基于PLC的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_0

1、基于PLC的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_0基于PLC的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為基于PLC的立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)械式車庫(kù)種類較多，主要有以下形式: 升降橫移類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類、簡(jiǎn)易升降類等。通過(guò)對(duì)這些車庫(kù)類型特點(diǎn)的比較與分析，選擇了三層三列升降橫移車庫(kù)結(jié)構(gòu)為研究模型和設(shè)計(jì)內(nèi)容。本設(shè)計(jì)論述了立體車庫(kù)的發(fā)展與當(dāng)今現(xiàn)狀，論述分析了三層三列升降橫移式立體車庫(kù)的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)，并依據(jù)其運(yùn)行原理設(shè)計(jì)了PLC程序關(guān)鍵詞 : 立體車庫(kù)，升降橫移式，控制系統(tǒng)， PLC目錄1 緒論11.1 課題的背景和意義 11.2 課題的關(guān)

2、鍵技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 31.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀31.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀42 升降橫移式立體車庫(kù)的機(jī)械設(shè)計(jì)部分62.1 立體車庫(kù)的分類及其特點(diǎn) 62.2 升降橫移式立體車庫(kù)的工作原理 82.3 升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu) 92.3.1 升降橫移式立體車庫(kù)的主要構(gòu)成92.3.2 升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)示意122.4 升降橫移式立體車庫(kù)中的安全防護(hù)裝置 133 立體車庫(kù)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)153.1 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 153.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì) 183.2.1 PLC 接線設(shè)計(jì) 183.2.2 其他資源配置193.3 PLC 控制程序設(shè)計(jì) 203.3.1 PLC 的選型 233.3

3、.2 PLC的I?O資源配置 233.4 電氣安全裝置 244 升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)254.1 立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng) 254.2 基于WINCC勺監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 284.1.1 Wincc 的概述 284.1.2 監(jiān)控系統(tǒng)的功臺(tái)匕能284.1.3 Wincc 的組態(tài) 30論32I獻(xiàn)33致謝 34附錄35II西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）1 緒論1.1 課題的背景和意義隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來(lái)越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。停車問(wèn)題是城市在發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)） 問(wèn)題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通（車輛行

4、駛狀態(tài)）而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)停車設(shè)施的需求也在不斷加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問(wèn)題。數(shù)據(jù)顯 示，最近幾年我國(guó)城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長(zhǎng)速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長(zhǎng)速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長(zhǎng)速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長(zhǎng)速度，因此，我們必須重視城市停車難的問(wèn)題，并極探求解決的措施。專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過(guò)政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場(chǎng)利用效率，使部分車主更愿意乘公共交通

5、工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場(chǎng)的需求。而硬措施，主要包括增建停場(chǎng)，建設(shè)地下及立體停車場(chǎng)、利用其它空間滿足停車需求。而無(wú)論采取什么措 施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和金都不小。隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來(lái)越大，人們?cè)诔鞘欣锏纳婵臻g卻越來(lái)越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅停車場(chǎng)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡(jiǎn)單的機(jī)械車庫(kù)向計(jì)算機(jī)

6、管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、1西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。機(jī)械式立體車庫(kù)既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場(chǎng)、地下車

7、庫(kù)和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國(guó)許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)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，而如果采用雙層機(jī)械車庫(kù)，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(kù)的話， 50 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。機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或

8、車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)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(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。近年來(lái) ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。但與此同時(shí)，汽車停車場(chǎng)地的增長(zhǎng)卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來(lái)停車難、違章停車、停車管理困難等

9、一系列問(wèn)題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場(chǎng)均解決不了上述問(wèn)題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫(kù)，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國(guó)家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場(chǎng)為國(guó)家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)， 1998年 1 月 1 日起執(zhí)行的國(guó)家計(jì)委6號(hào)令把機(jī)械式停車序和立體停車場(chǎng)列入“國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國(guó)家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國(guó)內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征2西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）進(jìn)口稅”。上述措施為我國(guó)立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)提供了良好的

10、條件、也為我國(guó)解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)。可以預(yù)見立體車庫(kù)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。1.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國(guó)內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀早在 50 多年前，立體停車就在國(guó)外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙-4 層升降橫移停車設(shè)備; 適合城市中心商住區(qū)層停車設(shè)備; 利用住宅空地建起2使用的停車樓和停車塔; 利用廣場(chǎng)、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫(kù)。自 70 年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國(guó)家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國(guó)、德國(guó)等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國(guó)

11、和我國(guó)的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過(guò)引進(jìn)- 移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。圖 1-1 國(guó)外高容量的立體車庫(kù)目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)采用模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸。鋼結(jié)構(gòu)選用新型優(yōu)質(zhì)鋼材，既提高了設(shè)備的強(qiáng)度和剛度，又使設(shè)備輕巧美觀，載車板采用一次成型的鍍鋅板或彩涂板組裝，美觀、強(qiáng)韌、耐用?？刂萍夹g(shù)方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調(diào)速閉環(huán)控制技術(shù)，使運(yùn)行高速平穩(wěn)，3西南科技大學(xué)應(yīng)用型

