提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫

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1、遼寧工程技術大學課程設計 課 程 設 計 題 目：提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫設計 提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫設計 指導教師評語 成 績 指導教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 III 摘 要 靜態(tài)交通問題是我國大中城市規(guī)劃和建設中一個需要迫切需要解決的問題。立體車庫的提出和投入使用，大大地緩解了這個城市問題。但鑒于現(xiàn)有的立體車庫大多是機械式的，沒有實現(xiàn)機電一

2、體化，導致立體車庫的使用率很低。本文介紹了自動化立體車庫的主要類型和基本特點，著重以提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫結構、容量和安全問題以及PLC技術在立體車庫中的運用。 關鍵詞：立體車庫 提升旋轉(zhuǎn)式 PLC Abstract The static transportation question is the question which in our country big or media-sized cities plan and the construction a need urgent needs to solve. Three

3、-dimensional garages statement and is operational, alleviated this urban question greatly. But in view of the fact that the existing three-dimensional garage mostly is the mechanical type, has not realized the integration of machinery, causes the three-dimensional garage the utilization ratio to be

4、very low.This article introduced the automated three-dimensional garages predominant type and the essential feature, promote the rotary system automation three-dimensional garage structure, the capacity and the security problem as well as the PLC technology emphatically in the three-dimensional gara

5、ge utilization. Key word：three-dimensional garage promotion rotary PLC 目 錄 1 引言 1 2 立體車庫概述 1 3 提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫 2 3. 1 提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫總體設計 2 3. 2 立體車庫車輛提升機構設計 4 3.2.1 提升機構的方案和參數(shù)選擇 4 3.2.2 提升機構的設計 6 3.3 立體車庫車輛傳動板設計 7 3.4 立體車庫車輛存取機構設計 7 3.4.1 存取機構的方案選擇 7 3.4.1 存取機構的設計 8

6、 3.5 立體車庫自動控制系統(tǒng)設計 9 3.5.1 自動收費管理系統(tǒng)設計 9 3.5.2 自動存取車系統(tǒng)設計 9 3.5.3 遠程診斷系統(tǒng)設計 10 3.5.4 自動道閘設計 10 3.5.5 監(jiān)控安保系統(tǒng)設計 10 3.6 立體車庫電氣系統(tǒng)設計 12 3.6.1 控制系統(tǒng)的組成 12 3.6.2 PLC控制系統(tǒng)設計 12 3.6.3 PLC控制系統(tǒng)程序設計 13 3.6.4 軟件設計中關鍵問題的處理 13 3.7 提升旋轉(zhuǎn)式車庫技術特點 14 4 結束語 14 5 參考文獻 15 遼寧工程技術大學課程設計 1 引言 隨著國民

7、經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，我國城市汽車擁有量急劇增加。城市發(fā)展，交通先行，不要讓停車難成為交通的負擔。發(fā)展動態(tài)交通更應兼顧靜態(tài)交通。除出租車外，一般情況下機動車10％的時間在路上走，90％的時間停著，而我們現(xiàn)在往往重視動態(tài)交通建設，卻忽視了更為重要的靜態(tài)交通。補救靜態(tài)交通問題的關鍵，在于采取一些切實可行的方案。利用現(xiàn)有的環(huán)境條件，借鑒國外先進的理念。比如可以在無停車場的公共場所內(nèi)，興建自動化立體車庫。立體車庫由停車托盤、升降機構、橫移機構、控制系統(tǒng)和安全系統(tǒng)等組成，主要停放轎車和小型面包車。目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、

8、圓形水平循環(huán)式。本設計提出的提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫嚴格來說屬于垂直提升式立體車庫的改進版，它是結合PLC技術開發(fā)出來的自動化立體車庫。可編程控制器(PLC)集微機技術、自動化技術、通訊技術為一體，可靠性強、性價比高、設計緊湊、擴展性好、操作方便，因此在自動停車系統(tǒng)中通常作為電控核心。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)，還可使用工業(yè)現(xiàn)場總線(Profibus或Devicenet)構成PLC網(wǎng)絡，實現(xiàn)自動控制。車庫特點是：車輛的存取動作由中軸電梯配合轉(zhuǎn)動控制機構來完成，車庫呈放射狀分布，大大提高了車庫容量，車輛出庫時司機不需要再轉(zhuǎn)車。 2 立體車庫概述 車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟、交通發(fā)展到一定程

