【正文】 停車庫(kù)，平均每個(gè)車位的占地面積不到 4平方米，顯然，平均到每臺(tái)車上的占地面積會(huì)大大減少。 而更加重要的目的是增進(jìn)人與社會(huì)的接觸，即人與人的交往溝通 。而立體停車庫(kù)由于是在較小的土地面積上實(shí)現(xiàn)空間存放，使攤薄到每個(gè)停車位的成本大幅降低。 （ 3）安全保障方面 由于傳統(tǒng)地下的平面停車場(chǎng)中所有車輛都停放在同一平面，在出入車時(shí)，尤其是遇車輛停放高峰，極易造成車輛的刮損。 （ 4）自動(dòng)程控方面 立體車庫(kù)配套安裝智能管理系統(tǒng)。城市中停車位需求按 1： 1（ 100%的基本停車位和100%的公共停車位計(jì)算，將增加停車位 40萬(wàn)個(gè) [3]。智能立體車庫(kù) 就應(yīng)運(yùn)而生成為城市交通的一個(gè)研究熱點(diǎn)。其中，發(fā)展較早、較好的日本公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等歐洲有意大利 SOTefin、 Interpark、德國(guó)Palis 等。 如前所述，目前我國(guó)各大城市停車設(shè)施的建設(shè)仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后道路建設(shè)和汽車工業(yè)的發(fā)展。同時(shí)在立體車庫(kù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定車庫(kù)最難取車的車位，一次取車時(shí)間不得超過(guò)兩分鐘，由于我國(guó)的技術(shù)水平現(xiàn)狀， 實(shí)際上很難達(dá)到這樣的標(biāo)準(zhǔn) [5]。由此可見(jiàn)研究如何降低立體車庫(kù)設(shè)計(jì)制造成本及進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確地存取，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。 ： 1)節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 5)運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。 圖 巷道堆垛式 （三）垂直升降式立體車庫(kù) 垂直升降式立體車庫(kù) 類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。 3)價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。例如，在空間有限的居民小區(qū)和賓館飯店地面上最適合使用“垂直”式立體車庫(kù)。安裝了立體車庫(kù)的大型地下停中國(guó)農(nóng)業(yè)大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 6 車場(chǎng)則配套安裝停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)，由經(jīng)過(guò)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的工作人員進(jìn)行 24小時(shí)值守調(diào)度。如果使用立體停車庫(kù)，在 30平方米的空地上就可以停放一組 8車位立體停車庫(kù)，平均每個(gè)車位占地面積不到 4平方米。配備自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，各種安全機(jī)構(gòu)，自動(dòng)報(bào)警，消防系統(tǒng)及其他防范設(shè)施。操作簡(jiǎn)單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè) 安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境，這是自動(dòng)化立體停車 設(shè)備的基本特點(diǎn) [14]。 存在問(wèn)題分析 立體車庫(kù)在各方面都有很大的優(yōu)點(diǎn)，然而我國(guó)現(xiàn)有的立體車庫(kù)的停車情況仍不容樂(lè)觀，立體車庫(kù)的發(fā)展還 有很多曲折 [15]。分析原因，立體車庫(kù)備受冷落的主要是由于以下幾點(diǎn) [16]。因?yàn)榇蠹矣X(jué)得，街道是公共場(chǎng)所，自己把車停在上面是理所當(dāng)然，干嘛要把車停到車庫(kù)里面，還要交錢 [17]。立體車庫(kù)現(xiàn)在尚未普及，大量地面車庫(kù)的存在使其在價(jià)格上不占優(yōu)勢(shì)。 由此可見(jiàn)，立體車庫(kù)的發(fā)展需要國(guó)家，市 民，立體車庫(kù)經(jīng)營(yíng)商共同努力。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，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景廣闊。