畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）開(kāi) 題 報(bào) 告題 目 基于 PLC 的 PSH16D 型立體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 二級(jí)學(xué)院 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名指導(dǎo)教師時(shí) 間1、本課題的研究目的及意義1.1 背景車(chē)輛無(wú)處停放的問(wèn)題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，車(chē)輛的增加，交通擁擠所造成的商場(chǎng)、酒店車(chē)位限制，使得車(chē)主為停車(chē)而發(fā)愁，擴(kuò)展停車(chē)場(chǎng)引起人們的廣泛關(guān)注。普通露天停車(chē)場(chǎng)和建筑物下的停車(chē)庫(kù)雖然停放方便，但占地面積廣，且停車(chē)數(shù)量有限，尤其是土地價(jià)格突飛猛進(jìn)增長(zhǎng)的今天，投資商不得不考慮土地占用的成本，為了充分利用立體空間，規(guī)范和科學(xué)管理汽車(chē)的停放，建造智能立體車(chē)庫(kù)已刻不容緩。目前，在國(guó)內(nèi)一些經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、人口密度較大的城市中，己經(jīng)著手開(kāi)發(fā)推廣立體停車(chē)庫(kù)。 本設(shè)計(jì)即是基于日趨成熟和自動(dòng)化程度不斷提高的 PLC 技術(shù)，針對(duì)目前車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下的不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動(dòng)化程度較高的車(chē)庫(kù)智能管理系統(tǒng)。具有智能化的智能立體車(chē)庫(kù)占用土地少、充分利用空間，緩解了城市中道路空間小的矛盾，又適應(yīng)了城市高節(jié)奏快速發(fā)展的需要，更重要的是順應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，減少了污染，為城市向更大規(guī)模發(fā)展提供有利的條件。隨著微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)更加廣泛的進(jìn)入工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在車(chē)庫(kù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，可使設(shè)施集自動(dòng)化、系統(tǒng)化、綜合化為一體，提高智能立體車(chē)庫(kù)的中存取車(chē)輛的速度，提高智能立體車(chē)庫(kù)工作的可靠性。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制和管理車(chē)庫(kù)運(yùn)行成為發(fā)展趨勢(shì)，降低車(chē)庫(kù)的投資成本，實(shí)現(xiàn)無(wú)人化管理，增強(qiáng)車(chē)庫(kù)的智能化程度，將會(huì)對(duì)我國(guó)智能立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展起到很好的推動(dòng)作用。而且智能立體車(chē)庫(kù)技術(shù)空間利用率高，智能化控制，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)為解決停車(chē)難問(wèn)題也有一定的促進(jìn)作用。1.2 目的1.更加深入的了解智能立體車(chē)庫(kù)的工作原理。2.能夠熟練掌握 PLC 在立體車(chē)庫(kù)中的運(yùn)用。3.能夠自主的對(duì)立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.3 意義1.掌握了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟流程以及方案制定方法。 2.具備了控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、軟件編制與調(diào)試等基本能力。3.提升了自己對(duì)于設(shè)計(jì)智能控制系統(tǒng)這方面的能力，而且能夠與社會(huì)實(shí)踐相結(jié) 合。2、本人對(duì)課題任務(wù)書(shū)提出的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可行性分析本課是基于日趨成熟和自動(dòng)化程度不斷提高的 PLC 技術(shù)，針對(duì)目前車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下的不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動(dòng)化程度較高的車(chē)庫(kù)智能管理系統(tǒng)。1.其需要解決的任務(wù)為：（1）查閱相關(guān)領(lǐng)域的參考文獻(xiàn)；（2）對(duì) PSH16D 型升降橫移式立體車(chē)庫(kù)工作原理的分析；（3）擬訂 PSH16D 型升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，確定控制系統(tǒng) 所需控制輸入和輸出點(diǎn)數(shù)，從而根據(jù)控制點(diǎn)數(shù)選擇合適的 PLC。根據(jù)輸入信號(hào)，選擇合適的傳感器，并且選擇合適的繼電器及接觸器；（4）對(duì) PLC 進(jìn)行編程，使其滿足 PSH16D 型升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的控制功能；（5）完成使用說(shuō)明書(shū)和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)。