9、度產(chǎn)生的結果，立體車庫的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近30～40年的歷史，無論在技術上還是在經(jīng)驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發(fā)立體車庫，距今已有十幾年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體車庫以其平均單車占地面積小的獨特特性，已被廣大用戶接受。 立體車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，立體車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層立體車庫，可使地面的使用率提高80％～90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，5

10、0平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 立體車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉(zhuǎn)。應該說，立體車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。立體車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立立體車庫。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 3 提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫 3. 1

11、提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫總體設計 本設計提出的是具有旋轉(zhuǎn)托盤裝置的全自動化立體車庫是一款新穎的自動化立體車庫。它是針對商業(yè)區(qū)附近大流量的私人轎車來設計的。其主要特點是：可以快速準確定位存取車，安全可靠；取車過程中，可將汽車自動換向；容量可按車庫的直徑來系列安排；外型美觀大方，可以建筑物并設，也可單獨設置，與環(huán)境融洽結合；高效利用土地，占地面積最少，因此在寸土寸金的大中城市的發(fā)展前景很看好，特別適合應用于商業(yè)中心區(qū)等地段。主要技術參數(shù)劍表1. 表1 主要技術參數(shù) 項目 規(guī)格 車位數(shù) 102 層數(shù) （參考）13 停放車輛規(guī)格 5050X1850X1550（mm）重1700kg 電機

12、功率 4～6（kW） 升降平均速度 16（m/min） 圖1提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫外觀 車庫由可編程控制器（PLC）實現(xiàn)控制和管理。車庫停車層呈輻射狀布置多個停車位（以8個為例），如設計成13層，首層一個進車口，一個出車口，最多可停車102輛汽車。該型立體車庫可建設成大廈的副樓，也可以單獨成幢，外形美觀大方，和環(huán)境結合融洽。 圖2 提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫平面示意圖 提升旋轉(zhuǎn)式自動化立體車庫主要由以下幾部分構成： （1） 立體車庫主體結構建筑； （2） 具有交流變頻調(diào)速的車庫垂直提升機構； （3） 旋轉(zhuǎn)托盤機構； （4） 停車泊位的車輛輸送機構； （5）

13、載車板存儲調(diào)配系統(tǒng)； （6） 集散式車庫運行控制系統(tǒng)。 升降運動控制 升降位置控制 旋轉(zhuǎn)運動控制 旋轉(zhuǎn)位置控制 托盤運動控制 托盤位置控制 托盤運動控制 托盤位置控制 托盤儲存控制 托盤運動控制 車籃收發(fā)位置控制 車庫運動監(jiān)測系統(tǒng) 車庫溫度及防火監(jiān)測系統(tǒng) 車庫防水、防潮監(jiān)測系統(tǒng) 汽車電梯升降控制系統(tǒng) 旋轉(zhuǎn)托盤運行控制系統(tǒng) 單元車庫運行控制系統(tǒng) 車籃儲存調(diào)配控制系統(tǒng) 車庫安全運行控制系統(tǒng) 立體車庫運行控制及監(jiān)測系統(tǒng) 鋼絲斷頭監(jiān)測系統(tǒng) 圖3 基于PLC控制的運行控制及檢測 根據(jù)實際需要確定立體車庫的層數(shù)，本設計中立體車庫采用模塊化設計。機械部分包