12、自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小?？刂菩问接校粹o式、鎖匙式、 IC 卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機(jī)械式行程開關(guān)、磁性接近開關(guān)、光敏感應(yīng)開關(guān)等，安全保護(hù)裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導(dǎo)和定位、汽車尺寸和重量自動(dòng)識(shí)別、限速保護(hù)與多重機(jī)構(gòu)互鎖、停車泊位自動(dòng)跟蹤、鏈條和鋼絲繩長(zhǎng)度超范圍報(bào)警和彈性變形自動(dòng)補(bǔ)償、汽車圖象攝影對(duì)比安全檢測(cè)、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫(kù)的國(guó)家之一，其在上世紀(jì)60 年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國(guó)汽車保有量大約為 500 萬(wàn)輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備

13、。從80 年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國(guó)、中國(guó)及臺(tái)灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國(guó)機(jī)械車庫(kù)技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從20 世紀(jì) 70 年代中期開始起步， 80 年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過(guò)消化生產(chǎn)和本土化， 90 年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國(guó)近幾年增長(zhǎng)速度都在 30%左右。目前韓國(guó)停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀我國(guó)機(jī)械式車庫(kù)的早期研究開發(fā)工作是從80 年代中期開始， 90 年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定的我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)

14、，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫(kù)是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國(guó)外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。在我國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問(wèn)題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn); 多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國(guó)外技術(shù)制造，技術(shù)水平低

15、; 缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足 ; 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場(chǎng)，采取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng); 缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足; 政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯4西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）后等。解決上述問(wèn)題，需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方面做出努力。政 策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國(guó)家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫(kù)的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營(yíng)者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場(chǎng)方面應(yīng)建立車庫(kù)市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫(kù)空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營(yíng)車庫(kù)，并實(shí)施政府

16、監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。圖 1-2 在我國(guó)廣泛使用的升降橫移式立體車庫(kù)5西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )2 升降橫移式立體車庫(kù)的機(jī)械設(shè)計(jì)部分2.1 立體車庫(kù)的分類及其特點(diǎn)機(jī)械式車庫(kù)種類較多，主要有以下形式: 升降橫移類、垂直循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類、簡(jiǎn)易升降類等。下面介紹其中幾種類型及其特點(diǎn)。(1) 升降橫移式停車位為兩層或多層，有若干層的同層置車板可左右橫向移位，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)改變置車板的高度?？蔀榈厣鲜交驇У乜邮?。特點(diǎn) :?有效利用空間，提高空間利用率達(dá)數(shù)倍。?存取車快捷便利，獨(dú)特跨梁設(shè)計(jì)，車輛出入無(wú)障礙。?采用PLC控制，自動(dòng)化程度高

17、。?環(huán)保節(jié)能，低噪音。?人機(jī)界面好，多種操作方式可選配，操作簡(jiǎn)便。(2) 垂直循環(huán)式驅(qū)使以垂直方式排列的各置車板作連續(xù)環(huán)形運(yùn)動(dòng)。車輛出入口 通過(guò)傳動(dòng)機(jī) 械，位于設(shè)備最下面的稱為下出入口式，位于中間部分的稱為中出入口式，位于最上面的稱為上出入口式。可為封閉式高塔或敞開式低塔。特點(diǎn) :?使用PLC自動(dòng)調(diào)車，一次按鍵即可完成存取車。?可設(shè)置在地面上或半地上半地下，可獨(dú)立或附設(shè)在建筑物內(nèi)，還可多臺(tái)組合。?可省去購(gòu)置土地的大量費(fèi)用，有利于合理規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3) 巷道堆垛式采用巷道堆垛機(jī)和搬運(yùn)器，將進(jìn)到搬運(yùn)器上的車輛一起作平面移動(dòng)且垂直升降到停車位旁，再用存取機(jī)構(gòu)將車輛送入停車位。特點(diǎn) :?全封閉管理

18、，安全、防盜、為車輛提供最佳防護(hù)。?可設(shè)置于地上或地下，充分利用有效空間。?載車板的升降和行走同時(shí)運(yùn)行，存取車方便快捷。全封閉式管理，安全可靠，保障人、車安全。?通過(guò)升降機(jī)、行走臺(tái)車及橫移裝置輸送載車板實(shí)現(xiàn)存取車操作，整個(gè)過(guò)程6西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )全自動(dòng)完成。?固定式升降機(jī)，各層行走臺(tái)車的配置形式，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)人同時(shí)存取車。(4) 垂直升降 (塔庫(kù) )式停放車輛的停車位和車輛升降機(jī)以立體方式組成的高層停車設(shè)備。通過(guò)搬運(yùn)機(jī)械將車輛或載有車輛的置車板橫向或縱向地從車輛升降機(jī)搬運(yùn)至停車位。停車位分橫置式、縱置式和圓周式三種。特點(diǎn) :?占地少，容車量大，高層設(shè)計(jì)最高能夠達(dá)到平均

