畢業(yè)設計---基于plc的四層四列式立體車庫的設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　基于PLC的四層四列式立體車庫的設計</p><p>　　The design of four layer four column type stereo garage based on PLC</p><p>　　姓 名： &

2、lt;/p><p>　　學 號： </p><p>　　系 別： 物理與電子信息工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 </p><p>　　年 級： 2008級 </p><p>　　指導教師：

3、 </p><p>　　2011年 12月 28日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文在對國內外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調研的基礎上，選擇四層四列式車庫結構為研究模型。升降橫移式立體車庫就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫結構部分、傳動機構部分和控制系統(tǒng)部分。本文簡單

4、介紹了車庫的主體結構和特點，對車庫的控制系統(tǒng)也作了簡單的說明。升降橫移式立體停車設備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動、自動、復位、急停四種種控制方法。系統(tǒng)還包括各種安全和報警消防措施。</p><p>　　關鍵詞：立體車庫，控制系統(tǒng)，安全措施</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Base

5、d on the present situation and development trend of domestic and foreign garage to do a full investigation on the basis of four layer, four column type garage structure model for the study. Up-down and translation stereo

6、 garage in terms of its components, can be divided into three parts: the garage structural parts, transmission parts and control system. This paper briefly introduces the main structure and characteristics of the garage,

7、 the garage control system also made a simple descriptio</p><p>　　Key words: stereo garage, control system, safety measures</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　中英文摘要I&

8、lt;/b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1研究的目的和意義1</p><p>　　1.2 國內研究發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　2 升降橫移式立體車庫機械部分設計3</p><p>　　2.1 升降橫移式立體車庫工作原理3</

9、p><p>　　2.2 立體車庫機械部分部件結構和功能4</p><p>　　3 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設計7</p><p>　　3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設計7</p><p>　　3.2 電氣系統(tǒng)關鍵部分設計8</p><p>　　4 PLC控制程序設計10</p><p>　　

10、4.1 PLC控制程序設計方法10</p><p>　　4.2 I/O分配表11</p><p>　　4.3 梯形圖12</p><p>　　4.3.1子程序12</p><p>　　4.4安全系統(tǒng)18</p><p>　　5 總結與展望19</p><p><b>　　5

11、.1總結19</b></p><p><b>　　5.2展望20</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　附錄22</b></p><p><b>　　致謝28</b></p>

12、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1研究的目的和意義</p><p>　　隨著我國城市經(jīng)濟和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應的是城市停車狀況的尷尬。以北京市為例，截止2006年底，市區(qū)僅有公共停車場827處，共計車位5.6萬個，僅占市區(qū)機動車擁有量的8.5％，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。上海的情

13、況也讓人無法樂觀，僅有的227個地下車庫使用面積不足60萬平方米，只能滿足1.3萬輛機動車停放的要求，路邊停車漸呈泛濫之勢，比例高達64％，而且還有繼續(xù)上升之勢。據(jù)建設部城市交通工程技術中心對全國15個大城市停車現(xiàn)狀的調查，城市機動車保有量與停車位之比平均為4.84：1，這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。停車難產生最主要的原因是城市建設規(guī)劃上的準備不足。上世紀80年代初期，北京市權威部門對2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的

14、預測僅僅是70萬－80萬輛，而事實上到新世紀鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預期多了100萬輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達45萬輛。面對迅速發(fā)展的城市車流，停車設施建設的落后也就不足為奇。據(jù)建設部停車技術開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設施的“欠賬”最保守估計應為20－30％[1]。</p><p>　　停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對于動態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）而存在的

15、一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設施是城市靜態(tài)交通的主要內容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對停車設施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機動車輛平均增長速度在15%-20%，而同時期城市停車基礎設施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超過停車基礎設施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施

16、。</p><p>　　專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機動車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內彌補不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。</p><

17、p>　　目前我國經(jīng)濟正處高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產業(yè)市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。</p><p>　　隨著人類社會的不斷進步和科學技術的發(fā)展，人類的生產、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越

18、大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標志，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--停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車</p><p&g

