基于PLC控制的立体车库系统设计摘要随着我国市场经济的不断发展市场上各要素的配置愈加充分合理城市人民的生活水平的提高了不少在企业的竞争中谁能降低成本、提高效益谁就在市场中占有利地位。城市居民几乎每次每户每家都有一辆小汽车出门在外很难找到停车的地方甚至在自己家小区也需要排队买车位这是让人十分头疼头疼的生活问题非常现实这也是政府正在着手找办法等待解决的问题。那么我们该如何解决这些问题呢他最有效的办法就是建立立体车库立体车库的优势就在于它可以站在很少的面积就可以建造出可以停很多车的地方人们住方便存车取车需要话题大大提高效率。那么我们该如何解决这些问题呢他最有效的办法就是建立立体车库立体车库的优势就在于它可以站在很少的面积就可以建造出可以停很多车的地方人们住方便存车取车需要话题大大提高效率。从立体车库的智能化设计制造这方面进行研究对于提高车库的存取率有非常重要的作用。这篇毕业设计主要简单的介绍了九种立体停车设备升降卧式型、简易升力型、垂直循环型、水平循环型、平面运动型、多层循环型、路面堆积型、垂直升力型和汽车专用升力型。通过对上述那种类型命题者的全方面比较和分析选取这种之塔是第几支部为主要研究对象进行进一步的研究。 然后通过分析和比较该控制系统的控制方案然后通过控制电器的方案和可编程逻辑控制器控制方案选择可编程逻辑控制器作为塔式立体车库控制系统的核心控制元件。通过对车库接入策略排队算法的研究和分析建立了塔式立体车库排队数学模型。通过matlab仿真分析改进了现场候车策略、车辆优先采购策略和车辆储存的优先策略。塔式立体车库的运行效率和传统的控制方式相比起来展现出了明显的优越性。根据所选塔式立体车库控制系统的方案研究并设计了相应的控制系统硬件部分模型。通过对硬件主要电气部件工作原理的分析选择了电气部件模型。如选用三菱设计生产的fx2n-128mr可编程逻辑控制器为核心控制器根据车库运行控制要求编写控制系统软件部分原地等待策略拿起优先级策略和保存优先级策略程序根据建设实验平台的要求通过排队理论优化算法对塔式立体车库实验平台进行实验研究得出了现场候车、优先采车、并对车辆存储的优先级进行了比较和分析验证了现场候车策略是最佳的塔式立体车库访问车辆策略。解决了现代塔式立体声车库效率低、能耗高的问题在很大程度上实现了塔式立体声车库车辆进入路径的优化。关键词控制策略塔式立体车库控制系统PLCAbstractWith the rapid development of our national economy, the living standards of urban residents have been continuously improved, the ownership of cars has been rapidly improved, it is difficult to stop at home, and it is difficult to find parking space at home is the most headache of urban residents at present, and it is also a social problem that the government needs to solve. The three-dimensional garage is the most effective way to solve these problems. Its advantages are small area and high efficiency of access car. The intelligent and automated garage is the main direction of the development of the contemporary garage. It is of great practical significance to study the design and manufacture of intelligent three-dimensional garage.The topic briefly introduces nine kinds of three-dimensional parking equipment: lift and lift horizontal, simple lift, vertical cycle, horizontal cycle, plane movement, multi-layer cycle, roadway stacking, vertical lift and automotive lift. Then through the above types of three-dimensional garage comparison analysis, selected the main research object of this paper-tower type three-dimensional garage. Then, by analyzing and comparing the control scheme of the control system: relay control scheme, single chip microcomputer control scheme and programmable logic controller control scheme, the programmable logic controller is chosen as the core control element of the tower stereo garage control system. Through the research and analysis of the queuing algorithm of the garage access vehicle strategy, the queuing mathematical model of the tower three-dimensional garage is established. Through the MATLAB simulation analysis, the in-situ waiting strategy, the priority strategy for the acquisition of