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基于PLC的立体车库系统设计与应用研究

内容摘要

经济的高速发展使得汽车进入了千家万户，对于车位的需求也与日俱增。传统自走式停车位已无法满足对车位的需求强度，因此，本文提出一种基于PLC控制的新型垂直升降式立体车库，设计功能完备、安全性和可靠性高的电气控制系统。为了提高立体车库的自动化程度，本文从车库系统硬件设计和软件设计两方面展开研究。首先，基于车库机械结构设计方案，分析车库功能，确定了其控制系统结构组成，然后进行车库硬件设计。接下来进行控制系统软件设计。最后对车库电气硬件安装和软、硬件调试阶段做出说明。

关键词：立体车库；PLC；遗传算法

目录

TOC\o1-3\h\z\u内容摘要 1

1绪论 3

1.1课题的背景及意义 3

1.2国内外发展现状 3

1.2.1国外发展现状 3

1.2.2我国发展现状 4

1.3本文的主要内容 4

2立体车库系统的总体设计 5

2.1立体车库系统的生产工艺概述 5

2.2立体车库系统控制需求分析 6

2.3总体设计方案 7

2.4系统器件选型 8

3系统硬件设计 9

3.1系统执行电机及变频器选型计算 9

3.2硬件平台及原理图设计 10

4软件程序设计 13

4.1系统控制总体设计 13

4.2各模块的程序设计 15

5结论 21

参考文献 22

1绪论

1.1课题的背景及意义

而在中国，机动车数量逐年增加。2018年，中国机动车数量超过327万辆，其中汽车2.4亿辆，2021年机动车数量增至395万辆，汽车数量为302万辆。2019年，中国城市常住人口超过8.5亿，城市化程度达到60.6%，每年有近1500万人进入城市。城市土地利用指数普遍饱和，一、二级城市停车难问题日益突出。故为缓解城市停车难问题，加大大型立体停车设施的研发力度势在必行。

立体车库通常建在大型商业区、住宅区、商业办公室、政府机构和其他人口稠密的单位。空间占用量很大，可建造多达25层的垂直立体起重机，从而最大限度地利用地面空间，降低停车费用。1辆汽车和1个座位可以减少道路拥挤，占据人行道和非机动车道路，维持城市良好的生活和交通秩序。安装在社区内的地下和地下立体车库将大大缓解业主的停车压力，从那时起，紧急车道将变得畅通无阻，一旦发生故障，可以立即处理。

1.2国内外发展现状

1.2.1国外发展现状

张刚刚[1]等开发了以PLC和伺服控制为核心的在线立体车库控制系统，辅以非接触式读卡器和客户移动技术。周超[2]等开发了以单片机为主要控制处理器的车库控制器，大大降低了控制成本。但是，微型计算机的编程同时很复杂，只能在小型车间中使用。对于大中型车间的控制要求，PLC控制器仍是首选的控制技术。邢子真[3]等人设计了智能立体车库，可用于对集停车充电于一体的电动汽车进行充电，按照目前国家发展新能源汽车的政策，具有广阔的市场前景。林富玉[4]等人开发了智能车库云平台系统，实现了车库运行的实时监控，结合互联网技术实现了远程在线监控和管理。并基于RS485的通信协议。王宇恺[5]等建立了主控制设备与LED显示屏、识别卡读卡器等通信设备之间的通信网络，实现了数据的实时集成和管理，并应用于工程应用。董坤朋[6]开发设计了一个基于VB.NET的车库门远程监控管理系统，VB的优点是学习容易，但应用范围窄。当前，上位机的主流使用较多的VC和Labview。以c#为基础，王华祎[7]研制了水平机械车库的顶升监测软件。我第一次在德国巴黎看到它。它是水力驱动的，产品高度只有100毫米。原梳举改为挤出轮胎使车动，当停车场与卡车相互作用时，整辆车的升降高度小于50mm，使单层净高度达到最低水平，大幅度增加同一高度的停车场数量，并减少建造和安装单位停车场的费用。王终军[8]提出国内企业还推出了自己的轮胎充电器，并申请了相关专利。例如山东天辰汽车牵引综合智能运输有限公司PLC+变频器+服务器控制模式实现车轮的自动定位和夹紧。

1.2.2我国发展现状

孟宪玖[9]提出中国重型机械行业协会停车场设备，2017年中国机械停车场设备总销售额达到15529亿元，占中国(包括专用汽车电梯)的95.2%，国外约为4.8%。全年新建三维车库2516个，新建停车场811100个。包括1959年的垂直和水平车库，占77.86%，新停车场673800个，占83.05%。秦洪浪[10]认为而新泊车位虽然较2016年增加了11.32%，但仍远低于市场需求。而如此巨大的需求差距要求更为智能化的立体车库融入多个技术学科。

1.3本文的主要内容