立體車庫課程設(shè)計升降橫移式

PLC設(shè)計與調(diào)試課程名稱電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課程設(shè)計考核和成績評定辦法課程設(shè)計的考核由指導教師根據(jù)設(shè)計表現(xiàn)、設(shè)計報告、設(shè)計成果、答辯等幾個方面，給出各項權(quán)重，綜合評定。該設(shè)計考核教研室主任審核，主管院長審批備案。成績評定采用五級分制，即優(yōu)、良、中、及格、不及格。參加本次設(shè)計時間不足三分之二或曠課四天以上者，不得參加本次考核，按不及格處理。課程設(shè)計結(jié)束一周內(nèi)，指導教師提交成績和設(shè)計總結(jié)。設(shè)計過程考核和成績在教師手冊中有記載。課程設(shè)計報告內(nèi)容課程設(shè)計報告內(nèi)容、格式各專業(yè)根據(jù)專業(yè)不同統(tǒng)一規(guī)范，經(jīng)教研室主任審核、主管院長審批備案。注：1.課程設(shè)計任務(wù)書和指導書在課程設(shè)計前發(fā)給學生，設(shè)計任務(wù)書放置在設(shè)計報告封面后和正文目錄前。2.為了節(jié)省紙張，保護環(huán)境，便于保管實習報告，統(tǒng)一采用A4紙，實習報告建議雙面打?。ㄕ牟捎盟误w五號字）或手寫。課程設(shè)計目的本課程設(shè)計的目的在于培養(yǎng)學生運用已學的PLC控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識和基本理論，加以綜合運用，進行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計的初等訓練，掌握運用PLC進行系統(tǒng)控制設(shè)計的原則、設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計步驟，為從事PLC相關(guān)的畢業(yè)設(shè)計或今后的工作需要打下良好的基礎(chǔ)。課程設(shè)計內(nèi)容（包括技術(shù)指標）課程設(shè)計原則盡可能地滿足被控對象的控制要求；在滿足控制的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟；保證控制系統(tǒng)安全可靠；考慮到被控對象的改進，在選擇PLC的I/O數(shù)量時，應(yīng)適當留有余量。課程設(shè)計步驟對控制系統(tǒng)任務(wù)和要求作深入的調(diào)查研究，明確控制任務(wù)：選擇和確定用戶I/O設(shè)備：根據(jù)傳統(tǒng)控制線路，確定出PLC改造所需的各種輸入/輸出設(shè)備，即各種按鈕、開關(guān)、繼電器和接觸器等。確定系統(tǒng)整體設(shè)計方案，選擇PLC型號確定系統(tǒng)整體設(shè)計方案十分重要，要在全面了解控制要求的基礎(chǔ)上確定電氣控制方案。根據(jù)所選用的電器或元件的類型和數(shù)量，計算所需PLC的輸入/輸出點數(shù)，選擇合適的點數(shù)。由于本設(shè)計中只涉及到開關(guān)量，因此在選擇PLC型號時，只需考慮I/O點數(shù)，并有一定的余量（10%～15%）選擇小型PLC?？刂葡到y(tǒng)的硬件設(shè)計主電路的設(shè)計；確定出輸入、輸出信號，畫出PLC的I/O接線圖。控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計首先分別設(shè)計出系統(tǒng)各部分的控制軟件梯形圖；整體控制軟件梯形圖設(shè)計。聯(lián)機調(diào)試。撰寫設(shè)計說明書。時間安排時間內(nèi)容備注第14周周一集中講解課程設(shè)計要求，分配設(shè)計題目，明確任務(wù)和具體安排XJ3-2038：00-10：00周二調(diào)研、查閱資料、給出設(shè)計方案XJ3-2038：00-10：00周三檢查設(shè)計方案，XJ3-2038：00-10：00周四上機調(diào)試工訓512周五上機調(diào)試工訓512第16周周一上機調(diào)試工訓512周二上機調(diào)試工訓512周三上機調(diào)試工訓512周四寫課程設(shè)計報告XJ3-203周五答辯工訓512基本要求（一）課程設(shè)計報告控制流程圖一張（A4）控制系統(tǒng)硬件設(shè)計圖一張；（A4）控制系統(tǒng)軟件梯形圖一張；（A4）設(shè)計說明書一份，包括以下內(nèi)容寫出設(shè)計計劃和基本步驟。寫出控制要求并畫出設(shè)計流程圖。畫出I/O分配表和I/O接線圖。畫出具體設(shè)計的梯形圖，并加以注釋。寫出調(diào)試過程和結(jié)果。寫課程設(shè)計小結(jié)。（二）成績評定標準對學生進行全面考核，重點考核設(shè)計圖紙、說明書質(zhì)量；獨立思考、獨立工作能力，綜合運用知識的能力；平時的工作態(tài)度及表現(xiàn)；答辯情況。最后按平時表現(xiàn)、報告質(zhì)量、答辯成績，其權(quán)重分別為0.2、0.4、0.4綜合評定成績，分優(yōu)、良、中、及、不及格五個等級。組長:孟祥梅組員:譚建一，王曉明，曹舒揚，黃旭，王翎浩，陳浩，劉遠飛任務(wù)分配:摘要車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近3040年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)機械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。