19、t;　　進入家庭，城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提高，給停車產業(yè)提供了前所未有發(fā)展機遇，停車產業(yè)市場前景廣闊。</p><p>　　作為現(xiàn)代大都市的標志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識。目前我國經(jīng)濟正處在高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產業(yè)市場前景廣闊。機械

20、式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段也是停車產業(yè)發(fā)展的必由之路。當前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機械式立體停車產業(yè)。機械車庫與傳統(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，機械車庫具有突出的節(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，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高80％

21、—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，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。 </p><p>　　機械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，人在車庫內或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 </p><p>　　在地下車庫中采用機械存車，還可以免除

22、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。機械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機械停車樓。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。</p><p>　　近年來 ，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國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。截至2003年底，我國個人汽車保有量為124

23、27672輛。其中，個人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%，但與此同時，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴重失調，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時，采用機械式立體停車設備是一個非常有效的措施。機 械 式立 體停車設備又名立體車庫，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

24、用地緊張，緩解停車難的一個有效手段。國家計委已明確機械式立體停車設備及城市立體停車場為國家重點支持的產業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計委6號令》把機械式停車序和立體停車場列入“國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術日錄”，國家海關總署對機械式停車產品規(guī)定“國內投資項目給予免征進口稅”、上述措施為我國立體車庫產業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機會?？梢灶A見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。</p>&

25、lt;p>　　1.2 國內研究發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國機械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進和生產停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標準制定的我國行業(yè)標準也于近幾年出臺，目前停車設備生產廠已發(fā)展到幾百家，生產各種類型的停車設備，有些停車設備已開始出口，如圖1.1所示。機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設備，其規(guī)劃建設涉

26、及到區(qū)域整體景觀、交通疏導、建筑結構、供電照明、通訊監(jiān)視、通風排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學科領域，就停車設備本身而言，其機械結構的發(fā)展已形成了停車設備獨有的技術特征，需要多學科、多專業(yè)的復合型人才積極參與，把國外停車技術和各領域的成熟技術移植到我國停車產業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟、高效、節(jié)能、省地的產品，滿足國內外市場的需求[2]。</p><p>　　在我國的停車產業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術

27、標準；多數(shù)產品是仿效或引進國外技術制造，技術水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產能力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設計單位的參與，技術創(chuàng)新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產業(yè)發(fā)展和管理嚴重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術多方面做出努力。政策方面應參照發(fā)達國家的有關政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標準，給予投資和經(jīng)營者相應的

28、優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調高占路停車收費標準，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實施政府監(jiān)督和政策調控，使停車產業(yè)良性發(fā)展。</p><p>　　圖1.1 在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫</p><p>　　2 升降橫移式立體車庫機械部分設計</p><p>　　2.1 升降橫移式立體車庫工作原理&l

29、t;/p><p>　　本設計的升降橫移式立體車庫是四層四列式的立體車庫：第一層有三個停車位一個空位；第二層有三個停車位,一個空位；第三層與二層相同, 也是三個停車位，一個空位；第四層有四個停車位，該停車設備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動作，最低層的停車板只可做橫移動作。中間兩層停車即可做升降動作又可做橫移動作。下三層均設有空位，臺板通過橫移動作變換空位，降下空位上方的汽車，取出汽車，最低層汽車無須倒車，

30、便可直接開出。</p><p>　　以四層四列式立體車庫為模型建立研究對象。升降橫移式立體車庫主要由結構框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。升降橫移式立體車庫是利用在車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機械式停車設備。升降橫移式立體車庫每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板用過升、降、橫移運動到達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移

31、，不必升降，上層車位要將載車板或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內將汽車開進或開出車庫?，F(xiàn)在以四層四列13位個車位的立體車庫說明車庫的具體動作如圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 車庫的具體動作</p><p>　　假如停車庫的狀態(tài)如圖（b）所示，其它車位有車，只有A42是空的，現(xiàn)在要把車放到A42停車位上，則首先將A42停車位下的車位移開，再將A43向上移至頂層，然后將A32，A