vehicles, and the priority strategy for the storage of vehicles are improved. The efficiency of the tower three-dimensional garage operation, Compared with traditional control methods, it has obvious advantages.According to the scheme of the selected tower three-dimensional garage control system, the corresponding model is studied and designed for the hardware part of the control system. Through the analysis of the working principle of the main electrical components of the hardware part, the electric component model is selected. Such as: choose Mitsubishi’s design and production of FX2N-128MR programmable logic controller as the core controller; According to the garage operation control requirements, write the control system software part-in situ waiting strategy, pick up priority strategy and save priority strategy program; According to the requirement to build an experimental platform, through the queuing theory optimization algorithm on the tower three-dimensional garage experimental platform experimental research, The experimental results of the three strategies of in-situ waiting, priority of vehicle acquisition, and priority of vehicle storage are compared and analyzed, and the in-situ waiting strategy is verified as the optimal tower stereo vehicle library access vehicle strategy. This paper solves the problems of low efficiency and high energy consumption of the modern tower stereo garage and realizes the optimization of the access path of the tower stereo garage vehicle to a large extent.KeywordsControl strategy; Tower stereo garage; Control systems; PLC;目录第一章 序言 61.1 本题设计的背景 61.2 本题设计的内容 71.3 本题设计的目的及意义 8第二章 系统控制方案的设定 102.1 自动化立体车库的描述 102.2 系统设计的基本步骤 10第三章 立体车库系统硬件方面的设计 123.1 硬件系统的总体设计 123.2 PLC控制模块的设计 13第4章 升降横移式立体停车库PLC控制的控制程序 164.1 PLC的I/O点分配表及硬件连线图 164.2 PLC控制程序设计 174.3 电气安全装置 184.4 升降横移式立体停车库的程序控制设计 184.5 控制程序流程图 204.6立体停车库的程序梯形图 21第五章 设计小结 24参考文献 26第一章 序言1.1 本题设计的背景随着社会经济的发展市场上各要素的充分配置合理运用人民的生活水平也在不断的提高人们为了更加方便的出行汽车工业也发展迅速所以市场上的汽车越来越多了各种品牌层出不穷同时城市化的发展进一步促进了建筑行业的发展现在城市中可以使用的地的实际面积已经变得越来越少了已然成为了一种极其稀有的商品。因此不管是在公共的地方还是小区住宅因为停车位的稀缺导致了人们不敢开车出门从而制约了人们的出行。有超过百分之七十的车都无处可停。随着汽车的数量在成年累计增加所以大大加大了对停车位的需求。因此解决停车困难这个大问题就显得十分的重要。目前人们在日常生活中可以见到的停车种类大约有九种升降卧式型、简易升力型、垂直循环型、水平循环型、平面运动型、多层循环型、路面堆积型、垂直升力型和汽车专用升力型。在这些各式各样的停车库中由于起重车和横移车有着极其简单的结构使用起来也十分的便利还有很强的安全性能成本低廉所以在中国经常可以看到。随着我国极速发展的汽车工业每年销售出的汽车越来越多必然会造成十分严重的城市交通问题动态交通将造成每天的高峰时间段和节假日的交通堵塞静态交通将造成没办法停车、停车场车位不够用等各种繁杂的情况。尽管这么多年以来国家和地方政府都在想办法采取措施来解决这些问题他们增加了各个行政机关和单位的公共停车场和开放式停车场数量但这些措施远远不能达到每年卖出车辆的数目。目前我国几个大城市交通都面临着一些严峻的问题首先可行驶的道路太少了新中国成立以来我国城市人均可以行驶的道路面积一直处于一个非常低的水平最近几年的发展才有了一定的气色。全国道路面积由2.9平方米增加到6.7平方米。虽然增长速度处于一个较快的发展趋势但仍落后于很多其他城市的交通年均增长率。目前在中国一些人口基数较大的大中型城市中近百分之85的城市居民平均占用率低于国内的平均水平上海人的平均道路面积占用率仅仅只有3.6平米导致中东部地区的道路处于一个饱和状态在高峰时段达到近掰全天的饱和度高于百分之七十五这些路上从早到晚都塞满了车交通十分拥挤部分车道拥堵时间可以达到7个小时左右中部地区汽车平均时速非常非常低已降至10公里/小时左右二是汽车不断的生产销售量每年都在迅速增加汽车、公交车、商务车甚至摩托车都在增加已经达到了5%以上。