基于PLC的立体车库系统设计

青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）I摘 要由于全球的汽车数量持续上涨，停车难渐渐成为众多大中型城市需要迫切解决的问题。因此，一种为了实现车辆有序存储的设施应运而生。立体车库可以有效的使用土地资源，突出立体空间的优势。本设计以使用非常广泛的升降横移式立体车库作为对象进行研究，深刻了解立体车库的运行效率，制造成本等各种问题。在对全球车库现有状况及发展趋势做了充分调查研究之后，设计了一个立体车库的控制监控系统。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，对车库的升降和横移动作进行的准确而有效控制。通过WinCC flexible 中建立的组态画面可以对车库的运行状态实时监控，并且能方便有效的控制车库的运行。通过立体车库的运行流程，了解基于西门子 S7-300系列的 PLC 对存取车的控制过程，然后进行模型的建立和控制系统的设计。经过 WinCC flexible 完成监控画面等功能的建立，在 PLC 程序运行的前提下，对组态画面进行操作。 可以对各种运行过程及故障报警等功能实时模拟。关键词：立体车库;可编程序控制器;升降横移;组态软件青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）IIAbstractDue 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 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 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, lifting 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. Through 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 PLC 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青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）目 录摘 要 .IAbstract.1 绪论 .11.1 课题研究的背景及意 义 .11.2 立体车库 主要结构组成及类型 .11.3 立体车库 的研究发展状况 .32 升降横移类 立体车库 概述 .62.1 升降 横移 类立 体车库的简介 .62.2 升降横移式立 体车库的 基本结构 .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 重要电气件的选型 .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 系统程序的 I/O 分配表 .184.3 立体 车库程序设计 .205 组态仿真设 计 .235.1 STEP7 与 WinCC flexible 的连接 .235.2 建立组态画面 .235.3 画面变量 的连接 .255.4 组态仿真运 行 .26结 论 .28致 谢 .29参考文献 .30附 录 .31青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 0 -1 绪论1.1 课题研究的背景及意义近几年我国的经济和工业程度逐渐提升，汽车也随着走进了千家万户，因此许多城市停车的问题不断显现出来。调普结果显示，我国城市机动车增速在15%-20%，而城市泊车设备的建设只有 2%-3%的增速，这种现象越来越常见。因此，我们要对城市停车难的问题重视起来，并积极寻求有效方法及措施。立体车库在这种情况下应运而生，立体停车设备具有明显的优势特点：一是使用土地相比于普通停车场来说，只有其面积的 1/2-1/25，使空间的利用效率得到了很大幅度的提升；二是投资少；三是存取车辆方便，通常情况下，整个过程时间不会超过 120 秒。目前，立体车库技术、设备的研发已经慢慢发展起来，并且人们的关注度越来越高。这种立体设备不像普通停车场的停放方式，而是向上或者向下发展，车辆在空间中平行存放。这在土地资源紧张，车位紧张的城市里会得到更大的发展。在我国目前立体车位仅占 2到 3，相关专家表示，未来这种立体车库将会变为主流。本文研究的对象主要是升降横移式立体车库。1.2 立体车库主要结构组成及类型立体车库种类繁多，而不同类型的立体车库工作原理和组成结构也大不相同，不同种类的立体车库，工作的停车环境大有不同，有各自的优点和长处。针对现有车库来说主要存在下列几种类型:（1）升降横移式可以设计为多种样式的立体车库，车位数的设置也比较灵便，如图 1-1。在地面以及地下等众多停车场可以考虑设置成这种的类型的设备，而半地下类型的使用也变得更为广泛。此类车库配置要求简单，存在形式非常多样。主要有下列优越性:a、造价相对普遍较低，前期基础建设投资少。b、安全，可靠，配置简单。c、能充分使用土地，前期建造时间短。d、只有轻微噪音，动作过程中平稳。e、车辆能快速进出车库，不需要等待太长时间。青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 1 -f、商场、小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。对堆垛机有非常高的要求，因此巷道堆垛式适用范围不广泛，通常设置在要求大量车位数的场所。图 1-2 巷道堆垛式 图 1-3 垂直提升式（3）垂直提升式垂直提升式立体车库，如图 1-3 所示，运行时先将车辆升降到指定层，随后提升机附带的设备存放年车辆，从而实现存取车的动作。垂直提升式设计高度通常很高，对加工精度，安全性能等许多因素都有着较高的要求，所以需要较多的资金。这类车库的优点也非常明显，占用土地资源较少，能够充分利用空间。（4）垂直循环式青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 2 -垂直循环类立体车库基本结构有传动装置和停车架。车库上所有车位均存在一个停车架，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优点:a、造价低、投资少，前期建设时间短。b、占地少，利用率高。c、设备运行安全可靠。d、可以方便利用消防栓。图 1-4 垂直循环式1.3 立体车库的研究发展状况当前全球立体车库技术正在飞速发展，现在的立体车库停车技术几乎包括了各个领域的先进技术，如图 1-5 所示，国外圆形的立体车库。停车形式也时刻出现着变换。越来越多的新材料和新工艺在立体车库上得到了体现。模块化的构造，能够便利组合，容易安装，使车库的随意性大大加强。安全方面得到了较大的发展，安全防护设备进行了充分的改进，如定位系统、限速保护与多重机构互锁系统，若超出范围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，汽车尺寸自动识别系统，停车泊位自动跟踪功能等。立体车库的停车功能变得越来越人性化、现代化。青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 3 -图1-5 国外圆形的立体车库在 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，在一些人口密集的城市得到了广泛推广，如图 1-6 所示是我国常见的一种立体车库。停车设备技术的发展需要更多的学科支撑，另外还要充分学习国外的成熟技术，使我国前进中的立体车库少走弯路。在国内，停车行业应该不断前进，完善停车产品，开发生产出适应市场需求的产品。从目前国内的形势而言。我国的立体车库的市场处于无序混乱状态，国家对停车产业的不重视以及管理疏松，没有统一的技术标准。青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 4 -图1-6 升降横移式立体车库青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 5 -青岛理工大学琴岛学院毕业论文（设计）- 6 -2 升降横移类立体车库概述2.1 升降横移类立体车库的简介升降横移式的立体车库是采用电机带动载车板升降或横移存取车辆的机械式停车设备。在实际的现实应用当中，因为此类车库有很多的类型，具有很强的适应能力，规模上大小不一，最普遍最实用的停车库就是此种类型。2.1.1 升降横移式立体车库的工作原理在立体车库当中，每一