基于plc的自动车库控制系统的设计(最终)(编辑修改稿)

基于plc的自动车库控制系统的设计(最终)(编辑修改稿)内容摘要：

着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。 立体停车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施 [26]。 是解决城市停车难最有效的手段，是停车产业发展的必由之路。 题研究主要内容 研究目标 目前，城市居民私有车辆中有相当一部分是露天停放，既不安全又破坏了环境的和谐。 随着我国城市住宅小区和宾馆饭店建设的发展，人民生活水平的不断提高，私有车辆还会迅速增加。 在显得拥挤的小区和宾馆饭店内，停放私家车就成为 急需解决的课题，因此，本文的研究目标是：针对城市住宅小区和宾馆饭店空地面积散而小的特点，确定较为合理的方案。 设计一种结构简单、占地面积小及建设成本低的立体车库，增加存车位，缓解存车压力。 该车库要 可容纳， 20辆中小型轿车，平均每辆车占地面积小于 8平方米，存车数量提高到其他形式同等占地面积的 3倍以上；存取车独立，存取时间不超过 100秒； 结构简单，易于维护；具有安保及报警系统。 中国农业大 学学士学位论文 第一章 绪论 8 课题的主要研究工作 基于以上研究目标，确定本课题的主要工作，具体包括以下内容： 1．立体车库的方案确定 根据研究目标，将立 体车库选定为垂直升降式。 通过对五种不同的立体车库的分析和比较，对照本文的目标，确定其中的一种为本文所设计研究的方案。 2．立体车库总体结构设计 在具体方案确定后，对该立体车库进行总体结构设计，确定本车库由机械和自动控制两大系统组成。 机械系统由整体框架、升降机构和换向机构组成；自动控制系统由自动收费、车位的自动检测、自动存取和监控安保三个子系统组成。 同时，明确各系统的工作原理。 3．对立体车库的机械系统进行设计与分析 根据立体车库的总体结构及各系统的功能，对机械系统中的整体框架、升降机构和换向机构分别进行设计 与分析。 4．对立体车库的自动控制系统进行设计与分析 根据立体车库总体结构中对自动控制系统功能的构建，对自动控制系统的自动收费、车位的自动检测、自动存取及监控安保等子系统进行有详略之分的设计与分析，对存取车流程进行分析。 中国农业大学学士学位论文 第二章 基于 PLC 的立体 自动 车库控制系统的总体方案设计 9 第二章 基于 PLC的 立体 自动 车库 控制系统 的总体方案设计 立体车库总体方案系统分析 体车库的 需求 分析 建立立体车库，就是要在有特定条件限制的土地面积上存放更多的车辆，充分利用空间，保证车辆安全，不破坏周围环境的和谐，因此，本课 题 设计 的立体车库的 主要 功能 是 立体存放中小型轿车。 对总功能进行分解，得在这些功能中，升降功能、支承功能可由机械系统来实现，如升降机构实现升降功能，而控制功能要由自动控制系统来实现。 图 2． 1 功能结构图 体车库的 组成 分析 由功能分析可知，本设计采用交流双速电动机作为主拖动系统和可编程控制器 PLC实现控制系统。 而 PLC控制系统的一般组成为： （ 1）检测装置：在每层中装有位置检测装置，以测定平层和换速 等。 （ 2）执行机构：利用 PLC的内部结构，将采集的信号通过预定的程序进行控制。 （ 3）操作系统：在门口装有控制按钮，进行具体车位的选择； （ 4）显示装置：在车库门口装有显示车位停放情况的显示灯组成的显示屏。 传动 动力 提供 支承功能 控制功能 存放中小型轿车 定位 控制 支承 管理 安保 储存 保护 升降功能 中国农业大学学士学位论文 第二章 基于 PLC 的立体 自动 车库控制系统的总体方案设计 10 图 2． 2 组成框架图 立 体车库总体方案的 结构分析 车库的初级选择 :以往使用的地上平面停车场，由于车辆呈平面摆放，车与车之间需要留有通道面积，故每台普通的小车平均占地面积在 15平方米左右；再有，地下停车场，由于也要留出足够的出入通道，每个 车位的平均占地面积至少需要 25平方米。 但如果使用立体停车库，在30平方米的空地上就可以停放一组 5车位的立体停车库，平均每个车位的占地面积不到 4平方米，显然，平均到每台车上的占地面积会大大减少。 