關(guān)鍵詞:升降橫移式優(yōu)勢Abstract:Vehiclesparkednowhereistheproblemoftheurbansocial,economicandtransportdevelopmenttoacertainextenttheresult,GarageEquipmentdevelopmentinforeigncountries,especiallyinJapannearly30-40years.Whethertechnicallyorintermsofexperiencehadbeenasuccess.Chinaisalsointhebeginningofthe1990sdevelopedmechanicalparkingequipment,whichwas10yearsinthepast.Becausealotofnewresidentsinthedistrictwiththeratioof1:1.Toaddressthesizeofparkingspacesfortenantsandbusinessareascontradictions3Dmechanicalparkingequipmentwithanaveragesizeofasmallmotorcycle'suniquecharacteristics,themajorityofusershavebeenaccepted.Currently,three-dimensionalgaragemainlyinthefollowingforms:liftingandtransferring,aislestackinggarage,verticalgarage,verticalcycle,box-levelcycle,thelevelofcirculatinground.Liftingandtransferringsuperiority目錄1緒論 11.1立體車庫的發(fā)展 11.2國外研究現(xiàn)狀 11.3國內(nèi)研究現(xiàn)狀與趨勢 22升降橫移式立體車庫的設(shè)計 42.1立體車庫的工作原理 42.2立體車庫初步設(shè)計思想 62.3立體車庫自動控制系統(tǒng) 62.4升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程 82.5立體車庫機械部分部件結(jié)構(gòu)和功能 83立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計 103.1電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計 103.2電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計 113.3PLC控制程序設(shè)計 123.4控制程序時序圖 163.5系統(tǒng)硬件連接圖 164調(diào)試 164.1調(diào)試環(huán)境 175總結(jié) 176參考文獻 187附錄 197.1T型圖 191緒論隨著城市汽車保有量的不斷增加，停車難問題己經(jīng)成為大中型城市的一個普遍現(xiàn)象。機械式立體車庫可充分利用上地資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑1.1立體車庫的發(fā)展現(xiàn)在所知的最早的立體車庫建于1918年，位于美國伊利諾斯州芝加哥市華盛頓西大街215號的一家賓館(HotelLaSalle)的停車庫，設(shè)計師是Holabird和Roche，該車庫于2005年被推到，在該原址上，后來由JupiterRealtyCorp.興建了一座49層的公寓大樓。在第十五屆全國發(fā)明展覽會項目中交通、建筑類提到不占地立體車庫的第一發(fā)明人：劉玉恩，該發(fā)明是一種不占地位立體車庫，包括：通行架，其可允許車輛正常通行；固設(shè)于通行架上的車庫群，其為多層結(jié)構(gòu)，每層至少包括有兩個或兩個以上可存放車輛的單元車庫；縱向升降機，其設(shè)于車庫群及通行架中；橫向移動架，其可在升降機與單元車庫之間移動；推舉式交換裝置，其可將橫向移動架上的車輛放置于單元車庫上或可將單元車庫上的車輛取回于橫向移動架上；控制機構(gòu)，其控制存放或取出車輛。1.2國外研究現(xiàn)狀日本從20世紀50年代中期開始停車場問題研究，1960年建成了一座四個車位的二段式立體停車場，60年代末，僅東京市就引進西歐技術(shù)建成了各種形式的立體停車場40座，1971年開始發(fā)展裝配自行式立體停車場。據(jù)日本建設(shè)廳調(diào)查統(tǒng)計，在日本從事立體停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200多家。目前日本已經(jīng)投入使用立體停車位超過300萬個，其中以升降橫移式停車設(shè)備為主。對于日本，優(yōu)勢在多層升降橫移類、垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡易升降類等產(chǎn)發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階品上。韓國立體停車設(shè)備技術(shù)是日本段?，F(xiàn)在從事立體停車設(shè)備制造企業(yè)技術(shù)的派生。產(chǎn)業(yè)從20世紀70年代中已有30余家。產(chǎn)品經(jīng)引進技術(shù)和自我期開始起步，80年代開始引進日本技研制開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90年代提高。如杭州西子石川島停車設(shè)備有開始為推廣使用階段。由于得到政府限公司的PCS曳引式車庫屬于垂直升的高度重視，各種立體停車設(shè)備得到降立體停車場，變壓變頻(VVVF)驅(qū)普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速動和微機控制方式使整座車庫實現(xiàn)低度都在30％左右。德國和意大利等歐振動、低噪音、低成本和高效率的運洲國家從事停車設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)比較行；采用標準設(shè)計，內(nèi)置自動升降旋轉(zhuǎn)早。