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畢業(yè)設計論文立體停車庫控制系統(tǒng)設計-文庫吧

2025-05-12 21:46 本頁面


【正文】 第 6 頁 共 43 頁 我國城市的停車難問題 據(jù)專家統(tǒng)計,中國在 2021年或 2021年達到了汽車進入家庭、汽車大幅度增長的起爆點。我國大城市的車輛越來越多,而除了新建的高檔住宅小區(qū)外, 大多數(shù)普通住宅小區(qū)的車庫嚴重配套不足,以至于小區(qū)內(nèi)小轎車到處亂停亂放,馬路邊、人行道、甚至草坪上都停車?!笆濉逼陂g,國家鼓勵轎車進入家庭,隨著城市居民汽車普及率的大幅提高,在中國城市土地資源越來越緊缺的情況下,城市住宅小區(qū)的停車難問題已經(jīng)日益突出,許多大城市為了解決這個問題,都提出了住宅小區(qū)停車位的供應以配建為主,并都制定了新的建筑物配建停車設施標準,如南京普通住宅小區(qū)每戶的停車位由原來的 個,無錫市住宅區(qū)配建停車位標準提高到 ,合肥市住宅區(qū)配建停車位標準提高到 ,但我國大城市普通住宅區(qū)以及老城區(qū)以前建立的住宅區(qū)大部分都沒有建停車場 (庫 ),也不會有太大的地方和空間來建大型停車場,也就無法滿足住宅小區(qū)內(nèi)廣大居民的停車需求。為此停車問題也就逐漸成為大城市的一個大難題。城市中有限的地面面積已經(jīng)無法提供足夠的停車車位,于是向空間發(fā)展成為解決當前問題的一條重要途徑。立體停車庫就是在這種背景下發(fā)展起來的。 立體停車庫 立體停車庫概述 立體停車庫系統(tǒng)是利用自動化、機器人、計算機通信等高新技術,自動而可靠的完成汽車的存取,并把多個立體停車庫集中起來 管理,形成一個立體停車庫群統(tǒng)一體系的智能化、立體化物流系統(tǒng)。立體停車庫具有占地面積小 ,使用操作簡單、靈活,安全可靠等諸多獨特的優(yōu)點,決定了其在寸土寸金的大都市中有著不可替代的存在價值。 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。 立體車庫分類及特點 城市停車場可分為自行式停車場和機械式停車場 ,機械式停車場又分為全自動和半自動兩種 類型 ,目前最常見的是機械式立體停車庫。根據(jù)機械停車設備的構(gòu)造及其工作原理 ,機械式立體停車庫主要有升降橫移式、垂直升降式、巷道堆垛式、垂直循環(huán)式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、平面移動式、簡易升降式、汽車升降機等九種類型。 目前主要有升降橫移式、垂直升降式、巷道堆垛式等三大類最常使用。列舉了這幾種主要類型: (1)垂直升降式。垂直升降式汽車停車庫主要是通過載車臺的垂直升降實現(xiàn)存取車的。車庫中部為升降機構(gòu),左、右兩部分分為車庫架。存車時,車開到升降臺中部的托盤上,升降機構(gòu)帶動車和托盤一起上升,到達指定層面時,升降臺停 穩(wěn),升降臺上的伸縮機構(gòu)通過橫向伸縮把手和托盤擱放在空車架上,取車情況和此類似,但運動方向相反。 特點:整個存車庫可多達 2025層,即可停放 4050輛車,占地面積不到 50平方米,空間利用率最高。適宜建筑在高度繁華的城市中心區(qū)域以及車輛集中停放的集聚點。在停車設備的市場份額約占 34%。 江蘇 大學本科畢業(yè)設計(論文) 停車場自動化設計 第 7 頁 共 43 頁 不足點:整體結(jié)構(gòu)設計不科學,力學結(jié)構(gòu)不合理,二層以下可以,三上升降運行時擺動幅度過大,風力過大時發(fā)生搖晃,連設計人員自己都擔心,留有巨大的安全隱患,是停車設備需要技術改進的產(chǎn)品,否則將被淘汰。 (2)升降橫移式。特殊設計的 結(jié)構(gòu),通過升降和橫移操作實現(xiàn)停車取車,以三層橫移式為例來說明其操作過程。