1、可编程控制器PLC；工控软件组态王；模拟仿真ABSTRACTAs the quantity of urban automobile has increased continuously in nowadays, the hard-to-Park Problem has become a common phenomenon. Mechanical stereo garage can use land resource sufficiently and bring space advantage into play, and maximize the number of parking cars.
2、 It has become an important way for static traffic problem of cities.The issue studies the type mechanical parking system which named up-down and translation stereo garage, and regards of the two factors of cost of manufacture and operational efficiency synthetically. We choose three-layer and three
3、-formulistic garage structures as the research model. The paper simply introduction main structure and characteristics of garage and also gives a short introduction to its control system. The paper adopted PLC as control system in designing the up-down and translation stereo garage, software was use
4、d to weave the program of control system of up-down and translation stereo garage. Through debugging running . The result proved that pogramming logic controller PLC as control system is simple and easy to realize. The characteristic of stabilization, credibility, speediness and high capability made
5、 the control system very perfection. The Control Structure uses configuration software kingview6.52, on the basis of the WINDOWS platform. Through establishing the databaseiyf configuration software constructs, connecting the animation, preparing the control flow and debugging the procedures, it has
6、 realized the stereo garage monitoring system.The article research has the certain practice significance in the area of applying the PLC in the computer control system as using kingview to achieve real-time monitoring on industrial projects, which raises the level of industrial automation.Keywords：S
7、tereo Garage; Programming Logic Controller PLC; Monitor and Control Generated System （KingView）; Simulation目 录摘要1ABSTRACT2第1章 绪论11.1课题研究的背景及意义11.2机械式立体停车库的国内外发展现状21.3机械式立体停车库概况31.4论文研究的主要内容4第2章 升降横移式立体车库机械部分设计 142.1升降横移式立体车库的基本结构152.1.1升降横移式立体车库简介162.1.2立体车库钢结构设计172.2立体车库升降横移机构设计182.2.1横移机构设计192.2.2
