基于某PLC的立体车库系统设计.doc
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1、word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展研究,深刻了解立体车库的运行效率,制造本钱等各种问题。在对全球车库现有状况与开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展的准确而有效控制。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
2、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,然后进展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,对组态画面进展操作。可以对各种运行过程与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AbstractDue to the continuing rise in the number of cars around the world, parking is difficult to gradually bee a large and medium-sized cities ne
3、ed 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,
4、 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 contro
5、ller 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
6、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 pletion of the establishment of WinCC flexible monitor screen and other functio
7、ns, 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.Keywords: three-dimensional garage;PLC; configuration software- 44 - / 47目 录摘 要IAbstract.1 绪论1意义1主要结构组成与类型1立体车库的研究开展状况32升降横移类立体
8、车库概述6横移类立体车库的简介6体车库的根本结构73立体车库电气控制系统设计101011制回路电气接线设计134 PLC编程设计174.1 PLC程序设计原如此与流程17系统程序的I/O分配表18车库程序设计205组态仿真设计235.1 STEP7与WinCCflexible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311 绪论 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
9、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与措施。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开展起来,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,而是向上或者向下开展,车辆在空间中平行存放。这在土地资源紧,车位紧的城市里会得到更大的开展。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
10、研究的对象主要是升降横移式立体车库。主要结构组成与类型 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一样,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如下几种类型: 1升降横移式 可以设计为多种样式的立体车库,车位数的设置也比拟灵便,如图1-1。在地面以与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。主要有如下优越性: a、造价相对普遍较低,前期根底建设投资少。 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
11、稳。 e、车辆能快速进出车库,不需要等待太长时间。 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垂直循环式垂直循环类
12、立体车库根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,这种车库有如下几种优点: 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 当前全球立体车库技术正在飞速开展,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表现。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开展,安全防护设备进展了充分的改良,如定位系统、
13、限速保护与多重机构互锁系统,假如超出围如此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。图1-5 国外圆形的立体车库在80年代中期国开始对立体车库进展研究,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。停车设备技术的开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,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。从目前国的形势而言。我国的立体车库的市场处于无序混乱