14、括升降機構、回轉(zhuǎn)盤、托盤。存車過程：司機將車停在托盤上，檢測傳感器對汽車位置進行檢測，停好后司機確認，升降機構上升，同時回轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，到達目標車位后，液壓缸驅(qū)動托盤沿軌道進入車位，停車到位后，托盤返回，升降機構下降，取車過程剛好相反。 3. 2 立體車庫車輛提升機構設計 3.2.1 提升機構的方案和參數(shù)選擇 1． 起升靜功率為： 式中:Pj--起升靜功率，kw； 　 　PQ--起升載荷，N； 　 　vq--額定起升速度，m/s； 　 　η--起升時的總機械效率； 　 　ηt--卷筒的機械效率； 　 　ηc--升降機的機械效率； 　 　ηh--滑輪組的機械效率

15、。 2． 選擇電動機 根據(jù)起升靜功率選擇額定功率為5KW的電動機，滿載轉(zhuǎn)速為1440r/min。 根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速和滾筒轉(zhuǎn)速，查表選擇升降機最接近的傳動比為12.5。 則高速軸傳動比 則低速軸傳動比 3． 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 0軸：0軸即電動機軸 ?軸：?軸即升降機高速軸 П軸：П軸即升降機中間軸 Ш軸： Ш軸即升降機低速軸 (1)升降機構可有直流電機驅(qū)動和交流電機驅(qū)動。直流電機驅(qū)動的調(diào)

16、速性能好、運行平穩(wěn)、平層精度高(5mm以內(nèi)),但結構復雜、設備體積大、制造成本高。交流電機驅(qū)動有變壓調(diào)速控制和變頻變壓調(diào)速控制,其調(diào)速性能、運作平穩(wěn)性都能滿足停車庫的要求,平層精度也較高(15mm以內(nèi)),構造相對簡單,設備體積小、制造成本低。在提升載荷大和提升高度低時,也可考慮采用液壓驅(qū)動。(2)升降機構的安裝地點可有頂部安裝和底部安裝兩種。頂部安裝易于布局,易于解決鋼絲繩與其它物體的摩擦或卡住問題,鋼絲繩需要量少,但維修不便;底部安裝的特點與前相反。(3)升降機構可按有無平衡分為兩種;設置平衡重可使驅(qū)動電機功率減少約40%,減速器、驅(qū)動軸、制動器等也都相應減小,避免鋼絲繩多層卷繞和橫移,只增

17、加了約1.5t的平衡重及其導向裝置。(4)對于垂直循環(huán)式立體車庫,頂部安裝、設置平衡重是最好的方案。升降機構所用電動機型號選為Y132S-4,額定功率5.5kW,滿載轉(zhuǎn)速1440r/min,重量68kg。 3.2.2 提升機構的設計 減速裝置和鋼絲繩拽引輪對稱安置。設計升降機構考慮的問題有:(1)速度曲線:立體車庫的總體機械結構,采用電梯提升機和平移存取構型。車輛存取時間限制在120s,要求傳動裝置可高速度運行。平移機構存取車輛時,要求起升機構具有很高的平層精度,以減小撞擊。為了保證安全、低噪聲、平移起制動平穩(wěn),要求傳動裝置具有自動加減速功能,升降機構的驅(qū)動裝置采用了交流變頻調(diào)速技術。(

18、2)負載機械特征:升降機構是頻繁起制動設備,其運行中的大量時間處在加減速的過程中,升降機構帶有對重,因此它的負載機械特征分布于坐標系的四個象限內(nèi)。當升降平臺靜止或勻速運動時,表現(xiàn)為靜態(tài)負載機械特性。當其加減速運動時,表現(xiàn)為動態(tài)負載機械特性(除含靜態(tài)特性外,還含加速度造成的慣性轉(zhuǎn)矩)。 3.3 立體車庫車輛傳動板設計 主體部分尺寸為(30001200250)mm的傳動板裝有電動機,板內(nèi)裝有減速裝置(二級減速,錐齒輪傳動),最后輸出兩排(4個)直齒輪(直徑148mm,厚度 48mm),帶動齒條使托盤移動。托盤下面的滾子傳動裝置,可使托盤移動省力,并能防止托盤偏移。 立體車庫中旋轉(zhuǎn)機構的設計的

