基于PLC的智能立体车库控制系统设计
摘要：随着城市市中心停车场的竞争日益激烈，智能化立体车库的优势显而易见：占地面积小、性价比高、效率高，因此，本文将重点研究升降横移式立体车库的控制系统，以期获得更好的发展前景。
智慧停车场的运营离不开先进的技术。这些技术包括先进的控制系统、高精度的传感器、高效的操纵杆、先进的安全装置等。这些技术的结合，将有助于提高停车场的效率，并保证停车场的安全性。采用先进的压力敏感技术，将载车板位置信号采集，并由PLC精确调节，使得升降机构及横移机构能够同步运行，以达到立体停车库的自动化。此外，还采用先进的安防技术，确保车库运行的高效、稳定。这个系统具有出色的自动化功能，并且在保证安全和可靠的同时，它还采用PLC技术来构建智能停车场。
关键词：PLC;智能立体车库;光电传感器
Design of control system for intelligent stereo garage based on PLC
Abstract:The intelligent stereoscopic garage occupies less land,has high cost performance and high efficiency,and is becoming more and more competitive in the parking lot in the city center.After full investigation,this paper takes the control system of the vertical and horizontal stereoscopic garage as the research object.
The control system and transmission mechanism are the core components of the intelligent three-dimensional garage.The transmission mechanism is divided into traverse mechanism and lifting mechanism.The control system uses programmable controller PLC as the core,and uses PLC to output on and off signals to the contractor that controls the positive and negative rotation of the motor.The position information of the vehicle carrier plate is detected by the sensor as the input,and the motor of the lifting mechanism and the traverse mechanism is controlled by the program written by PLC,so as to realize the automation of the three-dimensional parking garage.Necessary safety equipment is selected as peripheral equipment to ensure the reliability and stability of the garage.The automation of the system is smooth,cost-effective,reliable,safe and stable,and the control system design of the four-floor unmanned three-dimensional intelligent garage based on PLC is realized.
Key words:PLC;Intelligent three-dimensional garage;Control system
目录
第1章绪论 5
1.1论文的研究背景及意义 5
1.2国内外发展现状 6
第2章智能立体立体车库的总体设计 9
2.1智能立体车库的结构 9
2.2控制系统的选择 10
2.3智能立体车库的总体设计方案 12
第3章智能化立体车库控制系统的硬件设计 14
3.1PLC选型 14
3.2光电传感器的选型 14
3.3限位开关的选型 16
3.4电机选型 17
3.5智能立体车库系统设计主电路图 18
3.6 I/O分配表以及对应的原理接线图 21
第4章智能立体车库控制系统的软件设计 25
4.1智能立体车库控制系统选用 25
4.2系统总流程图 25
4.3详细系统流程图 27
第5章智能立体车库控制系统的软件调试 29
5.1仿真界面 29
5.2智能立体车库控制系统的调试画面 30
5.3仿真调试中的错误情况 33
结论 34
致谢 35
参考文献 36
附录 37
第1章绪论
1.1论文的研究背景及意义
由于我们的社会和经济的快速增长，许多城镇都在迅速扩张。这些城镇的人口和汽车的数量都在增加，导致道路更加拥挤。由于这些原因，很多城镇的停车难已经不再是一个简单的问题，许多城镇的街道都出现了拥挤的情况。这些情况导致许多停车场无法提供充分的空间，造成了一些停车困扰。
随着科技的进步，立体化机械车库的自动化水平也在不断提升。这种车库不仅能够容纳更多的车辆，而且占地面积小，成本低，安全性好，效率高。只需要很小的土地面积，就能容纳大量的车辆。随着技术的进步，智能化立体车库的优势日益凸显，它们不仅可以与传统的地面停车场和地下停车场相抗衡，而且还可以提供更多的安全保障，例如防坠装置、限位装置、自动和手动的急停开关、人员误入探测装置等，使得它们在拥挤的城市中更加安全可靠。随着先进的自动化技术和编程技术的进步，立体车库的收费系统实现了自动定时计费，大大降低了人工成本。另外，车辆的存取过程主要由全自动计算机设备完成，这也为进一步的开发和更新其他相关设计留下了更多的空间[[[]王华祎.立体停车库智能控制系统设计.华北理工大学,2019.]]。
升降横移式立体停车库是一种具有多元化功能的复杂设备，它将机械、电子、信息技术有机结合，形成-种全新的停车库系统，它的控制系统不仅可以实现车库的自动化，而且还可以实现车辆的安全停放，从而提高停车效率，改善停车环境，提高停车QoS。“四肢"和“躯体”的执行机构和框架被“大脑”所取代.它们共同控制着车库的各项运作，并且能够实时监测整个系统的运行状况.