8、载车板设计202.2.3安全防护机构212.2.4提升机构及轴的设计22第3章 PLC的研究及在车库控制系统中的应用 113.1可编程控制器11 3.1.1可编程控制器的简介113.1.2 可编程控制器的组成及工作原理 123.1.3 PLC的编程语言123.2可编程控制器的选择133.3 PLC的I/O分配133.4 本章小结 13第4章 立体车库电气控制设计 234.1电气控制系统整体设计244.2电气系统关键部分设计254.3 PLC控制程序设计264.4电气安全装置27第4章 结论与展望284.1结论514.2展望52感谢 53参考文献 5427第1章 绪论1.1课题研究的背景及意义在
9、我国，人多地少，又随着近年来经济的高速发展和人民生活水平的提高，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。人类的生产、生活方式趋于集中，城市的规模越来越大，人们在城市里的生存空间却越来越小，于是出现了要利用空间的理念，城市中开始建设立体建筑、立体交通和立体停车。由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑。伴随着汽车进入家庭，城市动态、静态交通管理制度的不断完善和人们对居住环境要求的提高，给停车产业提供了前所未有发展机遇，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、
10、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段，也是停车产业发展的必由之路。当前，我国许多大城市如北京、上海、深圳都开始大力发展机械式立体停车产业。向空间、向高层发展，立体车库占地面积少、停车率高、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点。它们可以适用于不同的空间、场地条件、是一种具有高安全性，高可靠性、高效率的自动化成套设备。国家计委已明确机械式立体停车设备及城市立体停车场为国家重点支持的产业，1998年1月1日起执行的国家计委6号令把机械式停车序和立体停车场列入“国家重点鼓励发展的产业、产品和技术日录”:国家海关总署对机械式停车产品规定“国内投资项目给予免征进口税”、上述措施为我国立体停
11、车库产业的成长提供了良好的条件、也为我国解决城市停车问题提供了机会。可以预见:立体车库具有非常广阔的市场前景。1.2机械式立体停车库的国内外发展现状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，在现代都市停车中将大显身手。国外发展立体停车库较早较好的有日本、韩国、德国等国家。在亚洲，机械式停车设备采用较早且应用较普遍的国家有日本和韩国。日本从20世纪60年代初开始研发机械式停车设备。当时日本汽车保有量为500万辆，其中大多采用垂直循环式停车设备。80年代，日
12、本开始向韩国和我国台湾省出口产品和技术。90年代初，其汽车保有量达到6200万辆，机械式停车设备得到高速发展，年递增率猛增到30%以上，品种也从单一垂直循坏式发展为多种型式，至今已开发生产出九大类共计近百个品种。其管理体制、技术标准等方面日趋完善，在役的立体停车库数量也最多。韩国机械式停车设备行业是仿效日本起家的，发展历程比较平稳。20世纪70年代为起步阶段，80年代为引进阶段，90年代为使用阶段。制造厂约有近百家，已进入我国的有现代集团、LG公司、德山公司（DuksAnEng&M龟Co.，Ltd）、真山公司（JinsanPlantCo.，Ltd）等。由于受到政府的高度重视，各种机械式停车设备
13、得到了广泛的应用，年递增速度达到30%;2000年为其发展阶段，机械化停车设备将随供应量不断的扩大而得到快速发展。德国的停车场行业也很发达，生产制造机械式停车设备的厂商约有24家，其多高层钢结构立体车库性能分析和构件标准化中KLAUS和OTTOWOHR两家公司的生产量约占德国总产量的80%。其它国和地区如美国、澳大利亚、意大利以及我国台湾、港澳地区停车行业也较发达。国内台湾相对于大陆应用机械式车库比较早，台湾在20世纪70年代初，公共民间停车场70%是地上和地下平面停车场，机械式停车库仍是鲜为人知。1980年台湾引进本“旧精”技术，建成了第一座垂直循环式停车库。1982年生产出一台双层式停车设
14、备。1991年，制造企业达到了35家。90年代初，随着汽车大量进口，使机械式停车设备制造业得到迅猛发展。1992年制造企业数量增加65家，到1996年仅登记在案的制造企业总数就有644家，停车设备行业进入发展的高峰阶段。但从1997年起，由于台湾房地产萧条，股市暴跌，停车设备业出现了滑坡，经优胜劣汰后，行业进入稳步发展阶段。我国大陆地区从20世纪90年代初才开始研制和使用机械式停车设备。90代后，随着汽车业和建筑业的发展，停车设备的应用逐步得到推广，已经形成新兴的停车设备行业，步入了引进、开发、制造和使用相结合的初步发展阶段首批获得国家颁发的立体停车设备制造资质的企业就有22家。2000年，徐