自从21世纪开始上海市机动车销售量年均增长18%其中家用汽车的销售量为19%。1993年相对于1992年仅过了一年就增长到了39%。通过分析中国汽车销售数据我们知道当汽车销售量增长超过20%左右时在未来的一段日子中会对城市交通产生深远的影响。从调查得来的数据看近年来中大型城市的汽车增长率已经远远超过了红色极限。这就迫切需要我们为即将或已经发生的交通问题寻找一个合理的解决方案。那么我们该如何解决这个让人棘手的难题呢难道不可能不限制汽车工业的发展不可能不增加购置税不可能不增加燃油税等措施吗当然这些问题都无法从根源来解决也与当前社会经济发展的趋势不着调。我们只有充分利用手上可以利用的资源积极建设交通基础设施特别是停车设施才能将停车难的问题解决。立体车库的出现犹如在炎炎夏日下了一场雨整个城市都因为它变得更加生机勃勃了。1.2 本题设计的内容这篇文章通过对塔式立体停车设备控制系统的全面研究重点研究了塔式立体停车设备。设计了部分控制系统的硬件和软件讨论并阐述了塔式停车设备接入的工作原理、优化过程。为了实现车辆的可智能访问塔式停车设备安装了一种可编程逻辑的控制器利用上位机监控车库的停车状态利用排队论优化访问路径。这不仅使车辆的出入操作更加方便和简单而且使塔式车库成为了一种真正智能化的停车方式。1介绍立体车库的类型和不同的立体车库自身的特点确定塔式停车智能化设备的操控系统。2通过全面研究塔式停车设备结构并且指出了塔式停车设备车辆通行的原则。根据动作流程提出了塔式车库控制系统的分布式硬件设计方案。3根据排队理论进行了进一步的研究和分析结合塔式车库出入口车的特点将排队论策略应用于车辆清点过程中使塔式停车设备高效、经济地运行进而优化了车库的存车过程。4根据塔楼停车设备的控制方案和出入口车辆的手段制定了一套系统的塔楼智能车库程序。同时对操纵系统上、下位机之间的通信进行了研究和绘制。5根据本篇论文所选择的系统方案选择电气元件的类型搭建实验平台完成实验访问车辆存入和存进策略的实验验证。1.3 本题设计的目的及意义最近几年中随着社会经济的发展市场上各要素的充分配置合理运用人民的生活水平也在不断的提高几乎每家每户都拥有了自己的汽车。然而城市行政和物业配置的停车位却远远无法达到汽车增长的需求量导致交通拥堵和停车困难的问题日渐加重这个困难的问题已经成为我国政府需要努力试图去解决的核心问题了他们采取了单双数限制法、增加了公共交通设施的建设但仍然不能从根源去解决停车困难的问题。当人们解决交通问题时他们逐渐注意到大部分时间车辆都是静止的这使得占用停车位的时间远远超过了对汽车对道路的需求。停车位的缺乏会导致城市道路的拥堵在这个基础上发达国家首先运用了自动化立体车库随后我国也逐渐将这种好的停车系统运用到生活中。这种车库的空间利用率高通常情况下使用地下停车位的三分之一可以节省相同的停车位和相同的土地面积从而也省下了大量的土地面积和建房所需费用。因此具有上述优势的立体停车库越来越得到人们的关注已然成为许多大城市未来的重点发展方向。自从进入了五年规划我国城市经济发展迅速城镇居民的汽车保有量如竹笋般涌现出来每一年都在增多居民的数量也在不断增加居民的居住面积和街道的面积都在不断的萎缩这些问题导致我国的停车状况和二十世纪六十年代中期的日本和八十年代后的韩国的情况相似。当大多数市民开车到达他们的目的地以后需要花费大量的时间才能找到临时停车位特别是在城市中心区和步行街等人多的公共场所。尽管现在政府已经开放了很多公共的停车场所每辆车在购买时都要缴纳停车费的税但仍有许多车主因为找不到停车的地方而感到烦心。智能立体停车设备的优点是不需要占用大量的面积土地利用率高将车库停车位的利用率达到一个很高的值这样既解决了居民的停车问题又缓解了城市土地短缺的状况。从智能停车设备的过去和现在的市场报价它的市场前景是十分明朗的。不断发展的智能停车设备缓解了汽车保有量与可用停车位总数之间的矛盾也促使着国民经济的增长。在如今这个年代城市用地十分紧张智能停车设备是解决城市居民停车问题的关键所在。然而如果想要实现智能立体停车设备未来的优势发展就必须解决现有的停车问题。第二章 系统控制方案的设定2.1 自动化立体车库的描述西门子S7系列PLC-200作为主要控制单元在三维车库控制系统中使用其中主要使用光电开关、近开关、按钮等设备作为输入设备、横向电动机、翻译电动机、升降电动机、buzzer、运行显示灯、报警灯等执行机构。UT设备硬件:本文主要研究PLC的选择、PLC的地址分布、CPU外部线路的设计及扩展模块。三维车库的工作方式主要是通过改变载波盘的垂直和水平方向来充分利用有限的停车空间并通过自动控制系统实现多层空间停车场的升级和降落从而提高存取车辆的效率 。除此之外三维车库有各种组合层形式组合是灵活可变动的它能够满足不同场地不同条件下的需要。本文中三维车库的主要设计模式如下三维车库被分成两层第一层停车系统只横向移动第二层停车系统只垂直移动第一层停车场作为车辆进出和离开的临时停车点保留了空隙停车空间。在这种情况下当进入和离开第一个车库时没有必要再移动其他的卡车磁盘。当进入和离开第二个车库时第一个车库当相应的低车位空缺时它是判断的。当确定其下方车位没有空闲位置时它横向改变停车场的位置以找到合适的空闲停车场并在车子进出后达到它原来所在的位置。2.2 系统设计的基本步骤此篇课题研究了塔式立体停车设备的智能操纵系统采取水平和垂直方向比较的方法建立了制度选择和操纵系统方案完成了操纵系统的设计。本文主要讨论研究了排队论算法在车库路径优化的过程通过MATLA的仿真得出了可以实现车库路径优化的方法最后建立了硬件选择控制系统平台验证了搜索优化在实际车库操纵台上的运行效果。1大量阅读国内使用智能泊车设备的手册大量翻阅文献资料结合自己过往的项目实习经验分析了塔式立体停车设备操纵系统在设计中的关键所在及电子各个系统的功能实现。2与实习公司停车设备电气设计小组成员认真讨论详细分析了影响塔楼停车设备操纵系统设计中的因素提出了塔楼立体车库操控系统的设计方案。3确定塔式智能停车设备操控系统的方案利用CAD绘制操控系统的电气原理图和配电图并选择硬件模型。4根据所定义的操控系统采用排队理论对车辆的进出入流程进行优化。5根据规定的操纵系统的设计方案和操控策略编写操控系统的优化操控程序。6针对汽车接入的流程设计上位机并建立上位机与核心操控器之间的联通实现了人工智能化和方便化的塔式停车设备。