【正文】 e features make control according to the state of mechanical parking equipment general safety standards, lift the lateral movement type parking equipment and actual use in the lift move transversely type parking equipment necessary security technology, so that ensures the plete safety of the vehicle, make the whole garage can be safe and smooth operation. 【 Key words】 : Stereo garage。在對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了常用的的 PLC 控制，運(yùn)用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程序控制器 (PLC)作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。 本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外車(chē)庫(kù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列式車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)為研究模型。 近年來(lái) 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市人口日益增多，特別是隨著改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)進(jìn)入了汽車(chē)擁有率進(jìn)入急速上升時(shí)期。機(jī)械式立體車(chē)庫(kù)可充分利用地上資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢(shì)，最大限度地停放車(chē)輛，成為解決城市靜態(tài)交通問(wèn)題的重要途徑。升降橫移式立體車(chē)庫(kù)就其組成部分而言，可分為三大部分：車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。其穩(wěn)定、可靠、快速、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定可行。 Control system。本課題以較為典型的升降橫移式立體車(chē)庫(kù)為研究對(duì)象，綜合考慮制造成本和運(yùn)行效率的雙重因素。依據(jù)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的運(yùn)行原理，在對(duì)升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，采用了先進(jìn)的 PLC 控制，運(yùn)用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運(yùn)行，證明采用可編程控制器（ PLC）作為控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單易行。以北京市為例，截止 2020 年底，市區(qū)僅有公共停車(chē)場(chǎng)827 處，共計(jì)車(chē)位 萬(wàn)個(gè)，僅占市區(qū)機(jī)動(dòng)車(chē)擁有量的 ％，停車(chē)環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。面對(duì)迅速發(fā)展的城市車(chē)流，停車(chē)設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。 專(zhuān)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。 4 圖 12 先進(jìn)的自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù) 隨著人類(lèi)社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)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(kāi)始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車(chē)。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí) 期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車(chē)進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車(chē)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。首先，機(jī)械車(chē)庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。 在地下車(chē)庫(kù)中采用機(jī)械存車(chē)，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(chē)庫(kù)低得多。 近年來(lái) ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車(chē)數(shù)量的不斷增加。機(jī) 械 式立體停車(chē)設(shè)備又名立體車(chē)庫(kù)，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車(chē)難的一個(gè)有效手段。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 早在 50 多年前，立體停車(chē)就在國(guó)外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車(chē)設(shè)備 ；利用住宅空地建起 24 層升降橫移停車(chē)設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車(chē)樓和停車(chē)塔；利用廣場(chǎng)、建筑物下面的空間建設(shè)地下車(chē)庫(kù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝?？刂菩问接?，按鈕式、鎖匙式、 IC 卡式、鍵盤(pán)式、觸 摸屏式、遙控式等。從 80 年代開(kāi)始，日本開(kāi)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)。目前韓國(guó)停車(chē)設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。 