基于PLC垂直升降式立体车库控制系统的设计

基于PLC垂直升降式立体车库控制系统的设计

摘要：本文选择垂直提升车库作为研究对象，通过对国内外立体车库发展现状的研究，并对其在未来应用前景中的优缺点进行了分析，介绍了横向运动装置的结构及安全保护装置的设计思想和具体原理。阐述了立体车库的工作原理及进出汽车的全过程。主要研究立体车库垂直升降系统的设计，并用PLC对其进行编程，在设计中还加入了重量平衡系统来平衡升降平台，并且去补偿升降绳索在高层中因分量的原因而上升困难的问题。选择的PLC型号为S7-300,这样使硬件方面更加模块化，I/O、CPU都是单独的，编辑程序更轻松，加上S7-300本身就可以提供一些数据块，设计更加方便。在设计中还加入了曳引设备，可让机器快速上下滑动，并慢慢的减速，可大大提高工作效率并保证安全性。

关键词：立体车库;垂直升降式;电梯式

The Design of Control System for Vertical Lifting Stereao Garage Based on PLC

Abstract:This paper chooses the vertical lifting garage as the research object, through the research on the development status of the three-dimensional garage at home and abroad, and analyses its advantages and disadvantages in the future application prospects, introduces the structure of the lateral motion device and the design idea and concrete principle of the safety protection device. This paper expounds the working principle of the three-dimensional garage and the whole process of entering and leaving the car. This paper mainly studies the design of vertical lifting system of three-dimensional garage, and uses PLC to program it. In the design, a weight balance system is added to balance the lifting platform, and to compensate for the difficulty of lifting rope due to its component in the high-rise.

The PLC model chosen in this paper is S7-300, which makes the hardware more modular. I/O and CPU are separate editing programs more easily. Plus S7-300 itself can provide some data blocks, so the design is more convenient. In addition, traction equipment is added in the design, which can make the machine slide up and down quickly and slow down slowly. It can greatly improve work efficiency and ensure safety.

