1、基于PLC的多層升降橫移立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本文設(shè)計(jì)針對(duì)由于城市空間有限，并且城市中車輛日益增多所造成的停車難問(wèn)題，設(shè)計(jì)了基于PLC的多層升降橫移立體車庫(kù)控制系統(tǒng)，立體橫移式車庫(kù)占地面積小，操作方面、智能，利用PLC程序，可以使操作變得簡(jiǎn)單易懂，使人們存取車輛更加方便快捷，并且運(yùn)用世紀(jì)星組態(tài)軟件對(duì)PLC進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。 本文首先介紹了立體車庫(kù)的開發(fā)背景、意義以及國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀。其次對(duì)立體車庫(kù)做了整體性的設(shè)計(jì)，包括工作原理、操作方式等。接著對(duì)PLC的軟件單元進(jìn)行了透徹的分析并編寫控制程序，軟件設(shè)計(jì)分為手動(dòng)移動(dòng)、自動(dòng)移動(dòng)兩種模式，自動(dòng)模式下能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)判斷存取狀態(tài)、自動(dòng)復(fù)位等功能。最后通過(guò)世

2、紀(jì)星組態(tài)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)智能立體車庫(kù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。 立體車庫(kù)在生活中確實(shí)有著廣泛的應(yīng)用空間，能夠給人們帶來(lái)巨大的幫助。隨著科學(xué)的進(jìn)一步開展，立體車庫(kù)必定會(huì)有更大的開展，會(huì)更好的效勞于人們。 關(guān)鍵詞：立體車庫(kù)；可編程控制器；組態(tài)軟件 I Abstract This article is designed by the targeted to slove the problems of urban space is limited, and the growing number of cities caused by vehicles parking difficult issue. Three-dime

3、nsional sliding-garage area is small, operational, intelligence, the use of PLC program, you can make the operation simple and easy to understand, make it faster and more convenient access to vehicles, and the use of Century Star configuration software to conduct real-time monitoring of the PLC. Thi

4、s paper describes the development of three-dimensional garage background, the significance of the status quo at home and abroad. Secondly, three-dimensional garage done overall design, including the working principle, operation methods. Then the software unit of the PLC conducted a thorough analysis

5、 and preparation of control procedures, software design is divided into manual movement, automatically move two modes, automatic mode can be achieved automatically determine access to the state, automatic reset functions. The final adoption of the century Star configuration software for intelligent

6、real-time monitoring of three-dimensional garage. Parking is indeed in life has a wide range of applications of space, it will give people a huge help. With the further development of science, three-dimensional garage will be greater development, will better serve the people. Keywords: Three-dimensi

7、onal Garage ; Programmable Controller; configuration software II 目 錄 緒 論 . 1 1 立體車庫(kù)的控制方案設(shè)計(jì) . 8 1.1 立體車庫(kù)的工作原理 . 8 1.2 設(shè)備的控制要求及控制方式的設(shè)計(jì) . 9 1.3 系統(tǒng)的操作過(guò)程 . 9 1.3.1 手動(dòng)操作 . 9 1.3.2 自動(dòng)操作 . 10 2 立體車庫(kù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) . 11 2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) . 11 2.2 可編程控制器PLC的選取 . 11 2.2.1 PLC的特點(diǎn) . 11 2.2.2 PLC的應(yīng)用廣泛 . 12 2.2.3 PLC的工作原理簡(jiǎn)單易懂 .

8、13 2.3 立體車庫(kù)機(jī)械局部部件的設(shè)計(jì) . 14 2.4 其它設(shè)備的簡(jiǎn)介 . 15 2.4.1 傳感器 . 15 2.4.2 減速電動(dòng)機(jī) . 15 2.4.3 行程開關(guān) . 15 2.4.4 按鈕 . 16 2.4.5 變頻器 . 16 2.5 本章小結(jié) . 16 3 立體車庫(kù)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) . 17 3.1 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) . 17 3.1.1 PLC的工作原理 . 17 3.1.2 編程軟件CX-Programmer的應(yīng)用 . 17 3.1.3 PLC的外部接線圖 . 18 3.1.4 PLC的I/O地址分配 . 19 3.1.5 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的PLC程序編程語(yǔ)言的選擇