14、状态,国家对停车产业的不重视以与管理疏松,没有统一的技术标准。图1-6升降横移式立体车库2 升降横移类立体车库概述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。升降横移式立体车库的工作原理 在立体车库当中,每一个轿厢上都有一块载车板,存取车辆的时候通过载车板来进展升降以与横移运动到达地面,驾驶员将车开入或开出车库,最终完成车辆的存取操作。如果车辆停在车库靠经地面的那一层,如此车辆只需直接开入或开出,而不需要进展升降就能完成停
15、车动作,车库中其余层中的车位须要下层的车位经过动作有空位后,载车板才能到达车库的地面层,然后进展存取车。停车设备的几种主要形式 升降横移式的立体车库种类繁多,最主要的方式有半地下式跟全地上式两种类型。图2-1 半地下布置型式图2-2 全地上布置型式半地下式车库车位的运行动作如图2-1,地面层的车位在其他层没有动作时可以直接在此层存取车操作。下层车位需要在上方地面层出现空位时才能上升存取车。而上层车位要在其下方出现空位时才能下降。 全地上式车库车位的运行动作如图2-2所示,最下层的车位直接存取车辆;二层车位需要一层出现空位才能下降,而三层车位需要在其下一、二层都出现空位时才能下降存取车。号车下降
16、到地面层后存取车。对号车位存取车,只需要号车位右移,号车位下降即可。如果要对号车位存取车辆,如此要将和号车位的载车板都向右移动,留出下面的空位,然后号车位下降即可。此类停车设备可以在不同场地应用。从使用能力上来看,此类车库对土地建设没有过高的要求,规模大小也很灵活,并且在不同的地形环境下可以进展不同的排列组合。因此,此类升降横移停车库在现实生活中的实际使用十分普遍。因此,在本次设计中选用的研究对象是全地上式的三层三列七车位的立体停车库。升降横移式立体车库的根本结构 如图2-3所示为升降横移类停车设备的主要组成。升降式横移类的停车设备主要有下面的五大局部。图2-3 升降横移类停车设备的主要组成钢
17、结构局部在停车设备中往往通过钢结构来进展设备的支撑以与车辆的停放,其具备很好的强度跟刚度。依照停车设备对结构形式要求的不同,因此设备钢架结构形式也不一样。在升降横移式立体车库中,车辆停放在载车板上。从结构上有框架式和拼接式。框架式的载车板,此种载车板有中间凸起式和平板式,中间凸起式的载车板具有可以按照实际需要进展设计行车通道宽度的长处,非常适宜车型变动很多的小规模生产当中。而拼接式的载车板主要是用钢板进展滚压或者一次冲压形成组装件,应用咬合拼装构成载车板。 一般情况下电机减速机和油缸液压马达能够构成传动动力系统。在电动机的减速机中应当设定制动系统,通常运用常闭式的制动器。并且油缸液压马达需要装
18、有如防爆阀之类的装置,用来预防因瞬间油管破裂导致的载车板下坠问题。系统中的主回路跟控制回路组成了其控制系统。 载车板进展各种动作由主回路进展实现。而控制回路当中主要实现的功能是对人跟车的安全进展设计。控制形式有许多,通过利用软件来实现对各类控制器跟接触器动作的控制,以此来实现此类设施进展各种动作的过程。控制系统的运行方式主要有自动运行和手动或点动运行等两种方式。通过在实际应用中发现的各种问题,按照国家标准的要求,立体车库应该安装各类安全保护设施,保证人员与车辆的安全。主要设施有: 1在操作装置上装设红色的急停开关,当车库运行中发生各种意外以与紧急情况时可让车库立即停止运行。 2在车库中装设车长
19、检测装置,当车辆进入车库时,检测车辆的长度,如果车长超过停车位的长度,如此车库不运行并发出信号。一般为光电开关。 3在车辆进入车库的方向安装阻车装置。 4车库在运行时,为了确保安全,必须禁止人车误入。通常使用的设备为光电开关或着在车库周围设置栅栏。 5必须在车库中装备防坠落装置,用来预防载车板突然落下,对人员和车辆造成伤害。 6车库上安装警灯,当车库在运行中时,起警示作用。3 立体车库电气控制系统设计电气控制系统整体设计车库的管理和监控在PLC控制下统一进展,传动装置驱动载车板纵移横移以此来进展车辆存放过程。通过PLC的控制来调节立体车库中的车位的状态。立体车库的控制系统的两套系统分别是:1弱
20、电系统,包括信号的采集、输出与报警。接触器的接通和关断是由PLC输出信号控制接触器线圈决定的。2强电系统,包括电机控制线路、到位限位、形成限位等。车库的车位检测装置可以自动检测车位位置,当发生意外情况时,可按下控制面板上的急停按钮。本次立体车库设计中的控制原理为:使用者可以利用控制界面来将所需指令输送至控制系统当中,通过分析之后,将可以应用的指令用来进展执行操作,实现立体车库中的总体操控。图3-1 车库系统控制原理框图图3-2PLC硬件系统结构框图重要电气件的选型 PLC的选型1、CPU 315处理器对每条二进制指令的处理时间大约为 50 ns,每个浮点预算的时间为0.45 s。256 KB工
21、作存储器相当于大约85 K条指令,与执行程序段相关的大容量工作存储器可以为用户程序提供足够的空间。灵活的扩展能力,多达32个模块。MPI多点接口,集成的 MPI接口最多可以同时建立与S7-300/400 或编程设备、PC、OP的16条连接。在这些连接中,始终为编程器和OP分别预留一个连接。通过“全局数据通讯,MPI可以用来建立最多16个CPU组成的简单网络。同时带有PROFIBUS DP主/从接口的CPU 315-2DP可以用来建立高速、易用的分布式自动化系统。此CPU的功能为:口令保护、诊断缓冲、免维护的数据后备、可参数化的特性可以使用STEP7对S7的组态、属性以与CPU的响应进展参数设置
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