32、22，A12向左移，最后將A42降至底層，車就可以停到A42上，圖2.1為停車全過程的運動示意圖，同樣n層m列的存取車原理相同。</p><p>　　2.2 立體車庫機械部分部件結構和功能</p><p>　　升降橫移式立體車庫主要由結構框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成(圖2.2所示)進行分析。</p>

33、<p>　　圖2.2 升降橫移式立體車庫主要組成</p><p><b>　　①結構框架</b></p><p>　　立體車庫一般主要以鋼結構和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫中我們選用鋼架結構(如圖2.2所示)。鋼架結構與其它建筑結構相比，具有如下特點：</p><p><b>　　a.可靠性高</b><

34、;/p><p>　　鋼材在生產時，整個過程可嚴格控制，質量比較穩(wěn)定，性能可靠。鋼材組織均勻，接近于各向同性勻質體;鋼材的物理力學特性與工程力學對材料性能所作的基本假定符合較好;鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算結果，計算結果可靠，所以說鋼結構的可靠性高。</p><p>　　b.材料的強度高，鋼結構自重小</p><p>　　與混凝土等材料相比，雖然鋼材的重

35、力密度大，但它的強度和彈性模量較高，而且強度與重力密度之比也高得多。鋼結構自重小，從而便于運輸與安裝，可減輕基礎的負荷，降低地基和基礎部分的造價。</p><p>　　c.材料的塑性和韌性好</p><p>　　鋼材的塑性好，鋼結構在一般條件不會因超載等而突然斷裂。破壞前一般都會產生顯著的變形，易于被發(fā)現(xiàn)，可及時采取補救措施，避免重大事故發(fā)生。鋼材的韌性好，鋼結構對動力荷載的適應性強，具有

36、良好的吸能能力，抗震性能優(yōu)越。</p><p>　　d.鋼結構制造簡便，施工工期短</p><p>　　鋼結構一般在專業(yè)工廠制造，易實現(xiàn)機械化，生產效率和產品精度高，質量易于保證，是工程結構中工業(yè)化程度最高的一種結構。構件制造完成后，運至施工現(xiàn)場拼裝成結構。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較大的單元，再進行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟效益。由于鋼結構具有連接的特

37、性，故易于加固、改建和拆遷。</p><p><b>　　e.鋼結構密閉性好</b></p><p>　　鋼結構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構、管道等。</p><p>　　f.鋼材的耐銹蝕性差</p><p>　　在沒有腐蝕介質的一般環(huán)境中，普通鋼材制成的鋼結構經(jīng)除銹后再涂上合格的防銹涂料，銹蝕問

38、題并不嚴重。立體車庫多在沒有腐蝕介質的環(huán)境中，所以對鋼結構本身的維護費用低[3]。</p><p>　　結構主體采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運輸方便。</p><p>　?、谏陷d車板及其提升系統(tǒng)</p><p>　　每塊上載車板都配有一套獨立的電機減速機與鏈傳動組合的傳動系統(tǒng)。其工作原理如圖2.2

39、 ，電機順時針旋轉時，載車板上升，電機逆時針旋轉時，載車板下降。根據(jù)載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據(jù)傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據(jù)車身高度確定上下載車板間的距離，根據(jù)這個距離確定鏈條的長度，最后根據(jù)傳動力確定鏈輪大小，鏈節(jié)形狀及大小。由于載車板升降所需功率較大，故選用交流電機。搬運器的升降由電機的正反轉控制。</p><p>　?、巯螺d車板及其橫移系統(tǒng)</p><p>　

40、　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立的電機減速機傳動系統(tǒng)，藏于載車板內。在下載車板底部裝有四只鋼輪，可以在導軌上行走，其中兩只為主動輪，裝于長傳動軸兩端，另兩只為獨立安裝的從動輪。電機減速機驅動長傳動軸運轉，長傳動軸上的主動鋼輪在導軌上滾動行走從而使下載車板作橫向平移運動。根據(jù)載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導軌間的摩擦系數(shù)確定橫移電機的驅動功率。橫移電機使用小型交流電