19、主要任務是在提升的過程中用來完成具體車位定位。由于車庫成放射形布置，而車庫中只安置一個提升裝置，主運動是提升運動，因此要設計一個輔助運動——旋轉(zhuǎn)運動來完成具體車位的定位。 為達到上述要求，在本設計中，在提升過程中不需要旋轉(zhuǎn)，而是在底層安裝一個可帶動傳動盤旋轉(zhuǎn)的平臺。只要有存取車命令，旋轉(zhuǎn)盤先帶動傳動板運動，將傳動板與車位對接，進行定位，再提升傳動板，就能達到準確存取車的目的。 3.4 立體車庫車輛存取機構設計 立體車庫的主要任務是在最短的時間內(nèi)安全地完成車輛的存取，而立體車庫中升降電梯的速度已定，因此設計一套合理而安全的存取機構將成為車庫設計的重要任務。設計合理可縮短存取車輛的時間，增加

20、車輛存取的安全性。 3.4.1 存取機構的方案選擇 下面擬定三種存取機構設計方案有貨叉式、平臺式、推拉式。 （1） 貨叉式存取機構安裝在升降臺上，每輛車只需一套，依靠貨叉的伸縮把車輛（與托盤一起）存入或取出。在車庫的每個循環(huán)（存車和去托盤，或存車和取車，或存托盤和取車）中，貨叉要伸縮兩次，而且貨叉（升降平臺）需做依次升降微動；貨叉結構比較復雜，維護不便；對升降平臺的平層精度要求較高；為使車庫能存放后部突起車輛（SUV等），需要增加車輛層高（約10%～15%）。 （2） 平臺式存取機構安裝在車位和井道兩側，動力源通過滾輪與停車平臺之間的摩擦力使停車平臺平移到車位或井道，實現(xiàn)存取車。在車

21、庫的每個工作循環(huán)（存車或取車）中，停車平臺只需來回一次，提高了車庫的工作效率；它對升降平臺的平層井道要求較低；由于升降平臺上沒有停車托盤，因而升降電機的功率、減速器等的減小；主要缺點是存取機構太多（每個車位需一套，升降井道中每層兩套或數(shù)層兩套），增加制造成本和安裝難度；相應的好處是某些存取機構的故障，不致影響其他車位的存取。 （3） 推拉式存取機構在過渡板上裝有直齒輪和滾子軌道，在托盤底部有與之配合的齒條和凸起。在過渡板上裝有獨立的電動機，控制齒條和齒條的運動，可使托盤移動。當托盤到達停車位上方時，停車位上的液壓千斤頂頂住車輛的底盤，把車輛頂高。這時，過渡板上的電動機反轉(zhuǎn)，托盤返回，液壓千斤

22、頂回位，車輛就放置到了停車位上。機構結構如圖4所示。 圖4 存取機構簡圖 由于這種利用齒條傳動的優(yōu)點是傳動準確迅速，可以使存取車過程安全可靠。而且一個車庫只需要配備一套托盤即可，大大減少了成本。所以選用第三套方案，采用推拉式存取機構。 3.4.1 存取機構的設計 所造托盤的規(guī)格為(36002400200)mm,中間凹槽的規(guī)格為(3500230050)mm,對存入托盤的車輛能起固定作用,防止車輛打滑。在托盤的下面裝有兩排(4個)滾子裝置,可與托架、傳動板、停車板上的軌道配合使用,以避免托動元件磨損過大,壽命較短的缺點。托盤下面還有兩排齒條裝置,可與傳動板上的齒輪配合使用。滾子、軸承

23、配合軸裝在“廠”字形零件上,再用螺栓與托盤連接,結構也較簡單。 3.5 立體車庫自動控制系統(tǒng)設計 現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動化立體停車設備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境，這是自動化立體停車設備的基本特點。停車設備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達到提前發(fā)布相關控制、管理信息，從而全部實現(xiàn)智能化管理。通過大廈

