plc的开放式立体车库控制系统设计【字数：14234】
摘 要本文通过对立体车库进行分析研究，设计出符合城市需求，容量大、安全可靠、运行稳定、存取车方便的立体车库。本文在分析了立体车库的种类及优缺点后，选择垂直升降类立体车库作为研究对象，设计了以西门子PLC为控制核心，组态王制作的界面为人机交互界面的立体车库控制系统。立体车库以监控计算机为上位机，用组态王制作人机交互界面，以西门子S7-200系列PLC CPU226为下位机，连接EM223扩展模块。用组态王制作人机交互界面，实现用户自主存取车，并且实时显示立体车库车位情况以及存取车过程的功能；通过MM440变频器实现对三菱SF-J 160M 11KW三相电动机的转速调节，以达到控制载车板升降速度的目的；通过中间继电器来控制传送带电动机的正反转；通过光电式传感器采集各类信号，通过软件硬件的相互配合来实现立体车库的正常运行。
目 录
1. 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的及意义 2
1.3课题研究的主要内容 2
2. 立体车库的选择及介绍 4
2.1立体车库的介绍及设计方案选择 4
2.2立体车库的结构组成 5
2.3立体车库的工作原理 6
2.3.1立体车库的控制原理 6
2.3.2立体车库的运行流程 6
3. 立体车库控制系统硬件设计 9
3.1控制系统总体方案设计 9
3.2控制系统的主要硬件设备 10
3.2.1 PLC及其扩展模块的选择 10
3.2.2西门子MM440变频器 11
3.2.3传感器选择 12
3.3立体车库控制电路设计 13
3.3.1传感器安装位置介绍 13
3.3.2 PLC I/O口分配 15
3.3.3 PLC系统电路原理图 16
3.3.4 变频器与PLC、三相电动机接线 17
4.立体车库控制系统软件设计 19
4.1 PLC控制流程 19
4.2 PLC程序设计 20
4.3 MM440变频器参数设置 24
4.4人机交互界面制作 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
5.立体车库控制系统调试 30
5.1存车调试 30
5.2取车调试 32
总结与展望 36
致谢 37
参考文献 38
附录 40
绪论
1.1课题研究背景
随着国民收入的增加，汽车拥有量持续增长。2013年中国私人汽车拥有量10501.68万辆，同比增长19%。2017年全国私人汽车拥有量达18515.11万辆，同比增长13%，停车难问题日益加剧。
相比农村，城市的停车问题更为严峻，城市人口密度大，人均生活水平高，汽车拥有量大，平面停车已经远远不能满足需求。但城市土地紧张，不可能大面积建造平面车库，只能采用立体停车的方式。立体车库最大的优点就是节省土地，空间利用率高，在相同的占地面积下，相比平面车库，立体车库可以停放3倍以上的车辆，有些车库甚至可以达到10倍左右。
早在上个世纪中，欧美、日韩就开始推广立体停车方式。如今，欧美国家的立体停车方式达到了15% 至 20%，日本立体停车方式达到了 63.5%之多。中国立体车库行业经过 30 年的发展，从业企业多达 600 家，但累计建成的立体车库只有 408 万个，占传统平面泊位不到 2%。立体车库在中国有一定的基础，但由于种种原因，普及率一直上不去。我国的立体车库最早出现在上个世纪 90 年代，但由于当时大众对立体车库的认同度不高，制造设备成本较高以及需求量不大，所以导致立体车库的发展一直处于低温状态，北京市的立体车库从 2004 年开始起步，随着城市规模和城市人口的不断增多，私家车的拥有量也不断增加，但土地资源紧缺，停车位不足，停车难引起的社会问题越来越突出。[2]2014 年，国家有关部门开始重视停车问题，相继出台了多项有关建造立体车库的优惠政策，包括引进民间资本、提供无息债券等，从那时起，立体车库行业开始高速发展，随着技术的不断提升，立体车位的搭建价格也从最初的每个 3 万元下跌到了 1 万元。立体车库技术成熟，成本也较低，但依然无法普及。调查发现，有不少立体车库建成后使用一段时间后就被闲置，有的被当成平面车库使用。大部分车主都对立体车库比较抵触，觉得立体车库安全性，在车辆被搬运的过程中，容易发生擦碰，存取车时间长，还需要专人去操控，费时费力。还有些立体车库需要车主倒车入库，而且空间狭窄，对车主技术要求过高，受到车主的抵触。
1.2课题研究目的及意义
在城市停车难问题日益突出的今天，建造立体车库，不仅可以增加停车位，提高城市土地理利用率，在同样的土地占用情况下，可以建造成倍的停车位，可以有效解决停车难的问题。还能减少车主寻找停车位的时间，减少路边停车，乱停车等违法现象，提高人们的生活品质。立体车库行业的发展还可以带动钢铁制造业、电动机制造业、电动门制造业等诸多的产业发展。立体车库还可以带动就业，在中国立体车库企业有600多家，如大洋泊车、魏华造、九路泊车等，这些企业大量吸收人才，来研究完善立体车库，以便制开发出各种安全、经济、高效的立体车库，来满足多元化立体车库的需求，推动立体车库行业的发展。
本设计在对垂直升降类立体车库进行了多方面的研究了解后，选择西门子S7200 PLC作为立体车库的控制核心，组态王制作的界面作为人机交互界面，MM440变频器作为载车板升降电机的变频调速设备。针对城市对立体车库的实际需求，开发设计出一套人机交互界面友好、存车量大、存取车迅速的立体车库控制系统。充分利用西门子S7200逻辑控制性能强大、稳定性良好、可靠性高、性价比高、环境适应性强等特点，利用组态王制作的人机交互界面与PLC兼容性良好的特点，以及MM440变频器调速方便，稳定性高的特点。[23]