一層放車托盤只能平移和上升,二層托盤可平移也可升降,三層只能下降與平移。一層車位在地面,車可以直接進出,停放在一層可以上升至二、三層;二層車輛出庫時,先下降到一層所空車位,再出車庫;停在三層的車出庫時,先左右平移一、二或三層車位,空出向下移動所需車位,使得三層所停車輛通過空位下到一層,再出庫。升降橫移式立體停車庫主要是由框架結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、傳動部分、控制部分、安全防護裝置五大部分組成。 特點:由于型式比較多,規(guī)??纱罂尚。瑢Φ氐倪m 應性較強,因此使用十分普遍。鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、鏈條傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護措施等。在停車設備的市場份額約占 70%。 不足點:每組設備必須留有至少一個空車位;為鏈條牽動運行過程不具有防止傾斜墜落功能。 (3)巷道堆垛式。其工作原理和堆垛式立體自動化倉庫存取貨物很接近。升降機構(gòu)可上下及水平移動,在運行到存車位置時,伸縮機構(gòu)伸縮,從車架上取放車。 特點:巷道堆垛類立體停車庫設備是 20世紀 60年代后歐洲根據(jù)自動化立體倉庫原理設計的一種專門用于停放小型汽車的立體停車設備。是一種集機、光、電、自動控制為一體的 全自動化立體停車設備,它的出現(xiàn)解決了人們希望解決的大型自動化停車難題;全封閉車庫,存車安全等特點。巷道堆垛式立體車庫適用于大型建筑停車庫或地下停車庫。在停車設備的市場份額約占 35%。 不足點:設備結(jié)構(gòu)復雜,沒有完善的閉鎖和監(jiān)測系統(tǒng),采用足夠的安全措施和消防系統(tǒng),相對比較故障率高。最遠車位一般一次取車需 2分鐘,高峰取車時間依次取車時間過長,依次取車第 20輛約需 30分鐘以上,實用性差,因此有的用戶開始改造。 與自行式停車場相比 ,機械式立體停車庫有以下優(yōu)勢: (1)節(jié)省占地面積 ,空間利用率高; (2)使用方便 ,操作簡單 ; (3)易于安全管理; (4)節(jié)能、環(huán)保 ,改善市容。 江蘇 大學本科畢業(yè)設計(論文) 停車場自動化設計 第 8 頁 共 43 頁 目前存在問題及研究的意義 雖然我國停車設備行業(yè)得到了快速發(fā)展,但與停車位需求的比較還相差甚遠,我們只走過 10多個年頭,整個行業(yè)還是剛剛起步,存在著經(jīng)驗不足、技術水平不高。很多國家在這個停車行業(yè)方面,己經(jīng)走過幾十年,已經(jīng)有豐富的建設經(jīng)驗和先進的技術,值得我們學習。我們國家改革開放的政策和國家持續(xù)發(fā)展的形勢,已經(jīng)得到各國的認可,也極有利于吸引各國同行,共同尋求發(fā)展的機遇,既促進我國智能停車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,也可進一步推動別的國家智能停車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 當前立體車庫系統(tǒng)存在的問題: (1)機械停車設備應用不廣泛 ,缺乏一定的了解與認識; (2)機械停車泊位現(xiàn)狀供應規(guī)模小 ,停車設備類型單一; (3)現(xiàn)有的械式停車庫基本屬于配建 ,實際投入運營率不高; (4)缺乏政策扶持 ,推廣建設速度緩慢; (5)現(xiàn)有規(guī)范標準陳舊落后 ,報建項目實施難度大。但隨著人們對社區(qū)生活的要求不斷變化提高,對汽車的需求成為大多數(shù)人的愿望的時候,建造立體車庫一定會形成人們的共識。出現(xiàn)這種現(xiàn)象除了和停車設備行業(yè)的發(fā)展本身涉及到停車立法、收費政策、城市規(guī)劃、交通管理等諸多方面困難和阻礙之外,停車設備設計本 身存在缺限,設計制造成本過高而導致的車輛收費過高,關鍵自動化技術水平低下也是主要問題之一。 