【正文】 車庫。機械式立體車庫在國外己有幾十年的發(fā)展史，已由發(fā)展初期的半自動化控制方式，發(fā)展到全自動化的控制方式；機械結(jié)構(gòu)也發(fā)展到模塊化設(shè)計，便于組合、拆卸；使用材料和工藝也都有了突飛猛進的發(fā)展。傳統(tǒng)的平面停車場需要占用大量寶貴的土地資源，容納的車輛有限，無法有效解決這一問題，而先進的機械式立體停車庫，集機械、電子、液壓、光學、磁控和計算機等多種技術(shù)于一體，實現(xiàn)了地面停車向空間的擴展，具有節(jié)約空問、自動化操控、安全可靠、建設(shè)成本低、配置靈活等優(yōu)點，已成為未來車庫發(fā)展的必然趨勢。 linear motor。 Then the general structure of stereo garage was introduced, and structure and working principle of lifting device and transversely move device were expounded in detail。關(guān)鍵詞: 垂直升降式立體停車庫 ；直線電機直接驅(qū)動；PLC 控制系統(tǒng)通訊協(xié)議AbstractIIAbstractMechanical stereo garage, which is an effective solution to the problem of parking difficulty in cities, has bee an inevitable trend in the development of garage。綜合考慮各種因素后，選定垂直升降式作為課題研究的車庫類型。畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書設(shè)計題目：垂直提升式立體車庫電氣系統(tǒng)硬件設(shè)計摘 要I摘 要機械式立體停車設(shè)備是解決各大城市停車難問題的有效途徑，是未來車庫發(fā)展的必然趨勢。接著介紹了立體車庫的總體結(jié)構(gòu)，重點闡述了升降裝置、橫移裝置的結(jié)構(gòu)組成和工作方式。 This paper discussed the control system design of a vertically lifting garage which used linear motor as transversely move device, aimed to realize who, safe and reliable operation。 In the meantime, the operating principle of the stereo garage is generally analyzed, etc。 direct drive。 機械式立體停車庫為解決停車設(shè)施不足的問題，建設(shè)立體化車庫是國內(nèi)外都積極采取的措施，尤其是自動化的機械式立體車庫更是首選。這種車庫除了節(jié)省城市昂貴的土地資源、防雨防盜外，還存取方便。德國和意大利等歐洲國家從事停車設(shè)備的開發(fā)和生產(chǎn)也比較早，較好的公司有:意大利, Inter park、德國 Pall:等，優(yōu)勢主要在于巷道堆垛類的產(chǎn)品。日本從 50 年代中期開始從事機械停車設(shè)備的開發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今己有四十多年的歷史。到了 1983 年，全日本共建成機械式車庫 25437 座，共 萬個停車位，到 1991 年底，日本建造的機械式停車裝置有 12 萬多臺，可容車 72 萬輛，建造的裝配自行式立體停車場近 900座，可容車 20 萬輛。目前在日木從事機械式停車庫及其設(shè)備開發(fā)、制造的公司約有200 多家，其中生產(chǎn)機械式停車裝置的公司約有 130 多家，比較大的公司有三菱重工業(yè)、石川島播磨重工業(yè)、日精、新明和工業(yè)、昭和起重機制作所等株式會社。韓國的機械停車設(shè)備技術(shù)是日本技術(shù)的派生，產(chǎn)業(yè)從 20 世紀 70 年代中期開始起步，80 年代開始引進日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90 年代開始進入供應(yīng)使用階段。我國立體停車設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)大多技術(shù)力量薄弱，自主開發(fā)能力差，多靠引進國外技術(shù)圖紙或與外國的企業(yè)合作，制造水平基本上是跟蹤國外先進技術(shù)。在北京、上海、廣州、深圳等地己經(jīng)建立起一些立體停車庫，產(chǎn)品主要從韓國、日本、德國等進口，國產(chǎn)比例約為 30%近幾年來，由于汽車工業(yè)和汽車需求市場的快速發(fā)展，國內(nèi)自動化立體停車庫市場正以直線上升的態(tài)勢在飛速發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，全國安裝投運的停車位己從 1989 年的 68 個增加到2022 年的 24507 個，尤其是 2022 年安裝投入運行的泊位數(shù)超過了過去歷年安裝投運的總和，但只占到總需求量的 2%左右。