9、. 20 III 3.1.6 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的流程圖 . 20 3.1.7 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì) . 21 3.2 世紀(jì)星組態(tài)監(jiān)控 . 23 3.2.1 世紀(jì)星軟件的介紹 . 23 3.2.2 世紀(jì)星軟件的特點(diǎn) . 23 3.2.3 實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 24 3.2.4 內(nèi)部參數(shù)系統(tǒng)的設(shè)定 . 25 3.2.5 軟件語(yǔ)言的編程 . 26 3.3 組態(tài)畫面的動(dòng)態(tài)銜接 . 27 3.3.1 組態(tài)畫面的設(shè)計(jì) . 28 3.3.2 動(dòng)態(tài)銜接的介紹 . 28 3.4 本章小結(jié) . 30 結(jié) 論 . 31 致 謝 . 32 參考文獻(xiàn) . 33 附錄A 英文原文 . 34 附錄B 中文翻譯 .

10、45 附錄C PLC梯形圖 . 53 IV 緒 論 (1) 課題研究的背景和意義 隨著我國(guó)城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速開展，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為難。以北京市為例，截止2006年底，市區(qū)僅有公共停車場(chǎng)827處，共計(jì)車位萬(wàn)個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車擁有量的，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。據(jù)建設(shè)部城市交通工程技術(shù)中心對(duì)全國(guó)15個(gè)大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機(jī)動(dòng)車保有量與停車位之比平均為：1，這一比值對(duì)于渴望車者有其位的車主來(lái)說(shuō)，形式不容樂(lè)觀。停車難產(chǎn)生最主要的原因是城市建設(shè)規(guī)劃上的準(zhǔn)備缺乏。上世紀(jì)80年代初期，北京市權(quán)威部門對(duì)2000年北京汽車開展數(shù)的預(yù)測(cè)僅僅是70萬(wàn)80

11、萬(wàn)輛，而事實(shí)上到新世紀(jì)鐘聲敲響之前，北京市汽車總量那么足足比預(yù)期多了100萬(wàn)輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達(dá)45萬(wàn)輛。面對(duì)迅速開展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就缺乏為奇。據(jù)建設(shè)部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設(shè)施的欠賬最保守估計(jì)應(yīng)為2030 1。 圖1 被汽車占領(lǐng)的城市 停車問(wèn)題是城市在開展過(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)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷開展，各種車輛的不斷增加，對(duì) 1 停車設(shè)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(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問(wèn)題。數(shù)據(jù)顯示，最近

12、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)期城市停車根底設(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)停車根底設(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，并積極探求解決的措施1。 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，使局部車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場(chǎng)的需求。而硬措施，主要包括增建停車場(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)缺乏，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。 圖

13、2 先進(jìn)的自動(dòng)化立體車庫(kù) 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的開展，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)足的開展，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)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、欣賞性和適合城市環(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

14、了前所未有開展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊2。 2 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開展，道路擁擠、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，開展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速開展時(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(jiàn)縫插針設(shè)置，還能與地面停車場(chǎng)、地下車庫(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)開展的必由之路。當(dāng)前，我國(guó)許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力開展機(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

15、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8090，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)本錢。 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平安，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(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

16、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)的開展，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。截至2003年底，我國(guó)個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長(zhǎng)率為42.7%，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

17、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，平安方便，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)。上述措施為我國(guó)立體車庫(kù)產(chǎn)業(yè)的成長(zhǎng)提供了良好的條件、也為我國(guó)解決城市停車空間問(wèn)題提供了時(shí)機(jī)。可以預(yù)見(jiàn)立體車庫(kù)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景2。 (2) 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 3 早在50多年前，立體停車就在國(guó)外有所開展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)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，