15、格宁、王鹰和任少云针对垂直升降式立体停车库钢结构的复杂和实际使用可靠性要求，通过C语言编程，编制出该类停车库钢结构有限元建程序及后处理程序，运用SAPSP软件对3种不同形式的停车库结构进行了有限分析，用后处理程序对结构的强度、刚度和稳定性进行校核，从而分析得出较的结构形式6J。2002年，徐格宁、胡峥嵘和王建民根据有限元理论，结合优化准则法，提了钢结构立体停车库系统失效树理论的分析方法，开发了计算软件FTA，算例果表明:根据结构规模和具体特征选择合适的控制参数，不但可以提高计算效率更可以保证计算的正确性;失效树中第一个失效元件是引起其余元件失效的根源增强第一个失效元件，是保证结构系统不失效的最
16、经济、最合理的方法71。徐宁、王建民、高有山等基于结构系统可靠性失效模式的概念，探讨了钢结构立停车库系统简化模拟方法，从而提出结构系统失效准则的合理性原则，即不能统地定义工程结构系统失效为结构系统蜕变为机构，而应该定义为结构系统中些关键元件失效后，整个结构系统失去继续承载的能力或完成规定功能的能力81这条原则不仅适用于钢结构立体停车库系统，而且对于其它结构系统也具有理与实际的指导价值。2004年，荆友录、国兴玉以垂直升降式立体停车库的钢结构骨架为研究对象使用有限元法建立了其受力模型，并通过ANSYS软件对立体停车库的4种受工况进行了受力分析和变形分析，钢结构骨架能够满足设计要求。并建立了钢构骨
17、架的优化设计模型对其进行了优化设计，使其结构更加合理，大大降低了用钢量l9。徐格宁、杨瑞刚基于荷载增量失效模式识别方法（广义承力比优化准则法），建立主要失效模式的安全裕量方程，提出了确定大型结构综合失效概率的计算方法，开发了相关计算的软件，并以钢结构立体车库为例，验证该方法及软件是可行及有效的。2006年，陈哗通过研究发现，自动化立体停车设备的钢结构框架及载车板起着分担提升机构荷载和支撑停放车辆荷载的重要作用。他以停车设备钢结构框架及载车板为研究对象，建立了力学模型，并运用有限元法，对立体停车设备的进行了4种工况下的受力分析和结构优化设计研究，使其结构更加合理。优化后的框架及载车板满足设计要求
18、，优化设计是可行而且成功的2007年，李海英、宋华和付丽华研究了小容量经济型钢架结构立体车库强度、刚度及振动问题，利用ANSYS建立了小容量经济型立体车库钢架结构有限元分析模型。对不同工况下的钢架结构进行了整体应力分析和刚度分析，找出了钢架结构的危险点和危险截面，在一二列停车位都有车辆，且向左侧偏载，三列无车的工况中立柱与横梁的连接处，并对钢架结构进行了模态分析，得出钢架的固有频率和振型。徐格宁和高要臣以垂直升降式钢结构立体车库骨架为研究对象，针对拓扑组成复杂而设计参数变化的钢结构立体车库，提出基于参数化方式建立三维有限元模型，运用VisualC十+6.0语言编制主控程序，通过SAP50软件进
19、行静态、动态分析，对钢结构强度、刚度和稳定性进行校核，使用分析结果的数据接口文件传递，驱动AutocAD实现参数化绘制工程图2009年，谭忠宏设计了立体车库的钢结构骨架，运用有限元方法对钢结构骨架模型化，根据实际要求对车库的受力情况进行假设，定位出立体车库的钢结构骨架的最大应力单元和最大变形单元，它们均小于许用应力和许用变形量，验证了结构设计的可靠性为了进一步降低钢结构骨架的重量，建立钢结构骨架的数学模型，通过对钢结构骨架进行优化设计，使钢结构骨架的整体重量减轻许多，并提高了电梯升降式车库的经济性。1.3机械式立体停车库概况根据立体车库的修建位置及在空间伸缩方向的不同，立体停车库的主要类型有：
20、升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式、水平循环类机械式和垂直循环式等。它们的类型众多，设计各有不同，库容量变化比较大，可满足不同用户要求。但它们都具有建筑面积小，停车层数多，地上和地下空间利用率高的优点。停相同数量车的情况下，在车辆流量大的繁华地段建一座立体停车库比建一地面停车场节省将近5070的投资。严格的车库管理还保证了车库运行的安全性和可靠性，为存车人提供了最大的方便，存车人只需把车开到指定位置，下面的事都可由车库控制系统来完 成。131升降横移式立体车库（SH）升降横移式立体车库是指利用载车板在升降或横向平移存取停放车辆在机械式停车设备。升降横移式立体车库每个车位均有载车板，所需存取车辆
