毕业设计 开题报告

1、毕业设计（论文）开题报告 题 目：升降横移式立体车库电气系统设计院 系：机械与电气工程学院专 业：电气工程及其自动化班 级：J14-1姓 名：冯红飞学 号：1414316111指导教师：常炳双 李海燕教师职称： 讲师 副教授2016年01月08日说 明1. 本表需在指导教师和有关领导审查批准的情况下，要求学生认真填写。2. 课题来源分为教师提供选题或学生自拟课题；教师的科研任务；社会有关单位委托的课题；其他来源。3. 若课题因故变动时，应向指导教师提出申请，提交题目变动论证报告。1题目来源教师提供选题2主要研究内容（改为任务书中的设计内容和设计要求）一、设计内容本设计要求设计一种升降横移式立体

2、车库的控制系统，以实现车库的自动存取车操作。控制系统部分包括PLC驱动异步电动机设计和整体电路图，控制算法及程序的编写。二、设计要求1搜集资料，查阅文献，了解目前常见的设计及基本构成和发展趋势，熟悉当前相关研究动态；2系统可实现对两层三列车库的手动控制（调试用）和自动控制（运行用），自动控制时要对移动车位优化，要使存取车所用时间最短。存取车流程见附注。3. 系统具备必要的保护措施：防坠保护、限位保护、车辆是否停好保护等。4完成硬件系统设计，设计系统方框图、电路原理图、电路板图；5完成PLC系统程序设计，实现模拟演示的功能；3开题依据随着我国经济的飞速发展、汽车拥有率的迅速上升，城市停车难问题不

3、断恶化，这就使得机械式立体停车设备顺应市场经济的发展，在市场需求的迫切影响下应运而生。这一新生型设备一改传统的停车场单层平面停放方法，向空中或地下发展，这在用地紧张，车多位少的状况下，将车辆多层存放。在日本等国土面积小，汽车数量众多的国家，立体停车设备已经占据了70的绝对优势地位，但在我国，目前机械式车位所占的比例仅为2至3，有关专家预测，立体停车设备将会成为未来中国停车场的主流。专家指出，自助式停车场每平方米造价达2000元，一部车位建筑面积约为3550平方米，因此一个车位的造价约需数万元。但如果把自助停车位的空间充分利用，可以建造23层的立体停车位，这样一来，每个停车位的造价将大大缩减，不

4、仅可以减少成本，而车位却可以翻一翻。从长远看，无论是投资还是经营，立体停车场都有着广阔的市场前景。同时机械式立体停车设备还有更为明显的优势特点：一是占地面积约为平面停车场的12125，空间利用率大大提高；二是投资金额不高，每个车位投资约3万12万元；三是存取快捷，一般一次存取车时间不超过120秒。由于看好停车经济所蕴藏的市场商机，国内一些商家已开始抢滩。尤其是在一些商业旺地，开始规划建设大型立体停车场，以留住这些商业区的人气和商气。总之，立体停车设备，以其占地面积少、停车率高、布置灵活等优点，越来越受到人们的青睐。智能化立体车库以其操作方便、安全可靠、高效低耗等优点，正在受到国内外的关注。目前

5、常见的机械式立体停车库有升降横移式、垂直循环式、多层循环式、水平循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降类和简易升降式8种，其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点，在国内车库市场占有83%的市场份额。可编程控制器(PLC)集微机技术、自动化技术、通讯技术为一体，可靠性强、性价比高、设计紧凑、扩展性好、操作方便，因此在自动停车系统中通常作为电控核心。对于规模较大的系统，还可使用工业现场总线构成PLC网络，实现自动控制。由上可见，以PLC为控制核心的升降横移式立体车库电气系统的研究设计具有很高的社会价值和实际意义。本文主要以升降横移式立体车库为研究对象，对其进行PLC控制系统

6、的研究与设计。4起止时间和进度安排2015.11.02-2015.11.29选题、调研、收集资料2015.11.30-2016.01.10论证、开题、撰写开题报告2016.02.29-2016.05.08软硬件设计2016.05.09-2016.05.22撰写、定稿、打印毕业设计说明书2016.05.23-2016.05.29毕业设计（论文）答辩5预期成果及其形式（改正）对升降横移式智能化立体车库通过采用可编程序控制器完成对车辆自动存取功能的实现，用软件通过上位机实现存取过程的实时监控仿真研究，最后设计出系统的外围部分人机界面，突出了操作的便捷性、简单化，从而实现立体车库的智能化设计。在系统中

7、，PLC作为控制器直接控制车库运行，工控机作为上位机通过网络通信监视整个车库的运行状态，实现车库的安全运行和管理。最后运用组态王软件进行仿真演示。6可行性分析 6 .1 已具备的条件： 我已学习了PLC编程及应用知识，并通过请教老师、到图书馆查阅相关的书籍、在网上查阅相关的文献、认真阅读和学习此次设计相关知识等途径对此次的设计所涉及的知识有了一个系统而全面的认识，我有信心顺利完成此次的设计，为毕业设计画上圆满的句号。 6.2 待解决的主要问题：1）管理立体车库设备对车辆停放、进出、收费、读卡、制卡等作业。2）自动分配用户的停泊车位。3）向PLC发送各种作业指令，监控设备工作状态和车位使用状态。