41、機，通過橫移電機的正反轉控制載車板的橫移運動。</p><p><b>　?、馨踩b置</b></p><p>　　上載車板上裝有上下行程極限開關和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩側相應位置處各裝兩只耳環(huán)，當上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環(huán)內，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，上載車

42、板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關和防碰撞板。行程極限開關的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時，切斷橫移電機電源，橫移停止。</p><p><b>　　⑤控制系統(tǒng)</b></p><

43、p>　　升降橫移式立體停車設備的控制系統(tǒng)采用PLC 可編程序控制器控制，主要有手動、自動、復位、急停四種種控制方法。自動控制應用于平時的正常工作狀態(tài)，手動控制應用于調試、維修狀態(tài)，復位應用于排除故障場合，急停應用于發(fā)現(xiàn)異常的緊急場合。對于本文中所列的13車位升降橫移式立體停車設備，PLC 主要控制二、三、四層十個升降電機的正反轉和一、二、三層九個橫移電機的正反轉。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統(tǒng)報警顯示裝置等[4]。<

44、;/p><p>　　3 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設計</p><p>　　3.1 電氣控制系統(tǒng)整體設計</p><p>　　整個車庫設計由一臺PLC對車庫進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過PLC控制載車板縱橫傳動裝置以完成對車輛的存取操作。各車位內車輛的調入調出由PLC根據(jù)當前各車位的車輛存放情況，按照相應的調度策略調度車輛進出[5]。</p><p>

45、　　用戶進人車庫時，在人口處的非接觸式讀卡機前感應區(qū)域晃一下自己的IC卡，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，自動把對應的載車盤移動到人車交接的位置的置, 門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，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，司機停車到位，下車走出車庫，在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴格按照各種檢測信號的狀態(tài)

46、進行移動，檢測信號包括超長檢測，到位檢測，極限位置檢測等。若有載車盤運行不到位，車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進行動作；若檢測到急停信號，載車盤將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號除此之外，還可以控制軟件設置保護信號，比如時間，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時主體設備及車輛的安全。</p><p>　　立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集

47、、報警與控制輸出。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關斷。強電系統(tǒng)包括載車板電機控制線路、控制電機正反轉接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。車庫采用車位檢測裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位[6]。系統(tǒng)在面板處設有急停開關，當發(fā)生意外時，按下急停開關。</p><p>　　升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理：操作者(人)要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(界面)把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系統(tǒng)處理后

48、，系統(tǒng)把可識別的控制信息通過輔助設備驅動執(zhí)行結構，來完成車庫現(xiàn)場的運作。其系統(tǒng)控制原理框圖如圖3.1。</p><p>　　圖3.1 車庫系統(tǒng)控制原理框圖</p><p>　　由于PLC的可靠性、抗干擾能力強。國內外現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制，特別是應用在智能化要求程度高、多車尾、大容量的現(xiàn)代化升降橫移式立體車庫中。PLC的可靠性、抗干擾能力強 [

49、7] 如圖3.2。</p><p>　　圖3.2 PLC的硬件系統(tǒng)結構框圖</p><p>　　在升降橫移式立體車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內實現(xiàn)正反轉;其次是車庫內的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設施等。為了保證載車板能橫移到預定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關。為了判斷載車板上有無車輛

50、，采用了光電開關。一般小型車庫選用按鈕操作，界面清楚，易于操作，但對于大型車庫來說要用上位機來進行對其控制。同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預警裝置[8]。</p><p>　　3.2 電氣系統(tǒng)關鍵部分設計</p><p>　　PLC接線設計：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內實現(xiàn)

51、正反轉，其次是車庫內的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設施等。為了保證載車板能橫移到預定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關。同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預警裝置，其簡化接線圖如圖3.3。</p><p>　　控制面板上的數(shù)碼管可以顯示車庫車輛的存放情況，顯示出車輛將要存放的車號位，如車庫已存滿車輛，數(shù)碼管將不顯示任何數(shù)字，紅、綠、