21、在载车板通过升、降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在这类车库地面的车只做横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位。将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库。其型式较多，规模可大可小，对场地的适应性较强。图1-1升降横移式132垂直升降式立体车库（CS）垂直升降式立体车库习惯上称为电梯式立体停车库亦称为塔式立体车库，主要由钢结构架、升降装置、升降回转装置及计算机管理与控制设备组成。钢结构架，主要有外结构架、内结构架。外结构架由立柱、横梁、拉撑停车位在搁脚组成；内结构架由小立柱、斜撑、升降导轨、配重导轨等组成并与外结构架联
22、成一体。升降装置，主要包括曳引驱动机、搬运器、载车台、搬运器、载车台。搬运器由载车台和横移装置组成。横移装置，应用普遍在椒滑叉式横移装置，由电机通过链传动带动长轴转动，长轴两端通过链条、链轮带动两端在三级滑叉作横向同步运动，实现车辆横移。升降回转装置，由液压系统、升降架、回转台等组成。回转装置上升时，液压泵驱动液压缸使剪叉式升降打开而升高；下降时，通过换向阀利用回转台自重使油缸卸荷而下降。回转时，通过液压马达驱动减速箱，其输出小齿轮驱动回转大齿轮完成回转动作。 图1-2垂直升降133巷道堆垛式立体车库（XD）巷道堆垛式立体车库由三个系统组成，即机械系统，堆垛机搬运系统和计算机监控管理系统。车库
23、在每排车位互连成一起，排与排之间在车位互相独立，中间是堆垛机运行在轨道。起身机构中依靠堆垛机作三维方向在动作。停车时，堆垛机上在交接小车爬行到车下，液压系统将车抬起，并放到堆垛机上。堆垛机根据上位信息管理计算机的指令，运行到库内的车位外。交接小车爬行到车位把车放下。出库时，堆垛机开到车位，交接小车自动将车取出。如图1-3所示。134水平循环式立体车库（SX）水平循环式立体停车库主要由机械系统、电气系统两部分组成。机械系统由起升机构、交接机构、平移机构和车位载车板等组成。起升机构分为垂直升降机构和水平拖动机构，在电机的驱动下完成升降。平移等动作；车辆在库内停放于车辆载车板上；起升机构的平台上装有
24、液压交接机构，可将车辆载车板的水平运动抓换成垂直运动，或将垂直运动转换成水平运动。电气系统由出入口检测系统和搬运控制系统等组成，分别完成汽车停车位置检测和载车板搬运工作。如图1-4所示。 图1-4水平循环类135垂直循环式立体车库（CH）垂直循环式立体车库，采用链传动带动轿厢在垂直方向上循环运转，汽车停在轿厢上，轿厢随传动系统作升降运动，或者将所要存车的空车位降到地面，循环往复地将轿厢或空车位送到车库出入口，完成车辆的存取工作。一般车库出入口处设有转台，省去司机掉头。该类型车库非常适用于土地资源比较紧张，而停车位需求却很大的场所使用。如图1-5所示。图1-5垂直循环类136多层循环式立体车库（
25、DX）多层循环式立体车库主要由钢结构框架，车板旋转机构，车板升降机构，载车板，载车板横移机构，自动控制系统组成。是采用了通过使载车板作上下循环运动，而实现车辆多层存放的多层循环式停车设备，从而实现减少占地面积，提高存取车自动化程度的机械式停车库。此类停车库最适宜建于地形细长且地面只允许设置一个出入口的场所。如图1-6所示。图1-6多层循环类137平面移动式立体车库（PY）平面移动式立体车库中放置轿车的托板是一种横向小车，通过控制台操作移动，轿车可以自由出入，自由移动的停车托板将轿车从中央通道的平台运到车位的电梯或出口。通过增加升降机可多层设置平面往返式停车场，停车量大，出车速度快。如图1-7所
26、示。图1-7平面移动类138简易升降式立体车库（JS）简易升降式立体车库主要由钢结构，载车板，传动系统，控制系统，安全防护系统组成，适用家庭，小团体单位停车。把车位分成了上下两层或两层以上，借助升降机构或俯仰机构使汽车存入或取出。构造简单、紧凑，是最经济的一种停车设备。如图1-8所示。 图1-8简易升降类14论文研究的主要内容目前最受人们关注就属升降横移立体车库了，升降横移式立体车库有效利用空间，提高空间利用率达数倍。存取车快捷便利，独特跨梁设计，车辆出入无故障。它采用PLC控制，自动化程度高。尤其环保节能，低噪音的设计更是满足现代人的需要。人机界面好，多种操作方式可选，操作简便，容易上手。所
27、以本文选择升降横移式立体车库为重点研究对象。论文在阅读了大量文献资料的基础上，完成了一套实用有效的升降横移式立体车库的PLC程序设计及运用组态软件组态王实现动态模拟仿真，并在文中阐述车库设计过程中的各个重要环节。主要内容包括：（1）升降横移式立体车库存取作业原理分析；（2）通过对车库方案的研究，确定系统的I/O分配；（3）运用模块化思想使用三菱GX DEVELOPER编写PLC程序，实现车库的自动控制；（4）运用模拟软件调试程序；（5）设计完成组态画面，建立模拟仿真画面；（6）调试完成确定立体车库可以稳定运行。第2章 升降横移式立体车库机械部分设计21升降横移式立体车库的基本结构211升降横移式立体