2.實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的可行性分析：（1）在知識(shí)儲(chǔ)備上可行本人在大學(xué)期間系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、現(xiàn)代工程圖學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)、CAD 實(shí)用軟件實(shí)訓(xùn)、機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)法、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)電傳動(dòng)控制、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)等相關(guān)專業(yè)知識(shí)。（2）在客觀環(huán)境上可行學(xué)校新圖書(shū)館提供了良好的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)環(huán)境。能夠使用相關(guān)指導(dǎo)書(shū)、技術(shù) 手冊(cè)、圖冊(cè)等專業(yè)書(shū)籍。網(wǎng)上擁有大量豐富的文獻(xiàn)和資料，供我參考學(xué)習(xí)。（3）自身能力上可行自己也掌握了 CAD 制圖軟件、contorlstar 編程軟件、自主學(xué)習(xí)了 EC10 系列可編程控制器用戶手冊(cè)，相信在指導(dǎo)老師的引導(dǎo)和幫助下，一定能夠完成設(shè)計(jì)。3、本課題的關(guān)鍵問(wèn)題及解決問(wèn)題的思路1.關(guān)鍵問(wèn)題之一 ——PLC 的選型在本課題研究中，PLC 是控制系統(tǒng)的一個(gè)核心部分，所以 PLC 的選型是關(guān)鍵問(wèn)題之一。問(wèn)題解決思路：解決這個(gè)問(wèn)題分如下幾個(gè)步驟，1.控制功能的選擇；2.輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算；3.PLC 的類型（模塊型） ；4.輸入輸出模塊的選擇；5. 存儲(chǔ)器容量的估算；6.存儲(chǔ)器的選擇；7. 電源的選擇； 8.冗余功能選擇；9. 經(jīng)濟(jì)性考慮。2.關(guān)鍵問(wèn)題之二 ——控制系統(tǒng)的電路 整個(gè)車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)由一臺(tái) PLC 對(duì)車(chē)庫(kù)的汽車(chē)存取進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)聯(lián)鎖保護(hù)。使用工控機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。各車(chē)位內(nèi)車(chē)輛的調(diào)入調(diào)出由工控機(jī)進(jìn)行管理， 通過(guò)數(shù)據(jù)通訊，指揮 PLC 完成車(chē)輛進(jìn)出。所以其控制電路設(shè)計(jì)非常重要?？刂齐娐穯?wèn)題實(shí)際上就是本課題的硬件設(shè)計(jì)部分，這部分可以說(shuō)是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，也是本課題研究的重難點(diǎn)之一。 問(wèn)題解決思路：在升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車(chē)庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車(chē)庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及各種安全設(shè)施等。為了保證載車(chē)板能橫移到預(yù)定位置以及載車(chē)板能上升或下降到指定位置，采用行程開(kāi)關(guān)。為了判斷載車(chē)板上有無(wú)車(chē)輛，采用光電開(kāi)關(guān)。同時(shí)在車(chē)庫(kù)中還采用一些傳感器，如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。在存取車(chē)是車(chē)位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車(chē)位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個(gè)動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車(chē)位在升降時(shí)，地面層車(chē)位不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車(chē)位每次只能有一個(gè)車(chē)位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來(lái)解決。3.關(guān)鍵問(wèn)題之三——控制系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì) PLC 應(yīng)用程序的基本原則是：第一，最大限度滿足車(chē)庫(kù)的控制要求，即完整性原則。第二，確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。第三，力求控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、實(shí)用、合理。第四，考慮到擴(kuò)展的需要，即接口和通信等留有適當(dāng)?shù)挠嗟?。本課題主要為控制設(shè)計(jì)，所以程序設(shè)計(jì)也是相當(dāng)關(guān)鍵的一個(gè)問(wèn)題。