據(jù)統(tǒng)計，1997 年全國只有 9 個機械式停車設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)，只有 11 個省、市、自治區(qū)的 13 個城市擁有機械式停車設(shè)備。近年來，立體停車設(shè)備的自主研發(fā)工作也越來越被重視，國內(nèi)許多研究機構(gòu)都投入技術(shù)力量，對機械立體停車設(shè)備的各個方面，例如結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制系統(tǒng)設(shè)計、存取策略優(yōu)化、可靠性分析、生產(chǎn)工藝等方面進行研究，取得了很多的成果。政府應(yīng)參照發(fā)達國家的相關(guān)政策法規(guī)，完善機械式停車設(shè)備的相關(guān)標準和規(guī)范，規(guī)劃專用和公共停車位數(shù)量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定合理的停車收費標準，給予投資者和經(jīng)營者優(yōu)惠政策等。 機械式立體停車庫的特點 以立體化形式存放車輛的機械式停車庫叫做機械式立體停車庫，是一種技術(shù)密集型的機電一體化產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿艽螅哂泻芏鄡?yōu)點:(1)節(jié)省占地面積。(3)自動化操控，使用方便。機械式立體停車庫在具有上述優(yōu)點的同時，也存在一些缺點，并且在一定程度上制約了其推廣和應(yīng)用：首先，造價偏高，除了建筑和設(shè)備的投資費用，還需要維護的投入，以保障設(shè)備的安全、持久地運行；第二，進出車時間長，雖然各種類別的機械停車設(shè)備對單車最大進( 出) 時間一般控制在 2 分鐘以內(nèi)，但由于單套設(shè)備往往只有一套執(zhí)行機構(gòu)，不允許多輛車同時出入庫，如果面臨高峰期，勢必會出現(xiàn)等候現(xiàn)象。這種類型的立體車庫造價不高，車位的布置緊湊，易于實現(xiàn)自動控制，在樓宇地下室或住宅小區(qū)的空地上布置較為方便，特別適用于平面自走式停車庫的改造工程。垂直升降類立體停車設(shè)備利用升降機構(gòu)將車輛提升到目標層，再啟動橫移機構(gòu)把車存入泊位中，工作方式類似于電梯。巷道堆垛類立體停車設(shè)備是利用巷道堆垛機或橋式起重機作為搬運裝置，進入到搬運裝置中的車輛可同時進行兩維的運動，快速到達指定車位，再用存取機構(gòu)將車存入泊位。本論文在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上，以新型智能立體停車庫的控制系統(tǒng)為研究對象，著重于控制系統(tǒng)軟件方案的制定和具體實現(xiàn)，主要內(nèi)容包括: 1)立體車庫的總體結(jié)構(gòu)和運行原理分析；2)立體車庫控制系統(tǒng)的硬件方案；第 1 章 緒論7 本章小結(jié)本章介紹了機械式立體停車庫的概念用途，立體車庫的優(yōu)缺點和主要類型、發(fā)展歷程以及過內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前國內(nèi)行業(yè)發(fā)展中存在的一些問題。此外，課題的研究目的是實現(xiàn)直線電機直驅(qū)技術(shù)在機械式立體停車庫中的應(yīng)用，若采用升降橫移式，需要配備多套升降和橫移驅(qū)動機構(gòu)，系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而垂直升降式的立體車庫僅需兩套驅(qū)動機構(gòu)就能夠?qū)崿F(xiàn)車庫的正常運作，更適用于直線電機直驅(qū)技術(shù)的應(yīng)用。到 60 年代后期，許多發(fā)達國家的大都市都出現(xiàn)了停車難問題，使得立體車庫開始發(fā)展普及，此時已現(xiàn)機械存取機構(gòu)，無需駕駛員跟車。本論文的研究以 2 層 4 庫位為例，車庫結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示，供試驗用，實際產(chǎn)品化時可根據(jù)用戶的需求進行橫向或縱向擴展。河北聯(lián)合大學輕工學院10 載車板每個停車位都有一塊對應(yīng)的載車板，用于搬運和支托車輛，實質(zhì)就是通過對載車板的存取實現(xiàn)車輛的存取。 升降裝置為了提高運行效率，垂直升降式立體車庫要求升降系統(tǒng)具有較高的提升速度和良好的可靠性。曳引機通過鋼絲繩驅(qū)動載車臺升降，同時對重也相應(yīng)運動。 橫移裝置與滑叉、鏈輪、履帶等需要中間傳動機構(gòu)的存取方式不同，本車庫的橫移第 2 章 立體車庫的總體結(jié)構(gòu)和運行原理11裝置采用直線電機直接驅(qū)動，由于去除了中間的機械傳動環(huán)節(jié)，橫移電機將直接作用于載車板，能夠?qū)崿F(xiàn)運動的快速動態(tài)響應(yīng)，節(jié)省時間和能耗，從而有效提高車庫的運行效率。