【正文】 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(chǎn)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(shè)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。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％~90％，如果采用地上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。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(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機械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(shè)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(shè)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。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(shè)備是一個非常有效的措施。機械式立體停車設(shè)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，立體車庫的設(shè)計目的：是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個有效手段。可以預見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。 立體車庫在國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀早在50多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起24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、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟高速發(fā)展，汽車逐漸普及，擁有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達國家積極開展了機械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進移植制造，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。目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當今機械、電子、液壓、光學、磁控和計算機技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進技術(shù)。機械方面，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，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)，使運行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動和噪音也趨于最小?？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，安全保護裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構(gòu)互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動消防滅火系統(tǒng)等。在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標準；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進國外技術(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(shè)計單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)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(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達國家的有關(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(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調(diào)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(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 本題設(shè)計的內(nèi)容本課題的主要內(nèi)容是基于三菱FX2N系列PLC的立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計，升降橫移類停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實現(xiàn)高層車位升降存取車輛。由于受收鏈裝置及存取車時間的限制,一般為2~4層(國家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)以典型常見的地上33升降橫移式為例,說明停車庫的運行原理。立體車庫結(jié)構(gòu)特點是:最底層只能平移,最頂層只能升降，中間層既可升降也可平移。除頂層外,底層都必須預留一個空車位,供進出車升降之用。當?shù)讓榆囄贿M出車時,無需移動其他托盤就可直接進出車；頂層進出車時,先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空,不為空時要進行相應(yīng)的平移處理,直到下方為空才可執(zhí)行下降動作,進出車完成后再上升回到原位置。2 系統(tǒng)方案的設(shè)定 方案論證隨著我國城市經(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。所以順應(yīng)時下的現(xiàn)狀立體車庫迅速發(fā)展起來，其設(shè)計也在不斷的趨向于完善化，本車庫模型系統(tǒng)的設(shè)計也有很多不同的方法。我們對車庫模型控制作了兩種設(shè)計方案，并對其進行了研究和討論方案一：基于單片機的立體車庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計。采用單片機作為主控制器來控制步進電機的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)所要設(shè)計的控制電路較多，較為復雜。 （1）單片機抗干擾能力比較弱，所以對現(xiàn)場工作環(huán)境要求很苛刻。 （2）單片機控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，系統(tǒng)調(diào)試耗時比較多。 （3）單片機自身就是弱電驅(qū)動，但是對于停車庫運行系統(tǒng)來說，執(zhí)行部件是電機，屬強電系統(tǒng)，這就需要由弱電驅(qū)動強電，隨著驅(qū)動環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可靠性就會下降。 （4）單片機控制系統(tǒng)，其控制程序基本上是匯編語言，匯編語言雖然功能比較強大，但是程序編制工作量比較大。 因此，單片機在升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)在還不成熟，只是停車庫系統(tǒng)研究開發(fā)的一個方向。方案二：基于PLC立體車庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計。它具有很多其他設(shè)計方法不可比擬的優(yōu)點： （1）可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強：可編程控制器輸入/輸出端口均采用繼電器和光電耦合器件，采取了隔離和抗干擾措施，所以具有很強的抗干擾能力。（2）通用性好：由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有CPU模塊、電源模塊、PID模塊、模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)，對不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性 （3）使用方便、靈活：對于不同的控制系統(tǒng)，當硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入/輸出作很小的變動時，只需修改相應(yīng)程序即可，無需對系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量，使用起來靈活方便。 （4）具有順序、周期性的工作特征。（5）體積?。河捎谠谥圃鞎r采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實現(xiàn)了小型化。 綜上所述：我們選擇方案二，即PLC作為設(shè)計中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設(shè)計要求，達到設(shè)計的目的。 自動化立體車庫常見形式目前，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、圓形水平循環(huán)式等。在對國內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價、技術(shù)難度以及市場需求等各個方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對場地的適應(yīng)性較強，采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。因此，最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。 升降橫移式立體庫控制系統(tǒng)整體方案 升降橫移式立體停車庫是一種比較典型的跨學科機電一體化產(chǎn)品，集機械、電子、信息和電氣技術(shù)于一體。升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的核心組成部分。如果說執(zhí)行機構(gòu)是“四肢”，框架是“區(qū)體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指導著車庫的每個運作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進行監(jiān)控。 圖1 立體車庫系統(tǒng)控制整體框圖升降橫移式立體停車庫的系統(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)經(jīng)系統(tǒng)處理后，然后系統(tǒng)把可識別的控制信息通過控制設(shè)備（PLC）來驅(qū)動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，進而完成車庫現(xiàn)場的運作。同時該動作的信息通過檢測裝置傳送到檢測系統(tǒng)，經(jīng)處理后反饋到控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面，這樣操作者就可以直觀的看到車庫現(xiàn)場的運行實況了，由此 可以使車庫更安全的運行。整個系統(tǒng)控制原理框圖，如圖1所示。3 立體車庫機械部分設(shè)計 立體車庫的基本結(jié)構(gòu) 升降橫移式立體車庫的工作原理 升降橫移式立體車庫每個車位都有載車板，車輛停在載車板上，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，當載車板到位后，駕駛員將車開上載車板后下車離開，中間層和上層載車板升至所在層位；取車時，下層車位直接開出，上層和中間層則是載車板降至底層后，等駕駛員進入車庫開走汽車后，載車板回至所在層位。下圖為一個地上33型七車位的升降橫移式立體車庫，其工作原理是:上層載車板可以做升降運動，中間層載車板可以做升降運動和橫移運動，下層載車板只能做橫移運動。通過中間層和下層的空位，利用載車板橫移變換空位，將汽車停到上層或降至下層，第一層的汽車可直接開進和開出，無需變換位置。 圖2 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖 如圖2所示：1 、2號車位可以直接存取車輛；7 號車位需下降后再存取車輛；3 號車位，則需先將1 號和2號載車板右移，再將3號載車板下降后才能存取車輛； 4號車位，則需先將2號載車板右移，再將4號載車板下降后才能存取車輛；5號車位需要先將4號四個載車板右移，再將5號載車板下降后才能存取車輛；6號車位則需要先將4號載車板右移，再將6號載車板下降后才能存取車輛。 升降橫移式立體車庫對場地的適應(yīng)性很強，所以可根據(jù)不同的地形和空間進行相應(yīng)的構(gòu)建，規(guī)?？纱罂尚。瑢龅氐囊蟊容^低，因此應(yīng)用非常廣泛。 立體車庫主要機械構(gòu)件及其功能 33型升降橫移式立體車庫，其主要有六大部分組成，分別是：結(jié)構(gòu)框架部分，載車板部分，橫移系統(tǒng)，升降系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，安全防護系統(tǒng)。 1．框架 立體