在我國(guó)的停車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)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)能力不足；市場(chǎng)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)重不足；政策不配套，對(duì)停車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營(yíng)車(chē)庫(kù)，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車(chē)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 本課題的主要內(nèi)容是基于三菱 FX2N 系列 PLC 的立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，升降橫移類(lèi)停車(chē)庫(kù)利用托盤(pán)移位產(chǎn)生垂直通道 ,實(shí)現(xiàn)高層車(chē)位升降存取車(chē)輛。當(dāng)?shù)讓榆?chē)位進(jìn)出車(chē)時(shí) ,無(wú)需移動(dòng)其他托盤(pán)就可直接進(jìn)出車(chē)；頂層進(jìn)出車(chē)時(shí) ,先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空 ,不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理 ,直到下方為空才可執(zhí)行下降動(dòng)作 ,進(jìn)出車(chē)完成后再上升回到原位置。我們對(duì)車(chē)庫(kù)模型控制作了兩種設(shè)計(jì)方案，并對(duì)其進(jìn)行了研究和討論 方案一：基于單片機(jī)的立體車(chē)庫(kù)模型控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 （ 3）單片機(jī)自身就是弱電驅(qū)動(dòng)，但是對(duì)于停車(chē)庫(kù)運(yùn)行系 統(tǒng)來(lái)說(shuō)，執(zhí)行部件是電機(jī)，屬?gòu)?qiáng)電系統(tǒng)，這就需要由弱電驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電，隨著驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可靠性就會(huì)下降。它具有很多其他設(shè)計(jì)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：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(qiáng)的抗干擾能力。 （ 5）體積?。河捎谠谥圃鞎r(shí)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(shí)現(xiàn)了小型化。因此，最終確定研究對(duì)象為升降橫移式立體車(chē)庫(kù)。它指導(dǎo)著車(chē)庫(kù)的每個(gè)運(yùn)作過(guò)程，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控。 11 圖 21 立體車(chē)庫(kù)系統(tǒng)控制整體框圖 本章小結(jié) 本章討論了立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)定，比較了 單片機(jī)控制系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，最后選擇 PLC 作為設(shè)計(jì)中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。存車(chē)時(shí)，當(dāng)載車(chē)板到位后，駕駛員將車(chē)開(kāi)上載車(chē)板后下車(chē)離開(kāi)，中間層和上層載車(chē)板升至所在層位；取車(chē)時(shí)，下層車(chē)位直接開(kāi)出，上層和中間層則是載車(chē)板降至底層后，等駕駛員進(jìn)入車(chē)庫(kù)開(kāi)走汽車(chē)后，載車(chē)板回至所在層位。 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性很強(qiáng)，所以可根據(jù)不同的地形和空間進(jìn)行相應(yīng)的構(gòu)建，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)場(chǎng)地的要求比較低，因此應(yīng)用非常廣泛。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。 2．一層載車(chē)板橫移傳動(dòng)系統(tǒng) 第一層車(chē)位設(shè)置在地面上，汽車(chē)的存取可以直接在對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行，車(chē)輛駛上載車(chē)板后，只能實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)的方式。 橫移傳動(dòng)方式為：橫移電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)橫移主動(dòng)鏈輪，使鏈條帶動(dòng)橫移從動(dòng)鏈輪從而帶動(dòng)橫移主軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走輪帶動(dòng)橫移框架，實(shí)現(xiàn)二層載車(chē)板的橫移運(yùn)動(dòng)做橫移運(yùn)動(dòng)。 升降傳動(dòng)方式為：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪，使鏈條帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪從而帶動(dòng)主軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)升降鏈輪帶動(dòng)升降鏈條，從而帶動(dòng)載車(chē)板，實(shí)現(xiàn)二層載車(chē)板的垂直升降運(yùn)動(dòng)。 6．控制系統(tǒng) 升降橫移式立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)采用 PLC 控制，主要有自動(dòng)，手動(dòng)和急停三種控制方式，立體車(chē)庫(kù)一般采用自動(dòng)控制方式工作 ，當(dāng)出現(xiàn)緊急異常的情況時(shí)候使用急?？刂?。 2．阻車(chē)裝置：為了防止汽車(chē)在載車(chē)板上發(fā)生滑動(dòng)，應(yīng)該在載車(chē)板后端和前端安裝一高 25mm 以上的阻車(chē)擋塊，司機(jī)在停車(chē)時(shí)應(yīng)將汽車(chē)停 在載車(chē)板合適的位置上，并拉好手剎。 當(dāng)載車(chē)板停靠到位時(shí)，電磁鐵由通電狀態(tài)轉(zhuǎn)為失電狀態(tài)，驅(qū)動(dòng)掛鉤勾住鐵環(huán)。 16 第四章 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 立體車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)由 PLC 控制和管理，根據(jù)實(shí)際需求最終選擇了我所學(xué)習(xí)熟悉的三菱 FX2N－ 80MR(40 個(gè)輸入點(diǎn)、 40 個(gè)輸出點(diǎn) )為 PLC 型號(hào)，并簡(jiǎn)單介紹了其他硬件資源的配置。