8、4）接收操作员的工作指令。5）管理数据库，产生各种需要的报表。6）完善的当前数据和历史数据查询功能。7）友好的人机界面，使用各种图形技术，可以全面显示车库各运转设备，工作位置、设备工作状态、车位占用图，计算车库使用效率等各种财务管理数据。6.3 设计方案： 1 升降横移式立体车库存取车流程存车时，司机驾驶车辆从车库入口处进入，操作员从上位机处获取存车位信息并且写入IC信息磁卡，司机在入口处领取IC磁卡（卡上记录存车时间和车位号）后开车进入车库到指定停车位存车，下车后按指定按钮确认已经从车里走出。PLC收到信号后控制车库托盘进行升降横移操作，自动完成存车过程。取车时，车主将卡插入读卡机，系统会自

9、动寻找对应的车辆并自行将其取出。立体车库的结构特点是：底层只能平移，顶层只能升降，中间层既可平移又可升降。除顶层外，中间层和底层都必须预留一个空车位，供进出车升降之用。当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车;中间层、顶层进出车时，先要判断其对应的下方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到下方为空才可进行下降和进出车动作，进出车后再上升回到原位置。其运动总原则是:升降复位，平移不复位。 实现车库的智能化的关键在于解决车辆的自动存入对位及自动取出问题，同时，为了缩短存取车所用的时间，通过运算自动判断最优停车位与取车路线。2 升降横移式立体车库电气系统设计方案整个车库控制系统设

10、计拟由一台上位机对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车托盘纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。系统提供现场总线建立PLC与上位机的通信，上位机监控车库运行状态并且分析计算最佳停车位。各区域内车辆的调入调出由PLC根据调车命令和当前各区域内车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。升降横移立体车库硬件系统主要由PLC控制系统、传感器检测系统、电机控制系统、人机交互系统及上位机等部分组成。PLC控制系统作为整个系统的核心，通过接收传感检测系统的输入信号，判断立体车库的运行状态;结合人机交互系统数字按键输入，根据旋转编码器获取的换速点信息，完成对变频器的控制以及外围设备的数据交换。

11、2.1升降横移立体车库传感检测系统为了保证立体车库正常运行和提高系统运行安全需要使用光电开关、限位开关、防坠挂钩、压力传感器、烟雾传感器等来检测车库的工作状态。2. 2升降横移立体车库电机控制系统在第2部分中分析了电机运行速度曲线，对于本设计来说，底层两个载车板各自安装一个电动机，控制载车板的横移运动;第2,3层的载车板各自安装2个电动机，分别控制载车板的升降运动和横移框架的左右移动;顶层的3个载车板安装3个电机，完成载车板的升降运动。2. 3升降横移立体车库人机交互系统人机交互系统由PLC控制单片机完成，主要实现语音提示、数字按脚、LCD显示、急停、报警、存车、取车级确认等功能。当存车时，按

12、存车键+车位号+确认。立体车库的动作过程如下。存车时，当底层车位处于空位时，可直接存车，减少载车板横移电机的运动;若底层没有空车位，则需要选取欲存车车位，然后判断下方是否有载车板，若有载车板，则需要通过横移电机对下方载车板进行移位，最后进行升降运动。取车时，当车子存放在底层时，可以直接取车，否则需要选择欲取车车位，之后与存车流程一样。2. 3 本车库的控制程序采用模块式，主要包括主程序、存车子程序、取车子程序、保护子程序及报警子程序。2.4本文以9号载车板存车为例说明PLC工作的过程。PLC接收到人机交互界而“存车”按钮命令后，系统开始自检，完成各种限位开关和检测元件的初始化;按下人机交互界而

13、的9号载车板按键和确认按键后，PLC控制程序判断所选载车板下方是否有载车板，完成载车板的横向移动，为9号载车板的下降腾空位置，PLC控制变频器为电动机提供不同频率的电压，控制电动机运行速度，旋转编码器准确控制载车板下降距离;根据编码器的反馈信号和下限位开关反馈信号，判断9号载车板是否达到终点，PLC控制电动机断电，同时制动器抱闸。当司机停车完成后，9号载车板完成复位任务，此时存车任务结束。变频器电机接触器，执行电磁铁，继电器显示器指示灯，安全装置光电传感器限位开关控制面板按钮安全挂钩LED显示上位工控机打印机收款机鼠标键盘操作器PLCPLCPLC 图6-3 控制系统结构图主要参考文献1M.B.

14、Rahaim Multi-storey lifting stereo garage AUTOMATED,55-32,20142张桂香.耿长清.基于plc的升降横移式立体车库自动控制J.自动化仪表，2013,343汤平，plc控制的立体式车库研究分析J.制造业自动化，2013，35：1541564J.M.Kahn Lift the three-dimensional garage design SCIEBCE NEWS,72-82 ,20135姜艳华，张连勇.基于plc的立体车库自动控制系统J.计算机系统应用，2011,20：21-246张寿明.多层升降横移式立体停车库及其控制仁77 .电气自动化，2003, 25 (1): 56-587杜桂荣.多层升降横移式立体停车库的结构和控制系统J.甘肃工业大学学报，2003,2 9( 1): 6