plc控制的立体车库设计组态仿真本科毕设论文.docx
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plc控制的立体车库设计组态仿真本科毕设论文
本科生毕业论文(设计)
PLC控制的立体车库设计
学院电气信息工程学院
专业 电气工程及其自动化
班级 09级电气本2班
学号 0
学生姓名
联系方式 \
指导教师
2013年5月
独创性声明
本人郑重声明:
所呈交的毕业论文(设计)是本人在指导老师指导下取得的研究成果。
除了文中特别加以注释和致谢的地方外,论文(设计)中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。
与本研究成果相关的所有人所做出的任何贡献均已在论文(设计)中作了明确的说明并表示了谢意。
签名:
____________
________年____月____日
授权声明
本人完全了解许昌学院有关保留、使用本科生毕业设计的规定,即:
有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业论文(设计)的复印件和磁盘,允许毕业设计被查阅和借阅。
本人授权许昌学院可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文(设计)。
本人论文(设计)中有原创性数据需要保密的部分为:
学生签名:
年 月 日
指导教师签名:
年 月 日
PLC控制的立体车库设计
摘要
立体车库是专门实现各种车辆的自动停车及科学寄存的车库设施。
城市发展,汽车不断增加,停车难问题是现在一个很突出的问题。
针对这种现象,本文提出采用西门子S7-200系列的PLC作为主控制器实现立体车库控制系统统的设计。
立体车库能够很好的利用地面以上的空间,成为解决城市静态交通问题的有效的途径。
该论文描述了3×6升降横移式立体车库的运行原理和结构特点,介绍了其控制系统的硬件组成、软件编程设计。
在此基础上,利用MCGS组态软件进行动画仿真。
关键词:
立体车库;PLC;MCGS;升降横移式立体车库
TheStereoGarageDesignofPLCControl
ABSTRACT
Stereogarageisaspecializedimplementationofvehicleautomaticparkingandscientificcheckgaragefacilities.Urbandevelopment,thecarkeepsincreasing,theparkingproblemisaveryprominentproblemnow.Accordingtothisphenomenon,inthispaper,adoptingSiemensS7-200seriesPLCasthemaincontrollertorealizethethree-dimensionalgaragecontrolsystemdesignofthesystem.Stereogaragecanverygooduseofthespaceabovetheground,becometheeffectivewaytosolvetheproblemofurbanstatictraffic.Thepaperdescribesthe3*6liftingandmovingtheoperationprincipleandstructurecharacteristicsofthree-dimensionalgarage,introducesthehardwarecompositionandsoftwareprogrammingofthecontrolsystemdesign.Onthisbasis,usingMCGSconfigurationsoftwaretosimulationanimation.
Keywords:
StereoGarage;PLC;MCGS;LiftingandMovingStereoGarage
PLC控制的立体车库设计
前言
近几年来,中国经济快速发展,人们生活水平得到很大提高,汽车数量也在不断增加,截至到2011年6月份中国有汽车9846万辆,其中私家车7206万辆,占汽车保有量的73.2%。
2012年中国市场汽车销售2000万辆,比2011年增长8%。
到2013年初,国内汽车总数已过亿万辆。
汽车泊车位的增长却不能与之同步,汽车车位与汽车数量严重失调。
由此带来了停车难、违章停车、停车管理困难等一系列问题。
随着人类社会的不断发展和科学的进步,人们的生活和生产趋于集中。
土地资源变得更加宝贵,更加加剧了停车难。
为了解决矛盾,开始利用空间来泊车,建立机械式立体车库。
在现在大都市发展的道路上,道路拥挤、车多位少,已经变成城市的发展的一大障碍。
随着人们的生活水平不断提高,汽车进入家庭的步伐加快,解决停车难的问题也更加迫切,停车产业变得更加广阔。
建立一个混合的停车场,这是解决城市停车难有效途径,也是停车产业发展的必由之路。
1.绪论
1.1课题研究的背景及意义
随着社会的发展,汽车数量不断增加,在中国汽车市场上以每年5%--7%的速度增加。
而停车位的增加速度在2%--3%。
车辆的增加,必然造成道路的拥挤,特别是在酒店,商场附近,由于车多,车位少,很多车主为停车而发愁,有些车主干脆就把车停在路上,更加加剧了道路的拥挤。
普通的露天停车场和地下停车场虽然停车方便,可以快速的存取,但占地面积广,且停车数量有限,特别是现在,土地价格暴涨。
投资商就不得不考虑土地占有的成本。
为了缓解车多位少的矛盾,一些大城市现在已经开始对建设立体车库给予一定的补贴,比如许昌,南昌,杭州等地。
杭州市近几年来一直致力于解决停车难问题,鼓励了社会人士投资建设立体车库。
1.2立体车库概述
所谓立体车库就是利用机械设备将汽车存放到立体空间中。
