【正文】 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 43 頁(yè) ABSTRACT Vehicle parking problem is nowhere to urban social, economic and transport development to a certain extent the result of, the development of parking facilities in foreign countries, especially in Japan, nearly 30 to 40year history, both technically and in experience on have been successful. China is also in the early 9039。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為 1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。我國(guó)也于 90 年代初開(kāi)始研究開(kāi)發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有二十年的歷程。 PLC 采用了以 計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置 ,集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體 ,可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便 ,適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣的環(huán)境 ,因此在立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)中通常采用 PLC 作為電控系統(tǒng)的核心，輔佐以限位開(kāi)關(guān)來(lái)控制精確的存取車。 PLC。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心在一組中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)潛力與外部環(huán)境的研究課題中提出的預(yù)測(cè)：目 前中國(guó)家用轎車的保有量為 489萬(wàn)輛，到 2021年將增加 2倍，達(dá)到 1466萬(wàn)輛，到 2020年這一數(shù)字再增加 4倍，達(dá)到 7200萬(wàn)輛。 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 43 頁(yè) 我國(guó)城市的停車難問(wèn)題 據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，中國(guó)在 2021年或 2021年達(dá)到了汽車進(jìn)入家庭、汽車大幅度增長(zhǎng)的起爆點(diǎn)。城市中有限的地面面積已經(jīng)無(wú)法提供足夠的停車車位，于是向空間發(fā)展成為解決當(dāng)前問(wèn)題的一條重要途徑。 隨著汽車的急增致使城市停車難問(wèn)題不斷惡化 ,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施 —— 向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車設(shè)備 ,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn) ,越來(lái)越受到人們的青睞。列舉了這幾種主要類型： (1)垂直升降式。 特點(diǎn)：整個(gè)存車庫(kù)可多達(dá) 2025層，即可停放 4050輛車，占地面積不到 50平方米，空間利用率最高。 (2)升降橫移式。升降橫移式立體停車庫(kù)主要是由框架結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、傳動(dòng)部分、控制部分、安全防護(hù)裝置五大部分組成。 不足點(diǎn)：每組設(shè)備必須留有至少一個(gè)空車位；為鏈條牽動(dòng)運(yùn)行過(guò)程不具有防止傾斜墜落功能。 特點(diǎn)：巷道堆垛類立體停車庫(kù)設(shè)備是 20世紀(jì) 60年代后歐洲根據(jù)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)原理設(shè)計(jì)的一種專門用于停放小型汽車的立體停車設(shè)備。 不足點(diǎn)：設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒(méi)有完善的閉鎖和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用足夠的安全措施和消防系統(tǒng)，相對(duì)比較故障率高。很多國(guó)家在這個(gè)停車行業(yè)方面，己經(jīng)走過(guò)幾十年，已經(jīng)有豐富的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)，值得我們學(xué)習(xí)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象除了和停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展本身涉及到停車立法、收費(fèi)政策、城市規(guī)劃、交通管理等諸多方面困難和阻礙之外，停車設(shè)備設(shè)計(jì)本 身存在缺限，設(shè)計(jì)制造成本過(guò)高而導(dǎo)致的車輛收費(fèi)過(guò)高，關(guān)鍵自動(dòng)化技術(shù)水平低下也是主要問(wèn)題之一。立體車庫(kù)緩解停車難的 問(wèn)題，沒(méi)有根本得到解決。 立體車庫(kù)現(xiàn)在尚未普及，大量地面車庫(kù)的存在使其在價(jià)格上不占優(yōu)勢(shì)。 隨著立體停車庫(kù)技術(shù)的迅速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，它已經(jīng)越來(lái)越滲入人們的日常生活，立體停車庫(kù)群之間的的網(wǎng)絡(luò)集成與智能化管理也是迫在眉睫的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。