19、一輛車僅占一平方米的空?可同時(shí)提供多車位進(jìn)出口，等待時(shí)間短。?智能化程度高，可預(yù)約存取車及空車位導(dǎo)向。?利用車庫(kù)外形的空隙空間可以進(jìn)行綠化，使車庫(kù)變成一個(gè)立體的綠化體，有利于美化城市和環(huán)境。(5) 平面移動(dòng)式在同一層面上，用搬運(yùn)臺(tái)車平面移動(dòng)車輛，或使置車板平面橫移?？蔀閱螌悠矫鏅M移、單層( 多層 ) 平面往返以及門式起重機(jī)多層平移。特點(diǎn) :?每層車臺(tái)和升降機(jī)分別動(dòng)作，提高出入庫(kù)速度，可利用地下空間，停車規(guī)模可達(dá)到數(shù)千臺(tái)。?部分區(qū)域發(fā)生故障時(shí)，不影響其他區(qū)域的正常運(yùn)行。?通過(guò)計(jì)算機(jī)和觸屏界面進(jìn)行綜合管理，可全面監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且操作簡(jiǎn)單。(6) 簡(jiǎn)易升降式停車位為兩層或三層，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)或

20、俯仰機(jī)構(gòu)改變置車板的高度或傾斜角度，供車輛出入。可為地上式或帶地坑式。特點(diǎn) :?構(gòu)造簡(jiǎn)單實(shí)用，無(wú)需特殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場(chǎng)。?可任意遷移，搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況，獨(dú)立及多臺(tái)設(shè)備。?備有專用鎖匙開關(guān)，防止外人開動(dòng)設(shè)備。?車板防下滑保險(xiǎn)裝置。(7) 其他7西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )水平循環(huán)類: 各置車板以兩列或多列方式水平排列，并循環(huán)移動(dòng)。置車板以圓弧運(yùn)動(dòng)方式循環(huán)者稱為圓形循環(huán)式; 以直線運(yùn)動(dòng)方式循環(huán)者稱為箱形循環(huán)式。多層循環(huán)式: 各置車板以兩層或多層方式排列，在相鄰兩層間的兩端設(shè)有車輛升降機(jī)，同層置車板可在該層內(nèi)作水平循環(huán)移動(dòng)。置車板在設(shè)備兩端以

21、圓弧運(yùn)動(dòng)方式升降者稱為圓形循環(huán)式; 以垂直運(yùn)動(dòng)方式升降者稱為箱形循環(huán)式。車輛入庫(kù)方式與水平循環(huán)相同。通過(guò)對(duì)各類立體車庫(kù)的分析并結(jié)合本次設(shè)計(jì)的車庫(kù)容量，可以得出選用升降橫移式立體車庫(kù)為最佳選擇方案。2.2 升降橫移式立體車庫(kù)的工作原理升降橫移式立體車庫(kù)每個(gè)車位都有載車板，車輛就停在載車板上，最下層的載車板只做左右橫移，不能升降，中間層車位可以左右橫移和升降，上層車位只能升降，不能橫移，若中間層車位需要存取車，則需下層車位移出空位，才能降至底層，上層車位需要存取車，則需要中間層車位和下層車位移出空位方能下降至底層，存車時(shí)，當(dāng)載車板到位后，駕駛員將車開上載車板后下車離開，中間層和上層載車板自動(dòng)升至所

22、在層位，取車時(shí)，下層車位直接開出，上層和中間層則是載車板降至底層后，等駕駛員進(jìn)入車庫(kù)開走汽車后，載車板自動(dòng)回至所在層位。圖 2-1 為一個(gè)地上 7 車位的升降橫移式停車設(shè)備，其工作原理是: 三層三個(gè)車位可以升降，二層兩個(gè)車位可以升降和平移，一層的兩個(gè)車位只能橫向橫移，空車位供三層和二層的車位下降時(shí)借用。 1、 2 號(hào)車位可以直接存放車輛;7 號(hào)車位需下降后再存放車輛;3 號(hào)車位則需先將1 號(hào)和 2號(hào)載車板右移，再將3號(hào)載車板下降 ;4 號(hào)車位則需先將2 號(hào)載車板右移，再將4 號(hào)存車板下降;5 號(hào)車位需要先將1、 2、 3、 4 號(hào)四個(gè)載車板右移，再將5 號(hào)載車板下降;6 號(hào)車位則需要先將2、

23、4 號(hào)載車板右移，再將6 號(hào)載車板降下。西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）2.3 升降橫移式立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu)2.3.1 升降橫移式立體車庫(kù)的主要構(gòu)成以三層三列式立體車庫(kù)為模型建立研究對(duì)象。升降橫移式立體車庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、載車板、電氣控制系統(tǒng)、安全裝置五大部分組成。(1) 鋼結(jié)構(gòu)圖 2-2 鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單示意圖具有如下特點(diǎn) :?可靠性高鋼材在生產(chǎn)時(shí)，整個(gè)過(guò)程可嚴(yán)格控制，質(zhì)量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質(zhì)體。鋼材的物理力學(xué)特性與工程力學(xué)對(duì)材料性能所作的基本假定符合較好。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果可靠，所以說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)的可靠性高?材