資料顯示,目前北京的立體車庫共 92處,擁有 1萬多停車位,收費高成為阻礙其推廣使用的主要原因。 (在北京一般地面停車每小時 2元,而立體車庫為 5元 )同時在立體車庫規(guī)范標準中規(guī)定車庫最難取車的車位,一次取車時間不得超過兩分鐘,但由于考慮存車優(yōu)先設計原則,實際上很難達到這樣的標準,所以,我經(jīng)常能見到只停滿地面一層的立體車庫,上面的二三層只有星星點點的幾輛車。立體車庫成了地面停車場,利用空間優(yōu)勢沒有顯現(xiàn)出來。立體車庫緩解停車難的 問題,沒有根本得到解決。 在土地越來越緊缺的情況下,解決城市中停車難的問題立體車庫是必然出路,但要良性發(fā)展,就要解決現(xiàn)存問題。當前我國的設計制造的立體車庫大多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)。由此可見研究如何降低立體車庫設計制造成本及其控制系統(tǒng)以便進一步提高自動化程度有重大的現(xiàn)實意義。 立體車庫現(xiàn)在尚未普及,大量地面車庫的存在使其在價格上不占優(yōu)勢。立體車庫平時的保養(yǎng)和維修都要比路面停車庫費用高,所以國家在制定價格的時候也都會相對高,價格決定市場,所以造成了立 體車庫常年車位空缺,由此便形成惡性循環(huán),嚴重的阻礙了立體車庫的順利發(fā)展。當前我國的設計制造的立體車庫 大多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)。由此可見研究如何降低立體車庫設計制造成本及其控制系統(tǒng)以便進一步提高自動化程度有重大的現(xiàn)實意義。 隨著立體停車庫技術的迅速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,它已經(jīng)越來越滲入人們的日常生活,立體停車庫群之間的的網(wǎng)絡集成與智能化管理也是迫在眉睫的現(xiàn)實問題。把整個住宅小區(qū)立體停車庫系統(tǒng)進行融合,形成一個立體停車庫網(wǎng)絡智能管理系統(tǒng),在分布式網(wǎng)絡環(huán)境下,可以對現(xiàn)場過程進行實時的遠程監(jiān)控,可以實現(xiàn)與 Inter的連接,完成管理、決策和商務應用等功能。研究立體停車庫網(wǎng)絡智能管理系統(tǒng)不僅能夠降低成本,帶來經(jīng)濟效益,更能提高效率,方便人們的日常生活。 可編程控制器控制概況 江蘇 大學本科畢業(yè)設計(論文) 停車場自動化設計 第 9 頁 共 43 頁 可編程控制器是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng),是在計算機技術、通信技術和繼電器技術發(fā)展基礎上開發(fā)起來的,專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的可編程序的控制器。它以微處理器為核心,用編寫的程序不僅可以進行邏輯控制,還可以定時、計數(shù)和算術運算等,并通過數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來控 制機械設備或者生產(chǎn)過程。 PLC內(nèi)部采用了輸入和輸出信號的光電隔離、濾波、電源的屏蔽、穩(wěn)壓和保護、故障診斷等技術,在工業(yè)控制現(xiàn)場的惡劣環(huán)境中可靠地工作平均無故障時間可高達 5萬 10萬小時以上、功能完善、安裝容易、體積小、重量輕、功耗低、價格越來越便宜?,F(xiàn)己廣泛應用于工業(yè)控制的各個領域 :在燈光照明、機床電控、食品加工,等方面送行邏輯控制 。對溫度、體力、流量、物體高度等連續(xù)變化的物理量進行控制 。在機器人、機床、電機調(diào)速等領域進行位置、速度控制 。在電力、自來水處理、化工、煉油、軋鋼等方面進行數(shù)據(jù)采集,監(jiān)測和控制 。