Keywords: Three-dimensional garage; Vertical lift; Elevator

目录

第一章  绪  论 1

1.1 选题的背景和意义

1.2 立体车库的国内外研究状况 1

1.2.1 国外的立体的停车的设备的研究的现状    1

1.2.2 国内立体停车设备的研究现状 2

1.3 立体车库的大概介绍和分类 3

1.3.1 立体车库的概述 3

1.3.2 立体车库的主要类型 4

1.4 设计思路 5

第二章  总体设计                                                                 6

2.1 结构设计 6

2.1.1车库指标 6

2.1.2主体结构 7

2.3 工作的过程 7

第三章 硬件设备的选取及电路设计 9

3.1 自动升降机器的整体设计 9

3.1.1 曳引的部分 9

3.1.2 指挥的部分 10

3.1.3 重量平衡系统 11

3.1.4 载车板的结构 12

3.2 牵引电机的选取 14

3.3 PLC的选取 14

3.4 安全的预防和保护 15

3.5 供电设备的选取 16

3.5.1曳引机器 16

3.5.2 横向移动发电机 17

3.6 传感器 18

3.6.1 速度传感器 18

3.6.2 平面传感器 19

3.7 硬件接线图 20

第四章  软件系统的设计 21

4.1输入输出地址分配表 21

4.2存取车程序设计 21

4.3主控制系统示意图及程序 25

第五章 总结与展望 28

致谢 29

参考文献 30

第一章  绪  论

1.1 选题的背景和意义

在我国的经济欣欣向荣的发展的同时,每一年买车的人越来越多,但是呢，停车的状况却没有因此好转，反而变得越来越难停车。特别是在一些发展程度、发展水平都比较高的城市中，这种难停车的状况更加是没办法缓解。通过相关的数据调查，早些年，大约2003年底，我国人均拥有的机动车的数量总和就已经高达480万了，跟前一年的2002年相比较就已经增加了40%都不止。而这些年我们国家经济水平不断地提高，我国的机动车的数量就更多了。根据调查来的相关数据,我们国家多个城市的机动车的数量都在不断的增长，差不多涨了15%到20%左右的。不过与此同时，一个问题也随之出现，停车的地方，以及停车的设施都不够完善，它的增长只有2%到3%，已经跟不上机动车数量的增长了。如果机动车停车场地和停车的数量的涨幅一直是跟不上机动车的数量的涨幅，那每个城市中的停车的问题是永远不能解决的。所以，怎么样让机动车数量的涨幅能和停车场地，即停车位的数量达成相平衡的一个状态，就是当下必须快速解决的事情。

照当前的形势来看，解决难以停车的问题的方法主要就两个：第一个是从根源来解决，我们可以称之为“开源”。整个停车问题的根源就是缺少了停车的设备设施，所以，我们可以大幅度的向广大市民以及企业推广立体式的停车的设备。第二个就是从政府的政策方面入手，我们可以称之为“节流”。我们可以把所有的空间合理的运用起来，减少停车场的使用，节约资源，通过一些政策或者宣传向市民推广公共交通工具，例如公交、地铁。

1.2 立体车库的国内外研究状况

1.2.1 国外的立体的停车的设备的研究的现状                  1.2.1.1 美国立体的车库的研究现状

美国是第一个开始研究发展立体的车库的,美国在20世纪20年代就已经把立体的车库研究制造成功并且投入使用了。美国研发的立体的车库的自动化的水平很高，在这种立体的车库的设计中融入了大量的计算机技术以及人工智能的技术。其立体车库的专业化水平以及实用性都是领先于全世界的。随着这项技术的推广、大多的国家的经济水平的发展、以及多数国家对于土地的需求都在增加的，这项技术被大力的想很多企业推广，并且应用起来。

1.2.1.2 日本立体的车库的研究现状

日本也是比较早的研发立体的车库的国家。日本大约是在20世纪50年代左右就开始针对升降式的横幅类的立体的车库来进行研究，并不断的支持他们国家的立体的车库的产业发展。大约是20世纪60年代左右，两层的四个车位的机械式的立体的车库终于是被日本研制成功了。截止目前，日本的两层的四个车位的机械式的立体的车库是处于世界先列的，并且日本的机械式的停车的设备的数量、储存车辆的数量也是处在世界先列的。

1.2.1.3 韩国立体的车库的研究现状

韩国的立体的车库的发展的形势和日本立体的车库发展的形势很像。韩国的立体的车库大约是20世纪70年代开始出现，稍稍落后于日本。和日本差不多的是，他们好过也是差不多20年的时间开始将立体的车库开始投入使用。韩国能够快速的将机械的停车的设备快速的发展起来，肯定离不开政府的扶持。足以见得，韩国政府对于他们国家机械的停车的设备的一个重视的程度。

1.2.1.4 总结西方的立体的车库的发展现况

很多的西方国家的人口数量实在太少，而且对于立体的车库的研发也是比较早的，所以相对来说，西方国家的机动车的停放的问题都普遍比我国少。

不得不提到的是，亚洲的人口实在太多了，并且土地也不多，于是就导致车辆没有办法停放。所以，韩国、日本、中国等亚洲国家就越来越重视建造立体的车库了。伴随科技的不断发展，很多国家的立体的车库也随之不断地创新、进步了。目前,随着国外的立体停车设备不断的革新与发展,安全可靠的停车设备得以广泛利用。国外的一些国家,将新的技术应用到立体车库上,增加了立体车库的运行效率与自动化程度,无论是安全方面,还是效率方面,都是今非昔比。