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型 PLC 三種類(lèi)型。圖 41 為 PLC 的硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。從第一條指令開(kāi)開(kāi)始 內(nèi)部處理 通信處理 RUN 方式？ 輸入掃描 程序執(zhí)行 輸出處理 N Y 18 始，在無(wú)中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。掃描周期的長(zhǎng)短與用戶(hù)程序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)。 2. 電動(dòng)機(jī) 三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對(duì)稱(chēng)交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（ 轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下輸入端子 輸入映象寄存器 輸出映像寄存器 輸出鎖存器 輸出端子 輸入 ………. 輸出 程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段 輸出刷新階段 X001 Y001 Y001 M1 讀 讀 ① ② ③ ④ ⑤ 19 將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。 4. 控制點(diǎn)分 布 （ 1）一層載車(chē)板左右平移控制。 （ 3）三層載車(chē)板升降運(yùn)動(dòng)控制。 20 第五章 立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 本次采用三菱 FX2N80MR001 型 PLC 作為控制系統(tǒng)的核心控制器。 （ 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10~20ms。 （ 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。因此， PLC 除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。 由于 PLC 采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。 綜上所述，根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，從經(jīng)濟(jì)性，實(shí)用性和可靠性等方面考慮，本次采用三菱 FX2N80MR001 型 PLC 作為控制系統(tǒng)的核心控制器。 表 51 PLC輸入口分配表 輸入 輸入設(shè)備 輸入 輸入設(shè)備 X0 啟動(dòng)按鈕 X15 3 號(hào)載車(chē)板左限位開(kāi)關(guān) X1 緊停按鈕 X16 4 號(hào)載車(chē)板左限位開(kāi)關(guān) X2 3 號(hào)載車(chē)板按鈕 X17 3 號(hào)載車(chē)板下限位開(kāi)關(guān) X3 4 號(hào)載車(chē)板按鈕 X20 4 號(hào)載車(chē)板下限位開(kāi)關(guān) X4 5 號(hào)載車(chē)板按鈕 X21 3 號(hào)載車(chē)板上限位開(kāi)關(guān) 22 X5 6 號(hào)載車(chē)板按鈕 X22 4 號(hào)載車(chē)板上限位開(kāi)關(guān) X6 7 號(hào)載車(chē)板按鈕 X23 5 號(hào)載車(chē)板下限位開(kāi)關(guān) X7 1 號(hào)載車(chē)板右限位開(kāi)關(guān) X24 6 號(hào)載車(chē)板下限位開(kāi)關(guān) X10 2 號(hào)載車(chē)板右限位開(kāi)關(guān) X25 7 號(hào)載車(chē)板下限位開(kāi)關(guān) X11 1 號(hào)載車(chē)板左限位開(kāi)關(guān) X26 5 號(hào)載車(chē)板上限位開(kāi)關(guān) X12 2 號(hào)載車(chē)板左限位開(kāi)關(guān) X27 6 號(hào)載車(chē)板上限位開(kāi)關(guān) X13 3 號(hào)載車(chē) 板右限位開(kāi)關(guān) X30 7 號(hào)載車(chē)板上限位開(kāi)關(guān) X14 4 號(hào)載車(chē)板右限位開(kāi)關(guān) X31 載車(chē)板復(fù)位 輸出分配如表 52 所示?？梢栽诔绦蛑杏? 25 自鎖和互鎖的方式完成。需要說(shuō)明的是，載車(chē)板所用鏈條和載車(chē)板上的吊點(diǎn)懸吊托架在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，防墜掛鉤已經(jīng)掛住了載車(chē)板。 開(kāi) 始初 始 化系 統(tǒng) 安 全 檢 測(cè)發(fā) 生 故 障 否 ？故 障 處 理NY選 空 車(chē) 位 號(hào)下 層 車(chē) 位 有 載 車(chē)板 否 ？載 車(chē) 板 橫 移YN下 降 通 道 建 立否 ？N收 回 防 墜 掛 鉤載 車(chē) 板 下 降載 車(chē) 板 到 底 層否 ？YN存 車(chē)存 車(chē) 完 成 否 ？YN載 車(chē) 板 上 升載 車(chē) 板 達(dá) 最 高點(diǎn) 否N載 車(chē) 板 復(fù) 位載 車(chē) 板 復(fù) 位 否NY防 墜 掛 鉤 彈 出結(jié) 束Y取 車(chē) 完 成 28 本章小結(jié) 本章主要介紹了 PLC 的特點(diǎn)及選型 、 PLC 的 I/O 口資源配置 、 電氣控制系統(tǒng) PLC接線圖 、 PLC 控制程序設(shè)計(jì) 、控制系統(tǒng)程序 梯形圖。 圖 61 2號(hào)車(chē)板右移 30 2. 2 號(hào)載車(chē)板右移碰到限位開(kāi)關(guān)，輸入繼電器 X10 瞬間得電，常閉斷開(kāi)使輸出繼電器 Y1 失電， 2 號(hào)載車(chē)板停止右移；同時(shí)輸入繼電器 X10 常開(kāi)閉合使輸出繼電器 Y0 得電，自鎖， 1 號(hào)載車(chē)板右移。 轎車(chē)可以直接駛?cè)腴_(kāi)上 3 號(hào) 載車(chē)板 ， 如圖 64 所示 。如圖 66所示。如圖 68 所示 圖 68 2號(hào)載車(chē)板停止左移動(dòng)作結(jié)束 36 本章小結(jié) 本章主要使用的編程軟件 具有監(jiān)控功能，將仿真軟件 GX Simulator 6c 安裝后就可直接在編程軟件中進(jìn)行程序的模擬調(diào)試及監(jiān)控。為此對(duì)立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和潛在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。分析各種載車(chē)板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟(jì)的方案。 本論文主要研究的是 PLC 控制的升降橫移式立體車(chē)庫(kù)，它是以 PLC 為核心，借助于 PLC 可靠而靈活的可編程控制可以對(duì)車(chē)庫(kù)載車(chē)板進(jìn)行自動(dòng)化控制。 在此我要感謝我的指導(dǎo)老師， XX 老師！本論文從選題構(gòu)思、資料收集到修改定稿，無(wú)不凝聚著老師的心血。