24、和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會相關職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關信息發(fā)布出去或收集進來，擴大車庫的社會利用率和經(jīng)濟效益。這將是自動化車庫的發(fā)展方向。 本設計中的立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。 以上子系統(tǒng)設計成由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式，發(fā)布車庫庫存容量，控制車流方案。 3.5.1 自動收費管理系統(tǒng)設計 自動收費采用非接觸式IC卡。本設計中，IC卡設計成長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶，發(fā)行長期卡，費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納；對臨時用戶，發(fā)行儲值卡，即：用戶交納的費用存在卡

25、內(nèi)，每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。 3.5.2 自動存取車系統(tǒng)設計 自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動托盤兩個過程。用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應的托盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機按照指示燈信號指引入庫，只有當車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關閉。移動托盤時，系統(tǒng)嚴格按照各種檢測信號的狀態(tài)進行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有托盤運行不到位或車輛長度超出車

26、庫允許的長度，所有托盤將不進行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時保證主體設備及車輛的安全。 3.5.3 遠程診斷系統(tǒng)設計 現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡設備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實現(xiàn)遠程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運行情況，當現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即可進行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。 3.5.4 自動道閘設計 在車庫出入口處各設非接觸式讀卡器、感應線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動判別該卡是否有效，若有效，則

27、道閘自動開啟，通過感應線圈后，自動柵欄自動關閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報警。 3.5.5 監(jiān)控安保系統(tǒng)設計 監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡連接、各種類型的報警系統(tǒng)實現(xiàn)連動等功能，可以實現(xiàn)無人看守。 ●視頻監(jiān)控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺，以便實現(xiàn)對車庫全方位的實時監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機。 ●運動檢測功能：可以在夜間設置車庫的運動檢測區(qū)域，當檢測區(qū)有移動目標時，運動檢測功能發(fā)出報警信號，提醒值班人員。 ●車牌識別功能：它能夠設

28、置車庫參照車輛的車牌、車型。當參照車輛進入車庫監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動對比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報警信號，并自動切換和記錄相關圖像。 ●報警連動功能：可以連動各類報警主機，如啟動繼電器發(fā)出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。 ●數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個同在車庫所發(fā)生事件，可以同步回放多個圖像，可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進行各種信息。 立體設備的泊車流程示意如下： A. 紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態(tài) 紅色指示燈指示有人正在進行操作，請稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫不能工作。 B. 存車操

29、作 司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式讀卡機前感應區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應過程完畢，柵欄自動升起，司機開車進入車庫。車輛進入后，柵欄自動關閉。劃卡的同時，控制器讀取車位號，車庫內(nèi)對應的托盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機開車進入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關閉。完成存車操作。 C. 取車操作 司機進入車庫時，在入口處的非接觸式讀卡機前感應區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內(nèi)對應的托盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開，司機進入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動讀卡機前感應區(qū)域

30、晃一下自己的IC卡，感應完畢，讀卡機接受信息，上位控制機自動記錄、扣費，柵欄自動升起，司機開車出場，出場后，柵欄自動關閉；同時，控制器自動讀取車位號，對應的車庫單元門自動關閉。取車操作完畢。 車庫在運行過程中，有完備的自我保護裝置。一系列光電開關、接近開關、行程開關等對托盤準確運行到位起著決定性的作用；獨特的防墜落裝置、斷繩報警裝置、超速保護裝置對車輛的安全起到保護作用。　車輛超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。 3.6 立體車庫電氣系統(tǒng)設計 3.6.1 控制系統(tǒng)的組成 立體車庫控制系統(tǒng)由上位機監(jiān)控系統(tǒng)和下位機PLC控制系統(tǒng)組成,

31、圖1為該系統(tǒng)結構框圖。其中,監(jiān)控系統(tǒng)由“上位機+Profibus現(xiàn)場總線+PLC+現(xiàn)場操作機構”構成,以PC機為核心,配備有打印機、音效設備、收款機、顯示器等。如果車庫是由多個33單元的組合,可以用一個PLC控制一個車庫單元,多個PLC共同構成多點結構的局域網(wǎng)。如果車庫的規(guī)模足夠大,還可以考慮配備操作器、觸摸屏和IC卡磁卡機等來實現(xiàn)智能化自動控制。 車庫控制方式分為3級——手動、半自動和全自動。手動是在現(xiàn)場用手操作器對每個托板進行點動控制,應用于車庫檢修、突然停電、緊急停機和車庫故障4種情況;半自動為操作PLC控制面板上的按鈕由PLC實現(xiàn)自動邏輯控制;全自動是由計算機給出存取命令由PLC來執(zhí)