24、料的強(qiáng)度高，鋼結(jié)構(gòu)自重小與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重力密度大，但它的強(qiáng)度和彈性模量較高，而且強(qiáng)度與重力密度之比也高得多。鋼結(jié)構(gòu)自重小，從而便于運(yùn)輸與安裝，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基和基礎(chǔ)部分的造價(jià)。?材料的塑性和韌性好鋼材的塑性好，鋼結(jié)構(gòu)在一般條件不會(huì)因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會(huì)產(chǎn)生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時(shí)采取補(bǔ)救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。9西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）?鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)量易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)

25、化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時(shí)還可在地面拼裝成較大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。?鋼結(jié)構(gòu)密閉性好鋼結(jié)構(gòu)采用焊接連接可制成水密性和氣密性較好的常壓和高壓結(jié)構(gòu)、管道等。?鋼材的耐銹蝕性差在沒有腐蝕介質(zhì)的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問(wèn)題并不嚴(yán)重。立體車庫(kù)多在沒有腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中，所以對(duì)鋼結(jié)構(gòu)本身的維護(hù)費(fèi)用低。結(jié)構(gòu)主體采用熱制 H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方

26、便。(2) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)每塊上載車板都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)與鏈傳動(dòng)組合的傳動(dòng)系統(tǒng)。其工作原理如圖 2-3 ，電機(jī)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板上升，電機(jī)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動(dòng)力。根據(jù)傳動(dòng)力及載車板的移動(dòng)速度確定電機(jī)功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個(gè)距離確定鏈條的長(zhǎng)度，最后根據(jù)傳動(dòng)力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。圖 2-3 鏈傳動(dòng)簡(jiǎn)單示意圖10(3) 載車板西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節(jié)省材料，下載車板比上載車板要短。每塊下載車板后部都配有一套獨(dú)立的電機(jī)減速機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)，藏于載車板內(nèi)。在下載車板底部裝有

27、四只鋼輪，可以在導(dǎo)軌上行走，其中兩只為主動(dòng)輪，裝于長(zhǎng)傳動(dòng)軸兩端，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。電機(jī)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)傳動(dòng)軸運(yùn)轉(zhuǎn)，長(zhǎng)傳動(dòng)軸上的主動(dòng)鋼輪在導(dǎo)軌上滾動(dòng)行走從而使下載車板作橫向平移運(yùn)動(dòng)。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導(dǎo)軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。圖 2-4 平板式載車板及拼合示意圖(4) 安全裝置在立體車庫(kù)上層停車位和下層停車位的縱梁處裝有上下行程極限開關(guān)，在中間層和底層車庫(kù)橫梁兩端裝有左右行程極限開關(guān)。上載車板上裝有防墜落安全裝置防墜落安全裝置安裝在縱梁和上載車板停泊位置之間，在縱梁兩邊各安裝兩只電磁鐵控制的掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置出個(gè)裝兩只勾環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱

28、梁上安裝的四只掛鉤便會(huì)自動(dòng)勾住四只勾環(huán)，以防止當(dāng)升降電機(jī)制動(dòng)器失靈后，上載車板汽車和上載車板墜落，從而壓毀下層的汽車。行程極限開關(guān)的作用是當(dāng)載車板到達(dá)位置是自動(dòng)停止。圖 2-5 安全裝置簡(jiǎn)單示意圖11西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )(5) 控制系統(tǒng)升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)采用PLC控制，主要有自動(dòng)，急停，手動(dòng)三種控制方式，立體車庫(kù)一般采用自動(dòng)控制方式工作，當(dāng)出現(xiàn)緊急異常的情況時(shí)候使用急?？刂?，當(dāng)故障排除或急停取消后，可以用手動(dòng)按鈕使車庫(kù)復(fù)位。本論文具體選用三層七位升降橫移式自動(dòng)化立體車庫(kù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，其設(shè)備結(jié)構(gòu)示意如圖 2-6:-6 升降橫移式立體車庫(kù)設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖 圖 2

29、(1) 立體車庫(kù)模型本立體車庫(kù)的建筑模型為一個(gè)三層七車位立體車庫(kù)，車庫(kù)平面設(shè)計(jì)示意圖如圖2-7 所示，車庫(kù)立體模型示意圖如圖 2-8 所示。(2) 立體車庫(kù)設(shè)計(jì)指標(biāo)本車庫(kù)以中型轎車尺寸長(zhǎng)(4800mm)x寬(1800mm)x高(1800mm訥標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì),據(jù)此每個(gè)停車位的尺寸應(yīng)為長(zhǎng) (5000- 6000mm)寬(2500- 3000mm)高(2000-2500mm)經(jīng)考慮停車安全預(yù)留空間，本車庫(kù)的幾何空間尺寸設(shè)計(jì)為：?長(zhǎng)度=25000mm 寬度=18000mm 高度=6600mm;?車庫(kù)前留有>6000mm寬車道；?一層凈高:2200mm;12西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)