它以微處理器為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來(lái)控 制機(jī)械設(shè)備或者生產(chǎn)過(guò)程。在機(jī)器人、機(jī)床、電機(jī)調(diào)速等領(lǐng)域進(jìn)行位置、速度控制 。 l)高可靠性 PLC的高可靠性主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩個(gè)方面 : 在硬件方面，由于采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源，并且對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，加上合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最后加固、簡(jiǎn)化安裝，因此 PLC具有很強(qiáng)的抗振動(dòng)沖擊性能；無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成頻繁的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，就不會(huì)出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的器件老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等問(wèn)題；所有的輸入輸出接口都采用了光 電隔離措施，使外部電路和 PLC內(nèi)部電路能有效地進(jìn)行隔離 。 2)應(yīng)用靈活性、使用方便 模塊化的 PLC設(shè)計(jì)，使用戶根據(jù)自己控制系統(tǒng)的大小、工藝流程和控制要求等來(lái)選擇自己所需要的 PLC的模塊并進(jìn)行資源配置和 PLC編程。 3)面向控制過(guò)程的編程語(yǔ)言，容易掌握 PLC的編程語(yǔ)言采用繼電器控制電路的梯形圖語(yǔ)言，清晰直觀。而且 PLC的軟 件功能取代了原來(lái)的繼電器控制中的中間繼電器、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器等一些器件，所以硬件安裝上的工作量相應(yīng)減少。其二， PLC還具有周 D和 D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制等功能。 6)網(wǎng)絡(luò)功能強(qiáng)大 PLC具有強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)功能。更由于它具有很強(qiáng)的抗干擾能力，能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，因而它已成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制裝置。 4)數(shù)據(jù)處理功能 數(shù)據(jù)處理功能是指 PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。 8)擴(kuò)展功能 擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入 /輸出擴(kuò)展單元 (即 1/0擴(kuò)展單元 )模塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高 PLC的控制能力。也可在線調(diào)整、修改控制程序中的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制 I/0狀態(tài)。此時(shí)若啟動(dòng)入庫(kù)模式，則系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)，先啟動(dòng)列的動(dòng)作，找到所存車對(duì)應(yīng)的列通過(guò)行程開(kāi)關(guān)開(kāi)控制托盤到達(dá)所要求的列，再啟動(dòng)行的動(dòng)作，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制托盤到達(dá)所要求的行，到位之后，啟動(dòng)托盤向前的信號(hào)，車停好后等待一段時(shí)間，啟動(dòng)復(fù)位程序，托盤回到原點(diǎn)，返回待命位置等待下一存取車；若啟動(dòng)出庫(kù)模式，則如進(jìn)車步驟一樣先啟動(dòng)列的動(dòng)作，再啟動(dòng)層的動(dòng)作，到達(dá)位置之后啟動(dòng)托盤向前信號(hào)，再啟動(dòng)托盤信號(hào)，按復(fù)位程序回到水平原點(diǎn)。以每一個(gè)停車位為一個(gè)基本單元 ,它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,柔性好 ,啟動(dòng)平穩(wěn) ,噪聲小 ,且安全可靠。每一個(gè)車位都能準(zhǔn)確地?？康轿?,控制準(zhǔn)確、安全?？删幊绦蚩刂破鞯墓ぷ鞣绞脚c微機(jī)有較大的不同 ,可編程控制器不是采用微機(jī)的中斷方式 ,而是采用循環(huán)掃描工作方式 ,即對(duì)程序進(jìn)行反復(fù)的循環(huán)掃描 ,并對(duì)其逐條解釋執(zhí)行。該系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫(kù)內(nèi)的平移和升降電機(jī) ,控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；為了保證車位架能移到預(yù)定位置以及托盤能上升或下降到準(zhǔn)確位置 ,采用了行程開(kāi)關(guān)。 S7200 系列出色表現(xiàn) 在以下幾個(gè)方面： （ 1） 極高的可靠性 （ 2） 極豐富的指令集 （ 3） 易于掌握 （ 4） 便捷的操作 （ 5） 豐富的內(nèi)置集成功能 （ 6） 實(shí)時(shí)特性 （ 7） 強(qiáng)勁的通訊能力 （ 8） 豐富的擴(kuò)展模塊 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 CPU單元設(shè)計(jì) 集成的 24V負(fù)載電源：可直接連 接到傳感器和變送器（執(zhí)行器）， CPU 221， 222具有 180mA 輸出， CPU 224， CPU 224XP， CPU 226 分別輸出 280， 400mA。 