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低成本、开放型机械式立体车库控制系统研究及设计

作　者: 李德仓
导　师: 孟建军
学　校: 兰州交通大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 低成本 立体车库 控制系统 S7-200 PLC 安全
分类号: TP273.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


2010年汽车产销快速增长,产销量双超1800万辆,居世界第一。随着汽车的日益普及,停车难问题变得非常突出。土地资源严重匮乏,致使建设立体车库势在必行。然而许多在役的大型机械式立体车库存在很多问题,例如：造价成本高、设备结构复杂、维护维修不方便、相对比较故障率高、高峰时依次取车时间过长、实用性差等,针对这些问题以及本课题的实际需要,通过查阅和检索相关文献,设计了一套优质、高效、经济的低成本、开放型机械式立体车库控制系统。立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及科学寄存的仓储设施。本课题以较为典型的垂直升降式立体车库为研究对象,选择两区三层六列式车库结构为研究模型,就其组成部分而言,可分为三大部分：车库结构部分、人机交互系统部分和控制系统部分。本文在借鉴国内外机械式立体车库的基础上,对低成本、开放型机械式立体车库的主体结构进行设计和简单的阐述,主要对车库的PLC控制系统作了详细地设计和说明,并初步完成实验室调试工作。立体车库作为一种特殊的仓储设施,在存取车过程中必须保证人、车和设备的安全,根据国家关于机械式停车设备通用安全要求的标准,再根据低成本、开放型机械式立体车库控制系统的实际控制需求,在低成本、开放型机械式立体车库控制系统中使用了一些必要的安全技术,这样保证了人、车和设备的绝对安全,使得整个车库可以安全平稳的运行。本文在对低成本、开放型机械式立体车库设计和研究的基础上,开发了低成本、开放型机械式立体车库控制系统,对控制系统的自动控制作业模式(在线作业模式)和手动控制作业模式(离线作业模式)进行了详细的研究,采用计算机网络通讯技术、现场总线技术、PLC控制技术等,设计了集中管理、分布式控制网络控制系统。实现了低成本、开放型机械式立体车库控制系统自动化、信息化的管理与控制。确保了低成本、开放型机械式立体车库存取车作业过程中的安全性和高效性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 立体车库的发展现状及趋势  9-11
    1.1.1 立体车库发展状况  9-10
    1.1.2 立体车库的发展趋势  10-11
  1.2 立体车库存在的问题  11
  1.3 低成本、开放型机械式立体车库的优点和技术可行性分析  11-12
    1.3.1 低成本、开放性机械式立体车库的优点  11-12
    1.3.2 低成本、开放型机械式立体车库的技术可行性分析  12
  1.4 本文研究主要内容和要解决的主要关键问题  12-14
    1.4.1 课题研究主要内容  12-13
    1.4.2 课题解决的主要关键问题  13-14
2 低成本、开放型机械式立体车库总体方案  14-25
  2.1 低成本、开放型机械式立体车库工作原理  14-15
  2.2 低成本、开放型机械式立体车库组成部分  15-23
    2.2.1 框架结构  17-20
    2.2.2 PLC控制系统  20-21
    2.2.3 人机交互系统  21-23
  2.3 低成本、开放型机械式立体车库系统网络模型及配置  23-24
    2.3.1 系统网络模型  23-24
    2.3.2 系统网络配置  24
  2.4 低成本、开放型机械式立体车库技术指标  24-25
3 低成本、开放型机械式立体车库控制系统设计  25-62
  3.1 控制系统控制要求及总体方案  25-33
    3.1.1 控制系统控制要求  25-29
    3.1.2 控制系统总体方案  29-33
  3.2 立体车库控制系统设计  33-53
    3.2.1 PLC在低成本、开放型机械式立体车库中的应用  33-38
    3.2.2 S7-200 PLC的技术性能指标和功能  38-40
    3.2.3 立体车库控制系统PLC硬件设计  40-48
    3.2.4 立体车库PLC控制系统软件设计  48-53
  3.3 立体车库控制系统网络组态  53-62
    3.3.1 立体车库上位机网络组态  53-57
    3.3.2 立体车库下位机PLC网络组态  57-62
4 系统通讯设计  62-68
  4.1 PLC与上位监控计算机的通讯  62-65
    4.1.1 PLC与WinCC通讯特点  62-63
    4.1.2 监控机与PLC通讯协议  63-65
  4.2 PLC与基于单片机的人机交互系统的通讯  65-68
    4.2.1 通讯协议  65-66
    4.2.2 通讯协议的数据流结构格式  66
    4.2.3 通信实现  66-68
5 系统安全性考虑和可靠性设计  68-73
  5.1 概述  68
  5.2 系统安全性考虑  68-69
  5.3 系统可靠性设计  69-73
    5.3.1 硬件可靠性设计  69-71
    5.3.2 软件可靠性设计  71-73
6 系统调试  73-81
  6.1 立体车库控制系统调试内容及步骤  73-79
  6.2 系统调试结果  79-81
结论与展望  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
攻读学位期间的研究成果  87

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统 > 计算机控制、计算机控制系统
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