18、世界經(jīng)濟(jì)高速開展，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)和一些興旺國(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)等為代表的興旺國(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)和我國(guó)的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車行業(yè)也通過(guò)引進(jìn)-移植制造，得到了蓬勃開展， 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3 國(guó)外高容量的立體車庫(kù) 目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化開展，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

19、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。控制技術(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)，節(jié)省電力，振動(dòng)和噪音也趨于最小。控制形式有，按鈕式、鎖匙式、IC卡式、鍵盤式、觸摸屏式、遙控式等。平安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，平安保護(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 4 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、汽車圖象攝影比照平安檢測(cè)、自動(dòng)消防滅火系統(tǒng)等。 日本是最早

20、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。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)和外鄉(xiāng)化，90年代開始為供給使用階段。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)步開展階段。 圖4 韓國(guó)LG公司研發(fā)的塔式 我國(guó)機(jī)械式車庫(kù)的早期

21、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)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已開展到幾百家，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)、平安消防、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)的開展已形成了停車設(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)出平安、經(jīng)濟(jì)、

22、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)開展中還存在一些問(wèn)題，如沒(méi)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；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力缺乏；市場(chǎng) 5 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)重缺乏；政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)開展和管理嚴(yán)重滯后等。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)參照興旺國(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)

23、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)那么經(jīng)營(yíng)車庫(kù)，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性開展。 圖5 在我國(guó)廣泛使用的升降橫移式立體車庫(kù) (3) 本文的主要工作目標(biāo)和意義 目前，立體車庫(kù)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、圓形水平循環(huán)式等。在對(duì)國(guó)內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的根底上，再結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫(kù)形式比擬多，規(guī)模可大可小，而且對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，同時(shí)采用這類設(shè)備的車庫(kù)十分普遍。因此，本文最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車庫(kù)。 (4) 論文結(jié)構(gòu) 1本文

24、首先介紹了課題的背景和研究意義，簡(jiǎn)述了國(guó)內(nèi)外的現(xiàn)狀。 2對(duì)立體車庫(kù)的工作原理作了介紹，設(shè)計(jì)了手動(dòng)、自動(dòng)了兩種操作模式以及具 6 體的運(yùn)行過(guò)程。 3完成工作方式的設(shè)計(jì)后，針對(duì)需要實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行了硬件選擇。并且作了詳細(xì)的介紹。 4本文最后根據(jù)選擇的硬件以及立體車庫(kù)具體功能的需要進(jìn)行了軟件的選擇，隨后進(jìn)行了相應(yīng)的軟件程序設(shè)計(jì)。并且設(shè)計(jì)了立體車庫(kù)的世紀(jì)星組態(tài)設(shè)計(jì)。 7 1 立體車庫(kù)的控制方案設(shè)計(jì) 1.1 立體車庫(kù)的工作原理 升降橫移式立體車庫(kù)是指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。升降橫移式立體車庫(kù)每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過(guò)升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)

25、入車庫(kù)，存取車輛，完成存取過(guò)程。停泊在這類車庫(kù)地面的車只作橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過(guò)中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進(jìn)入車庫(kù)內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫(kù)。以7車位的升降橫移式停車設(shè)備為例，具體形式如下圖。 圖1.1 立體車庫(kù)的存車狀態(tài) 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；5號(hào)車位需下降后再存放車輛；3 號(hào)車位，1號(hào)載車板左移，再將3號(hào)載車板下降；4 號(hào)車位，那么需先將1 號(hào)和2 號(hào)載車板左移，再將4號(hào)存車板下降；6號(hào)車位那么需要先將1、3號(hào)載車

26、板右移，再將6號(hào)載車板降下；7號(hào)車位需要先將1、2、3、4號(hào)四個(gè)載車板右移，再將7號(hào)載車板下降。由于升降橫移式停車設(shè)備對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性強(qiáng)，介紹系統(tǒng)各機(jī)械局部部件結(jié)構(gòu)和功能 可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意的組合、排列， 8 規(guī)模可大可小，對(duì)土建的要求比擬低，因此，應(yīng)用非常廣泛。 1.2 設(shè)備的控制要求及控制方式的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)為升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)。設(shè)置有操作面板，具有手動(dòng)/自動(dòng)兩種工作狀態(tài)，有車位選擇、移動(dòng)方向選擇以及復(fù)位功能。自動(dòng)模式中允許用戶刷卡控制，經(jīng)過(guò)相關(guān)設(shè)備的處理，直接對(duì)相應(yīng)的車位進(jìn)行存取操作，由PLC程序控制相應(yīng)的變頻器和電機(jī)控制在車板移動(dòng)，到達(dá)存取車輛的目的，由車位傳感器確定

