【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。在對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用了常用的的 PLC 控制，運用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運行，證明采用可編程序控制器 (PLC)作為控制系統(tǒng)簡單易行。 本文在對國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，選擇三層三列式車庫結(jié)構(gòu)為研究模型。 近年來 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市人口日益增多，特別是隨著改革開放以來，我國進入了汽車擁有率進入急速上升時期。機械式立體車庫可充分利用地上資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。升降橫移式立體車庫就其組成部分而言，可分為三大部分：車庫結(jié)構(gòu)部分、傳動機構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價比高的特點使得控制系統(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庫為研究對象，綜合考慮制造成本和運行效率的雙重因素。依據(jù)升降橫移式立體車庫的運行原理，在對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計中，采用了先進的 PLC 控制，運用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的程序，并經(jīng)調(diào)試、運行，證明采用可編程控制器（ PLC）作為控制系統(tǒng)簡單易行。以北京市為例，截止 2020 年底，市區(qū)僅有公共停車場827 處，共計車位 萬個，僅占市區(qū)機動車擁有量的 ％，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾十分突出。面對迅速發(fā)展的城市車流，停車設(shè)施建設(shè)的落后也就不足為奇。 專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。 4 圖 12 先進的自動化立體車庫 隨著人類社會的不斷進步和科學技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，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。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。首先，機械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。 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。 近年來 ，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國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。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，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個有效手段。 國內(nèi)外現(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。機械方面，應用了許多新材料、新工藝?？刂菩问接?，按鈕式、鎖匙式、 IC 卡式、鍵盤式、觸 摸屏式、遙控式等。從 80 年代開始，日本開始向 亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進入穩(wěn)步發(fā)展階段。 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。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。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 ,先要判斷其對應的下方位置是否為空 ,不為空時要進行相應的平移處理 ,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。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。 （ 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。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。 （ 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。因此，最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。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。 11 圖 21 立體車庫系統(tǒng)控制整體框圖 本章小結(jié) 本章討論了立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)定，比較了 單片機控制系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點，最后選擇 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。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。 升降橫移式立體車庫對場地的適應性很強，所以可根據(jù)不同的地形和空間進行相應的構(gòu)建，規(guī)模可大可小，對場地的要求比較低，因此應用非常廣泛。構(gòu)件制造完成后，運至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。 2．一層載車板橫移傳動系統(tǒng) 第一層車位設(shè)置在地面上，汽車的存取可以直接在對應的位置進行，車輛駛上載車板后，只能實現(xiàn)水平移動的方式。 橫移傳動方式為：橫移電動機帶動橫移主動鏈輪，使鏈條帶動橫移從動鏈輪從而帶動橫移主軸，進而驅(qū)動行走輪帶動橫移框架，實現(xiàn)二層載車板的橫移運動做橫移運動。 升降傳動方式為：電動機帶動主動鏈輪，使鏈條帶動從動鏈輪從而帶動主軸，進而驅(qū)動升降鏈輪帶動升降鏈條，從而帶動載車板，實現(xiàn)二層載車板的垂直升降運動。 