32、行任務(要求配備“操作器”)。其中,手動方式為最高優(yōu)先級,而半自動或全自動方式用于正常進出車處理,其中半自動方式優(yōu)先級高于全自動。在計算機脫機情況下,PLC控制面板可以完成所有存取車操作,而且本設計要求手動、半自動、全自動之間必須能夠互鎖。 3.6.2 PLC控制系統(tǒng)設計 PLC是車庫控制系統(tǒng)的核心,其操作大致分為三類：以故障診斷和處理為主的操作;聯(lián)系現(xiàn)場狀況的數(shù)據(jù)I/O操作;執(zhí)行用戶程序以及響應與PLC相連的外部設備的命令操作。當有存取操作時,PLC會接收和分析操作人員在控制面板按鈕或上位機輸入的指令,做出合理的工控安排：判斷檢測元件的狀態(tài),讀取車庫機械驅(qū)動部分的信息;然后,將信息反饋

33、到執(zhí)行元件,拖動車位板,實現(xiàn)其位置移動,完成車輛的存取操作和信號的顯示(指示燈)。整個動作區(qū)域配有光電檢測及多重安全系統(tǒng),以防異常情況發(fā)生。 該系統(tǒng)中PLC主要完成對托盤、托板位置及運行狀態(tài)的檢測和存取車的操作。用各種光電開關、行程開關檢測位置狀態(tài),用接觸器、繼電器執(zhí)行對拖動電機的起?？刂啤? 對車位的操作就是控制橫移小電機和升降大電機,使它們在不同時間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。而且上層升降動作和以下各層的橫移動作必須是互鎖的,即當上層泊位在升降時,下面各層泊位不能移動,反之亦然。并且上層泊位每次只能有一個泊位進行上下升降運動。 為了保證存取車可靠安全,系統(tǒng)要精確定位。行程開關的設置保證了托板能平移到預

34、定位置以及托盤能上升或下降到準確位置,但同時,行程開關邏輯要嚴格互鎖。 此外,為了保證載車板運行過程的安全性,必須采取傳動系統(tǒng)自鎖保險設計和安全掛鉤保險設計：如鏈傳動采用制動電機,無論發(fā)生什么情況,都處于自我保護狀態(tài);控制安全掛鉤運動的電磁鐵上必須有一反饋信號,以指示掛鉤是否已把托盤掛好等。 光電開關布置在不同的位置有不同的功能：分別安裝在托盤底層左右兩邊的光電開關,可以檢測托盤上汽車停放是否到位;在托盤對角線上安放的光電開關可以檢測托盤上有無車;裝設于停車庫車輛入口處左右兩側的光電開關還可以用于檢測外界的錯誤動作和車位移動時出現(xiàn)的異常情況等,如車輛未停妥、動作區(qū)域有人或物、運行過程中有車

35、想開進等意外情況,光電開關光線被遮,會給PLC一個電平變化信號,從而改變PLC的輸入,蜂鳴器發(fā)音報警,設備不作運行或停止運行。同時在車庫中還運用了一些傳感器,如煙溫傳感器、檢測斷繩松繩或斷鏈報警的位移傳感器,以及警示裝置、緊急停車開關、手動按鈕、復位開關等。 3.6.3 PLC控制系統(tǒng)程序設計 控制軟件采用梯形圖語言編寫軟件在設計不同層進出車程序時運用了“并行分支與匯合”的技巧,所謂并行分支指的是各分支流程可同時執(zhí)行,待各流程動作全部結束后,根據(jù)相應執(zhí)行條件,匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第三層托盤進出車,可以使一層二層同時平移(左移或右移),這樣,設備動作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時,控制系統(tǒng)均