据不完全统计，如果采用地上多层立体车库，可使土地利用率提高 80％ 90％。 因此，立体停车库可以大大节省有限的土地资源，并节省土建开发成本睁。 但是对于小区来说， 好的小区景观，不仅是为了达到 “ 人 ” 接触自然、与自然交流的目的。 而更加重要的目的是增进人与社会的接触，即人与人的交往沟通。 所以设计地上的车库会影响人们生活环境，所以 设计一个地下的立体自动停车库是最优的选择。 立体 车库的最终选择：目前，立体车库的应用主要有升降横移式、巷道堆垛式、垂直升降式、垂直式、平面移动式及多层循环式。 从各自的特点看，升降横移式和平面移动式需占面积较大、完整且不可分割；巷道堆垛式成本较高；垂直升降式自高较高；多层循环式适于细长形地带。 而城市住宅小区内的空地，或是楼与楼之间不允许有其他过高的建筑的地带，或是边角处面积很小分散形的地带，因此，垂直升降式应为最佳选择。 垂直式立体车库的设计灵活性比较大，这就决定了该种车库的设计方案可以有很多种选择性。 根据我国 城市住宅小区的结构特点，在车库方案设计阶段共设计了三种具体的车库方案，并对它们进行了分析、评价和论证，最后确立了一种方案作为设计方案。 操作系统 检测装置 工作过程 编程器 工作过程 执行机构 显示装置 输入电路 输出电路 PLC CPU 中国农业大学学士学位论文 第二章 基于 PLC 的立体 自动 车库控制系统的总体方案设计 11 三种具体设计方案的分析比较 ：出入口独立垂直升降立体车库 出入口独立垂直升降式立体车库，就是车库的出入口独立设置，存车时车辆由入口驶入车库，取车时车辆由出口驶出车库，车库的每个轿厢里面只能容纳一辆车。 (1)系统构成：整体框架、升降机构、自动控制系统。 (2)功能分析 整体框架是车库的筋骨，包括车库的支架、升降台、边轨和轿厢，对车库其它系统和车 辆起到支承作用，并对车辆起到存储作用，框架的强度对车辆起到保护作用。 升降机构负责带动容纳轿车的轿厢做循环运动，对车辆起到传输作用。 自动控制系统对车库起到整体的控制作用。 此种车库不设换向机构，不具有换向功能。 (3)存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库入口处，经车库的控制系统确认车库内有空闲轿厢后，控制系统控制升降机构运行，将离入口垂直距离最近的一个轿厢送到入口处。 司机在执行完一系列入口手续之后，将车开到轿厢上面，下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。 取车的时候，司机来到出口处，执行一系列出口手续，告知控制 系统自己的车在哪个轿厢之内，控制系统控制升降机构运行，将目标轿厢送到出口处，司机走上轿厢，进入车内，将车开出车库，取车过程结束。 (4)优点 该种设计方案，将车库的出入口独立设置，可以保证车辆的驶入方向和驶出方向一致，避免了车辆的调头工作，减少了存取车的等待时间。 如果车库的出入口不独立，即车库只有一个门，既是出口也是入口，那么或者在车库门前安装一个换向机构，或者车库口处必须留出足够的调头空间。 不用配备换向机构，减少了车库的设计难度，建造费用和复杂程度。 轿厢内只存放一辆轿车能够减少轿厢的体积，从而从整体上减 少了车库的设计尺寸与建筑面积。 (5)缺点 该种设计方案，由于每个轿厢内只能容纳一辆车，整个车库的容量不会很大。 如果想增加容量，则必须将车库加高， 但是势必会对周围的建筑物产生影响。 车库出入口独立，不配备换向设备，则必须在车库出口前面留有足够的空间给车辆行驶，这样就增加了车库的附属建筑面积。 这样该种车库就不适合建筑在住宅小区的边缘处，而只适合建筑在小区靠中心的部位。 但是在小区中心处的绿地娱乐设施就会被影响。 即使将其建筑在边缘处，在车辆出口处也必须留出足够的空间来让车辆调头。 车库具有两个口，增加了车库控制系统的 设计与编制难度，增加了控制设备。 对于内部建筑面积紧张的小区来说，这种设计方案并不是一个最优秀的方案。 ：出入口混合无换向垂直升降式立体车库 出入口混合垂直升降式立体车库，就是车库只有一个口，既作为入口，也作为出口。 车库没有换向机构，车辆自己进行调头，车库的每个轿厢罩面只能容纳一辆车。 (1)系统构成：整体框架、升降机构、自动控制系统。 (2)功能分析 中国农业大学学士学位论文 第二章 基于 PLC 的立体 自动 车库控制系统的总体方案设计 12 整体框架对车库其它系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储和保护作用。 升降机构负责带动轿厢做升降运动，对车辆起到传输作用。 自动控制系统对车库起到 整体的控制作用。 该类型车库也不设换向机构，不具有换向功能。 (3)存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库口处，经车库的控制系统确认车库内有空闲轿厢后，控制系统控制升降机构运行，将离入口垂直距离最近的一个轿厢送到入口处。 司机在执行完一系列入口手续之后，将车开到轿厢上面，下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。 取车的时候，司机来到车库口处，执行一系列出口手续，告知控制系统自己的车在哪个轿厢之内，控制系统控制升降机构运行，将目标轿厢送到出口处，司机走上轿厢，进入车内，将车倒出轿厢和车库，调头离开，取车过程结束。 1） 优 点 该种设计方案，不配备换向机构，减少了车库的设计难度，建造费用和复杂程度。 轿厢内只存放一辆轿车，能够减少轿厢的体积，从而从整体上减少了车库的设计尺寸与建筑面积。 由于只有一个车库口，该车库适合于建设在小的边缘处，不会对小区内的住宅楼产生过多的遮挡或者噪声等影响，只具有一个车库口，同时也减少了车库控制系统的设计与编制难度，减少了控制设备。 2） 缺点 该种设计方案，由于只有一个车库口，在存取车辆高峰时会增加车辆的等待时间和存取时间。 由于不配备换向设备，则必须在车库口前面留有足够的空间给车辆进行调头，这样就增加了车库的附属建筑面积。 对于内部建筑面积紧张的小区来说，这种设计方案并不是一个最优秀的方案。 出入口混合带换向垂直升降式立体车库，就是车库只有一个口，既作为入口，也作为出口。 车库具有换向机构，车辆驶出车库时在换向机构上换向驶离车库。 车库的每个轿厢里面只能容纳一辆车。 (1)系统构成：整体框架、升降机构、换向机构、自动控制系统 (2)功能分析 整体框架对车库其它系统和车辆起到支承作用，并对车辆起到存储和保护作用。 升降机构负责带动轿厢做垂直运动，对车辆起到传输作用。 换向机构 负责改换车辆的运动方向，对车辆起到调头作用。 自动控制系统对车库起到整体的控制作用。 (3)存取车流程 存车的时候，司机将车开到车库口处，经车库的控制系统确认车库内有空闲轿厢后，控制系统控制升降机构运行，将离入口垂直距离最近的一个轿厢送到入口处。 司机在执行完一系列入口手续之后，将车开到轿厢上面，下车，退出轿厢和车库，存车过程结束。 取车的时候，司机来到车库口处，执行一系列出口手续，告知控制系统自己的车在哪个轿厢之内，控制系统控制升降机构运行，将目标轿厢送到出口处，司机走上轿厢，进入车内，将车倒到换向机构上，换向 机构旋转 180度，完成车辆的调头工作，司机可开车离开，取车过程结束。 (4)优点 中国农业大学学士学位论文 第二章 基于 PLC 的立体 自动 车库控制系统的总体方案设计 13 该种设计方案，轿厢内只存放一辆轿车，能够减少轿厢的体积，从而从整体上减少了车库的建筑面积。 车库具有换向机构，则车库口不用预留出车辆调头的空间，可以相应的减少车库的附属建筑面积。 由于只有一个车库口，该车库适合于建设在小区的边缘处，不会对小区内的住宅楼产生过多的噪声等影响，而且可以通过增加深度的方法增加轿厢的数量从而增加车库容量，不必担心对周围产生影响。 只具有一个车库口，同时也减少了车库控制系统的设计与编制难度，减少了控制设备。 故 该种方案非常适合建筑在内部建筑面积比较紧张的小区内。 (5)缺点 该种设计方案，虽然功能较多，但由于只有一个出入口，在存取车辆高峰时车辆的等待时间和存取时间会有所增加，并且会造成秩序混乱。 由于设计了换向机构，在一定程度上增加了车库的设计难度与建筑成本。 出入口混合带无换向垂直升降式立体车库的特点 现在我国人口数量多，密度大，尤其是一些相对发达与繁华的城市，人口密度异常之大，住房需求量非常之多，相应的造成了土地建筑资源也非常的紧缺。 许多高楼大厦拔地而起，住宅小区也如雨后春笋般增加起来，但是绝大部分小区的 内部建设面积都非常的紧张与稀缺。 同。