6．控制系統(tǒng) 升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)采用 PLC 控制，主要有自動，手動和急停三種控制方式，立體車庫一般采用自動控制方式工作 ，當出現(xiàn)緊急異常的情況時候使用急停控制。 2．阻車裝置：為了防止汽車在載車板上發(fā)生滑動，應該在載車板后端和前端安裝一高 25mm 以上的阻車擋塊，司機在停車時應將汽車停 在載車板合適的位置上，并拉好手剎。 當載車板停靠到位時，電磁鐵由通電狀態(tài)轉(zhuǎn)為失電狀態(tài)，驅(qū)動掛鉤勾住鐵環(huán)。 16 第四章 立體車庫控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 立體車庫的控制系統(tǒng)由 PLC 控制和管理，根據(jù)實際需求最終選擇了我所學習熟悉的三菱 FX2N－ 80MR(40 個輸入點、 40 個輸出點 )為 PLC 型號，并簡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 三種類型。圖 41 為 PLC 的硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。從第一條指令開開始 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，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲的地址號遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。掃描周期的長短與用戶程序的長度和掃描速度有關(guān)。 2. 電動機 三相異步電動機的工作原理：當電動機的三相定子繞組（各相差 120 度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應電流（ 轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下輸入端子 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，從而在電機轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機旋轉(zhuǎn)，并且電機旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。 4. 控制點分 布 （ 1）一層載車板左右平移控制。 （ 3）三層載車板升降運動控制。 20 第五章 立體車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 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，以防止故障擴大。因此， PLC 除應用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。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 采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計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)濟性，實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 啟動按鈕 X15 3 號載車板左限位開關(guān) X1 緊停按鈕 X16 4 號載車板左限位開關(guān) X2 3 號載車板按鈕 X17 3 號載車板下限位開關(guān) X3 4 號載車板按鈕 X20 4 號載車板下限位開關(guān) X4 5 號載車板按鈕 X21 3 號載車板上限位開關(guān) 22 X5 6 號載車板按鈕 X22 4 號載車板上限位開關(guān) X6 7 號載車板按鈕 X23 5 號載車板下限位開關(guān) X7 1 號載車板右限位開關(guān) X24 6 號載車板下限位開關(guān) X10 2 號載車板右限位開關(guān) X25 7 號載車板下限位開關(guān) X11 1 號載車板左限位開關(guān) X26 5 號載車板上限位開關(guān) X12 2 號載車板左限位開關(guān) X27 6 號載車板上限位開關(guān) X13 3 號載車 板右限位開關(guān) X30 7 號載車板上限位開關(guān) X14 4 號載車板右限位開關(guān) X31 載車板復位 輸出分配如表 52 所示。可以在程序中用 25 自鎖和互鎖的方式完成。需要說明的是，載車板所用鏈條和載車板上的吊點懸吊托架在靜止狀態(tài)時，防墜掛鉤已經(jīng)掛住了載車板。 開 始初 始 化系 統(tǒng) 安 全 檢 測發(fā) 生 故 障 否 ？故 障 處 理NY選 空 車 位 號下 層 車 位 有 載 車板 否 ？載 車 板 橫 移YN下 降 通 道 建 立否 ？N收 回 防 墜 掛 鉤載 車 板 下 降載 車 板 到 底 層否 ？YN存 車存 車 完 成 否 ？YN載 車 板 上 升載 車 板 達 最 高點 否N載 車 板 復 位載 車 板 復 位 否NY防 墜 掛 鉤 彈 出結(jié) 束Y取 車 完 成 28 本章小結(jié) 本章主要介紹了 PLC 的特點及選型 、 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 、控制系統(tǒng)程序 梯形圖。 圖 61 2號車板右移 30 2. 2 號載車板右移碰到限位開關(guān)，輸入繼電器 X10 瞬間得電，常閉斷開使輸出繼電器 Y1 失電， 2 號載車板停止右移；同時輸入繼電器 X10 常開閉合使輸出繼電器 Y0 得電，自鎖， 1 號載車板右移。 轎車可以直接駛?cè)腴_上 3 號 載車板 ， 如圖 64 所示 。如圖 66所示。如圖 68 所示 圖 68 2號載車板停止左移動作結(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行程序的模擬調(diào)試及監(jiān)控。為此對立體車庫設(shè)計方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實意義和潛在的市場經(jīng)濟效益。分析各種載車板的提升方案，最終確定了最穩(wěn)定、可靠且經(jīng)濟的方案。 本論文主要研究的是 PLC 控制的升降橫移式立體車庫，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車庫載車板進行自動化控制。 在此我要感謝我的指導老師， XX 老師！本論文從選題構(gòu)思、資料收集到修改定稿，無不凝聚著老師的心血。