30、(論文 )?二層凈高:2200mm;?三層凈高:2200mm;?最大存車長(zhǎng)度:5500mm;?最大存車寬度:2000mm;?最大存車高度:1800mm。圖 2-7 立體車庫(kù)平面示意圖-8 立體車庫(kù)立體模型示意圖 圖 22.4 升降橫移式立體車庫(kù)中的安全防護(hù)裝置車庫(kù)是用來(lái)存放汽車的，汽車的價(jià)格是很昂貴的，所以車庫(kù)一旦發(fā)生事故，所造成的損失會(huì)很大，為此，我們要將事故防范于未然。為此車庫(kù)的安全防護(hù)措施應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)，并安裝相應(yīng)的防護(hù)設(shè)備。(1) 急停措施 : 在控制盒上安裝紅色的緊急停止開關(guān)，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，13西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )按下急停開關(guān)能使立體車庫(kù)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

31、(2) 阻車裝置 : 為了防止汽車在載車板上發(fā)生滑動(dòng)，應(yīng)該在載車板后端和前端安裝一高25mmz上的阻車擋塊，司機(jī)在停車時(shí)應(yīng)將汽車停在載車板合適的位置上， 并拉好手剎。(3) 限位保護(hù) : 立體車庫(kù)的載車板在升降和橫移過(guò)程中是靠定位開關(guān)來(lái)定位的，為了防止定位開關(guān)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致事故，所以在上升定位上方，下降定位下方，左移定位左邊，右移定位右邊分別裝有限位開關(guān)。當(dāng)定位開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，一旦限位開關(guān)觸碰到載車板時(shí)，限位開關(guān)立即使車庫(kù)停止工作。(4) 門前光電檢測(cè)裝置: 在車庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中，不能有人或物進(jìn)入車庫(kù)的工作區(qū)，所以要在車庫(kù)入口處安裝一個(gè)紅外裝置，一旦在車庫(kù)工作時(shí)有人或物進(jìn)入車庫(kù)，系統(tǒng)將立即停止工作

32、。(5) 載車板固定裝置: 當(dāng)載車板到達(dá)指定位置后，為防止載車板下滑或因故墜落，損害其下方的車或人，所以安裝電磁鐵控制的掛鉤形式的防墜裝置。當(dāng)載車板停靠到位時(shí)，電磁鐵由通電狀態(tài)轉(zhuǎn)為失電狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)掛鉤勾住鐵環(huán)。當(dāng)載車板要下脫離鐵環(huán)。電磁鐵由失電狀態(tài)轉(zhuǎn)為通電狀態(tài)，報(bào)警燈閃爍，按下急停按鈕使車庫(kù)立即停止。14西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）3 立體車庫(kù)電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)在工業(yè)自動(dòng)化控制中，最常用的三種控制方式有繼電器控制、單片機(jī)控制和可編程控制器控制，這三種控制方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。(1) 繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路

33、中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動(dòng)裝置的自動(dòng)控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過(guò)程中，如果某個(gè)繼電器損壞，都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個(gè)控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。繼電器控制系統(tǒng)的延時(shí)控制是靠時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)實(shí)現(xiàn)，精度不高且易受環(huán)境溫度和濕度的影響，調(diào)整時(shí)間困難。由于繼電器的觸點(diǎn)有限，其靈活性和擴(kuò)展性也受到制約。(2) 單片機(jī)控制機(jī)構(gòu)上包括CPU存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，種輸入 / 輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)域

34、、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。單片機(jī)應(yīng)用范圍主要是大批量重復(fù)生產(chǎn)的民用消費(fèi)品以及小批量產(chǎn)品，特別是儀器儀表，家電以及小型控制系統(tǒng)。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部I/O 信號(hào)相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和 I/O 接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。(3) 可編程序控制器控制可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語(yǔ)言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過(guò)修改程序適應(yīng)工藝條件 的變化。此外，PLC還有以下優(yōu)點(diǎn)：(1) 可靠性

35、高，抗干擾能力強(qiáng)15西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用 冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從 PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。止匕外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序

36、，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這 樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。(2) 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟?種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來(lái)PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CN件各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人 機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。(3) 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容

37、易，編 程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。(4) 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。(5) 體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm重量小于1

38、50g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。16西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )根據(jù)對(duì)幾種常見控制方式進(jìn)行對(duì)比，再結(jié)合本設(shè)計(jì)可以得出使用PLC來(lái)控制立體車庫(kù)時(shí)最合適的。整個(gè)車庫(kù)由一臺(tái)PLC對(duì)其進(jìn)行管理和監(jiān)控，由PLC來(lái)控制載車板升降橫移傳動(dòng) 裝置，完成車輛的存取操作，各車位車輛的存取由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的停放情況，按照相應(yīng)的策略來(lái)調(diào)動(dòng)載車板，以存取車輛。立體車庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)包括弱電和強(qiáng)電兩套系統(tǒng)，弱電系統(tǒng)主要是各種信號(hào)的采集和控制輸出，例如：通過(guò)PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈，以此來(lái)控制接觸器的通斷，從而來(lái)控制強(qiáng)電系統(tǒng)。強(qiáng)電系統(tǒng)主要包括載車板