27、車輛是否已經(jīng)被取走或者車輛是否已經(jīng)存入，并且在完成相應(yīng)的工作后自動(dòng)恢復(fù)成為到原位。手動(dòng)模式控制設(shè)備與自動(dòng)模式相同，主要是效勞于故障檢測(cè)以及特殊情況的。具體的操作是：首先選擇車位，然后選擇車位的移動(dòng)方向，當(dāng)車位移動(dòng)到相應(yīng)的位置后由相應(yīng)的限位開關(guān)控制其自動(dòng)停止，不同于自動(dòng)控制的是，當(dāng)完成相應(yīng)的操作的時(shí)候，需要將車位手動(dòng)復(fù)原。可以讓設(shè)備隨時(shí)停止，以便于機(jī)械故障的時(shí)候減少損失和維修 在中央控制室，需要一臺(tái)控制的計(jì)算機(jī)，并且利用組態(tài)軟件監(jiān)控車庫(kù)的運(yùn)行狀態(tài)，以便于及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，組織維修。上位機(jī)與PLC通過(guò)通信電纜連接。 1.3 系統(tǒng)的操作過(guò)程 1.3.1 手動(dòng)操作 選擇按鍵手動(dòng)或者自動(dòng)，“手動(dòng)運(yùn)行指示燈

28、亮，即可在電柜面板上選擇相應(yīng)的手動(dòng)按鈕及動(dòng)作升降橫移選擇開關(guān)進(jìn)行操作。 另外取車之前要保證各車位與車盤車位與車盤的定義參見(jiàn)機(jī)構(gòu)工位簡(jiǎn)述的規(guī)定在相對(duì)應(yīng)的位置上，才能按照下面的操作方法進(jìn)行操作，否那么要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的手動(dòng)操作。 1取車位3上的車，手動(dòng)操作過(guò)程如下： 按下車位1按鈕，選擇左移按鈕，直至車位1移動(dòng)到左側(cè)的時(shí)候由限位開關(guān)控制自動(dòng)停止；然后選擇車位3，在選擇下移按鈕，車位3移動(dòng)到底部的時(shí)候由限位開關(guān)控制自動(dòng)停止。取車完畢需要手動(dòng)復(fù)位。 2取車位4上的車，手動(dòng)操作過(guò)程如下： 選擇車位1，然后選擇左移按鈕，車位1實(shí)現(xiàn)左移；然后選擇車位2，選擇左移按鈕，車位2實(shí)現(xiàn)左移；然后選擇車位4，

29、選擇下移按鈕，車位4下移。取車完畢需要手動(dòng)復(fù)位。 9 3取車位5上的車，手動(dòng)操作過(guò)程如下： 選擇車位五，然后選擇下移按鈕，那么車位5視線下移。取車完畢需要手動(dòng)復(fù)位。 4取車位6上的車，手動(dòng)操作過(guò)程如下： 選擇車位1，然后選擇左移，實(shí)現(xiàn)車位1左移；然后選擇車位3，選擇左移按鈕，車位3實(shí)現(xiàn)左移；然后選擇車位6，選擇下移按鈕，車位6視線下移。取車完畢需要手動(dòng)復(fù)位。 5取車位7上的車，手動(dòng)操作過(guò)程如下： 分別移動(dòng)車位1、車位2、車位3、車位4，分別實(shí)現(xiàn)左移；然后選擇車位7，選擇下移按鈕，視線下移。取車完畢需要手動(dòng)復(fù)位。 1.3.2 自動(dòng)運(yùn)行 按下自動(dòng)按鈕，然后刷卡，那么車位下移，然后通過(guò)車位傳感器，實(shí)