52、黃、粉四個指示燈能顯示出車庫的運行情況；紅燈閃爍代表進車模式，綠燈閃爍代表取車模式，黃燈代表手動控制模式，粉紅色燈閃爍代表系統(tǒng)處于等待選擇狀態(tài)，紅色燈在系統(tǒng)處于選擇狀態(tài)時能代表車位已滿，綠色燈則代表車位還有剩余。</p><p>　　圖3.3 簡化PLC接線圖</p><p>　　電機控制及接線設計如圖3.4： </p><p>　　圖3.4 電機控制原理圖<

53、/p><p>　　4 PLC控制程序設計</p><p>　　4.1 PLC控制程序設計方法</p><p>　　本文所設計的PLC存取車控制系統(tǒng)只針對二層和三層和四層的車位，而對于1層車位，存取車直接開進開出即可?？刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫。程序流程見圖。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

54、結束后，根據(jù)相應執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第三層載車板進出車，可以使一層二層同時平移左移或右移，這樣，控制系統(tǒng)能自動處理設備動作順序之間的聯(lián)鎖或雙重輸出，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。如圖4.1所示。</p><p><b>　　圖4.1 流程圖</b></p><p>　　4.2 I/O分配表</p>&

55、lt;p>　　表4.1 I/O分配</p><p>　　根據(jù)實際控制所需要的輸入輸出點數(shù)，選用三菱公司FX2N系列可編程序控制器的存儲容量完全能滿足升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的要求。</p><p><b>　　4.3 梯形圖</b></p><p><b>　　4.3.1子程序</b></p>&

56、lt;p>　?。?）變頻器設置程序如圖4.2所示[10]，變頻器主要用于控制消防報警時蓬淋頭出水的水量保持一定。使之持續(xù)高速的有效滅火。</p><p>　　圖4.2 變頻器設置</p><p><b>　?。?）程序初始化 </b></p><p>　　使D0清零如圖4.3所示。</p><p>　　圖4.3 程

57、序初始化</p><p><b>　　（2）急停 </b></p><p>　　在出現(xiàn)故障時能馬上停止程序而進行修理。閉合X2，復位Y0-Y105如圖4.4所示。</p><p><b>　　圖4.4 急停</b></p><p><b>　　（3）選擇車位 </b></

58、p><p>　　有操作者查看選擇空車位。按X0進行選擇車位，X0閉合一次，數(shù)據(jù)存入M1，M1常開觸頭得電閉合，進行1號車位存取車輛；X0閉合兩次，數(shù)據(jù)存入M2，M2常開觸頭得電閉合，進行2號車位存取車輛；X0閉合三次，數(shù)據(jù)存入M3，M3常開觸頭得電閉合，進行3號車位存取車輛；X0閉合四次，數(shù)據(jù)存入M4，M4常開觸頭得電閉合，進行4號車位存取車輛；X0閉合五次，數(shù)據(jù)存入M5，M5常開觸頭得電閉合，進行5號車位存取車輛；

59、X0閉合六次，數(shù)據(jù)存入M6，M6常開觸頭得電閉合，進行6號車位存取車輛；X0閉合七次，數(shù)據(jù)存入M7，M7常開觸頭得電閉合，進行7號車位存取車輛以此類推，如圖4.5所示。</p><p><b>　　圖4.5 選擇車位</b></p><p>　　（4）1、2、3號車位存取車</p><p>　　由于1、2、3號車位于第一層只有左右橫移，運行時即

60、可直存取車輛。即選擇閉合X0一次，M1得電，選擇存車閉合X5，Y51得電，車輛駛入；選擇取車閉合X6，Y71得電，車輛駛出。2、3號車與1號車一樣如圖4.6所示。</p><p>　　圖4.6 1、2、3號車位存取車</p><p>　?。?） 4號車位存取車</p><p>　　4號車可以左右橫移，也可以上下移動。因此4號車位需先將1、、2、3號載車板右移，即Y1