較好的公司有意大利Sotefin、裝置，配以先進的導航指示，無需司機Interpark、德國Palis等。由于歐洲國倒車，存取方便、簡易，即使是新手駕家土地資源比較富余，停車問題表現(xiàn)駛也可放心使用。目前立體停車場國不很突出，停車設(shè)備應(yīng)用量不是很大。產(chǎn)化率達到50％以上。一些科研機構(gòu)多數(shù)為巷道堆垛式產(chǎn)品。1.3國內(nèi)研究現(xiàn)狀與趨勢我國在20世紀80年代初開始研制和使用立體停車場。90年代以來，隨著汽車工業(yè)和建筑業(yè)的發(fā)展，尤其是轎車進入家庭后，立體停車場的應(yīng)用逐步推廣。到2003年底，我國已有31個省份的56個城市，興建了879個立體停車庫，車位8萬多個，其中有一半是用于住宅小區(qū)配套設(shè)施。而且，這些停車庫更多地集中在北京、上海、江蘇、浙江和廣東等地。目前我國已經(jīng)形成了新興的停車行業(yè)，步入了引進、開發(fā)、制造、使用相結(jié)合的初步發(fā)展階段。現(xiàn)在從事立體停車設(shè)備制造企業(yè)已有30余家。產(chǎn)品經(jīng)引進技術(shù)和自我研制開發(fā)，生產(chǎn)技術(shù)水平有了很大的提高。如杭州西子石川島停車設(shè)備有限公司的PCS曳引式車庫屬于垂直升降立體停車場，變壓變頻(VVVF)驅(qū)動和微機控制方式使整座車庫實現(xiàn)低振動、低噪音、低成本和高效率的運行；采用標準設(shè)計，內(nèi)置自動升降旋轉(zhuǎn)裝置，配以先進的導航指示，無需司機倒車，存取方便、簡易，即使是新手駕駛也可放心使用。目前立體停車場國產(chǎn)化率達到50％以上。一些科研機構(gòu)和大專院校也開始研究和開發(fā)符合國情的立體停車場。由于計算機技術(shù)和電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，由全電腦自動控制，采用變頻調(diào)速技術(shù)的新一代立體停車場首先在日本、德國及美國興起。英國、法國、瑞士和韓國緊跟其后開始仿效。現(xiàn)在日本在停車場的技術(shù)研究與開發(fā)、制造、管理等方面的水平都處于國際領(lǐng)先地位，所建成的立體停車場的數(shù)量和容車量也居于世界前列。當前立體停車場中有以下幾個關(guān)鍵技術(shù)：（1）變頻調(diào)速。變頻調(diào)速技術(shù)是一門綜合性的技術(shù)，它建立在控制技術(shù)、電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上。它與傳統(tǒng)的交流拖動系統(tǒng)相比，利用變頻器對交流電動機進行調(diào)速控制有許多優(yōu)點，如節(jié)電、容易實現(xiàn)對現(xiàn)有電動機的調(diào)速控制、可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)的高效連續(xù)調(diào)速控制、實現(xiàn)速度的精確控制等。容易實現(xiàn)電動機的正反轉(zhuǎn)切換，可以進行高額度的起停運轉(zhuǎn)，可以進行電氣制動，可以對電動機進行高速驅(qū)動。（2）PLc程控器。此控制系統(tǒng)負責停車設(shè)備一切動作。自車輛進入動作區(qū)域泊車過程開始，在觸摸屏輸入載車板號碼，系統(tǒng)對入庫車輛進行車高、車長、車重全面檢測，確認符合容車尺寸，動作區(qū)域無異常，系統(tǒng)開始運行，載車板垂直升降和水平運輸，取車時由停車系統(tǒng)把汽車從泊車位取出并運送到地面交付司機開走，整個操作過程的所有動作完全由PLC自動控制。可避免人員操作失誤而發(fā)生意外事故。(3)光電開關(guān)(偵測電眼)。光電開關(guān)裝設(shè)于停車設(shè)備車輛入口處、左右兩側(cè)、前后方向、橫移載車板上等處。入口處檢測車輛是否停妥，車輛尺寸是否符合規(guī)定的容車尺寸，入口處有無人、物逗留；左右兩側(cè)的光電開關(guān)是檢測升降載車板在升降過程中是否有人、物從設(shè)備兩側(cè)進入動作區(qū)域；設(shè)備中部設(shè)置的光電開關(guān)是檢測車輛高度；通過它們嚴格監(jiān)控動作區(qū)域，并將檢測信息輸入計算機對車輛泊取作業(yè)進行嚴格管理。在運行過程中如有意外進入動作區(qū)，設(shè)備即自動停止運行，排除意外后重新啟動才可再作運行，確保安全。停車問題是一種社會環(huán)境問題，是城市發(fā)展過程中客觀出現(xiàn)的社會現(xiàn)象。我國立體停車場的應(yīng)用與研究正處于起步階段，立體停車場行業(yè)在我國還是新興行業(yè)，建設(shè)的數(shù)量遠遠不足，規(guī)模也不大，大型的主要靠進口，小型的應(yīng)用還不廣泛，綜合國內(nèi)外市場的需求，可以斷定擁有高技術(shù)含量、高附加值、采用機電一體化技術(shù)的立體停車場具有廣闊的市場前景。在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫，如下圖：2升降橫移式立體車庫的設(shè)計2.1升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。1.產(chǎn)品特點：1)節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。2)價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。3)可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。4)存取車迅速，等候時間短。5)運行平穩(wěn)，工作噪聲低。6)適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。2.安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護器、急停開關(guān)等。