可方便地用數(shù)字量和模擬量擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。 6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 CPU 222 集成 8 輸入 /6輸出共 14個(gè)數(shù)字量 I/O點(diǎn)。 1個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。是具有模擬量 I/O和強(qiáng)大控制能力的新型 CPU。 6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器， 2路獨(dú)立的 20kHz高速脈沖輸出，具有 PID控制器?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。取車的時(shí)候跟上述過(guò)程 一樣，最后一步的托盤水平向前運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào) ，表現(xiàn)在模擬電路中就是對(duì)應(yīng)的 。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (3)輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。 STEP7Micro/WIN32編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，有西門子公司專為 S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，它功能強(qiáng)大，主要為用戶開(kāi)發(fā)控制程序使用，同時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 43 頁(yè) 菜單欄包括 文件（ File）、編輯（ Edit）、視圖（ View）、 PLC、調(diào)試（ Debug）、工具（ Tools）、窗口（ Windows）和幫助（ Help）等 8 個(gè)主菜單項(xiàng)，菜單欄還提供了使用鼠標(biāo)或鍵盤進(jìn)行操作的主要方式。該軟件提供三組工具 —— 標(biāo)準(zhǔn)、調(diào)試和指令。單擊任一按鈕，可打開(kāi)此按鈕對(duì)應(yīng)的窗口。其編程語(yǔ)言主要有三種 :語(yǔ)句表編程語(yǔ)言 (STL)、梯形邏輯編程語(yǔ)言 (LAD)和功能塊圖編程語(yǔ)言 (FBD)，其它編程語(yǔ)言作為可選軟件包使用。與機(jī)器碼相似，如果一個(gè)程序是用語(yǔ)句表編寫的， CPU 執(zhí)行程序時(shí)則按每一條指令一步一步地執(zhí)行。 STEP7 的程序結(jié)構(gòu) 為了容易閱讀和理解，編程中常常將程序分成若干部分。系統(tǒng)塊中包含重要的系統(tǒng)功能函數(shù)，如通信功能、一操縱 CPU 的內(nèi)部時(shí)鐘等。 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 43 頁(yè) 1)組織塊 (OB) 組織塊表示操作系統(tǒng)和用戶程序之間的接口。分配數(shù)據(jù)塊作為其存儲(chǔ)器 (背景數(shù)據(jù)塊 )。但會(huì)丟失保存在本地?cái)?shù)據(jù)堆棧中的數(shù)據(jù)。為永久保存紹數(shù)據(jù)，功能也可使用共享數(shù)據(jù)塊。即，數(shù)據(jù)塊包含用戶程序使用的變量數(shù)據(jù)。在這種通 信方式中，需要編程者首先定義自己的自由通信格式，在 PLC 中編寫代碼，利用中斷方式控制通信端口的數(shù)據(jù)收發(fā)。 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 43 頁(yè) （ PPI 連接） 立體停車庫(kù)的程序設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)中用到的指令介紹 本次設(shè)計(jì)用到的指令如下： 常開(kāi)指令 常閉指令 置位指令 復(fù)位指令 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 43 頁(yè) 裝載 SCR（段首） SCR 轉(zhuǎn)化 結(jié)束 SCR（段尾） 接通延時(shí)定時(shí)器指令 梯形圖流程舉例 選擇以二層二列停車 為例 圖 351 系統(tǒng)初始化，復(fù)位狀態(tài) ，置位狀態(tài) ，如圖 351 所示，初始化狀態(tài)之后，系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)行運(yùn)行動(dòng)作，如圖 352 所示。 圖 355 運(yùn)行運(yùn)行 輸出的狀態(tài)如圖 356 所示。 圖 359 江蘇 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 停車場(chǎng)自動(dòng)化設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 43 頁(yè) 二列選擇開(kāi)關(guān)輸出，急停開(kāi)關(guān)不輸出，如圖 3510 所示。 圖 3513 在這系列動(dòng)作完成后，托盤復(fù)位，回到水平原點(diǎn)。對(duì)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路、設(shè)備選型、調(diào)試安裝以及程序編制等進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明。 感想 立體停車庫(kù)是一個(gè)新新的產(chǎn)物，同時(shí)對(duì)于我來(lái)說(shuō)是一個(gè)全新的領(lǐng)域，以前所學(xué)的 PLC知識(shí)只是簡(jiǎn)單的控制一些電機(jī)，沒(méi)有像這次真正的應(yīng)用到實(shí)際的研究中，通過(guò)查閱大量的文獻(xiàn)，大概了了解了立體停車庫(kù)的種類和工作原理，同時(shí)體會(huì)到在這方面仍然存在 很大的研究空間。雖然這個(gè)過(guò)程可能會(huì)有點(diǎn)辛苦，但是辛苦之后的成就感是難以言喻的 。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。我也要感謝我的父母，他們?cè)谖业膶W(xué)業(yè)中給了我莫大的鼓勵(lì)、關(guān)