61、、Y3、Y5得電，然后位于2號車位與第一層空車位的傳感器X10、X12感應得電使4號載車板下降即Y7得電，X11得電感應4號載車板到位。則車輛駛入或駛出車庫即Y54或Y74得電，在T3時間內且車位傳感器X53得電，4號載車板上移復位Y6得電，4號車位的載車板傳感器感應載車板到位X21得電則1、2、3號載車板左移復位即Y0、Y2、Y4得電，隨即X11、X12、X13得電使指令復位；如圖4.7所示。</p><p>

62、　　圖4.7 4號車位存取車</p><p>　?。?）5號車位存取車</p><p>　　5號車可以左右橫移，也可以上下移動。因此5號車位需先將2、3號載車板右移，即Y3、Y5得電，然后位于第一層空車位的傳感器X10感應得電使5號載車板下降即Y13得電，X12得電感應5號載車板到位。則車輛駛入或駛出車庫即Y55或Y75得電，在T4時間內且車位傳感器X54得電，5號載車板上移復位Y12得電

63、，5號車位的載車板傳感器感應載車板到位X22得電則2、3號載車板左移復位即Y2、Y4得電，隨即X12、X13得電使指令復位；如圖4.8所示。</p><p>　　圖4.8 5號車位存取車</p><p>　?。?）6號車位存取車</p><p>　　6號車可以左右橫移，也可以上下移動。因此6號車位需先將3號載車板右移，即Y5得電，然后位于第一層空車位的傳感器X10感

64、應得電使6號載車板下降即17得電，X13得電感應6號載車板到位。則車輛駛入或駛出車庫即Y56或Y76得電，在T14時間內且車位傳感器X55得電，6號載車板上移復位Y16得電，6號車位的載車板傳感器感應載車板到位X23得電則3號載車板左移復位即Y4得電，隨即X13得電使指令復位；如圖4.9所示。</p><p>　　圖4.9 6號車位存取車</p><p>　　剩余車位基本按照上述的方法進行

65、編程，總程序詳情見附錄。</p><p><b>　　4.4安全系統(tǒng)</b></p><p>　　（1）設有斷電、缺相、斷相和相序保護：在主電源發(fā)生缺相，設備發(fā)生斷相、反相時，保護器動作切斷設備主電源。實際線路如圖4.11。</p><p>　　圖4.11 斷電、缺相、斷相和相序保護線路 圖4.12 車輛定位裝置</p

66、><p>　?。?）延時保護：當車停不進設備時，設備將自動停止任何操作。試進入（設定）三次自動停止，處于保護狀態(tài)，停止任何操作。</p><p>　?。?）防人、異物誤闖入紅外線檢測裝置：設置自動鎖閉系統(tǒng)，當設備運轉時，如有人或異物進入設備中，設備將會自動急停。帶人員或異物離開設備后，按動“復位”按鈕，設備將恢復運行。保證設備安全運轉，以防誤傷人員。用紅外線檢測。</p><

67、;p>　?。?）車輛定位：載車臺的末端裝有前、后、左、右限位裝置。實際裝置如圖4.12所示。</p><p>　?。?）防止載車臺墜落裝置：設置防墜落裝置，載車臺運行到停車位后，為防止載車臺因故突然落下，設防止墜落裝置，保證入庫車輛安全。</p><p>　?。?）汽車長度限制裝置：設置超長光電檢測裝置。當進入設備的車輛超過適停車輛尺寸時，設備自動鎖閉并報警提示。</p>

68、<p>　?。?）緊急停止裝置：設置緊急制動開關，當出現(xiàn)異常情況時，能使停車設備立即停止運轉。</p><p>　?。?）防止超限運行裝置：設置限位開關，包括，上限位開關，下限位開關，左限位開關，右限位開關，極限開關等。當?shù)轿婚_關出現(xiàn)故障時，超限位開關能使設備停止工作。實際設備如圖4.13。</p><p>　?。?）警示燈及警示蜂鳴器：設置設備運轉信號顯示。提示設備處于運轉

69、狀態(tài)及對異常情況報警。實際設備如圖4.14。</p><p>　　（10）電機自帶自鎖裝置：防止車臺自動下滑。</p><p>　　圖4.13 限位開關 圖4.14 設備運轉信號顯示裝置</p><p><b>　　5 總結與展望</b></p><p><b>