36、能自動處理,而且控制系統(tǒng)的試運行及故障檢查非常方便,可節(jié)約大量時間,提高工作效率。 3.6.4 軟件設計中關鍵問題的處理 程序所用狀態(tài)元件、定時器及數(shù)據(jù)存儲器均選用具有掉電保護功能的元件,當系統(tǒng)掉電時元件保持掉電前的狀態(tài),以保存現(xiàn)場信息,待上電后繼續(xù)完成被中斷的動作;當發(fā)生意外情況時,按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運行并保存現(xiàn)場斷點信息;當出現(xiàn)如電機過載、過熱電氣或機械故障時,自動中止系統(tǒng)的運行,并發(fā)出聲光報警,同時系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動方式進行故障處理。 3.7 提升旋轉(zhuǎn)式車庫技術特點 l 內(nèi)置自動升降旋轉(zhuǎn)裝置，配以先進的導航指標，無需司機倒車，存取方便。 l 可以就近尋找車位，提高效率，減少能

37、耗。 l 速度快、噪聲小，低震動符合城市環(huán)保要求。 l 微型計算機控制，觸摸屏操作，簡便安全可靠前進入庫、前進出庫，等待時間短。 l 高安全可靠性，設備經(jīng)萬次負載運行測試，故障率極低。 l 采用交流變頻調(diào)速電機和計算機控制, 運行速度合理化, 可較大提高效率和降低能耗。 l 設有斷電保護等多重安全防護措施，確保人車安全。 l 操作簡便，既可集中管理，又可由客戶自己操作。 l 具有獨特的旋轉(zhuǎn)托盤機構和車輛平面運送機構。 l 該型車庫可以多個并行聯(lián)建, 適應較大存車需求。 l 該型車庫還適用于底下車庫或半地下半地上設計。 4 結束語 近幾年，隨著人民生活水平的提高，

38、及汽車價格的一降再降，有車在老百姓看來已是越來越平常的事?？墒?，如果你住在一些較老的小區(qū)，會發(fā)現(xiàn)，買車容易，停車可就難了；更有甚者，有些人為了能在市中心上班地找到一個泊車位，不得不比擠公車起得還早。為什么會這樣，這既有歷史原因，人們沒想到國人會如此快的擁有自己的家庭轎車，也有中國過于太快的城市化，使城市本就薄弱的基礎設施捉襟見肘，所以，國家不能承受城市無限度的外擴，也就不允許在每個建筑外面留下大塊的空地作為停車場。因此，“車庫”是大中城市的熱門話題，國家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫”列為“近期行業(yè)技術發(fā)展重點”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出，在人們對

39、生活質(zhì)量和環(huán)境意識不斷增強之時“車庫”日漸成為熱門話題，機械自動化立體車庫將會在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。 隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體停車設備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點,越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的機械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種。 提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫的控制系統(tǒng)通過采用PLC和Profibus現(xiàn)場總線控制,使整個控制系統(tǒng)的可靠性大大提高,滿足了車庫的控制功能與使用

40、性能的要求,完全實現(xiàn)了進出車的智能控制。系統(tǒng)還在硬件設計上采用了手動、半自動和全自動多級冗余控制方式,配合軟件/硬件連鎖保護,大大提高了系統(tǒng)的可靠性;同時,由于PLC軟件設計上的優(yōu)化處理,使得本系統(tǒng)對于車位的擴展實現(xiàn)較為簡便;此外,軟件設計還采用了“并行分支與匯合”的技巧,從而大大縮短了進出車時間,提高了工作效率。 同時，本文還介紹了基于可編程控制器(PLC)和Profibus總線的車庫控制系統(tǒng),簡述了提升旋轉(zhuǎn)式立體停車庫工作原理和結構特點，通過PLC軟件設計及其優(yōu)化,實現(xiàn)了立體車庫的自動控制。提升旋轉(zhuǎn)式立體車庫的控制系統(tǒng)通過采用PLC和Profibus現(xiàn)場總線控制,使整個控制系統(tǒng)的可靠性大

