(rèn)按鈕，出庫(kù)自動(dòng)將載車(chē)板送回原來(lái)位置，方便下次停車(chē)使用。報(bào)警裝置：該車(chē)庫(kù)停滿(mǎn)全部可停車(chē)位，車(chē)庫(kù)閃燈報(bào)警，提醒前來(lái)停車(chē)的車(chē)主將車(chē)開(kāi)往別的車(chē)庫(kù)。2、自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)工作流程圖按照停車(chē)過(guò)程的要求，得到以下裝置停車(chē)的工作流程圖。3、停車(chē)庫(kù)利用PLC的優(yōu)勢(shì)隨著時(shí)代的發(fā)展，人們生活水平的提高，汽車(chē)的數(shù)量也越來(lái)越多，城市停車(chē)位置越來(lái)金貴的情況下，什么樣的車(chē)庫(kù)土地利用率越高，停車(chē)的數(shù)量越多，在城市這個(gè)土地資源寶貴的情況下，自動(dòng)立體車(chē)庫(kù)無(wú)疑從普通老式停車(chē)庫(kù)總脫穎而出，更優(yōu)越的停車(chē)布局方式，更高科技的停車(chē)設(shè)施，更安全的車(chē)庫(kù)，更智能的設(shè)計(jì)，在城市環(huán)境中無(wú)疑有著巨大的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)它可以節(jié)約更多土地資源，符合城市的迫切要。4、PLC的選擇1）PLC可編程控制器是專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境中數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)。為了使存儲(chǔ)在其內(nèi)部的邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和指示的操作的指令的算術(shù)運(yùn)算，它使用一個(gè)可編程存儲(chǔ)器，通過(guò)數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出實(shí)現(xiàn)上述要求。2）德國(guó)西門(mén)子PLC的概述德國(guó)西門(mén)子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國(guó)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。小型機(jī):西門(mén)子小型機(jī)有S7-200：小型機(jī)的控制點(diǎn)一般在256點(diǎn)之內(nèi),適合于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制。西門(mén)子PLCs7-200中型機(jī):西門(mén)子中型機(jī)有S7-300：西門(mén)子s7-200PLC硬件特點(diǎn)5、PLC工作的原理PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。PLC的工作方式采用不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令執(zhí)行開(kāi)始，按順序逐條地執(zhí)行用戶(hù)程序直到用戶(hù)程序結(jié)束，然后返回第一條指令開(kāi)始新的一輪掃描。

這種工作方式是在系統(tǒng)程序的控制下順序掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶(hù)程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。整個(gè)工作過(guò)程可分為輸入處理、程序處理、輸出處理三個(gè)階段。

5.1輸入處理

PLC在執(zhí)行程序前，將PLC的整個(gè)輸入端子的ON／OFF狀態(tài)寫(xiě)入到輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中。在執(zhí)行程序的過(guò)程中，即使輸入變化，輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容也不變，而在下一個(gè)周期的輸入處理時(shí)，寫(xiě)入這種變化。輸入濾波會(huì)造成輸入響應(yīng)滯后(約10ms)，如采用數(shù)字濾波的輸入端子，可以通過(guò)程序修改濾波時(shí)間。

5.2程序處理

PLC根據(jù)程序存儲(chǔ)器的指令內(nèi)容，從輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器與其他軟器件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中讀出各軟器件的ON／OFF狀態(tài)，從0步開(kāi)始進(jìn)行順序運(yùn)算，每次將結(jié)果寫(xiě)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。因此，各軟器件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器隨著程序的執(zhí)行逐步改變內(nèi)容。而且，輸出繼電器的內(nèi)部觸點(diǎn)可利用輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的內(nèi)容執(zhí)行。

5.3輸出處理

所有命令執(zhí)行結(jié)束時(shí)，向輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器傳送輸出Y的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的ON／OFF狀態(tài)，這成為PLC的實(shí)際輸出。6、作品特點(diǎn)1）操作簡(jiǎn)單安全合理。2）合理利用有限的土地資源。3）符合大多數(shù)停車(chē)場(chǎng)的需要。

第三部分設(shè)計(jì)成果依據(jù)自動(dòng)化車(chē)庫(kù)的控制要求，得出以下程序數(shù)據(jù)1、程序流程圖2、I/O分配表3、硬件接線(xiàn)圖4、程序梯形圖

第四部分結(jié)束語(yǔ)我覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們大學(xué)三年的一次綜合的檢驗(yàn)，它要求我們要把三年所學(xué)的知識(shí)綜合的運(yùn)用，像我這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題，就幾乎包括了我們現(xiàn)在學(xué)的所有課程的內(nèi)容，無(wú)論從設(shè)計(jì)的思路，程序的編寫(xiě)，硬件的選擇，都在體現(xiàn)我們對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的積累水平。慚愧的是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)了許多問(wèn)題，如由于有些基礎(chǔ)知識(shí)遺忘或沒(méi)有完全掌握，導(dǎo)致程序不完整程序運(yùn)行錯(cuò)誤等等現(xiàn)象，雖然這些問(wèn)題都一一解決了，但這仍值得我們思考，這時(shí)的我們應(yīng)該知道學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的重要性，在此同時(shí)我們應(yīng)還要具有發(fā)散思維，多多聯(lián)系生活實(shí)際，設(shè)計(jì)出來(lái)的東西才能符合現(xiàn)在的要求。在設(shè)計(jì)中多翻閱借鑒文獻(xiàn)是一個(gè)很好的辦法，多查閱資料，擴(kuò)大自己的知識(shí)面，能很大程度提高自己的設(shè)計(jì)水平.

第五部分致謝本設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的細(xì)心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師淵博的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無(wú)華、平易近人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。本設(shè)計(jì)從選題到順利完成，離不開(kāi)導(dǎo)師的指導(dǎo)，傾注了導(dǎo)師大量的心血。在此謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x!本設(shè)計(jì)的順利完成，也離不開(kāi)各位同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。雖然這次課程要求獨(dú)立制作，但是仍脫離不了集體的力量，同學(xué)間的共同討論，討論的不僅是一些思想的問(wèn)題，還深入的討論一些技術(shù)上的問(wèn)題，這樣使本人的處理問(wèn)題快了許多，少走了許多彎路。畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成在我感到深深的喜悅的同時(shí)，還讓我認(rèn)識(shí)到了自己的不足，在今后的學(xué)習(xí)生活中我會(huì)努力彌補(bǔ)自己的不足，使自己更上一層樓，這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定會(huì)化作一道美麗的風(fēng)景，永運(yùn)停留在我心中。

第六部分參考文獻(xiàn)【1】工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè).中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.北京:中國(guó)電力出版社.2005年10月.P55-58【2】電氣控制及可編程控制（第二版）.張鳳珊.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.2009年8月.P58-100【3】現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).王永華.北京：北京航空航天大學(xué)出版社.2009年.P80-105【4】PLC實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū).陸劍主編.河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院.2006年8月.P12-60【5】城市住宅小區(qū)停車(chē)問(wèn)題初探[

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