新型垂直升降式立体车库的控制系统研究开题报告

 2023-12-06 09:12:15

1. 研究目的与意义

随着我国经济与科技的发展,人民的物质生活水平不断提高,汽车作为一种快捷的出行工具,已经成为众多家庭的代步工具。私家车的数量不断增加,停车难的问题也逐渐显现出来,出现了土地面积有限和不断增多的汽车数量之间的矛盾。为了应对停车难的问题,市场上也出现了各种种类的机械式立体停车设备,这种设备由于其占用面积小和空间利用率高等特点,深受人们的喜欢。但是由于现有机械式立体车库存取车辆时间长、性能不稳定等缺点,造成使用率低、推广慢。因此,开发高智能、高稳定、高性能的立体车库已经迫在眉睫。针对上述问题,研究新型垂直升降式立体车库对于解决停车难问题进一步提高车辆交通管理水平,有着重要的应用价值。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

(1)立体车库存取效率和车库存取策略有很大关系,对立体车库的存取策略路径进行优化研究,对不同存取策略进行仿真模拟和应用分析,选择合适的存取策略。

(2)在简单优化的存取策略的基础上提高自动化程度,根据系统需求对PLC、执行电机、变频器进行选型,选择所需的硬件平台,进行原理图设计,编写优化PLC程序,运用组态软件对立体车库系统进行设计,进行人机画面的开发和仿真模拟测试。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

最早的立体车库于1918年修建于美国,由美国的机械工程师设计和修建了第一座升降式的停车库。从第一台立体车库的研发和制造到如今立体车库已经有一百多年的发展史,立体车库的技术愈加成熟,应用范围也越来越广泛。上世纪六十年代,伴随着经济的复苏和发展,许多发达国家都开始研究立体车库,不仅美国与欧洲相继发展各自的立体车库行业,推出了很多种类的结构,而且在日本和韩国,也紧随其后。不过其中发展速度最快和水平最高的还是德国,因为德国是工业制造大国,工业基础强大,所以在立体车库的研究上,技术水平很高。德国和日本因为人口、国土面积的原因,在停车的问题上也是首当其冲。为了解决停车问题,两国政府鼓励和支持相关产业的发展,希望能够解决停车难的问题。从二十世纪八十年代开始,日本制造立体车库的技术,逐渐被引进到韩国、香港、澳门、台湾等经济发达的国家和地区。韩国是其中吸收和消化的比较好的国家。韩国大概有一百多家从事与立体车库相关的企业,其中包括盛名在外的现代集团、三星集团等。

我国的立体车库相对于国外的发达国家研究较晚。从农业大国到自行车大国,再到工业大国,这其中还有很长的路需要走。我国1993年从国外引进国外的先进的立体车库控制工艺,距今已经有29年的生产制造和研发的历史。改革开发以后,随着停车位远远不能满足汽车停车的需求,国内企业迅速发展,促进了立体车库的发展。立体车库也逐渐有了市场,同时也得到了更多用户的认可使得立体车库产业得到了迅速的发展。

立体车库存在多种结构形式,根据我国机械行业标准JB/T3713-1998规定,将立体车库分为以下六大类:升降横移类、垂直升降类、垂直循环类、平面移动类、巷道堆垛类、简易升降类。其中新型垂直升降式智能立体车库控制系统采用PLC为控制器,同时搭配了分布式IO作为扩展模块,使用C#语言开发上位机平台,结合WPF界面开发框架实现软件界面展示和系统运行数据记录。在系统功能上要求系统能够平稳运行,操作界面通俗易懂,故障报警清晰准确,并且能够将车库执行部件的每一个运行状态在界面进行输出展示。整个系统分为手动模式和自动模式,当系统判定报警之后,自动切换为手动模式,通过手动操作实现故障排除。同时设计了用于手动操作时的HMI人机界面,用于排除故障时控制相关执行部件的单步动作。在自动模式下,系统进行无人值守,自动完成存取车操作。

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4. 研究方案

1)通过查阅资料,了解新型垂直升降式立体车库的工作原理和特点。新型垂直升降式立体车库占地小,容量大,适用于高度不受限制的超高层、更加狭长地块侧面出入场景,可以同时满足几十辆车的存取需求。

2)采用分布式IO控制与主、从站PLC相配合的方式,实现关键设备如搬运车的单独调试。

3)对新型垂直升降式立体车库控制系统进行研究,采用PLC为控制器,同时搭配分布式IO作为扩展模块,使用c#语言开发上位机平台,结合WPF界面开发框架实现软件界面展示和系统运行数据记录。通过自动模式与手动模式的切换,手动实现故障排除。在自动模式下,系统进行无人值守,自动完成存取车操作。

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5. 工作计划

2023.1.10~2023.1.30 完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.31~2023.2.5 指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6~2023.3.19 按照开题报告的方案,开始毕设课题的计算及设计。

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