41、大提高,滿足了車庫的控制功能與使用性能的要求,完全實現(xiàn)了進出車的智能控制。系統(tǒng)還在硬件設計上采用了手動、半自動和全自動多級冗余控制方式,配合軟件/硬件連鎖保護,大大提高了系統(tǒng)的可靠性;同時,由于PLC軟件設計上的優(yōu)化處理,使得本系統(tǒng)對于車位的擴展實現(xiàn)較為簡便;此外,軟件設計還采用了“并行分支與匯合”的技巧,從而大大縮短了進出車時間,提高了工作效率。本文的一些觀點和實際操作是根據(jù)具體的實際情況不同而不同，存在一定差異性，還有就是希望能多和同行業(yè)的同仁通交流探討。 5 參考文獻 參考文獻 [1] 　李雪雪, 柯尊忠. PLC在立體車庫自動控制中的應用研究 J .機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2

42、003 [2] 　郭建江, 于有生. PLC 在塔式立體車庫控制系統(tǒng)中的應用 J . 機電工程技術, 2003 [3] 　鄭晟, 鞏建平. 現(xiàn)代可編程序控制器原理與應用 M . 北京: 科學出版社, 1999 [4] 　殷際英. 機電一體化基礎 M . 北京: 冶金工業(yè)出版社, 1997 [5] 　任伯淼. 機械式立體停車庫 M .北京: 海洋出版社, 2001 [6]　皮壯行, 宮振鳴, 李雪華. 可編程序控制器的系統(tǒng)設計與應用實例 M . 北京: 機械工業(yè)出版社, 2000 [7] 王新生 , 張華強，基于PLC的立體車庫控制系統(tǒng)設計[工業(yè)控制計算機 Indust

43、rial Control Computer] [8] 張華強 , 王陶 , 蘇曉良 , 王蕾，基于HMI和PLC的立體車庫自動控制系統(tǒng)[電氣傳動 Electric Drive] [9] 戴士杰 , 李斌 , 師占群 , 岳宏，基于PLC控制的液壓立體車庫的設計[機床與液壓 Machine Tool & Hydraulics] [10] 宋勝濤 , 李瑞琴，PLC在機械式立體車庫控制系統(tǒng)中的應用[太原師范學院學報（自然科學版） Journal of Taiyuan Teachers College(Natural Science Edition] [11] 張永偉，豎直循環(huán)式立體

44、車庫PLC控制系統(tǒng)[山東電大學報 Journal of Shandong TV University] [12] 華中平,張立，基于PLC的電梯式立體車庫控制系統(tǒng)設計[三峽大學學報（自然科學版）Journal of China Three Gorges University(Natural Sciences)] [13] 孟學光，旋轉(zhuǎn)車籃式自動化立體車庫[北方工業(yè)大學學報J.North China UNIV. OF TECH] [14] 于有生 , 郭建江，PLC在塔式立體車庫控制系統(tǒng)中的應用[機電工程技術 Mechanical & Electrical Engineering T

45、echnology] [15] 吳慶鳴 , 程懷舟 , 陳東，升降橫移立體停車庫安保系統(tǒng)[機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products] [16] 謝明 , 程懷舟，多層升降橫移立體停車庫計算機監(jiān)控系統(tǒng)研究[機械與電子 Machinery & Electronics] [17] 鄭寶舉 , 袁永康 , 員超，智能立體停車庫控制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[計算機測量與控制 Computer Measurement & Control] [18] 郭毓 , 隋海美 , 李文淼，自動化立體車庫教學實驗系統(tǒng)研制[實驗室研究與探索 Research and Exploration in Laboratory] [19] 蔣圣平， 裴煥斗 ，PLC在立體車庫系統(tǒng)中的應用《測試技術學報》2000-02 P76-69 [20] 郝艷芳等. 自動化立體停車設備的安全技術. 機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2001 17