1、 华北理工大学轻工学院Qing Gong College North China University of Science and Technology毕 业 设 计 说 明 书设计题目：升降横移式立体车库电气系统软件设计学生姓名：陈宏策 学 号：201124390801专业班级：11 电气 8 班 学 部：信息科学与技术部 指导教师：苏皓 副教授 2015 年 6 月 5 日摘要摘 要社会经济的不断发展带来城市汽保有量的不断增加，停率难已经成为大中型城市城区的一个越来越突出的问题。立体停车库的产生与广泛威用能够在很大程度上解决这个城市静态交通中的重大问题。论文还就立体车库的运行原理作了整体
2、的分析，如定位原理、调速方法、速度控制、工作流程等方面。使得城市静态交通问题在最终解决上，能够更加完善。文章先从车库的选型着手，分析了各类车库的功能特点与适用范畴。并结合静态交通规划层面来进行车库的选址策划。随后详尽地以升降横移式立体停车设备为例，讲解了电气结构与安全装备设计；提出以PLC控制为核心；确定了基于PLC的控制系统的硬件方案，详细介绍了S7-300 、S7-200 、交频器和通讯接口板等硬件设备的相关原理在文章的最后给出了基于，还提出了软件设计的具体目标，整体阐述了软件的主体架构，重点介绍了基本功能的原理和程序流程，并针对升降机和横移机构的运行保护作了详细说明队论方法对停车库出入口
3、特性进行优化建模，从而获得智能停车库的流畅性优化设计。关键词 静态交通 魔方 PLC 智能停车库 升降横移式立体停车库Abstract-5- IAbstractSocial economic development of city of steam ownership to stop rate has become an increasingly prominent problems of large and medium-sized city urban area. The generation of parking equipment and extensive from can to a
4、 great extent, solve the significant problems in static traffic in the city. Paper is made of the operation principle of three-dimensional garage also the overall analysis, such as the positioning principle, methods of speed and speed control, work flow, etc. City static traffic problems on the fina
5、l solution, can be more perfect.Article first start from the selection of the garage, analyzes the functions of all kinds of garage characteristics and applicable scope. Combined with the static traffic planning level for the garages location planning. Then three-dimensional parking equipment with v
6、ertical type in detail as an example, explained the electrical structure and safety equipment design; Put forward with PLC as the core; Determines the hardware scheme based on PLC control system, detailed introduces the S7-300, S7-200, alternating frequency device and related hardware, such as the c
7、ommunication interface board, principle was introduced at the end of the article, and also puts forward the software design of the concrete goal, overall elaborated the main body of software architecture, the principle of focus on basic functions and processes, and in view of the elevator and illust
8、rates in detail the transverse institutions run protection team theory method to optimize parking garage entrances feature modeling, optimization design can achieve the intelligent parking garage fluency.Keywords Static traffic, Parking garage，PLC，Intelligent parking garage，Vertical elevator type pa
9、rking equipment目录II目 录摘 要 .IAbstract .II第 1 章 绪论 .- 1 -1.1 课题来源 .- 1 -1.1.1 机械式立体车库的国内外发展现状 .- 1 -1.1.4 机械式立体停车库的主要类型 .- 5 -1.2 课题研究的目的 .- 6 -1.3 论文的主要研究内容 .- 6 -1.4 本章小结 .- 7 -第 2 章 立体车库的总体结构和运行原理 .- 8 -2.1 车库选型 .- 8 -2.2 升降横移式立体车库概述 .- 8 -2.3 立体车库的总体结构 .- 9 -2.3.1 钢结构框架 .- 10 -2.3.2 载车板 .- 10 -2.3