本文设计的垂直升降类立体车库符合城市对立体车库的实际需求，做到占地面积小，在相同的占地面积下，相比其他立体车库可以存放更多的车辆，存取车迅速，可以很好的解决城市停车难的问题。本设计研究的垂直升降类立体车库如果可以推广，不仅可以解决城市停车难，路边停车等问题，还可以推动城市现代化建设，美化城市，带动其他产业发展。
目 录
1. 绪论 1
1.1课题研究背景 1
1.2课题研究目的及意义 2
1.3课题研究的主要内容 2
2. 立体车库的选择及介绍 4
2.1立体车库的介绍及设计方案选择 4
2.2立体车库的结构组成 5
2.3立体车库的工作原理 6
2.3.1立体车库的控制原理 6
2.3.2立体车库的运行流程 6
3. 立体车库控制系统硬件设计 9
3.1控制系统总体方案设计 9
3.2控制系统的主要硬件设备 10
3.2.1 PLC及其扩展模块的选择 10
3.2.2西门子MM440变频器 11
3.2.3传感器选择 12
3.3立体车库控制电路设计 13
3.3.1传感器安装位置介绍 13
3.3.2 PLC I/O口分配 15
3.3.3 PLC系统电路原理图 16
3.3.4 变频器与PLC、三相电动机接线 17
4.立体车库控制系统软件设计 19
4.1 PLC控制流程 19
4.2 PLC程序设计 20
4.3 MM440变频器参数设置 24
4.4人机交互界面制作 26 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
5.立体车库控制系统调试 30
5.1存车调试 30
5.2取车调试 32
总结与展望 36
致谢 37
参考文献 38
附录 40
绪论
1.1课题研究背景
随着国民收入的增加，汽车拥有量持续增长。2013年中国私人汽车拥有量10501.68万辆，同比增长19%。2017年全国私人汽车拥有量达18515.11万辆，同比增长13%，停车难问题日益加剧。
相比农村，城市的停车问题更为严峻，城市人口密度大，人均生活水平高，汽车拥有量大，平面停车已经远远不能满足需求。但城市土地紧张，不可能大面积建造平面车库，只能采用立体停车的方式。立体车库最大的优点就是节省土地，空间利用率高，在相同的占地面积下，相比平面车库，立体车库可以停放3倍以上的车辆，有些车库甚至可以达到10倍左右。
早在上个世纪中，欧美、日韩就开始推广立体停车方式。如今，欧美国家的立体停车方式达到了15% 至 20%，日本立体停车方式达到了 63.5%之多。中国立体车库行业经过 30 年的发展，从业企业多达 600 家，但累计建成的立体车库只有 408 万个，占传统平面泊位不到 2%。立体车库在中国有一定的基础，但由于种种原因，普及率一直上不去。我国的立体车库最早出现在上个世纪 90 年代，但由于当时大众对立体车库的认同度不高，制造设备成本较高以及需求量不大，所以导致立体车库的发展一直处于低温状态，北京市的立体车库从 2004 年开始起步，随着城市规模和城市人口的不断增多，私家车的拥有量也不断增加，但土地资源紧缺，停车位不足，停车难引起的社会问题越来越突出。[2]2014 年，国家有关部门开始重视停车问题，相继出台了多项有关建造立体车库的优惠政策，包括引进民间资本、提供无息债券等，从那时起，立体车库行业开始高速发展，随着技术的不断提升，立体车位的搭建价格也从最初的每个 3 万元下跌到了 1 万元。立体车库技术成熟，成本也较低，但依然无法普及。调查发现，有不少立体车库建成后使用一段时间后就被闲置，有的被当成平面车库使用。大部分车主都对立体车库比较抵触，觉得立体车库安全性，在车辆被搬运的过程中，容易发生擦碰，存取车时间长，还需要专人去操控，费时费力。还有些立体车库需要车主倒车入库，而且空间狭窄，对车主技术要求过高，受到车主的抵触。
1.2课题研究目的及意义
在城市停车难问题日益突出的今天，建造立体车库，不仅可以增加停车位，提高城市土地理利用率，在同样的土地占用情况下，可以建造成倍的停车位，可以有效解决停车难的问题。还能减少车主寻找停车位的时间，减少路边停车，乱停车等违法现象，提高人们的生活品质。立体车库行业的发展还可以带动钢铁制造业、电动机制造业、电动门制造业等诸多的产业发展。立体车库还可以带动就业，在中国立体车库企业有600多家，如大洋泊车、魏华造、九路泊车等，这些企业大量吸收人才，来研究完善立体车库，以便制开发出各种安全、经济、高效的立体车库，来满足多元化立体车库的需求，推动立体车库行业的发展。
本设计在对垂直升降类立体车库进行了多方面的研究了解后，选择西门子S7200 PLC作为立体车库的控制核心，组态王制作的界面作为人机交互界面，MM440变频器作为载车板升降电机的变频调速设备。针对城市对立体车库的实际需求，开发设计出一套人机交互界面友好、存车量大、存取车迅速的立体车库控制系统。充分利用西门子S7200逻辑控制性能强大、稳定性良好、可靠性高、性价比高、环境适应性强等特点，利用组态王制作的人机交互界面与PLC兼容性良好的特点，以及MM440变频器调速方便，稳定性高的特点。[23]
本文设计的垂直升降类立体车库符合城市对立体车库的实际需求，做到占地面积小，在相同的占地面积下，相比其他立体车库可以存放更多的车辆，存取车迅速，可以很好的解决城市停车难的问题。本设计研究的垂直升降类立体车库如果可以推广，不仅可以解决城市停车难，路边停车等问题，还可以推动城市现代化建设，美化城市，带动其他产业发展。
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