基于plc自動車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計最終畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 。 作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識。目前我國經(jīng)濟(jì)正 處在高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。立體停車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下停車庫和停車樓組合實施 [26]。是解決城市停車難最有效的手段，是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。 題研究主要內(nèi)容 研究目標(biāo) 目前，城市居民私有車輛中有相當(dāng)一部分是露天停放，既不安全又破壞了環(huán)境的和諧。隨著我國城市住宅小區(qū)和賓館飯店建設(shè)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，私有車輛還會迅速增加。在顯得擁擠的小區(qū)和賓館飯店內(nèi)，停放私家車就成為 急需解決的課題，因此，本文的研究目標(biāo)是：針對城市住宅小區(qū)和賓館飯店空地面積散而小的特點，確定較為合理的方案。設(shè)計一種結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小及建設(shè)成本低的立體車庫，增加存車位，緩解存車壓力。該車庫要 可容納， 20輛中小型轎車，平均每輛車占地面積小于 8平方米，存車數(shù)量提高到其他形式同等占地面積的 3倍以上；存取車獨立，存取時間不超過 100秒； 結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)；具有安保及報警系統(tǒng)。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 8 課題的主要研究工作 基于以上研究目標(biāo)，確定本課題的主要工作，具體包括以下內(nèi)容： 1．立體車庫的方案確定 根據(jù)研究目標(biāo)，將立 體車庫選定為垂直升降式。通過對五種不同的立體車庫的分析和比較，對照本文的目標(biāo)，確定其中的一種為本文所設(shè)計研究的方案。 2．立體車庫總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 在具體方案確定后，對該立體車庫進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定本車庫由機械和自動控制兩大系統(tǒng)組成。機械系統(tǒng)由整體框架、升降機構(gòu)和換向機構(gòu)組成；自動控制系統(tǒng)由自動收費、車位的自動檢測、自動存取和監(jiān)控安保三個子系統(tǒng)組成。同時，明確各系統(tǒng)的工作原理。 3．對立體車庫的機械系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與分析 根據(jù)立體車庫的總體結(jié)構(gòu)及各系統(tǒng)的功能，對機械系統(tǒng)中的整體框架、升降機構(gòu)和換向機構(gòu)分別進(jìn)行設(shè)計 與分析。 4．對立體車庫的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與分析 根據(jù)立體車庫總體結(jié)構(gòu)中對自動控制系統(tǒng)功能的構(gòu)建，對自動控制系統(tǒng)的自動收費、車位的自動檢測、自動存取及監(jiān)控安保等子系統(tǒng)進(jìn)行有詳略之分的設(shè)計與分析，對存取車流程進(jìn)行分析。 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 9 第二章 基于 PLC的 立體 自動 車庫 控制系統(tǒng) 的總體方案設(shè)計 立體車庫總體方案系統(tǒng)分析 立 體車庫的 需求 分析 建立立體車庫，就是要在有特定條件限制的土地面積上存放更多的車輛，充分利用空間，保證車輛安全，不破壞周圍環(huán)境的和諧，因此，本課 題 設(shè)計 的立體車庫的 主要 功能 是 立體存放中小型轎車。