10、.3 升降装置 .- 11 -2.3.4 横移装置 .- 11 -2.4 立体车库的运行原理 .- 12 -2.4.1 车库工作流程 .- 13 -2.5 本章小结 .- 13 -第 3 章 立体车库控制系统的设计方案 .- 14 -3.1 控制系统的设计要求 .- 14 -3.2 升降横移式自动化立体车库的控制系统 .- 14 -3.2.1 可编程逻辑控制器（PLC）控制 .- 14 -3.2.2 PLC 的型号选择 .- 15 -3.3 本章小结 .- 16 -第 4 章 立体车库控制系统软件的主体方案设计和具体实现 .- 18 -4.1 软件设计的具体目标和要求 .- 18 -4.2 软
11、件的主体架构 .- 19 -4.3 基本功能的原理和程序流程 .- 22 -4.3.1 传感器故障自诊断功能 .- 22 -4.3.2 复位功能 .- 23 -4.3.3 存车功能 .- 24 -4.3.4 取车功能 .- 25 -3.3.5 运行控制 .- 26 -4.4 执行机构运行保护 .- 27 -4.4.1 横移电机位置自校正 .- 27 -4.4.2 横移机构的回移和延时保护 .- 28 -4.4.3 升降机构反向运行保护 .- 28 -4.5 PLC 的 I/O 分布表与控制图 .- 28 -目录III4.6 本章小结 .- 35 -目录IV第 5 章 总结与展望 .- 36 -
12、5.1 本章小结 .- 36 -5.2 展望 .- 36 -参考文献 .- 38 -谢 辞 .- 39 -华北理工大学轻工学院- 0 -第 1 章 绪论1.1 课题来源最近几年，伴随着国民经济突飞猛进的发展和城市居民消费能力的不断提高，私家车的数量与日剧增。目前，家庭汽车数量的提升速度与物业公司预期配备的停车位相比，后者远不能满足前者的需求，于是公共场所“停车难”问题已当今社会日益突起的一大热门话题。就目前情况而言，公共场所停车困难的问题，已上升为困扰广大居民出行的重大障碍，也是制约城市发展，体现人民幸福指数的重要因素，更是构建和谐社会，落实科学发展观必须面对的一个现实问题，小区车位问题已经成
13、为市民提升生活水准的向往和追求。由此看来，为了改善居民区的停车现状，立体停车设备的研究和设计以成为适应社会发展的重大趋势。当前，国内城市住宅区中大部分都建有地下传统平面式停车场。这种车库存在许多弊端，例如：坡道占据了大量的停车面积；当地质不好的时候，土建费用会成倍提高；人车共入库，火灾隐患系数大；汽车低速运行，容易造成事故及废气噪音的产生；出库时需到某一特定地点先交费在到地下停车场去取车，费事费时，而升降横移运动的立体停车库是实现高密度停车的最佳方式。车主可随到随停，缩短存车或取车的时间。此类车库的空间利用率高，通常相同车位与相同的土地面积，采用地下平面式停车库的三分之一，可以大大节省占地面积
14、和土建费用;在控制程序设计方面，车主的出入车的动作程序集中于设置在地面的进出口出操作完成，不需车主再绕行停车；车库采用传动电机全自动的运行方式，提高了承载车装置的稳定性。由此，升降横移式立体停车库凭借上述等优势，越发受人重视。1.1.1 机械式立体车库的国内外发展现状城市都市化是政治、经济、金融、教育交流的发展趋势，高楼大厦、商业中心、家居花园是人们所追求的现代生活，汽车的发明又为人类提供了方便的交通工具而改变了人们的生活方式，都市化和汽车化成为现代社会文明的重要标志。但它又是一把双刃剑，当人们享受现代化带来的舒适的同时，也将承受由此带来的一系列负面效应：面对汽车保有量增长的无限性和土地资源开
15、发有限性的矛盾，静态交通城市停车难已成为世界各国所困扰的共同问题。世界各国都在寻求解决城市停车问题的方案，从城市规划到交通管理，从汽车保有量控制到各类停车设施的建设，既有成功的经验，也有失败的教训。但采用占第一章绪论- 1 -地面积小、停车密度高的机械式立体车库已是趋于共识的选择。城市车辆在数量上的增长和品种上的增多，反映了城市的发展与进步，汽车的出现和迅速普及，使城市在 20 世纪发生了不同于过去几百年的根本性变化。汽车发明于 1883 年，100 年后全世界己有各种汽车 4.6 亿辆，其中私人轿车 3.6 亿辆，占总数的 78%。虽然我国汽车工业的发展相对发达国家而言是滞后的，但近十几年来
16、发展迅猛。仅以北京为例，1985 年有机动车 22.4 万辆，1993 年的机动车保有量己达 72 万辆，1999 年机动车保有量达到 130 万辆，2001 年机动车保有量达到 168 万辆。而 2003 年 6 月底，新增机动车就有 190 万辆。 近十几年来，我国城市机动车增长速度平均为 10%15%，而城市道路平均增长速度只有 2%3%，尤其是大城市机动车拥有量和交通量的增长远远超过交通基础设施的增长速度。如北京市，1992 年 1995 年，年递增率达 45%以上，但城市道路年平均增长率仅为 1.2%，道路面积增长率为 3.7%。国际上一般认为城市道路面积率（城市道路面积与城市总面积
17、之比）应当在 25%为宜。美国华盛顿市为 43%，纽约、曼哈顿市为 35%，英国伦敦市为 23%，日本东京为 13%，而北京市仅为 11% 。当城市汽车数量适中时，道路相对宽裕，路边停车既简单方便又不影响交通。但当汽车数量超出限度时，原有道路己不敷使用，若部分道路被停放车辆占用，则动态交通状况将会恶化。1997 年建设部城市交通工程技术中心曾对全国 15 个城市的停车状况做了一次调查， 15 个城市的机动车保有量与停车位之比平均为 4.84：1。由于停车位严重不足，迫使机动车非法占道停放，平均占道率达 60%，而美国和香港约为 17%。1957 年日本颁布了停车场法，大力推广和鼓励路外停车场的
18、兴建。1962 年又制定了相关的法律，促进民间投资兴建路外停车场，落实自备停车位。日本成功实现了路外停车场库的合理建设与管理。 我国台湾省在停车问题上有着深刻的教训，由于是缺乏超前意识，忽略了停车供需平衡与政策研究，结果不仅造成道路拥挤，而且限制了都市发展的潜力。1991 年台湾颁布停车场法，要求建筑物必须自行解决其带来的停车需求；停车短缺应以政府为先、民间自主、参与建设；以路外停车为主，路边停车为辅、加强交通管理；购车者自备停车位和卖车者提供停车位相结合。通过以上治理，情况较为好转。新加坡认为在城市中心不宜修建容量过大的停车场地，以防止更多的轿车进入原本就拥挤的城市中心区。其停车管理与建设策略主要有：不同停车场区位费率不同；逐步取消城市中心路边停车改为专用公交道；建筑物未按标准设