立体车库是近几十年来蓬勃发展起来的一种新型停车系统。
与传统停车场不同,在用地紧张,车多位少的状况下,它顺应市场的发展。
最大效率的利用有效的土地资源,将土地资源最大化利用。
将停车位建在空间或者地下,利用机械存取车,自动化程度高,是停车场的发展方向。
1.3立体车库的类型及特点
在国家质量监督检验总局颁布的《特种设备目录》中,将立体车库分为九大类,具体是:
升降横移类、简易升降类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和汽车专用升降机[1]。
本次设计采用升降横移式立体车库,所谓升降横移式立体车库就是通过托盘升、降、横移来存取车。
地面一层只需要横移,不需要升降。
上层的车位需要通过下层车位的横移让出空道,然后在升、降存取。
升降横移式立体车库的适应性比较强,车库可设在地下,可设在地上,也可一半地上一半地下[2]。
根据不同条件来组合布置,配置特别灵活。
1.4升降横移式立体车库的构成
立体车库主要是由框架部分、传动部分、载车板部分、控制部分、安全防护措施五大部分组成[3]。
(1)框架部分
立体车库的框架主要是由钢结构构成,钢结构包括横梁、纵梁、托盘等。
框架结构是立体车库的支撑部分。
其中主框架是由垂直方向和水平方向的梁通过刚性节点连接而成。
钢结构框架主要是由角钢、槽钢、钢板焊接而成的,具有很强的强度和刚度。
(2)传动部分
传动部分是升降横移式立体车库的一个重要组成部分。
它控制载车板的运行。
在整个车库中传动有横移传动和升降传动部分。
横移传动系统主要负责车库的横向移动。
横向传动一般是由电机、减速器、驱动轮和从动轮导轨组成。
除了顶层不需要横移外其它层都需要横移。
升降传动主要负责托盘的上下移动。
主要是由电机、减速机、链条等构成。
由链条来拉着托盘上下移动,除了最底层的的不需要垂直移动其他的都需要上下移动。
(3)载车板部分
载车板主要是是用来存放车的装置。
对于载车板的材料和制造要求较高,因为载车板需要承载车体的重量,如果材料不好,车板很容易变形。
载车板底部一般是波浪板做成的,具有防滑和导流作用。
(4)控制系统
升降横移式立体车库的控制系统主要是由主回路和控制回路构成。
主回路主要控制载车板的升降和横移,其主要是控制横移小电机和升降大电机的运行。
控制回路是控制车库的运行情况,存取车位的选择以及该怎么运行的控制,还有一些安全控制,控制系统主要是围绕控制核心进行的,控制核心可以是继电器组,也可以是PLC,由现场采集的信息输入控制核心。
再由控制核心进行逻辑分析,运算,得出运行方式,再控制主回路运行。
(5)安全防护
为了保证车库的安全运行,系统采取安全挂钩和传动系统互锁保护设计。
系统中必须有光电传感器,反馈元件,上下限位开关,横移限位开关等组成。
存取车时,根据输入的控制信息,综合各限位开关、行程开关、光电开关、反馈元件等反馈给PLC的信息,由PLC控制继电器,再由继电器控制接触器的闭断,进而控制电机的启停及运行方式,从而控制载车板的升降和横移,系统要求各开关严格互锁,保证存取车的安全可靠。
1.5升降横移立体车库的车位结构
用N表示车库的层数,M表示车库的列数,则车库容量P=N×M-(N-1)。
由于立体车库受到收链装置及存取车时间的限制,一般为2-6层,以2,3层者居多,可根据泊车的多少决定停车位的规模。
设计一座16车位的三层车库。
有公式可知:
N=3,P=16则M=6,即设计为3×6立体车库就可以满足要求。
本设计就是以3×6地面上布置的升降横移式立体车库为例介绍其运行原理。
升降横移式立体车库的结构及其运行规律。
如图1-1是3×6的升降横移式立体车库基本框架,共有18个空位,16个托盘,最多存停16辆车,车库的运行条件为:
一层的1、2、3、4、5号车位上的车可以直接存取。
二层的6、7、8、9、10号车位上的车需要先通过1、2、3、4、5号车位横移让出空位后才可以通过升降存取。
三层的11、12、13、14、15、16号车位上的车需要通过1、2、3、4、5号车位和6、7、8、9、10号车位的横移让出空车位后才可以通过升降存取。
图1-13×6升降横移式立体车库框架图
1.6升降横移式立体车库系统
广义上,车库系统主要由控制核心元件、驱动单元、接口和人机界面。
控制核心单元式整个控制系统的“大脑”。
它可以是可编程控制器PLC(ProgrammableLogicController)或者单片机控制,也可以是有继电器控制组成的逻辑电路。
PLC是现在车库的首选。
图1-2是车库控制原理图。
图1-2车库控制原理
人通过界面,输入想要存取的车位号到控制系统,控制系统是以PLC为核心单元,通过PLC逻辑判定、运算后,控制执行机构(电机)来实现车库的运行,车库现场运行的同时,检测系统检测车库的运行情况,并反馈给控制系统。
接口是立体车库控制系统中非常重要的一部分。
接口是驱动单元与控制单元以及执行元件与驱动单元之间的桥梁。
升降横移式立体车库控制系统使用的接口电路是开关量接口电路,它主要包括一些行程开关,开关按钮,光电开关等开关信号的输入接口和控制输出接口。
驱动电路车库控制系统的最后一个重要部分,驱动电路种类很多。
但在停车库系统中,驱动单元比较单一,只需要驱动一个专用的减速机。
智能化车库库系统的运动是靠驱动元件来控制运动的。
界面是操作人员与停车库控制核心元件交流的平台。
操作人员可以通过控制界面来向车库控制系统发送自己的意图。
界面也可向操作人员反馈车库的运行情况。
简单的一些界面只有一个操作盒控制,但一些复杂的界面却由微机控制的专用的应用软件控制的人机界面。
升降横移式立体车库的控制界面要根据具体情况来确定。
1.7
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- 关 键 词:
- plc 控制 立体车库 设计 组态 仿真 本科 论文