問(wèn)題解決思路：升降橫移式立體停車(chē)庫(kù) PLC 控制系統(tǒng)的主要功能是存取車(chē)功能，當(dāng)選擇某車(chē)位進(jìn)行存取車(chē)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)確定車(chē)位移動(dòng)方案并調(diào)用相應(yīng)的車(chē)位移動(dòng)程序，自動(dòng)完成存取車(chē)操作。 存取車(chē)控制的主要問(wèn)題是解決車(chē)位移動(dòng)問(wèn)題，當(dāng)選擇某車(chē)位進(jìn)行存取車(chē)操作時(shí)，需要移開(kāi)它下面的所有車(chē)位，建立下行通道。建立下行通道須遵循高效原則，包括兩個(gè)方面：建立下行通道的時(shí)間最少，即車(chē)位移動(dòng)的距離最短；建立下行通道所需移動(dòng)的車(chē)位數(shù)最少。當(dāng)選擇地面層車(chē)位存取車(chē)時(shí)，由于地面層車(chē)位車(chē)輛可以直接出入，因此不用考慮空位的位置，可以直接進(jìn)行存取車(chē)操作。當(dāng)選擇存取車(chē)位為上層車(chē)位時(shí)，根據(jù)高效原則，比較所選車(chē)位與其下面各層的空位進(jìn)行位置比較。若某層空位在該車(chē)位左側(cè)，則將該層的相關(guān)車(chē)位左移，若某層空位在該車(chē)位右側(cè)，則將該層的相應(yīng)車(chē)位右移，最終使所選車(chē)位的下面形成通道，便于該車(chē)位升降，完成存取車(chē)操作。為了保證存取車(chē)控制的可靠和高效，建立了存取車(chē)復(fù)位規(guī)則。車(chē)位橫移復(fù)位 規(guī)則：橫移車(chē)位不進(jìn)行列復(fù)位。在下行通道的建立過(guò)程中，頂層車(chē)位需要橫移操作，為了保證存取車(chē)的效率，規(guī)定存取車(chē)完畢，橫移車(chē)位不需要復(fù)位，直接參與下次下行通道的建立過(guò)程。當(dāng)系統(tǒng)強(qiáng)行復(fù)位操作時(shí)，各車(chē)位恢復(fù)到初始位置。根據(jù)上述存取車(chē)復(fù)位規(guī)則，存、取車(chē)操作的車(chē)位升降動(dòng)作達(dá)成了一致，即無(wú)論存車(chē)還是取車(chē)操作，車(chē)位都是先從所在層下降到地面層，等存取車(chē)動(dòng)作完成后，及時(shí)上升恢復(fù)到原來(lái)的層位。因此，可以用相同的控制程序?qū)崿F(xiàn)同一車(chē)位的存取車(chē)控制，提高了控制程序的執(zhí)行效率，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。4、完成本課題所需的工作條件（如工具書(shū)、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)、調(diào)研等）及解決辦法（1）查找了大量的工具書(shū)，有《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)》 《機(jī)電傳動(dòng)控制》 《可編程控制器使用說(shuō)明書(shū)》 。（2）學(xué)校有圖書(shū)館，擁有大量豐富的文獻(xiàn)和資料，能夠使用相關(guān)指導(dǎo)書(shū)、技術(shù) 手冊(cè)、圖冊(cè)等專業(yè)書(shū)籍。（3）做過(guò)一些市場(chǎng)調(diào)研，并了解國(guó)內(nèi)智能化立體車(chē)庫(kù)存在存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下的不足等缺點(diǎn)。而隨著微電子技術(shù)、通訊技術(shù)、控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)更加廣泛的進(jìn)入工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)在車(chē)庫(kù)系統(tǒng)中的應(yīng)用，可使設(shè)施集自動(dòng)化、系統(tǒng)化、綜合化為一體，提高智能立體車(chē)庫(kù)的中存取車(chē)輛的速度，提高智能立體車(chē)庫(kù)工作的可靠性。（4）有相關(guān)的軟件，如 CAD 制圖軟件、controlsdtar 編程軟件等。 解決所提出的問(wèn)題： 首先要查閱相關(guān)的資料、書(shū)籍，確定出解決問(wèn)題的可行方法以及所需步驟；然后通過(guò)通過(guò)查詢的資料選擇 PLC 和其他的元器件。再建立他們的通信，然后分析車(chē)庫(kù)的工作原理編制程序。最后在相關(guān)軟件上去調(diào)試。5、工作方案分析及進(jìn)度計(jì)劃熟悉立體車(chē)庫(kù)的工作原理， 深入了解可編程控制器的編程方法，以及對(duì)各模塊熟悉，熟練使用 contorlstar 編程軟件。 進(jìn)度計(jì)劃： 2013 年 2 月 25 日-2013 年 3 月 3 日： 查閱資料、 學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)； 2013 年 3 月 4 日-2013 年 3 月 10 日：制定設(shè)計(jì)計(jì)劃，起草開(kāi)題報(bào)告； 2013 年 3 月 11 日-2013 年 3 月 24 日：開(kāi)題報(bào)告的修改整理，寫(xiě)文獻(xiàn)綜述、外文翻譯；2013 年 3 月 25 日-2013 年 4 月 14 日：確定方案，各種元器件的選型；2013 年 4 月 15 日-2013 年 5 月 12 日：進(jìn)行 PLC 程序的編制；2013 年 5 月 13 日-2013 年 5 月 26 日：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 報(bào)告人：年 月 日指導(dǎo)教師意見(jiàn)（要求手寫(xiě)）指導(dǎo)教師：年 月 日開(kāi)題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)。