對總功能進(jìn)行分解，得在這些功能中，升降功能、支承功能可由機械系統(tǒng)來實現(xiàn)，如升降機構(gòu)實現(xiàn)升降功能，而控制功能要由自動控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。 圖 2． 1 功能結(jié)構(gòu)圖 立 體車庫的 組成 分析 由功能分析可知，本設(shè)計采用交流雙速電動機作為主拖動系統(tǒng)和可編程控制器 PLC實現(xiàn)控制系統(tǒng)。而 PLC控制系統(tǒng)的一般組成為： （ 1）檢測裝置：在每層中裝有位置檢測裝置，以測定平層和換速 等。 （ 2）執(zhí)行機構(gòu)：利用 PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，將采集的信號通過預(yù)定的程序進(jìn)行控制。 （ 3）操作系統(tǒng)：在門口裝有控制按鈕，進(jìn)行具體車位的選擇； （ 4）顯示裝置：在車庫門口裝有顯示車位停放情況的顯示燈組成的顯示屏。 傳動 動力 提供 支承功能 控制功能 存放中小型轎車 定位 控制 支承 管理 安保 儲存 保護(hù) 升降功能 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 10 圖 2． 2 組成框架圖 立 體車庫總體方案的 結(jié)構(gòu)分析 車庫的初級選擇 :以往使用的地上平面停車場，由于車輛呈平面擺放，車與車之間需要留有通道面積，故每臺普通的小車平均占地面積在 15 平方米左右；再有，地下停車場，由于也要留出足夠的出入通道，每個 車位的平均占地面積至少需要 25 平方米。但如果使用立體停車庫，在30平方米的空地上就可以停放一組 5車位的立體停車庫，平均每個車位的占地面積不到 4平方米，顯然，平均到每臺車上的占地面積會大大減少。據(jù)不完全統(tǒng)計，如果采用地上多層立體車庫，可使土地利用率提高 80％ 90％。因此，立體停車庫可以大大節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本睜。但是對于小區(qū)來說， 好的小區(qū)景觀，不僅是為了達(dá)到 “ 人 ” 接觸自然、與自然交流的目的 。 而更加重要的目的是增進(jìn)人與社會的接觸，即人與人的交往溝通 。所以設(shè)計地上的車庫會影響人們生活環(huán)境，所以 設(shè)計一個地下的立體自動停車庫是最優(yōu)的選擇。 立體 車庫的最終選擇：目前，立體車庫的應(yīng)用主要有升降橫移式、巷道堆垛式、垂直升降式、垂直式、平面移動式及多層循環(huán)式。從各自的特點看，升降橫移式和平面移動式需占面積較大、完整且不可分割；巷道堆垛式成本較高；垂直升降式自高較高；多層循環(huán)式適于細(xì)長形地帶。而城市住宅小區(qū)內(nèi)的空地，或是樓與樓之間不允許有其他過高的建筑的地帶，或是邊角處面積很小分散形的地帶，因此，垂直升降式應(yīng)為最佳選擇。垂直式立體車庫的設(shè)計靈活性比較大，這就決定了該種車庫的設(shè)計方案可以有很多種選擇性。根據(jù)我國 城市住宅小區(qū)的結(jié)構(gòu)特點，在車庫方案設(shè)計階段共設(shè)計了三種具體的車庫方案，并對它們進(jìn)行了分析、評價和論證，最后確立了一種方案作為設(shè)計方案。 操作系統(tǒng) 檢測裝置 工作過程 編程器 工作過程 執(zhí)行機構(gòu) 顯示裝置 輸入電路 輸出電路 PLC CPU 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 11 三種具體設(shè)計方案的分析比較 方案一：出入口獨立垂直升降立體車庫 出入口獨立垂直升降式立體車庫，就是車庫的出入口獨立設(shè)置，存車時車輛由入口駛?cè)胲噹欤≤嚂r車輛由出口駛出車庫，車庫的每個轎廂里面只能容納一輛車。 (1)系統(tǒng)構(gòu)成：整體框架、升降機構(gòu)、自動控制系統(tǒng)。 (2)功能分析 整體框架是車庫的筋骨，包括車庫的支架、升降臺、邊軌和轎廂，對車庫其它系統(tǒng)和車 輛起到支承作用，并對車輛起到存儲作用，框架的強度對車輛起到保護(hù)作用。升降機構(gòu)負(fù)責(zé)帶動容納轎車的轎廂做循環(huán)運動，對車輛起到傳輸作用。自動控制系統(tǒng)對車庫起到整體的控制作用。此種車庫不設(shè)換向機構(gòu)，不具有換向功能。 (3)存取車流程 存車的時候，司機將車開到車庫入口處，經(jīng)車庫的控制系統(tǒng)確認(rèn)車庫內(nèi)有空閑轎廂后，控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)運行，將離入口垂直距離最近的一個轎廂送到入口處。司機在執(zhí)行完一系列入口手續(xù)之后，將車開到轎廂上面，下車，退出轎廂和車庫，存車過程結(jié)束。取車的時候，司機來到出口處，執(zhí)行一系列出口手續(xù)，告知控制 系統(tǒng)自己的車在哪個轎廂之內(nèi)，控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)運行，將目標(biāo)轎廂送到出口處，司機走上轎廂，進(jìn)入車內(nèi)，將車開出車庫，取車過程結(jié)束。 (4)優(yōu)點 該種設(shè)計方案，將車庫的出入口獨立設(shè)置，可以保證車輛的駛?cè)敕较蚝婉偝龇较蛞恢拢苊饬塑囕v的調(diào)頭工作，減少了存取車的等待時間。如果車庫的出入口不獨立，即車庫只有一個門，既是出口也是入口，那么或者在車庫門前安裝一個換向機構(gòu)，或者車庫口處必須留出足夠的調(diào)頭空間。不用配備換向機構(gòu)，減少了車庫的設(shè)計難度，建造費用和復(fù)雜程度。轎廂內(nèi)只存放一輛轎車能夠減少轎廂的體積，從而從整體上減 少了車庫的設(shè)計尺寸與建筑面積。 (5)缺點 該種設(shè)計方案，由于每個轎廂內(nèi)只能容納一輛車，整個車庫的容量不會很大。如果想增加容量，則必須將車庫加高， 但是勢必會對周圍的建筑物產(chǎn)生影響。車庫出入口獨立，不配備換向設(shè)備，則必須在車庫出口前面留有足夠的空間給車輛行駛，這樣就增加了車庫的附屬建筑面積。這樣該種車庫就不適合建筑在住宅小區(qū)的邊緣處，而只適合建筑在小區(qū)靠中心的部位。但是在小區(qū)中心處的綠地娛樂設(shè)施就會被影響。即使將其建筑在邊緣處，在車輛出口處也必須留出足夠的空間來讓車輛調(diào)頭。車庫具有兩個口，增加了車庫控制系統(tǒng)的 設(shè)計與編制難度，增加了控制設(shè)備。對于內(nèi)部建筑面積緊張的小區(qū)來說，這種設(shè)計方案并不是一個最優(yōu)秀的方案。 案二：出入口混合無換向垂直升降式立體車庫 出入口混合垂直升降式立體車庫，就是車庫只有一個口，既作為入口，也作為出口。車庫沒有換向機構(gòu)，車輛自己進(jìn)行調(diào)頭，車庫的每個轎廂罩面只能容納一輛車。 (1)系統(tǒng)構(gòu)成：整體框架、升降機構(gòu)、自動控制系統(tǒng)。 (2)功能分析 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 12 整體框架對車庫其它系統(tǒng)和車輛起到支承作用，并對車輛起到存儲和保護(hù)作用。升降機構(gòu)負(fù)責(zé)帶動轎廂做升降運動，對車輛起到傳輸作用。自動控制系統(tǒng)對車庫起到 整體的控制作用。該類型車庫也不設(shè)換向機構(gòu)，不具有換向功能。 (3)存取車流程 存車的時候，司機將車開到車庫口處，經(jīng)車庫的控制系統(tǒng)確認(rèn)車庫內(nèi)有空閑轎廂后，控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)運行，將離入口垂直距離最近的一個轎廂送到入口處。司機在執(zhí)行完一系列入口手續(xù)之后，將車開到轎廂上面，下車，退出轎廂和車庫，存車過程結(jié)束。取車的時候，司機來到車庫口處，執(zhí)行一系列出口手續(xù)，告知控制系統(tǒng)自己的車在哪個轎廂之內(nèi)，控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)運行，將目標(biāo)轎廂送到出口處，司機走上轎廂，進(jìn)入車內(nèi)，將車倒出轎廂和車庫，調(diào)頭離開，取車過程結(jié)束。 