蒋鹏开题报告修改

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中 北 大 学

毕业论文开题报告

学 生 姓 名: 蒋鹏 学 号: 1002044147

学 院: 机械与动力工程学院

专 业: 机械电子工程专业

设计(论文)题目: 基于PLC的立体车库模拟仿真研究

指导教师: 原 霞

2014年 3 月 6 日

开题报告填写要求

1.开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业论文工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;

2.开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;

3.学生写文献综述的参考文献应不少于15篇(不包括辞典、手册)。文中应用参考文献处应标出文献序号,文后“参考文献”的书写,应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写,不能有随意性;

4.学生的“学号”要写全号(如0201140102,为10位数),不能只写最后2位或1位数字;

5. 有关年月日等日期的填写,应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”;

6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写,不得随便涂改或潦草书写。

毕 业 论 文 开 题 报 告

1.结合毕业论文课题情况,根据所查阅的文献资料,撰写2000字左右的文献综述:

文献综述

为了缓解由于城市的快速发展而带来的停车困难问题, 采用功能强大的OMRON

CPM2A60CDRD可编程控制器( PLC)作为控制器, 设计了两层的升降横移式立体车库。根据立体车库应实现的功能和安全性要求, 完成了车库控制系统的硬件电路设计, 并采用梯形图编写了PLC 控制程序, 实现了立体车库存取车的自动控制, 最后利用组态王

组态软件对其进行了模拟仿真。研究结果表明, 该立体车库控制系统能完全实现自动存取车功能,并且具有很高的安全性能。

1、研究背景

目前,我国主要城市停车设施的建设远远落后于道路建设和汽车工业的发展,由此所带来的一系列问题令人担忧。尽管上世纪90年代末立体车库在我国的应用尚处于起步阶段,但随着市场上对大规模存车库需求的出现,进入2000年后,机械立体车库开始快步进入房地产配套市场[1]。立体车库主要有升降横移式、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直提升式、圆型水平循环式。其中,升降横移式具有结构简单、操作方便、安全可靠、造价低廉等优点, 在国内立体车库市场上占有绝对优势[2] 机械结构主要由载车板、钢结构和电机组成, 其机械结构的实物图如图2所示。因为这是一个小型立体车库, 故系统采用链条作为主要传动机构, 电机采用带减速器的电机。这样使传动机构简单, 而且速度较低。其关键部分是载车板, 它需要进行水平及垂直两个方向的移动。垂直移动用升降电机驱动链条来完成, 水平移动由横移电机驱动滚轮来实现。由图可见它是由上、下两层构成的。上层为升降载车板,可上下升降, 底层是横移载车板, 当有指令时, 各个载车板移动到指定位置[3]。

升降横移式立体车库实物图

2、主要内容

立体车库结构特点是:底层只能平移,顶层只能升降,中间层既可平移又可升降。除顶层外,中间层和底层都必须预留一个空车位,供进出车升降之用。当底层车位进出车时,无需移动其他托盘就可直接进出车;中间层、顶层进出车时,先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完成后再上升回到原位置[4]。其运动的总原则是:升降复位,平移不复位。本设计研究的内容是实现立体停车库的的下位机部分。PLC是以微处理器为基础,综合自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置,它具有体积小,功能强,程序设计简单,灵活通用,维护方便等一系列的优点,特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工业环境的能力,使它成为大规模控制工程的理想下位机[5]。此次所设计的立体停车库也是使用PLC进行下位机的控制及使用。

3、设计方案

(1)、控制电路设计

PLC 控制程序采用模块化编程形式[7]。以单排三层三列立体停车库库PLC控制电路的设计输入,采用西门子公司的S7-200 PLC为控制器,I/O列表:

输入 输出

模式运行开关 I0.0 1#电机带动托盘水平向右运转信号 Q0.0

急停开关 I0.1 1#电机带动托盘水平向左运转信号 Q0.1

水平原点限位开关 I0.2 2#电机带动托盘垂直向上运转信号 Q0.2

水平右限位开关 I0.3 2#电机带动托盘垂直向下运转信号 Q0.3

一层限位开关 I0.4 3#电机带动托盘水平向前运转信号 Q0.4

二层限位开关 I0.5 3#电机带动托盘水平向后运转信号 Q0.5

三层限位开关 I0.6

一列限位开关 I1.0

二列限位开关 I1.1

三列限位开关 I1.3

地址选择信号

一列选择开关 I2.0

二列选择开关 I2.1

三列选择开关 I2.2

一层选择开关 I2.3

二层选择开关 I2.4

三层选择开关 I2.5

模式运行开关:选择手动和自动模式。急停开关:立即停止开关。

(2)、软件程序设计

1、安装STEP7-Micro/WIN32编程软件。

2、STEP7-Micro/WIN32编程软件是西门子公司专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件,它是基于Windows的应用软件,功能强大,既可用于开发用户程序,又可实时监控用户程序的执行状态。

3、使用STEP7-Micro/WIN32编程软件,根据I/O资源分布表进行梯形图的编译。

4、STEP7-Micro/WIN32提供的三种程序编辑器(梯形图、语句表及功能表图)都可以在PLC运行时监视各个编程元件的状态和各个操作数的数值。以便进行程序的调试及监控。

(3)、组态设计

1、新建一个组态新画面;

2、制作组态画面;

3、定义画面变量;

4、连接动画;

5、运行与调试。

4、技术路线

根据以上方案设计,立体车库控制的监控系统:

(1)、用PLC与PC机上WINDOWS[3]操作系统结合的方法建立一个与客户端相连接的数据库。

(2)、在PLC与计算机的通讯接好之后。首先将编制的用户程序写入PLC控制器,然后再运行PLC的程序,根据接收控制信号判断动态模拟的动作是否与要求符合,一次判断编制PLC程序是否符合设计要求。

(3)、无论是在通讯中使用的变量,还是在动态模拟中控制的对象都应该是一致的,这样才能对应好。

(4)、进入动态模拟,PLC梯形图程序为有工作进入时,托盘传感器发信号给PLC,相应电机转动或者停止。

(5)、记录所需参数与主界面各个对应文本框连接,直接实现设备全面统一管理,操开始到达位置等待10秒,启动N列限位开关,N列选择开关等待10秒,启动M列限位开关,M列选择开关等待10秒,托盘向前移动进车等待10秒,托盘向后移动开始复位动作等待10秒,启动水平右限位开关等待10秒,启动水平原点限位开关托盘复位,回到原点,系统复位,等待存取车启动急停开关否是

作简单,效率高,界面简洁。

取车的流程图跟存车的流程图类似,只是到达指定位置之后,托盘的动作顺序相反。

立体车库工作流程图

参考文献:

[ 1] 赵瞻, 郭淑娟. 基于电液比例位置系统的模糊自整定PID控制器[ J]. 机电工程,

2006, 23( 11): 59- 62.

[ 2] 王军伟, 金燕. 基于模糊理论PID控制器的设计方法及仿真研究[ J]. 机电工程,

2008, 25( 11): 38- 40.

[3]张长缨, 张侃谕. 智能型立体车库的构成及智能化方案[J]. 自动化与仪表, 2002,

17(1): 35-37.

[4]贺文华. 升降横移式立体车库的控制研究与仿真实现 [D][D]. 西安: 长安大学,

2006.

[5]黄敏, 花有清. 基于 PLC 的立体车库控制系统[J]. 机电工程, 2009, 26(10): 存车选择停车位号选择取车位号开始取车存车进程取车进程存车成功取车成功结束

105-108.

[6]阮文韬. 基于组态软件的住宅小区停车场模拟控制系统设计[D]. 电子科技大学,

2012.

[7]SHEARER J L. Study of pneum atic pro cess in the continuous contro l o f

m o tion w ith compress a ir [ J] . Trans.ASME, 1956, 2( 2) : 233- 242

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