實際應(yīng)用時，將初級和次級制造成不同的長度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級與次級之間保持禍合， 。橫移裝置安裝于升降臺上，橫移電機選用感應(yīng)直線電動機，并且采用短初級長次級的結(jié)構(gòu)；升降臺表面鍍銅，形成橫移電機的次級，而橫移電機的初級與表面之間存在氣隙，當電機通電后，初級便能夠?qū)崿F(xiàn)在升降臺表面的橫移動作，再輔以電磁鐵和光電傳感器，就可以實現(xiàn)橫移電機復(fù)位、存取載車板等功能。光電傳感器可分為槽形光電開關(guān)、對射式光電開關(guān)、反光板反射式光電開關(guān)、擴散反射式光電開關(guān)、光纖式光電開關(guān)等。就橫移機構(gòu)而言，光電開關(guān)隨橫移機構(gòu)運動，反射鏡安裝在升降臺表面，考慮到實際的若干種動作可能，為了實現(xiàn)左右兩側(cè)載車板的存取，需要設(shè)計 4 個定位點，如圖 2. 4 中所示，從左至右依次編號為 0, 1, 2, 3，分別代表: 為取左側(cè)的載車板所要運動到的點，取出右側(cè)的載車板后所運動到的點，取出左側(cè)的載車板后所運動到的點，取右側(cè)的載車板所要運動到的點。需要注意的是，不是所有的動作都需要速度曲線，速度曲線適用于長行程的動作如升降系統(tǒng)的層間運動、橫移系統(tǒng)的側(cè)間運動；若是復(fù)位、升降系統(tǒng)微平層以及橫移系統(tǒng)同側(cè)兩點之間的運動，則給定一個較低的運行速度即可。待升降臺降落至零層后，道閘打開，用戶可將車駛?cè)氲蹩騼?nèi)，零層的對射式光電傳感器以及壓力傳感器將檢測車輛是否符合停放要求以及是否停放到位，車輛停好后，用戶按“確認停車”按鈕，升降系統(tǒng)開始提升。系統(tǒng)將車輛取出之后，升降臺降落至零層，此時道閘打開，用戶可進入吊框?qū)④囬_出。河北聯(lián)合大學輕工學院16第 3 章 立體車庫的控制系統(tǒng)的硬件方案 控制系統(tǒng)的設(shè)計要求立體車庫的動作較多而且復(fù)雜，要求控制系統(tǒng)實現(xiàn)順序動作、速度、定位、通訊、安全保護等控制。(2)高速、平穩(wěn)運行。 硬件系統(tǒng)的方案立體車庫是一種順序控制、運動控制、過程控制相結(jié)合的機電一體化產(chǎn)品，在控制系統(tǒng)的管理下實現(xiàn)車輛的自動化存取一般來說，基于 PLC 的控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)和滿足立體車庫高性能的使用要求。由于立體車庫需要顯示屏、鍵盤、讀卡器、語音等串口設(shè)備，要求控制系統(tǒng)必須具有串行通信功能；另外，為了實現(xiàn)速度閉環(huán)控制，需要有驅(qū)動裝置的位置反饋，控制系統(tǒng)還必須具有對編碼器的高速脈沖信號的處理能力。整個立體車庫控制系統(tǒng)可以分為 PLC 控制、通訊、人機界面、檢測、安全保護等部分?？梢钥吹?，S7300 PLC 作為整個控制系統(tǒng)的核心，擔負著與上位機通信、各種開關(guān)量信號的接入、控制外圍繼電器的通斷、控制變頻器的運行、通過 S7200 PLC 獲取旋轉(zhuǎn)編碼器的信號以及實現(xiàn)與外圍串口設(shè)備的數(shù)據(jù)交換等任務(wù)。而結(jié)構(gòu)化語句是相對更為高級的程序語言，相對于梯形圖而言，使用上更為靈活，實現(xiàn)的功能也更全。PLC 的工作流程如圖 3. 2 所示，此外，輸入掃描、用戶程序執(zhí)行、輸出掃描這三個工作階段的詳細流程如圖 3. 3 所示，在 PLC 中，第 3 章 立體車庫的控制系統(tǒng)的硬件方案19設(shè)置了專門的區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，分別為輸入映像寄存器和輸出映像存儲器. 圖 plc 的工作流程 圖 三個工作階段的流程圖通訊接口板是實現(xiàn) S7200 PLC 與外圍串口設(shè)備通信的關(guān)鍵部分，包括兩級 :第一級是總接口板，它一方面負責收集下級接口板發(fā)送的數(shù)據(jù)，經(jīng)處理后發(fā)送到S7200,另一方面接收 S7200 發(fā)送的數(shù)據(jù)，再根據(jù)報文中的地址信息分發(fā)到下級接口板；第二級就是下級接口板，它們獲取相應(yīng)串口設(shè)備傳送上來的信息，在河北聯(lián)合大學輕工學院20條件允許時將數(shù)據(jù)發(fā)送到總接口板，同時，它們還能接收來自總接口板的數(shù)據(jù)，再發(fā)送至對應(yīng)的串口設(shè)備，例如顯示屏、語音設(shè)備等。第三節(jié)主要針對控制系統(tǒng)的重要組成部分如 S7300+S7200、變頻器和通訊接口板的相關(guān)原理進行了詳細的介紹。因此，