30、現(xiàn)自動(dòng)歸位。例如對(duì)車位6的自動(dòng)操作：當(dāng)讀卡器接到用戶的輸入后，車位1和車位3左移，結(jié)束后車位六下移，當(dāng)車位里的車被用戶取走之后，車位六6自動(dòng)上移，然后車位1和車位3左移，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位。 10 2 立體車庫(kù)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 2.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 立體橫移式升降橫移車庫(kù)的控制系統(tǒng)的硬件可根據(jù)具體的需要選擇，程序控制方面需要可編程控制器PLC；汽車的存放需要鋼架和在車板；車位的移動(dòng)控制需要變頻器和電機(jī)；載車板移動(dòng)的行程采用限位開關(guān)控制；汽車已經(jīng)存好或者已經(jīng)取走的判斷需要車位傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)。 2.2 PLC的選取 立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)有很多種，各有特點(diǎn)，本文針對(duì)本系統(tǒng)的實(shí)際需要，選擇PLC進(jìn)行控制，主要是因

31、為如下特點(diǎn)及原因。 2.2.1 PLC的特點(diǎn) 1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 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。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。此外，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，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)將極高的可靠性。 2配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC開展到今天，已

32、經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，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。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的開展，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)人員歡送 PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，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，為不熟悉電子電路、不懂 11 計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制翻開了方便之門。 4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，工作量小，維護(hù)方便，

33、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)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。 安裝與布線：動(dòng)力線、控制線以及PLC的電源線和I/O線應(yīng)分別配線，隔離變壓器與PLC和I/O之間應(yīng)采用雙膠線連接。將PLC的I/O線和大功率線分開走線，如必須在同一線槽內(nèi)，分開捆扎交流線、直流線，假設(shè)條件允許，分槽走線最好，這不僅能使其有盡可能大的空間距離，并能將干擾降到最低限度。 PLC應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)干擾源如電焊機(jī)、大功率硅整流裝置和大型動(dòng)力設(shè)備，不能與高壓電器安裝在同一個(gè)

34、開關(guān)柜內(nèi)。在柜內(nèi)PLC應(yīng)遠(yuǎn)離動(dòng)力線二者之間距離應(yīng)大于200mm。與PLC裝在同一個(gè)柜子內(nèi)的電感性負(fù)載，如功率較大的繼電器、接觸器的線圈，應(yīng)并聯(lián)RC消弧電路。PLC的輸入與輸出最好分開走線，開關(guān)量與模擬量也要分開敷設(shè)。模擬量信號(hào)的傳送應(yīng)采用屏蔽線，屏蔽層應(yīng)一端或兩端接地，接地電阻應(yīng)小于屏蔽層電阻的1/10，交流輸出線和直流輸出線不要用同一根電纜，輸出線應(yīng)盡量遠(yuǎn)離高壓線和動(dòng)力線，防止并行。 I/O端的接線：輸入接線一般不要太長(zhǎng)。但如果環(huán)境干擾較小，電壓降不大時(shí)，輸 入接線可適當(dāng)長(zhǎng)些； 輸入/輸出線不能用同一根電纜，輸入/輸出線要分開； 盡可能采用常開觸點(diǎn)形式連接到輸入端，使編制的梯形圖與繼電器原理

35、圖一致，便于閱讀。輸出端接線分為獨(dú)立輸出和公共輸出。在不同組中，可采用不同類型和電壓等級(jí)的輸出電壓。但在同一組中的輸出只能用同一類型、同一電壓等級(jí)的電源；由于PLC的輸出元件被封裝在印制電路板上，并且連接至端子板，假設(shè)將連接輸出元件的負(fù)載短路，將燒毀印制電路板；采用繼電器輸出時(shí)，所承受的電感性負(fù)載的大小，會(huì)影響到繼電器的使用壽命，因此，使用電感性負(fù)載時(shí)應(yīng)合理選擇，或加隔離繼電器；PLC的輸出負(fù)載可能產(chǎn)生干擾，因此要采取措施加以控制，如直流輸出的續(xù)流管保護(hù)，交流輸出的阻容吸收電路，晶體管及雙向晶閘管輸出的旁路電阻保護(hù)。 2.2.2 PLC的應(yīng)用廣泛 目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化