1） 優(yōu) 點 該種設(shè)計方案，不配備換向機構(gòu)，減少了車庫的設(shè)計難度，建造費用和復(fù)雜程度。轎廂內(nèi)只存放一輛轎車，能夠減少轎廂的體積，從而從整體上減少了車庫的設(shè)計尺寸與建筑面積。由于只有一個車庫口，該車庫適合于建設(shè)在小的邊緣處，不會對小區(qū)內(nèi)的住宅樓產(chǎn)生過多的遮擋或者噪聲等影響，只具有一個車庫口，同時也減少了車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計與編制難度，減少了控制設(shè)備。 2） 缺點 該種設(shè)計方案，由于只有一個車庫口，在存取車輛高峰時會增加車輛的等待時間和存取時間。由于不配備換向設(shè)備，則必須在車庫口前面留有足夠的空間給車輛進(jìn)行調(diào)頭，這樣就增加了車庫的附屬建筑面積。對于內(nèi)部建筑面積緊張的小區(qū)來說，這種設(shè)計方案并不是一個最優(yōu)秀的方案。 出入口混合帶換向垂直升降式立體車庫 出入口混合帶換向垂直升降式立體車庫，就是車庫只有一個口，既作為入口，也作為出口。車庫具有換向機構(gòu)，車輛駛出車庫時在換向機構(gòu)上換向駛離車庫。車庫的每個轎廂里面只能容納一輛車。 (1)系統(tǒng)構(gòu)成：整體框架、升降機構(gòu)、換向機構(gòu)、自動控制系統(tǒng) (2)功能分析 整體框架對車庫其它系統(tǒng)和車輛起到支承作用，并對車輛起到存儲和保護(hù)作用。升降機構(gòu)負(fù)責(zé)帶動轎廂做垂直運動，對車輛起到傳輸作用。換向機構(gòu) 負(fù)責(zé)改換車輛的運動方向，對車輛起到調(diào)頭作用。自動控制系統(tǒng)對車庫起到整體的控制作用。 (3)存取車流程 存車的時候，司機將車開到車庫口處，經(jīng)車庫的控制系統(tǒng)確認(rèn)車庫內(nèi)有空閑轎廂后，控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)運行，將離入口垂直距離最近的一個轎廂送到入口處。司機在執(zhí)行完一系列入口手續(xù)之后，將車開到轎廂上面，下車，退出轎廂和車庫，存車過程結(jié)束。取車的時候，司機來到車庫口處，執(zhí)行一系列出口手續(xù)，告知控制系統(tǒng)自己的車在哪個轎廂之內(nèi)，控制系統(tǒng)控制升降機構(gòu)運行，將目標(biāo)轎廂送到出口處，司機走上轎廂，進(jìn)入車內(nèi)，將車倒到換向機構(gòu)上，換向 機構(gòu)旋轉(zhuǎn) 180 度，完成車輛的調(diào)頭工作，司機可開車離開，取車過程結(jié)束。 (4)優(yōu)點 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 基于 PLC 的立體 自動 車庫控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計 13 該種設(shè)計方案，轎廂內(nèi)只存放一輛轎車，能夠減少轎廂的體積，從而從整體上減少了車庫的建筑面積。車庫具有換向機構(gòu)，則車庫口不用預(yù)留出車輛調(diào)頭的空間，可以相應(yīng)的減少車庫的附屬建筑面積。由于只有一個車庫口，該車庫適合于建設(shè)在小區(qū)的邊緣處，不會對小區(qū)內(nèi)的住宅樓產(chǎn)生過多的噪聲等影響，而且可以通過增加深度的方法增加轎廂的數(shù)量從而增加車庫容量，不必?fù)?dān)心對周圍產(chǎn)生影響。只具有一個車庫口，同時也減少了車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計與編制難度，減少了控制設(shè)備。故 該種方案非常適合建筑在內(nèi)部建筑面積比較緊張的小區(qū)內(nèi)。 (5)缺點 該種設(shè)計方案，雖然功能較多，但由于只有一個出入口，在存取車輛高峰時車輛的等待時間和存取時間會有所增加，并且會造成秩序混亂。由于設(shè)計了換向機構(gòu)，在一定程度上增加了車庫的設(shè)計難度與建筑成本。 出入口混合帶無換向垂直升降式立體車庫的特點