自动化毕业论文：立体车库自动控制系统的仿真设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）立体车库自动控制系统的仿真设计所在学院 专业班级 自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 立体车库自动控制系统的仿真设计摘要: 自动控制的立体车库是为了实现不通车辆的自动存取和保证安全的一种停车设施。伴随着机动车辆在城市里的持续增加，停车困难的问题逐渐的显现在人们的视野范围之内并成为一个很突出的问题。立体车库不仅可以让空间最大化， ，让车辆最大化的停放，是解决城市停车难问题的一个很有效的措施。所以该课题选升降横移立体车库为课题来进行研究对象。该课题是以国内外停车情况及立体车库的不同类型作为参照对象，所以定为三层三列式爸车位结构为研究的对象。该三层八车位

2、立体车库可分为三个不同的组成部分：车库结构系统、传动机构系统和控制系统。该课程设计主要阐述了研究课题及停车库的结构以及特点，而且的立体车库的控制说明也做了详细的说明。在对该车库的控制系统方面，采用了较为成熟也很稳定的 PLC 控制，而且也运用西门子公司的编程软件升降横移式三层八车位的停车系统的程序进行编程语言，而且进行了调试与运行。结果证明了 PLC 作为控制系统稳定可靠。PLC 稳定、可靠、快速、性价比高的特点让控制系统变得更加的完善。 ，在升降横移式立体车库中使用了一些必要的安全技术，这样保证了车辆的绝对安全，使得整个车库可以安全平稳的运行。关键词：立体车库；升降横移式；安全平稳指导老师签

3、名 ： Simulation design of stereo garage control system Abstract:Stereo 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 phen

4、omenon. Mechanical stereo garage can 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 translat

5、ion stereo garage, and regards of the 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 mode

6、l. According to the form of the dragging-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

7、 introduction to its control system. The 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 sim

8、ple and easy to realize. The characteristic 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 o

9、f the up-down and translation stereo garage the 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; up-down and Translation; safe

10、Signature of Supervisor:目 录1 引言1.1 本题设计的背景 .11.2 本题设计的内容 .11.3 本题设计的目的及意义 .22 系统方案2.1 自动化立体车库的描述 .32.2 系统设计的基本步骤 .33 系统硬件选型与设计3.1 硬件系统总体设计 .53.2 升降横移式立体车库的基本结构 .73.3 PLC 控制模块的设计 .93.4 电气原理图的设计 .174 系统软件设计与实现4.1 系统主程序设计 .184.2 梯形图 .205 仿真结果参考文献 .24致谢 .25附录一 .26附录二 .2911 引言1.1 本题设计的背景近些年来我国的经济高速发展，无论是

11、城市经济还是汽车工业都取得了长足的发展，每家每户都开始拥有自己的私家汽车。城市停车难的问题一下子就出现在我们大众的面前。根据国家有关部门对我国的一些大中城市进行的停车基本情况的调查，城市的机动车占有量与城市的停车位的比例大概为 9：764：3，就此数据而言，对于想要拥有一个车位的车主而言，形式特别的严峻。停车困难的问题也表现出国家建设部门对于这一趋势的误判与准备不充分。停车困难的问题在我们的城市建设中呈现的是一种静态交通的问题，而静态交通又是相对于动态交通而说体现出来的一种不同的交通形态，两者的联系十分紧密，又相互的影响着，静态交通的问题主要又体现在停车设施上，伴随着我国经济的快速发展，各种机

12、动车辆也在持续的增加，相对城市车位与停车设施也在增加，但是如果二者之间的增加比例失衡，城就会出现一系列的不平衡问题。相关调查表明，近些年来我国的城市机动车辆的增长速度大概在在 14%-19%左右，但是城市停车设施的增占率却只有 2%-3%。所以，这个问题在我们的面前我们不能不去重视，并寻求一个有效的措施去解决。相关的技术人员表示，要解决停车的静态交通问题，可以分为软硬两种措施。软措施指的是，通过相关的国家政策与法规，限制路面的停车并提高停车场的空间利用效率，让部分车主更愿意使用公共交通工具而非私家车，以达到减少对车位及停车场的依赖程度。硬措施指的是，主要包括增加建设停车场的数量，并建设地下和立