36、工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況主要分為如下幾類： 1開關(guān)量邏輯控制 12 取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2工業(yè)過(guò)程控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，存在一些如溫度、壓力、流量、液位和速度等連續(xù)變化的量即模擬量，PLC采用相應(yīng)的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊及各種各樣的控制算法程序來(lái)處理模擬量，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的一種調(diào)節(jié)方法。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)

37、用。 3運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。 4數(shù)據(jù)處理 PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。數(shù)據(jù)處理一般用于如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 5通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)的開展，現(xiàn)在的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 2.2.3 PLC的工作原理簡(jiǎn)單易懂 PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)的

38、方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令序號(hào)或地址號(hào)作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，那么從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣，程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)存放器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 13 PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序

39、指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)存放器中，輸出狀態(tài)存放器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。 輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)存放器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式繼電器，晶體管或晶閘管輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。 2.3 立體車庫(kù)機(jī)械局部部件結(jié)構(gòu)的選取 立體車庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在升降橫移式車庫(kù)中我們選用鋼架結(jié)構(gòu)示。鋼架結(jié)構(gòu)與其它建筑結(jié)構(gòu)相比，具有如下特點(diǎn)： 1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)量比擬穩(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

40、性能所作的根本假定符合較好;鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比擬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 2 材料的強(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，可減輕根底的負(fù)荷，降低地基和根底局部的造價(jià)。 3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，防止重大事故發(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。 4鋼結(jié)構(gòu)制造簡(jiǎn)便，施工工期短 鋼結(jié)構(gòu)

41、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)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。 5鋼結(jié)構(gòu)密閉性好 14 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。 6鋼材的耐銹蝕性差 在沒(méi)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(méi)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

42、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)輸方便。 2.4 其他設(shè)備的簡(jiǎn)介 本文篇幅有限，不能對(duì)于所使用的硬件一一詳細(xì)介紹，下面涉及的都是其他必需的硬件，簡(jiǎn)介如下。 2.4.1 傳感器 它是一種測(cè)距的光電傳感器，具有測(cè)距遠(yuǎn)最遠(yuǎn)可到達(dá)5米，采用反射鏡反射的檢測(cè)方式，DC1224V供電，遮光ON/入光ON選擇。 本設(shè)計(jì)中主要用于車輛有無(wú)的自動(dòng)判斷。 2.4.2 減速電動(dòng)機(jī) 采用德國(guó)技術(shù)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，于減速機(jī)、電機(jī)、剎車器集成機(jī)電一體化組合使用，配置美國(guó)托林頓軸承，日本產(chǎn)機(jī)與德國(guó)倫茨TSB電磁剎車器，國(guó)內(nèi)出口創(chuàng)匯企業(yè)的電機(jī)，各項(xiàng)指標(biāo)符合技術(shù)要求。TGS專用減速機(jī)與國(guó)外進(jìn)口專用減速機(jī)比照，TGS優(yōu)勢(shì)是電機(jī)連續(xù)工作制,提升重量大，剎車扭矩大。 這是本設(shè)計(jì)的核心器件之一，主要控制載車板的移動(dòng)。 2.4.3 行程開關(guān) 又稱限位開關(guān),可以安裝在相對(duì)靜止的物體(如固定架、門框等，簡(jiǎn)稱靜物)上或者運(yùn)動(dòng)的物體如行車、門等，簡(jiǎn)稱動(dòng)物上。當(dāng)動(dòng)物接近靜物時(shí)，開關(guān)的連桿驅(qū)動(dòng)開關(guān)的接點(diǎn)引起閉合的接點(diǎn)分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點(diǎn)閉合。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C(jī)構(gòu)的動(dòng)作。適用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)交流電壓380V、直流220V，發(fā)熱