1.2.2 国内立体停车设备的研究现状

我们国家在1980年左右基本上就也开始对立体的车库车库进行研究，大约到了80年代的中期，我国的立体的车库就已经进入了一个起步的阶段了。而且同时不间断的把国外先进技术向我国引进。1999年左右，中国一步步的引进，并且学着自己来生产一些立体的停车的设备，这些设备大多先在北京进行实验性的推广，然后相继的将市场从北京拓展至上海以及广州等稍大的城市。我国在发展立体的车库的时候大多都是向国外学习，学习他们先进的技术，和应用的经验。这其中，主要都是向日本学习的，然后根据我国的实际情况再自己探索研究开发出了我们国家自己的立体的车库。一开始我们的产品也只是在模仿日本的立体的车库。但是现在已经过儿30多年，我们国家经济水平也提升了很多，如今我们对于立体的车库的研究和应用也已经进步了很多，并且在市场上也能有一席之地。举个例子吧，我们国家已经研究出怎么样让车库的运行的速度能够很好的加快呢？其实我们可以引进先进的电梯的技术，和先进的控制的理论。那么如何控制车库呢？我们可以使用不同种类的按钮来控制车库，比如触屏的或者是按键的或者是密码的，又或者是遥控的。这些机械的结构，基本上都是采用了一个一个模块的设想，这样的话就会大大地把整体的工作的时间给变短，这样就会让拆下来或者开扩的时间也变得容易一点。说实在的，虽然我们国家现在的立体的车库已经有了很大的发展和进步了，但是我们需要再一次的多看看。中国的立体的三维车库，其能够利用的完全就不能大家想象的一样。现在有很多的立体的车库，他们投进去的钱和实际上能赚到的钱一点都不一样。我认真地想了想，我觉得变成这样主要是这样的：第一个是因为立体车库仍然属于新兴产业,大家对立体车库还是很陌生的,很多人都会怀疑这个东西到底可不可信，能不能相信呢？第二个是在储存拿取车的时候，立体的车库的缺点就显示出来了。第三点是因为去造立体的车库的时候，花下去的钱很多。虽然说立体的车库缺点还不少，但是总的来说，这个立体的车库还是会有很好的发展的。而目前我们的国家的政府已经在支持这些立体车库的研究与实施,会很大的让立体的车库的变得很好。我们国家因为能够把自动的智能的立体的车库当成比较重要的一种行业，所以立体的车库的发展的势头才会越来越好，前景也变得可以。

1.3 立体车库的大概介绍和分类

1.3.1 立体车库的概述

三维立体的车库，其全部的名称是自动的三维的停车的设备。它的一个主要的目的是来实现车辆能够自动的进入。其实它是三维立体的一个多空间的自动的机械的车库。它主要包含了这几个系统：机械的系统，控制的系统，液压辅助的系统，电气的系统以及传感器的系统。它主要结合许多种类的技术，实质上是种相对已经智能化了的三维立体的物流的储运系统。

参考文献

【1】王虎军（导师：马殷元）.《基于PLC的垂直升降式立体车库控制系统的设计与研究》.兰州交通大学.2016

【2】宋秋红等.《城市公用事业》.2012

【3】《车库建筑设计规范JGJ100-2015》.2015

【4】 廖庆（导师：江征风）.《垂直升降式机械立体停车系统的研究》.武汉理工大学.2005

【5】    付翠玉,关景泰.立体车库发展的现状与挑战.机械设计与制造,2005(9):156-157.  

【6】    刘晓娟,潘宏侠.垂直升降式立体车库系统设计与研究.机械设计与制造,2011(5):48-50. 

【7】    宋秋红,安丰贞,方铀等.城市立体车库的现状及展望.城市公用事业,2012(5):17-20. 

【8】    刘丽娜.浅谈立体车库的特点及其应用.智能建筑与城市信息,2007(12):96-99. 

【9】    GB/T26559-2011,机械式停车设备分类. 

【10】   GB/T26476-2011,机械式停车设备术语. 

【11】   贺文华.升降横移式立体车库的控制研究与仿真实现.长安大学硕士学位论文,2006.