作 為下位機,與上位機的計算機共同組成分散數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)等。 PLC是傳統(tǒng)的繼電器技術和計算機技術相結(jié)合的產(chǎn)物,所以在工業(yè)控制方面,它具有繼電器控制或通用計算機所無法比擬的特點。 l)高可靠性 PLC的高可靠性主要表現(xiàn)在硬件和軟件兩個方面 : 在硬件方面,由于采用性能優(yōu)良的開關電源,并且對采用的器件進行嚴格的篩選,加上合理的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),最后加固、簡化安裝,因此 PLC具有很強的抗振動沖擊性能;無觸點的半導體電路來完成頻繁的開關動作,就不會出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的器件老化、脫焊、觸點電弧等問題;所有的輸入輸出接口都采用了光 電隔離措施,使外部電路和 PLC內(nèi)部電路能有效地進行隔離 。PLC模塊式結(jié)構(gòu),可以在其中一個模塊出現(xiàn)故障時迅速地判斷出故障的模塊并進行更換,這樣就能盡量縮短系統(tǒng)的維修時間。 在軟件方面, PLC的監(jiān)控定時器可用于監(jiān)視執(zhí)行用戶程序的專用運算處理器的延遲,保證在程序出錯和程序調(diào)試時,避免因程序錯誤而出現(xiàn)死循環(huán);當 CPU、電池、 1/0口、通信等出現(xiàn)異常時, PLC的自診斷功能可以檢測到這些錯誤,并采取相應的措施,以防止故障擴大;停電時,后備電池和正常工作時一樣,進行對用戶程序及動態(tài)數(shù)據(jù)的保護,確信信 J息、不丟失。由于采取 了以上有效措施,保證了 PLC的高可靠性,從而使 PLC的平均無故障時間己經(jīng)能高達幾十萬小時。 2)應用靈活性、使用方便 模塊化的 PLC設計,使用戶根據(jù)自己控制系統(tǒng)的大小、工藝流程和控制要求等來選擇自己所需要的 PLC的模塊并進行資源配置和 PLC編程。這樣,控制系統(tǒng)就不再需要大量的硬件裝置,用戶只需根據(jù)控制需要設計 PLC的硬件配置和 1/0的外部接線即可。而在 PLC控制系統(tǒng)中,當控制要求改變時,不改動 PLC外部接線,只需修改程序即可。這種面向控制過程的編程方式,與目前微機控制常用的匯編語言相比,應用靈活,移植性強。 3)面向控制過程的編程語言,容易掌握 PLC的編程語言采用繼電器控制電路的梯形圖語言,清晰直觀。雖然 PLC是以微處理器為核心的控制裝置,但是它不需要用戶具有很強的程序設計能力,只需用戶具備一定的計算機軟、硬件知識和電器控制方面的知識即可。這種面向控制過程的編程方式,雖然在 PLC內(nèi)部增加了解釋程序,增加了程序執(zhí)行時間,但對大多數(shù)機電控制設備來說,這種時耗是微不足道的。 4)易于安裝、調(diào)試、維修 江蘇 大學本科畢業(yè)設計(論文) 停車場自動化設計 第 10 頁 共 43 頁 在安裝時,由于 PLC的輸入 /輸出接口已經(jīng)做好,因此可以直接和外部設備相連,而不再需要專門的接口電路。而且 PLC的軟 件功能取代了原來的繼電器控制中的中間繼電器、計時器、計數(shù)器等一些器件,所以硬件安裝上的工作量相應減少。 PLC的調(diào)試可先在實驗室模擬完成,模擬調(diào)試完成后再現(xiàn)場安裝和調(diào)試。這樣就可以避免可能在現(xiàn)場會出現(xiàn)的一些問題,從而縮短調(diào)試周期 :在維修方面, PLC完善的診斷和顯示功能,可以通過模塊上的顯示或者編程器等很容易地找出故障的模塊,而且由于模塊化設計,因此只需要對出錯的模塊進行更換即可。 5)PLC的功能強、功能等擴展能力強 其一,
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