39、電機(jī)控制線路，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器等。車庫(kù)采用面板按鈕呼叫車位存取車，用升降橫移裝置將汽車輸送到位?？刂葡到y(tǒng)在面板上設(shè)有急停按鈕，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停按鈕將使車庫(kù)立即停止運(yùn)行。系統(tǒng)輸出控制信號(hào)包括控制電機(jī)運(yùn)行和方向的信號(hào)，控制電磁鐵得、失電信號(hào)。升降橫移式立體車庫(kù)是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。其中，電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車庫(kù)的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)是整個(gè)車庫(kù)系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫(kù)系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”，框架是“軀體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著車庫(kù)的每個(gè)運(yùn)作過(guò)程，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過(guò)程進(jìn)

40、行監(jiān)控。升降橫移式立體車庫(kù)的系統(tǒng)控制原理: 操作者通過(guò)控制面板把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)處理后通過(guò)輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來(lái)完成車庫(kù)的運(yùn)作。立體車庫(kù)系統(tǒng)控制原理框圖如圖 3-1 所示。圖 3-1 立體車庫(kù)系統(tǒng)控制原理框圖17西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）3.2 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì)3.2.1 PLC 接線設(shè)計(jì)在升降橫移式立體停車庫(kù)中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對(duì)象首先是車庫(kù)內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們?cè)诓煌臅r(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等，這些輔助裝置幫助我們更好的控制立體車庫(kù)。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載

41、車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無(wú)車輛，采用了光電開關(guān)。同時(shí)在車庫(kù)中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。在此圖中只是簡(jiǎn)單的畫出了三層七位升降橫移式立體車庫(kù)的一些其簡(jiǎn)單的功能。根據(jù)這些功能我們可以很直觀的觀察出三層七位升降橫移式立體車庫(kù)的工作。接線圖-2 。 見圖 3圖3-2簡(jiǎn)化PLC接線圖18西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì): 在存取車時(shí)車位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個(gè)動(dòng)作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時(shí)，地面層車位不能移動(dòng)，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個(gè)車位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。這些在

42、程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來(lái)解決。如圖 3-3 所示。圖 3-3 電機(jī)控制原理圖3.2.2 其他資源配置(1) 檢測(cè)點(diǎn)分布?載車板上汽車停放到位否檢測(cè)采用光電開關(guān)在底層進(jìn)行掃描檢測(cè)。光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在載車板前后位置均進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)有車輛停放不到位時(shí)，車就把光電關(guān)光源擋住，此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作，只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。?載車板上有無(wú)車檢測(cè)在每個(gè)載車板上的一條對(duì)角線上安放一套光電開關(guān)， 用于檢測(cè)載車板上有無(wú)車。?載車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位檢測(cè)只有下層載車板有平移運(yùn)動(dòng)， 在每個(gè)車位上分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測(cè)載車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位。?載車板升降是否到位檢測(cè)只

43、有上層載車板有升降運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)載車板垂直運(yùn)動(dòng)的軌道上，在低層和上層分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測(cè)載車板下降和上升是否到位。?上層載車板吊鉤是否掛好檢測(cè)控制吊鉤動(dòng)作的電磁鐵上有一反饋信號(hào)，可用于指示吊鉤是否已把載車板掛好。19西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )(2) 控制點(diǎn)分布一層載車板左右平移控制 ?一層載車板只有兩個(gè)，每個(gè)載車板只有左右移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，采用帶自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。?二層載車板升降橫移運(yùn)動(dòng)控制二層載車板有兩個(gè)，每個(gè)載車板有橫移、升降四個(gè)動(dòng)作，采自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。?三層載車板升降運(yùn)動(dòng)控制三層載車板有三個(gè)，每個(gè)載車板只有升降兩個(gè)動(dòng)作，采用帶自動(dòng)抱閘的三相交

44、流電機(jī)控制。?吊鉤動(dòng)作控制只有二、三層的載車板使用吊鉤，每個(gè)載車板用 2 套吊鉤，吊鉤用電磁鐵控制。(3) 電機(jī)的選擇Y系列的三相異步電機(jī)具有效率高，噪聲低，振動(dòng)小，且體積小重量輕，運(yùn)行可靠安裝維護(hù)方便，升溫低等特點(diǎn)。所以選用Y801-4三相異步電機(jī)。額定功率：P=0.55KW;額定轉(zhuǎn)矩:Y=2.2N.m;額定轉(zhuǎn)速 n=1390r/min; 質(zhì)量17Kg。根據(jù)所設(shè)計(jì)車庫(kù)容量選擇五個(gè)升降電機(jī)，四個(gè)橫移電機(jī)。3.3 PLC 控制程序設(shè)計(jì)20西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)圖 3-4 存取車程序流程圖上層立體車庫(kù)存取車流程圖 21西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文)程序設(shè)計(jì)方案如