70、　　5.1總結</b></p><p>　　隨著中國經(jīng)濟的騰飛，城市化進程加快，汽車越來越快的走進工薪階層家庭，而土地越來越緊缺的情況下，為解決城市停車難的問題，立體車庫是必然出路。我國立體車庫發(fā)展雖經(jīng)歷了十來年的發(fā)展，但仍處于初級的停車功能，是最原始的使用階段，它的設計水平、經(jīng)濟價值還有待于完善和開發(fā)。為此對立體車庫設計方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實意義和潛在的市場經(jīng)濟效益。本文在參閱了國內外有關立體停車庫

71、的大量資料的前提下，對升降橫移式立體車庫設計機構裝置和控制系統(tǒng)進行細致研究，得出了以下重要的結論：</p><p>　　1.通過大量的調研工作，對自動化立體車庫的發(fā)展特點和發(fā)展方向進行了總結，通過對市場需求的分析和對比國內外立體車庫的發(fā)展狀況，分析了智能立體車庫廣闊的市場前景和趨勢。</p><p>　　2.為提高車庫生產的經(jīng)濟效益，對車庫構架的鋼結構進行了優(yōu)化設計，節(jié)省了鋼材，降低了建造

72、成本。</p><p>　　3.在分析目前立體車庫常用的傳動系統(tǒng)基礎上，確定了本車庫的機械系統(tǒng)傳動方案。分析各種載車板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟的方案。</p><p>　　4.針對智能立體車庫的功能要求，提出了控制系統(tǒng)的詳細方案。為達到車庫中的檢測要求，確定了經(jīng)濟而適用的傳感器。在車庫自動控制系統(tǒng)中，選用了三菱FX2N系列的PLC可編程控制器，并對PLC功能和特點進行詳細的

73、分析，給出了接線圖和控制程序。</p><p><b>　　5.2展望</b></p><p>　　雖然立體車庫目前在我國應用還較少，但我國城市人口密度較稠，隨著家庭轎車的增加，立體車庫未來市場必將是巨大的，但對產品的需求，將會向兩個極端發(fā)展：一個極端就是價格的極端，市場大量需要低價格的機械停車設備，它只要能夠達到增加停車位的目的，能夠保證最基本的使用性能，以價格優(yōu)勢

74、占領市場，這一部分的市場份額預計將達到50%-70%；另一個極端就是技術與性能的極端，要求停車設備具有優(yōu)越的使用性能、方便的操作方式、快捷的存取速度。通過國內外機械停車設備使用經(jīng)驗的總結，可以發(fā)現(xiàn)人們在利用機械停車設備存取車時，比較追求的是存取車速度、等待時間以及方便的程度。此外，未來的機械停車設備市場，也會更加注重完善的售后服務系統(tǒng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)、遠程故障導處理系統(tǒng)。</p><p>　　機械立體停車庫的種類繁

75、多，我們必須通過詳盡的技術分析才可以有明智的決斷，利用一切可以利用的因素，建造出經(jīng)濟技術合理和適應市場要求的機械立體停車庫?？傊谖覀兠媾R著建設現(xiàn)代化大都市的重任和土地資源異常奇缺的情況下，使用機械立體停車庫是可行、明智的選擇，它的前景將是無限美好的。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 付翠玉，關景泰.立體車庫發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

76、[M]. 機械設計與制造，2005；50-60</p><p>　　[2] 任伯森.機械式立體停車庫.海洋出版社，2001；26-38</p><p>　　[3] 宋曼華等編.鋼結構設計與計算.北京:機械與電子，2001；13-27</p><p>　　[4] 劉春麗. 升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的研究[J]. 機電產品開發(fā)與創(chuàng)新, 2006,(3):40-45&l

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79、2):19-20</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　在這里我要特別感謝我的指導老師xx的熱情關懷和悉心指導。在我做畢業(yè)設計的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在畢業(yè)設計的選題。構思和資料的收集方面，還是在設計的研究方法以及設計初定基本方案方面，我