畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）開 題 報 告題 目 基于 PLC 的 PSH16D 型立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計 二級學(xué)院 機 械 工 程 學(xué) 院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 姓 名指導(dǎo)教師時 間1、本課題的研究目的及意義1.1 背景車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，車輛的增加，交通擁擠所造成的商場、酒店車位限制，使得車主為停車而發(fā)愁，擴展停車場引起人們的廣泛關(guān)注。普通露天停車場和建筑物下的停車庫雖然停放方便，但占地面積廣，且停車數(shù)量有限，尤其是土地價格突飛猛進增長的今天，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)管理汽車的停放，建造智能立體車庫已刻不容緩。目前，在國內(nèi)一些經(jīng)濟較發(fā)達、人口密度較大的城市中，己經(jīng)著手開發(fā)推廣立體停車庫。 本設(shè)計即是基于日趨成熟和自動化程度不斷提高的 PLC 技術(shù)，針對目前車庫管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動化程度低、安全性差、人性化和運行效率低下的不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計了一種技術(shù)較先進、性能可靠、自動化程度較高的車庫智能管理系統(tǒng)。具有智能化的智能立體車庫占用土地少、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，計算機更加廣泛的進入工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并正發(fā)揮著越來越重要的作用。計算機技術(shù)在車庫系統(tǒng)中的應(yīng)用，可使設(shè)施集自動化、系統(tǒng)化、綜合化為一體，提高智能立體車庫的中存取車輛的速度，提高智能立體車庫工作的可靠性。利用計算機進行實時控制和管理車庫運行成為發(fā)展趨勢，降低車庫的投資成本，實現(xiàn)無人化管理，增強車庫的智能化程度，將會對我國智能立體車庫的發(fā)展起到很好的推動作用。而且智能立體車庫技術(shù)空間利用率高，智能化控制，安全可靠等優(yōu)點為解決停車難問題也有一定的促進作用。1.2 目的1.更加深入的了解智能立體車庫的工作原理。2.能夠熟練掌握 PLC 在立體車庫中的運用。3.能夠自主的對立體停車庫的控制系統(tǒng)進行設(shè)計。1.3 意義1.掌握了控制系統(tǒng)的設(shè)計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、軟件編制與調(diào)試等基本能力。3.提升了自己對于設(shè)計智能控制系統(tǒng)這方面的能力，而且能夠與社會實踐相結(jié) 合。2、本人對課題任務(wù)書提出的任務(wù)要求及實現(xiàn)目標的可行性分析本課是基于日趨成熟和自動化程度不斷提高的 PLC 技術(shù)，針對目前車庫管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動化程度低、安全性差、人性化和運行效率低下的不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計一種技術(shù)較先進、性能可靠、自動化程度較高的車庫智能管理系統(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；（2）對 PSH16D 型升降橫移式立體車庫工作原理的分析；（3）擬訂 PSH16D 型升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計方案，確定控制系統(tǒng) 所需控制輸入和輸出點數(shù)，從而根據(jù)控制點數(shù)選擇合適的 PLC。根據(jù)輸入信號，選擇合適的傳感器，并且選擇合適的繼電器及接觸器；（4）對 PLC 進行編程，使其滿足 PSH16D 型升降橫移式立體車庫的控制功能；（5）完成使用說明書和設(shè)計說明書的撰寫。2.實現(xiàn)目標的可行性分析：（1）在知識儲備上可行本人在大學(xué)期間系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了機械原理、機械設(shè)計、現(xiàn)代工程圖學(xué)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計、CAD 實用軟件實訓(xùn)、機械設(shè)計課程設(shè)計、現(xiàn)代設(shè)計法、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、機電傳動控制、機械工程測試技術(shù)等相關(guān)專業(yè)知識。（2）在客觀環(huán)境上可行學(xué)校新圖書館提供了良好的學(xué)習(xí)、設(shè)計環(huán)境。能夠使用相關(guān)指導(dǎo)書、技術(shù) 手冊、圖冊等專業(yè)書籍。網(wǎng)上擁有大量豐富的文獻和資料，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，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。3、本課題的關(guān)鍵問題及解決問題的思路1.關(guān)鍵問題之一 ——PLC 的選型在本課題研究中，PLC 是控制系統(tǒng)的一個核心部分，所以 PLC 的選型是關(guān)鍵問題之一。問題解決思路：解決這個問題分如下幾個步驟，1.控制功能的選擇；2.輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算；3.PLC 的類型（模塊型） ；4.輸入輸出模塊的選擇；5. 存儲器容量的估算；6.存儲器的選擇；7. 電源的選擇； 8.冗余功能選擇；9. 經(jīng)濟性考慮。2.關(guān)鍵問題之二 ——控制系統(tǒng)的電路 整個車庫設(shè)計由一臺 PLC 對車庫的汽車存取進行控制，實現(xiàn)聯(lián)鎖保護。