45、下 :(1) 初始化程序提出系統(tǒng)的控制信息，掃描各到位開關(guān)信號(hào)。(2) 主控制程序按照進(jìn)車優(yōu)先的原則，將最多的車位保持在進(jìn)車位置。每個(gè)載車板運(yùn)動(dòng)之前，需要先判斷目的地是否有空位，有空位才可以動(dòng)作，前后動(dòng)作互鎖。判斷是否有空位是根據(jù)橫移電機(jī)所對(duì)應(yīng)的到位行程開關(guān)動(dòng)作信息來(lái)確定的。液壓升降系統(tǒng)啟、停動(dòng)作也是根據(jù)相應(yīng)的到位行程開關(guān)來(lái)確定。(3) 故障報(bào)警程序故障報(bào)警程序能夠?qū)崟r(shí)地采集設(shè)備異常信息，及時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒司機(jī)和管理人員進(jìn)行處理。若在程序執(zhí)行過(guò)程中，有人、物侵入車庫(kù)空間或車輛超長(zhǎng)，PLC等按照閉鎖關(guān)系停止設(shè)備運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出故障報(bào)警。該程序完整而高效的完成了二層升降平移式車庫(kù)全部動(dòng)作，具

46、有安全可靠性。完全達(dá)到了作為民用機(jī)電一體化設(shè)備所應(yīng)具備的條件，充分發(fā)揮了它的作用，讓我們更好的操作。3.3.1 PLC 的選型目前市面上主要的PLC有西門子、三菱、歐姆龍、施耐德等。其中西門子的功能強(qiáng)大，系統(tǒng)穩(wěn)定，性能質(zhì)量好，市場(chǎng)占有率最高?；谖鏖T子結(jié)構(gòu)化的編程方式，開放性好，支持多種通信協(xié)議。另外西門子適用多種人機(jī)界面和監(jiān)控組態(tài)軟件利于多廠家設(shè)備的通訊與集成，西門子做了很多功能塊，減少了設(shè)計(jì)人員的負(fù)擔(dān)。因此，本設(shè)計(jì)選用了西門子公司的PLG西門子S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此 S7-200 系列具有極高 的性能價(jià)格比。S7-200有5種

47、CPUf塊，分另I是 CPU 221 CPU 222 CPU 224CPU 224XP、 CPU 226;CPU 221集成了 6輸入， 4 輸出共 10 個(gè)數(shù)字量 I?O 點(diǎn)，無(wú)I?O 擴(kuò)展能力。 CPU 222集成了 8 輸入， 6輸出共 14個(gè)數(shù)字量 I?O 點(diǎn)，可連接兩個(gè)擴(kuò)展模塊 ;CPU 224集成了 14輸入， 10 輸出共 24 個(gè)數(shù)字量 I?O 點(diǎn)，可連接7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最人擴(kuò)展至168路數(shù)字量I?O點(diǎn)或35路模擬量I?O點(diǎn)；CPU 224XP集成了 14輸入，10輸出共24個(gè)數(shù)字量I?O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模CPU 226集成了 24塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I?O點(diǎn)或38路

48、模擬量I?O點(diǎn);輸入， 16輸出共 40個(gè)數(shù)字量 I?O 點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量 I?O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I?O 點(diǎn)。根據(jù)本設(shè)計(jì)車庫(kù)的輸入和輸出，采用CPU226奠塊為PLC控制系統(tǒng)的核心控制器是最合適的。22西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）3.3.2 PLC的I?O資源配置根據(jù)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的要求功能與選定的PLG又t PLC進(jìn)彳T I?O分配，具體分配如下。表 3-1 I/O 分配輸入表表 3-2 I/O 分配輸出表23西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)（ 論文 ）梯形圖附于附錄。3.4 電氣安全裝置在立體車庫(kù)中安全是非常重要的，因此做好安全

49、防護(hù)十分有必要。以下是電氣安全中的的一些重要裝置。（1） 設(shè)有斷電、缺相、斷相和相序保護(hù) : 在主電源發(fā)生缺相，設(shè)備發(fā)生斷相、反 相時(shí)，保護(hù)器動(dòng)作切斷設(shè)備主電源。(2) 延時(shí)保護(hù) : 當(dāng)車停不進(jìn)設(shè)備時(shí)，設(shè)備將自動(dòng)停止任何操作。試進(jìn)入 ( 設(shè) (定)三次自動(dòng)停止，處于保護(hù)狀態(tài)，停止任何操作。(3) 防人、異物誤闖入紅外線檢測(cè)裝置: 設(shè)置自動(dòng)鎖閉系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如有人或異物進(jìn)入設(shè)備中，設(shè)備將會(huì)自動(dòng)急停。待人員或異物離開設(shè)備后，按動(dòng)“復(fù)位”按鈕，設(shè)備將恢復(fù)運(yùn)行。保證設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)，以防誤傷人員。用光電開關(guān)檢測(cè)。(4) 車輛定位 : 載車板的末端裝有前、后、左、右限位裝置。(5) 防止載車板墜落裝置