2.3立體車庫自動控制系統(tǒng)立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。1)自動收費管理系統(tǒng)自動收費采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶，發(fā)行長期卡，費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納；對臨時用戶，發(fā)行儲值卡，即：用戶交納的費用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。自動存取車系統(tǒng)由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動載車板兩個過程。用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應(yīng)的載車盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機按照指示燈信號指引入庫，只有當車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關(guān)閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴格按照各種檢測信號的狀態(tài)進行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有載車板運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時保證主體設(shè)備及車輛的安全。3)遠程診斷系統(tǒng)現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實現(xiàn)遠程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運行情況，當現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即可進行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。自動道閘在車庫出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動開啟，通過感應(yīng)線圈后，自動柵欄自動關(guān)閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報警。監(jiān)控安保系統(tǒng)監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報警系統(tǒng)實現(xiàn)連動等功能，可以實現(xiàn)無人看守。系統(tǒng)簡介：視頻監(jiān)控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺，以便實現(xiàn)對車庫全方位的實時監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機。運動檢測功能：可以在夜間設(shè)置車庫的運動檢測區(qū)域，當檢測區(qū)有移動目標時，運動檢測功能發(fā)出報警信號，提醒值班人員。車牌識別功能：它能夠設(shè)置車庫參照車輛的車牌、車型。當參照車輛進入車庫監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動對比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報警信號，并自動切換和記錄相關(guān)圖像。報警連動功能：可以連動各類報警主機，如啟動繼電器發(fā)出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個同在車庫所發(fā)生事件，可以同步回放多個圖像，可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進行各種信息。據(jù)介紹，已經(jīng)開始有越來越多的居住小區(qū)開始采用機械停車庫了?？紤]到成本及維修，目前多數(shù)小區(qū)采用的是多層升降橫移式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少。2.4升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程1、紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態(tài)紅色指示燈指示有人正在進行操作，請稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫不能工作。2、存車操作司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過程完畢，柵欄自動升起，司機開車進入車庫。車輛進入后，柵欄自動關(guān)閉。劃卡的同時，控制器讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機開車進入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關(guān)閉。完成存車操作3、取車操作司機進入車庫時，在入口處的非接觸式讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開，司機進入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動讀卡機前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機接受信息，上位控制機自動記錄、扣費，柵欄自動升起，司機開車出場，出場后，柵欄自動關(guān)閉；同時，控制器自動讀取車位號，對應(yīng)的車庫單元門自動關(guān)閉。取