1. 研究目的与意义
随着经济的飞速发展和人们生活水平的提高，汽车已经成为人们常见的交通工具，然而汽车数量的快速增长和城市停车位有限的矛盾越来越突出，带来了交通拥堵、乱停乱放等问题。一些城市采用了改变城市布局、限制汽车数量、提高停车费用、增加停车场等方式，但是“停车难”还是成为很多城市常见的问题。利用有限的停车面积最大限度增加停车车位数量的立体车库，正是顺应了社会的需求而产生的。立体车库有效利用了平面停车位的空间区域，增加了土地利用率、改善了生活环境，在一定程度上还缓解了乱停乱放现象。
基于此，本课题要求以PLC为控制核心，设计一款双层升降横移式立体停车库，并结合组态软件，实现汽车的完整存取过程，要求系统操作简单。
2. 课题关键问题和重难点
立体车库的控制系统可以采用单片机、plc和继电器控制等。继电器控制接线复杂，而且控制要求不易改变；采用单片机控制抗干扰能力差、故障率高、不易扩展；plc控制精度高、可靠性高，并且plc还有运行速度快、组态灵活、编程简单等特点。确定plc作为该车库的控制器。本设计将研究综合地形、结构等多种因素考虑，最终确定双层升降横移式立体停车库为本文中研究的车库形式。
课题难点：
（1）选用哪款plc软件及plc与组态软件之间的通讯
3. 国内外研究现状（文献综述）
随着人民生活水平的不断提高，私家车的数量日渐增长，随之而来的就是停车位难以满足现有车辆的停车。如何解决这一问题？目前有两种方法:第一,开放部分单位停车场，但这种方法似乎并不能完全解决停车难的问题；第二，利用现有停车场资源，很多地下车库空间没有利用，可以有效利用其空间资源，设计立体车库停车场，在原有的一层停车场上构建多层停车场，这种立体车库，不用额外占地建造，使用非常方便，控制简单，可以有效缓解停车难这一城市难题 ref _ref25621 \r \h [1]。立体车库目前己经开始在城市商业、娱乐中心附近大量修建，而随着私家车种类的不断增多，立体车库就需要满足不同人群的要求，且能根据市场的需求进行产品多样化拓展。立体车库在改善停车环境的同时，还存在一些问题需要解决，主要如造价高、维护成本高、操作复杂，不方便管理、取车时间长等。这对其进一步发展应用造成了一定影响。同时也影响其在住宅小区、办公单位等场所的应用。为此就需要建设一些维护运行成本小、高度可靠稳定的立体车库来满足此方面要求，为小面积停车场的发展提供支持 ref _ref25840 \r \h [2]。
美国是科技发展的超级强国，同样世界上第一座立体车库于 1918 年在美国诞生，立体车库的发展至今已经有 90 多年的历史。国外发展立体车库较早的有美国、日本、韩国、德国等国家，在停车技术领域的研究处于世界领先水平。由于立体车库的建立，停车难问题在这些国家得到了较好地解决，同时这些国家成为立体车库技术和设备的输出国。在亚洲，应用较普遍的是日本和我国台湾省[9]。欧洲国家对立体车库技术的研究也比较早。比如意大利sotefin、interpark和德国palis 等。但是欧洲国家人口密度分布比较均匀，相对土地资源比较充足，停车难问题表现比较平和，所以建立和管理成本较大的立体车库应用市场相对不是很大。立体停车产品主要是巷道堆垛式和多层升降横移式。德国的立体车库行业发展水平很高，生产停车设备的厂商超过 20 家，其中以 klaus 和 otto wohr 两家公司为代表。欧洲国家在巷道堆垛类停车设备产品上优势非常明显。日本是亚洲最早研究立体车库的国家。由于日本人口众多，分布特别密集，再加上汽车工业非常发达，立体停车设备在日本有广泛的市场需求。日本从二战后经济复苏阶段开始研究立体车库，目前约有 200 多家公司在从事立体车库行业设备开发、制造、销售，比较有影响力的公司有新明和、石川岛、三菱重工等。
立体车库在我国研发、应用的比较晚，上世纪80年代前为空白，主要是因为我国汽车工业不发达，没有市场需求。我国对立体车库的早期研究开发工作始于20世纪 80年代中期，从国外引进和生产立体车库始于 20 世纪 90 年代，距今已有将近 20 年的历程。2003 年以来，进入稳步发展和快速增长的我国机械式立体停车库在种类和功能上都有很大的提高。目前国内有立体车库生产制造厂家近百家，其市场已具备一定规模，产品类型丰富，有些设备已开始出口，但目前尚缺乏行业标准。立体车库对于我国而言还是一个新兴的产品，发展时间较短。但是我国人口众多，城市人均面积非常有限，发展立体车库显得非常有必要，从实际情况来看，我国立体车库行业始终保持着快速发展的趋势 ref _ref25983 \r \h [3]。
4. 研究方案
目前常见的立体车库类型有升降横移式，垂直循环式，巷道堆垛式等。用户使用时需将车辆停放在载车板上，载车板将在控制系统的调动下，由传动系统进行移动以完成调取，并由传感器提供其位置和状态信息。传动系统一般包括电机，变频器，钢缆，滑轮等，以钢缆牵引或载车板底部滑轮传动完成升降和横移。控制系统则包括可编程控制器即plc，触摸屏等设备，触摸屏可作为上位机供用户操作，并和可编程控制器进行操控指令与设备数据的传输。安全防护系统包括防坠挂钩装置，急停系统等，防坠挂钩装置主要结构由牵引电磁铁，推拉杆，l型钩和载车板上的u型槽等组成。本设计采用的二层三列升降横移类立体车库的工作原理为：一层两个载车板可在一层左右水平横移，且预留出一个空缺供上层车位降下和载车板移动周转使用，二层三个载车板可上下垂直升降。顶层车位分别为 1 号、2 号、3 号车位。底层车位分别为 4 号、5 号、6 号车位。当用户需要调取一层车位时，可直接在一层进行存取操作；调取二层车位时，车库控制系统将相应载车板下方留出空位，并降下载车板供用户进行操作。本设计的立体车库构造图如图1所示，实际每一层的车位可以增加。
5. 工作计划
第 1 周：接受任务书，领会课题含义，按要求查找相关资料；翻译相关英文资料；
第 2 周：阅读相关资料，理解有关内容；写出开题报告一份；
第 3 周：确定传感器、显示电路等，参阅有关资料，分析信号调理电路工作原理；
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