目前，升降式立体停车库已经成为最常见的停车方式，广泛地被广泛地运用于商业区、办公区和医疗机构。然而，目前，我们还只能依靠传统的平板停车库，而立体停车库尚未得到广泛的推广。根据我们的了解，停车位的供给非常紧张。根据最新的数据，中国的停车位供应量已经超过了 50% ，但随着时代的发展，违规停车的处理方式却越来越复杂。特别是一些处理罚金的重点区域和公共交通线，由于建筑物的高度复杂，使得新建的停车设施很少，从而导致了这一问题的出现。尽管立体车库的占地面积较小，车位数量也相对较多， 可以在一定范围内为停车提供便捷，但是目前，我们仍然无法充分利用它的潜力，目前我们在国内只能拥有 5000余个立体车库停车位，而且由于投入与收益之间的失衡，一些停车库停车位甚至无法正常运行，无法达到最佳的效果。与日本相比，中国的立体停车设施的使用率高达 70%，这表明中国在这方面的发展前景非常广阔。然而，由于中国的土地日益紧缺，以及相关的监管措施日益严苛，因此，中国的立体停车业仍然存在巨大的提升空间。政府积极推动立体停车场的发展， 为此提供全面的资金投入，并且精简了所有的审核步骤，使其变得更加便捷高效。根据最新的专利数据，日本的申请量位居前三，达到了 16 197 件（占 42%），中国的申请量也位居前列，占 22%，德国的申请量则为2 583件（占 7%），这表明立体停车库在国际上受到了广泛的关注。升降横移式停车库具有极高的自动化水平、高效率和高利用率，因此已经成为全球各国专利申请的热门话题，在立体停车库的类型中占据着重要地位。。
随着全球经济的迅速增长，欧美、亚洲以及其他一些发达地区正在努力推动停车的多样性，其中，立体停车已经被广泛应用于实践，并且在未来，它必然会成为全球停车的首选方式。在这一过程中，市场对于更加复杂的停车系统的要求也在提升，因此，拥有最新的技术、最前沿的设计思想的立体停车系统正在迅速普及，并且越来越受到消费者的青睐。
1.2国内外发展现状
在欧美日这些自动化技术发达的地区，很早就开始发展智能立体车库的停车技术，在科技成果上相较于中国也是遥遥领先。我国一线城市地区通过购买、引进、仿制国外的产品，对于智能立体车库的停车技术和相关产业也得到了飞速的发展，尤其是近几年在国内产业升级转型的大趋势下，高端制造业被鼓励，一部分技术先进的公司也已经开始向外输出自主研发的新技术，出口高端产品[[[]冯隽.浅谈机械式立体停车库的发展方向[J].中国机械,2014,000(007):219-219.]]。
日本的立体车库技术可以追溯至数十年前，当时日本就开始研究生产机械式停车设施。随着时间的推移，日本的技术不断进化，目前拥有9种不同的技术，最常见的技术就是升降横移技术。日本的立体停车库行业已经取得了长足的进步。目前，日本共有200家企业致力于开发并制造立体停车库的各种设施。在这些企业当中，三菱重工是一家著名的。从九十年代开始，日本的机械停车场的规模迅速增长，目前日本的停车场总面积达到了300多万个，这个规模比中国的停车场总面积还要多。这些日本公司的主要优势在于升降横移式车库的能够垂直提升，多层提升和横移，简单提升和水平循环的技术[[[]付翠玉,关景泰.立体车库发展的现状与挑战[J].机械设计与制造,2005(9):156-157.]]。
中国在WTO的成员国中，智能立体停车场的生产业取得了长足的进步。过去，这些行业需要依赖于国际竞争，需要大批的投资才能实现生产。现在，许多拥有核心技术的公司已经开始向国际市场销售他们的产品。自从采用机械逻辑式控制系统，如传统的常闭常开开关、继电器、接触器，如今已经演化出可编程控制器，而因为科学技术的发展，外部设施的更新换代，如采用变频技术、液压技术、图像识别等，都有助于提高系统的性能，同时有助于改善系统的安全性、操作性、维护性，实现更高的运行效率。随着技术的不断发展，社会对车库的不同需求，立体车库正在向智能化、高自动化、复杂化、专业化、网络化及人性化方向发展[[[]陈新,张南.立体车库的现状与发展趋势[J].起重运输机械,2018,000(002):65-68.
]]。
在通过对立体化车库充分的调研后得到以下的观点：
（1）自动化水平不断提升
车库的自动化水平可以通过采用先进的控制技术和科学的管理方法来实现，这些技术可以有效地提升存取车的效率，从而实现更加高效的车辆管理。例如，当车辆驶入车库时，控制系统可以根据不同的存取策略，自动将车辆移动到指定的车位，从而提升存取车的效率。科学管理的立体车库应当能够将其运行状态实时反映在用户界面和计算机系统中，以便更好地满足用户需求。
（2）更加专业化
为了确保立体停车库的可靠性和安全性，应当尽可能地选择专业的生产厂家，以确保其升降系统的高效运行，而不是采用普通的电机，应当使用专为立体停车库设计的高效升降电机。
（3）智能化
随着科学技术的不断进步，立体停车库的发展趋势越来越趋近智慧化。为了实现这一目标，我们必须利用先进的科学技术，例如采用可程序设计的控件，以实现车库的自动识别和自动停车，从而取代人工操作。通过采用先进的图像识别技术，我们实现了无人驾驶的智慧化管理。无论是支付宝的二维码，还是其他的传统的支付方式，都无法被人工操控。此外，我们采用了先进的变频调速系统，有效地减少了能耗，增长了车库的寿命。
参考文献
[1]王华祎.立体停车库智能控制系统设计.华北理工大学,2019.
[2]冯隽.浅谈机械式立体停车库的发展方向[J].中国机械,2014,000(007):219-219.
[3]付翠玉,关景泰.立体车库发展的现状与挑战[J].机械设计与制造,2005(9):156-157.
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