使用工控機進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由工控機進行管理， 通過數(shù)據(jù)通訊，指揮 PLC 完成車輛進出。所以其控制電路設(shè)計非常重要?？刂齐娐穯栴}實際上就是本課題的硬件設(shè)計部分，這部分可以說是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，也是本課題研究的重難點之一。 問題解決思路：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內(nèi)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用光電開關(guān)。同時在車庫中還采用一些傳感器，如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。在存取車是車位的升降不能同時進行，車位的升降和橫移也不能同時進行，這兩個動作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時，地面層車位不能移動，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個車位進行上下升降運動。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決。3.關(guān)鍵問題之三——控制系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計設(shè)計 PLC 應(yīng)用程序的基本原則是：第一，最大限度滿足車庫的控制要求，即完整性原則。第二，確保計算機控制系統(tǒng)的可靠性。第三，力求控制系統(tǒng)簡單、實用、合理。第四，考慮到擴展的需要，即接口和通信等留有適當(dāng)?shù)挠嗟亍１菊n題主要為控制設(shè)計，所以程序設(shè)計也是相當(dāng)關(guān)鍵的一個問題。問題解決思路：升降橫移式立體停車庫 PLC 控制系統(tǒng)的主要功能是存取車功能，當(dāng)選擇某車位進行存取車時，系統(tǒng)自動確定車位移動方案并調(diào)用相應(yīng)的車位移動程序，自動完成存取車操作。 存取車控制的主要問題是解決車位移動問題，當(dāng)選擇某車位進行存取車操作時，需要移開它下面的所有車位，建立下行通道。建立下行通道須遵循高效原則，包括兩個方面：建立下行通道的時間最少，即車位移動的距離最短；建立下行通道所需移動的車位數(shù)最少。當(dāng)選擇地面層車位存取車時，由于地面層車位車輛可以直接出入，因此不用考慮空位的位置，可以直接進行存取車操作。當(dāng)選擇存取車位為上層車位時，根據(jù)高效原則，比較所選車位與其下面各層的空位進行位置比較。若某層空位在該車位左側(cè)，則將該層的相關(guān)車位左移，若某層空位在該車位右側(cè)，則將該層的相應(yīng)車位右移，最終使所選車位的下面形成通道，便于該車位升降，完成存取車操作。為了保證存取車控制的可靠和高效，建立了存取車復(fù)位規(guī)則。車位橫移復(fù)位 規(guī)則：橫移車位不進行列復(fù)位。在下行通道的建立過程中，頂層車位需要橫移操作，為了保證存取車的效率，規(guī)定存取車完畢，橫移車位不需要復(fù)位，直接參與下次下行通道的建立過程。當(dāng)系統(tǒng)強行復(fù)位操作時，各車位恢復(fù)到初始位置。根據(jù)上述存取車復(fù)位規(guī)則，存、取車操作的車位升降動作達成了一致，即無論存車還是取車操作，車位都是先從所在層下降到地面層，等存取車動作完成后，及時上升恢復(fù)到原來的層位。因此，可以用相同的控制程序?qū)崿F(xiàn)同一車位的存取車控制，提高了控制程序的執(zhí)行效率，節(jié)省了存儲空間。4、完成本課題所需的工作條件（如工具書、計算機、實驗、調(diào)研等）及解決辦法（1）查找了大量的工具書，有《機電一體化設(shè)計》 《機電傳動控制》 《可編程控制器使用說明書》 。（2）學(xué)校有圖書館，擁有大量豐富的文獻和資料，能夠使用相關(guān)指導(dǎo)書、技術(shù) 手冊、圖冊等專業(yè)書籍。（3）做過一些市場調(diào)研，并了解國內(nèi)智能化立體車庫存在存在的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動化程度低、安全性差、人性化和運行效率低下的不足等缺點。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，計算機更加廣泛的進入工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并正發(fā)揮著越來越重要的作用。計算機技術(shù)在車庫系統(tǒng)中的應(yīng)用，可使設(shè)施集自動化、系統(tǒng)化、綜合化為一體，提高智能立體車庫的中存取車輛的速度，提高智能立體車庫工作的可靠性。（4）有相關(guān)的軟件，如 CAD 制圖軟件、controlsdtar 編程軟件等。 解決所提出的問題： 首先要查閱相關(guān)的資料、書籍，確定出解決問題的可行方法以及所需步驟；然后通過通過查詢的資料選擇 PLC 和其他的元器件。再建立他們的通信，然后分析車庫的工作原理編制程序。最后在相關(guān)軟件上去調(diào)試。5、工作方案分析及進度計劃熟悉立體車庫的工作原理， 深入了解可編程控制器的編程方法，以及對各模塊熟悉，熟練使用 contorlstar 編程軟件。 進度計劃： 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； 2013 年 3 月 4 日-2013 年 3 月 10 日：制定設(shè)計計劃，起草開題報告； 2013 年 3 月 11 日-2013 年 3 月 24 日：開題報告的修改整理，寫文獻綜述、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：進行 PLC 程序的編制；2013 年 5 月 13 日-2013 年 5 月 26 日：撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 報告人：年 月 日指導(dǎo)教師意見（要求手寫）指導(dǎo)教師：年 月 日開題報告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的設(shè)計（論文）任務(wù)書，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨立撰寫。