50、: 設(shè)置防墜落裝置，載載車板運(yùn)行到停車位后，為防止載車板因故突然落下，設(shè)防止墜落裝置，保證入庫(kù)車輛安全。(6) 汽車長(zhǎng)度限制裝置: 設(shè)置超長(zhǎng)光電檢測(cè)裝置。當(dāng)進(jìn)入設(shè)備的車輛超過(guò)適停車輛尺寸時(shí)，設(shè)備自動(dòng)鎖閉并報(bào)警提示。(7) 緊急停止裝置: 設(shè)置緊急制動(dòng)開關(guān)，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(8) 防止超限運(yùn)行裝置: 設(shè)置限位開關(guān)，包括，上限位開關(guān)，下限位開關(guān)，左限位開關(guān)，右限位開關(guān)，極限開關(guān)等。當(dāng)?shù)轿婚_關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，超限位開關(guān)能使設(shè)備停止工作。(9) 警示燈及警示蜂鳴器: 設(shè)置設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)顯示。提示設(shè)備處于運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及對(duì)異常情況報(bào)警。(10) 電機(jī)自帶剎車裝置: 防止載車板自動(dòng)滑。24

51、西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )4 升降橫移式立體車庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動(dòng)化立體停車設(shè)備或車庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個(gè)重要組成部分。操作簡(jiǎn)單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè)安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境，這是自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本特點(diǎn)。停車設(shè)備的一切運(yùn)行狀況，車輛停放的時(shí)間，車輛存放交費(fèi)情況，車庫(kù)庫(kù)容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過(guò)智能化控制中心運(yùn)算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達(dá)到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實(shí)現(xiàn)智能化管理。

52、通過(guò)大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會(huì)相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進(jìn)來(lái)，擴(kuò)大車庫(kù)的社會(huì)利用率和經(jīng)濟(jì)效益。這將是自動(dòng)化車庫(kù)的發(fā)展方向。圖 4-1 為立體車庫(kù)監(jiān)控的一個(gè)簡(jiǎn)易示意圖。-1 立體車庫(kù)監(jiān)控示意圖 圖 4立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包含以下五個(gè)子系統(tǒng): 自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)，自25西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )動(dòng)存取車系統(tǒng)，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，自動(dòng)道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫(kù)管理形式，發(fā)布車庫(kù)庫(kù)存容量，控制車流方案。(1) 自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)自動(dòng)收費(fèi)采用非接觸式IC 卡。 IC 卡分長(zhǎng)期卡與儲(chǔ)值卡兩種。對(duì)固定用戶，發(fā)行長(zhǎng)期卡，費(fèi)

53、用可在固定用戶交納管理費(fèi)用時(shí)一并交納 ; 對(duì)臨時(shí)用戶，發(fā)行儲(chǔ)值卡，即 : 用戶交納的費(fèi)用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動(dòng)從卡中扣除費(fèi)用。(2) 自動(dòng)存取車系統(tǒng)自動(dòng)存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號(hào)識(shí)別與移動(dòng)載車盤兩個(gè)過(guò)程。用戶進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳送到PLCg 制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過(guò)判斷卡號(hào)，自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置，開啟車庫(kù)門，縮短存取車的時(shí)間。存車時(shí)，司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入庫(kù)，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車完成后，車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉。移動(dòng)載車盤時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)包括超長(zhǎng)檢測(cè)、到位檢

54、測(cè)、極限位置檢測(cè)、人員誤入檢測(cè)、急停信號(hào)檢測(cè)等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長(zhǎng)度超出車庫(kù)允許的長(zhǎng)度，所有載車盤將不進(jìn)行動(dòng)作，若檢測(cè)到急停信號(hào)，將停止一切動(dòng)作，直至急停信號(hào)消失。以上信號(hào)均為硬件信號(hào)，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號(hào)，比如時(shí)間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號(hào)失靈時(shí)保證主體設(shè)備及車輛的安全。(3) 遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制器可以通過(guò)網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以 通過(guò)MODEN現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，在控制中心即 可進(jìn)行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。(4) 自動(dòng)道閘在車庫(kù)出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫(kù)出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動(dòng)判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動(dòng)開啟，通過(guò)感應(yīng)線圈后，自動(dòng)?xùn)艡谧詣?dòng)關(guān)閉 ; 若無(wú)效，則道閘不開啟，同時(shí)聲光報(bào)警。(5) 監(jiān)控安保系統(tǒng)監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視控制車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。它具有26西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計(jì)( 論文 )運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、車牌識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連動(dòng)等功能，可以 實(shí)現(xiàn)無(wú)人看守系統(tǒng)簡(jiǎn)介如下視頻監(jiān)控功能: 在車庫(kù)各出入口，值班室和車庫(kù)內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機(jī)，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺(tái)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)車庫(kù)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果在車庫(kù)光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機(jī)。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功