畢 業(yè) 設 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)設計 二級學院 機 械 工 程 學 院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名指導教師時 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、經濟、交通發(fā)展到一定程度產生的結果，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，在國內一些經濟較發(fā)達、人口密度較大的城市中，己經著手開發(fā)推廣立體停車庫。 本設計即是基于日趨成熟和自動化程度不斷提高的 PLC 技術，針對目前車庫管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質落后、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，結合目前科學技術領域的最新研究成果，設計了一種技術較先進、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，又適應了城市高節(jié)奏快速發(fā)展的需要，更重要的是順應社會的發(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、通訊技術、控制技術的迅猛發(fā)展，計算機更加廣泛的進入工業(yè)控制的各個領域，并正發(fā)揮著越來越重要的作用。計算機技術在車庫系統(tǒng)中的應用，可使設施集自動化、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)進行設計。1.3 意義1.掌握了控制系統(tǒng)的設計步驟流程以及方案制定方法。 2.具備了控制系統(tǒng)硬件設計、軟件編制與調試等基本能力。3.提升了自己對于設計智能控制系統(tǒng)這方面的能力，而且能夠與社會實踐相結 合。2、本人對課題任務書提出的任務要求及實現(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，針對目前車庫管理系統(tǒng)存在的系統(tǒng)管理介質落后、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，結合目前科學技術領域的最新研究成果，設計一種技術較先進、性能可靠、自動化程度較高的車庫智能管理系統(tǒng)。1.其需要解決的任務為：（1）查閱相關領域的參考文獻；（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期間系統(tǒng)的學習了機械原理、機械設計、現(xiàn)代工程圖學、機械制造技術基礎課程設計、CAD 實用軟件實訓、機械設計課程設計、現(xiàn)代設計法、機電一體化系統(tǒng)設計、機電傳動控制、機械工程測試技術等相關專業(yè)知識。（2）在客觀環(huán)境上可行學校新圖書館提供了良好的學習、設計環(huán)境。能夠使用相關指導書、技術 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，供我參考學習。（3）自身能力上可行自己也掌握了 CAD 制圖軟件、contorlstar 編程軟件、自主學習了 EC10 系列可編程控制器用戶手冊，相信在指導老師的引導和幫助下，一定能夠完成設計。3、本課題的關鍵問題及解決問題的思路1.關鍵問題之一 ——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. 經濟性考慮。2.關鍵問題之二 ——控制系統(tǒng)的電路 整個車庫設計由一臺 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。各車位內車輛的調入調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。所以其控制電路設計非常重要?？刂齐娐穯栴}實際上就是本課題的硬件設計部分，這部分可以說是相當?shù)膹碗s，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實現(xiàn)正反轉，其次是車庫內的各種輔助裝置，如指示燈及各種安全設施等。為了保證載車板能橫移到預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。為了判斷載車板上有無車輛，采用光電開關。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.關鍵問題之三——控制系統(tǒng) PLC 程序設計設計 PLC 應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?shù)挠嗟?。本課題主要為控制設計，所以程序設計也是相當關鍵的一個問題。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用相應的車位移動程序，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，則將該層的相關車位左移，若某層空位在該車位右側，則將該層的相應車位右移，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，建立了存取車復位規(guī)則。車位橫移復位 規(guī)則：橫移車位不進行列復位。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，橫移車位不需要復位，直接參與下次下行通道的建立過程。當系統(tǒng)強行復位操作時，各車位恢復到初始位置。根據(jù)上述存取車復位規(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，及時上升恢復到原來的層位。因此，可以用相同的控制程序實現(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、調研等）及解決辦法（1）查找了大量的工具書，有《機電一體化設計》 《機電傳動控制》 《可編程控制器使用說明書》 。（2）學校有圖書館，擁有大量豐富的文獻和資料，能夠使用相關指導書、技術 手冊、圖冊等專業(yè)書籍。（3）做過一些市場調研，并了解國內智能化立體車庫存在存在的系統(tǒng)管理介質落后、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、通訊技術、控制技術的迅猛發(fā)展，計算機更加廣泛的進入工業(yè)控制的各個領域，并正發(fā)揮著越來越重要的作用。計算機技術在車庫系統(tǒng)中的應用，可使設施集自動化、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。最后在相關軟件上去調試。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、 學習相關基礎知識； 2013 年 3 月 4 日-2013 年 3 月 10 日：制定設計計劃，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)設計說明書。 報告人：年 月 日指導教師意見（要求手寫）指導教師：年 月 日開題報告應根據(jù)教師下發(fā)的設計（論文）任務書，在指導教師的指導下由學生獨立撰寫。