基于PLC的垂直升降式立体车库控制系统的设计与研究

发布时间：2017-10-12 09:03

  本文关键词：基于PLC的垂直升降式立体车库控制系统的设计与研究

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【摘要】：立体车库是一种集机械、电气、软件、通信技术为一体的综合自动化系统,可有效解决城市停车难问题。当前,城市用地逐渐紧缺,因而选择占地面积小、空间利用率高的垂直升降式立体车库作为研究对象。针对该类型立体车库存在的存取效率低、控制系统安全可靠性低等问题,在改进存取机构的基础上,完成对立体车库控制系统的设计与研究。本文通过研究立体车库国内外发展与现状,对比分析了垂直升降式立体车库的优点、应用前景与问题。设计了车库的总体方案,采用电梯式布局,对车库的升降机构、横移机构、旋转台机构的具体原理与结构进行分析与设计,并阐述了车库控制系统方案及工作原理。论文重点对垂直升降式立体车库控制系统的硬件和软件进行设计与研究。选取西门子S7-300系列PLC为控制器,对检测部件、电机、变频器进行了选型,并分配了各元器件的输入、输出口地址。分析了控制器、变频器、编码器之间的通信并完成了对控制系统的硬件组态。在控制系统软件设计中,提出了上位机及下位机的具体控制功能,并基于IEC61131-3的标准模型对程序进行了功能划分,通过STEP7完成了PLC程序设计。利用WINCC组态软件完成监控系统的组态及人机界面设计,同时利用STEP7、WINCC、PLCSIM三种软件联合仿真验证了PLC程序及监控软件的可行性。最后对立体车库控制系统的安全可靠性进行了分析,并给出了提高车库控制系统安全可靠性的具体硬件措施和软件措施。本文可为垂直升降式立体车库的设计在提高存取效率、提高车库控制系统安全可靠性方面提供重要参考。
【关键词】：立体车库 垂直升降式 PLC 控制系统 WINCC
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U491.71;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 课题研究的背景与意义9
• 1.2 立体车库概述及主要类型9-10
• 1.2.1 立体车库的概述9
• 1.2.2 立体车库的主要类型9-10
• 1.3 立体车库的国内外发展与研究现状10-13
• 1.3.1 国外立体车库的发展与研究现状10-11
• 1.3.2 国内立体车库的发展与研究现状11-13
• 1.4 研究目的与内容13-15
• 2 垂直升降式立体车库的总体设计15-26
• 2.1 垂直升降式立体车库的结构设计15-21
• 2.1.1 立体车库的主要技术指标15
• 2.1.2 车库的总体结构15-17
• 2.1.3 车库的升降机构17-18
• 2.1.4 车库的横移机构18-20
• 2.1.5 旋转台机构20-21
• 2.2 垂直升降式立体车库控制系统方案21-23
• 2.2.1 控制系统功能21-22
• 2.2.2 控制系统构成22-23
• 2.3 垂直升降式立体车库的工作原理23-25
• 2.3.1 存车过程24
• 2.3.2 取车过程24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 3 垂直升降式立体车库控制系统的硬件设计26-41
• 3.1 PLC技术及选型26-28
• 3.1.1 PLC技术26-27
• 3.1.2 PLC的选型27-28
• 3.2 检测部件的选择28-29
• 3.3 驱动电机的选择29-32
• 3.4 变频器的选择32-34
• 3.5 PLC接口分配34-37
• 3.6 硬件系统通讯37-39
• 3.6.1 上位机与PLC通信37-38
• 3.6.2 PLC与变频器通信38-39
• 3.6.3 PLC与编码器通信39
• 3.7 控制系统硬件组态39-40
• 3.8 本章小结40-41
• 4 垂直升降式立体车库控制系统的软件设计41-62
• 4.1 控制系统软件设计目标41-42
• 4.1.1 上位机监控功能41
• 4.1.2 下位机控制功能41-42
• 4.2 PLC程序设计42-56
• 4.2.1 编程软件及编程原则42
• 4.2.2 控制系统程序流程图42-46
• 4.2.3 程序功能划分46-50
• 4.2.4 控制系统程序编写50-56
• 4.3 WINCC组态软件监控系统设计56-58
• 4.3.1 监控系统软件56
• 4.3.2 监控系统组态56-57
• 4.3.3 立体车库监控系统人机界面设计57-58
• 4.4 车库存车过程仿真分析58-61
• 4.4.1 仿真分析的通讯连接58-59
• 4.4.2 车库存车过程仿真59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 5 垂直升降式立体车库控制系统安全可靠性的分析与设计62-70
• 5.1 车库的安全性62
• 5.2 车库控制系统的可靠性62-66
• 5.2.1 可靠性定义与指标62-63
• 5.2.2 PLC控制系统的可靠性63-64
• 5.2.3 车库控制系统的可靠性64-65
• 5.2.4 车库控制系统可靠性影响因素65-66
• 5.3 提高控制系统安全可靠性的硬件措施66-67
• 5.3.1 提高控制系统安全性的硬件措施66-67
• 5.3.2 提高控制系统可靠性的硬件措施67
• 5.4 提高控制系统安全可靠性的软件措施67-69
• 5.5 本章小结69-70
• 总结70-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-75
• 攻读学位期间的研究成果75

【参考文献】

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本文编号：1017811