13、体停车场、利用一些个多的空间来满足车位的增长。1.2 本题设计的内容本课题研究的的主要内容是立体车库自动控制系统的仿真设计，通过 PLC-200 来达到控制操作的功能。升降横移类机械停车库是利用托盘上下左右的移动产生垂直通道,从而达到高层车位峡江和中层车位横移的功能。其车位结构是 3 层 8 车位。由于受收链装置及进出车时间的影响,一般为 24 层(国家规定最高为 4 层),2 层、3 层者比较多,现以典型的地上 3层 8 车位升降横移式为例子。该停车库结构特点为：顶层和底层只能升降，中间层及第二层只能平移，除了顶层和底层外,中层都必须留下一个空车位来实现横移,供进出车升降之用。当中层车位进出

14、车时,不需移动其他托盘就可以直接进出车;顶层和底层进出车时 ,预要判断其对应的上方位置和下方位2置是否为空,不为空的时候中层的车位要要进行相应的平移处理,底层上方和顶层下方的车位为空才可以进行上升和下降的位移。1.3 本题设计的目的及意义现在的大都市建设都取得了很到发展，无论是立体建筑还是立体交通都取得了非常明显的发展，从而出现的交通堵塞、停车困难的问题在城市生活中都显得格格不入于，所以发展立体停车库已经到了一个很大急切的问题。目前我国的经济正处于飞速发展的时期，国家的建设和国民的经济也有了长足的发展，机动车对于人民来说已经显得很普遍，所以相对来说停车产业市场前景非常广阔。立体车库不但方便，而

15、且可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的方法，机械车库与传统的自然地下车库相比较，在很多方面都显示出了优越性。首先，机械车库具有明显的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据 40 平方米左右的面积，但是如果采用双层机械车库，可使地面的利用率提高 8090，如果采用地上 21 层立体式车库的话，50 平方米的土地面积上便可存放 40 辆车，这不仅可以大大地节省有限的土地资源，而且可以节省土建开发成本。机械车库和地下车库相比可以更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车没有停准位置，由电子控制的整个设备便不会运行。应

16、该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以避免采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库要低很多。机械车库一般不做成套的系统，而是以单台集装而成。这样既可以充分发挥其用地少、也可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这目前车库短缺的小区为解决停车难的问题提供了方便的条件。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场都解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的方法和措施。机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间非常小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，达到立体车库的设计目的：是解决城市用地紧张，

17、缓解停车难非常有效的手段。可以预知立体车库具有非常广阔的市场前景。32 系统方案2.1 自动化立体车库的描述目前，主要有一下几种形式的立体停车库，它们分别是：升降横移式停车库、巷道堆垛式停车库、垂直提升式停车库、垂直循环式停车库、箱型水平循环式停车库、圆形水平循环式停车库这些车库都是在国内外各种形式的相关产品进行相关分析的框架上，同时结合相关的造价以及相关的技术难度和用户需求等一系列的因素，我们可以发现立体车库的的形式品种多种多样，规模可大可小，最关键的是对场地的的适应性特别的强，最为使用的是它为空间的解决提供了相当大的优势。同时采用这类设备的车库十分普遍。因此，我们最后把课题定为为升降横移式

18、自动立体停车库。2.2 系统设计的基本步骤立体车库系统的调试与仿真的主要步骤 南昌航空大学科技学院 2014 届学士学位论文 4图 2.2 立体车库控制系统的设计步骤在本次课题设计过程中主要考虑以下几点：1）更加深入的了解和分析立体车库的外在条件和控制要求；2）根据立体车库的功能和要求，确定系统的设计系统结构与标准；3）根据所设计的场所和实际情况，严格的选择电机的类型；4）根据 I/O 的点数选择相应合适的 PLC 的类型；5）分配 I/O 点，做好 PLC 的输入点、输出点的分配；6）设计立体车库系统的梯形图设计；7）将程序输入 PLC 程序进行调试，查出相应的错误，让程序更加的完善。53 系统硬件的选型与设计3.1 硬件系统总体设计3.1.1 硬件系统结构设计立体仓库存储系统主要是由PLC控制模块如图和步进驱动模块、丝杆驱动模块、工件推出模块、立体仓库和气源处理组件等部件组成。图 3.1 PLC 控制模块与步进驱动器模块6图 3.2 丝杆驱动模块图 3.3 立体车库模型3.1.2 精确定位原理升降横移式立体停车库的控制系统中，大量存在的是电机的启停信号和传感器的检测信号等开关量信号，控制模式为逻辑控制和顺序控制，故选择 PLC 作为主控单元进行控制系统设计，该控制系统选择西门子 S7-300的 PLC 作 为 主 控 单 元 。 升