隨著我國(guó)城市住宅小區(qū)和賓館飯店建設(shè)的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，私有車輛還會(huì)迅速增加。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大 學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第一章 緒論 8 課題的主要研究工作 基于以上研究目標(biāo)，確定本課題的主要工作，具體包括以下內(nèi)容： 1．立體車庫(kù)的方案確定 根據(jù)研究目標(biāo)，將立 體車庫(kù)選定為垂直升降式。同時(shí)，明確各系統(tǒng)的工作原理。對(duì)總功能進(jìn)行分解，得在這些功能中，升降功能、支承功能可由機(jī)械系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，如升降機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)升降功能，而控制功能要由自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 （ 3）操作系統(tǒng)：在門口裝有控制按鈕，進(jìn)行具體車位的選擇； （ 4）顯示裝置：在車庫(kù)門口裝有顯示車位停放情況的顯示燈組成的顯示屏。因此，立體停車庫(kù)可以大大節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開(kāi)發(fā)成本睜。 立體 車庫(kù)的最終選擇：目前，立體車庫(kù)的應(yīng)用主要有升降橫移式、巷道堆垛式、垂直升降式、垂直式、平面移動(dòng)式及多層循環(huán)式。根據(jù)我國(guó) 城市住宅小區(qū)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在車庫(kù)方案設(shè)計(jì)階段共設(shè)計(jì)了三種具體的車庫(kù)方案，并對(duì)它們進(jìn)行了分析、評(píng)價(jià)和論證，最后確立了一種方案作為設(shè)計(jì)方案。升降機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)帶動(dòng)容納轎車的轎廂做循環(huán)運(yùn)動(dòng)，對(duì)車輛起到傳輸作用。司機(jī)在執(zhí)行完一系列入口手續(xù)之后，將車開(kāi)到轎廂上面，下車，退出轎廂和車庫(kù)，存車過(guò)程結(jié)束。不用配備換向機(jī)構(gòu)，減少了車庫(kù)的設(shè)計(jì)難度，建造費(fèi)用和復(fù)雜程度。車庫(kù)出入口獨(dú)立，不配備換向設(shè)備，則必須在車庫(kù)出口前面留有足夠的空間給車輛行駛，這樣就增加了車庫(kù)的附屬建筑面積。車庫(kù)具有兩個(gè)口，增加了車庫(kù)控制系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與編制難度，增加了控制設(shè)備。 (1)系統(tǒng)構(gòu)成：整體框架、升降機(jī)構(gòu)、自動(dòng)控制系統(tǒng)。該類型車庫(kù)也不設(shè)換向機(jī)構(gòu)，不具有換向功能。 1） 優(yōu) 點(diǎn) 該種設(shè)計(jì)方案，不配備換向機(jī)構(gòu)，減少了車庫(kù)的設(shè)計(jì)難度，建造費(fèi)用和復(fù)雜程度。由于不配備換向設(shè)備，則必須在車庫(kù)口前面留有足夠的空間給車輛進(jìn)行調(diào)頭，這樣就增加了車庫(kù)的附屬建筑面積。車庫(kù)的每個(gè)轎廂里面只能容納一輛車。自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)車庫(kù)起到整體的控制作用。 (4)優(yōu)點(diǎn) 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第二章 基于 PLC 的立體 自動(dòng) 車庫(kù)控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 13 該種設(shè)計(jì)方案，轎廂內(nèi)只存放一輛轎車，能夠減少轎廂的體積，從而從整體上減少了車庫(kù)的建筑面積。故 該種方案非常適合建筑在內(nèi)部建筑面積比較緊張的小區(qū)內(nèi)。許多高樓大廈拔地而起，住宅小區(qū)也如雨后春筍般增加起來(lái)，但是絕大部分小區(qū)的 內(nèi)部建設(shè)面積都非常的緊張與稀缺。 (2)空間利用率高 有的小區(qū)沒(méi)有整塊很大的空地，無(wú)法建造雙單元或者多單元式立體車庫(kù)，但是小區(qū)內(nèi)有若干塊比較小型的空地，如果這樣的小區(qū)內(nèi)車輛擁有量比較多，可以考慮建造幾個(gè)該類型的單元式立體車庫(kù)。 (4)可裁減性與可擴(kuò)展性強(qiáng) 可以根據(jù)小區(qū)內(nèi)車輛的多少而相應(yīng)的更改車庫(kù)的建造層數(shù)。而且，對(duì)于那些建筑面積比較充足的小區(qū)，該類型車庫(kù)也是一個(gè)比較不錯(cuò)的選擇，可以減少影響綠化、美化和其它輔助設(shè)施的建設(shè)。 本設(shè)計(jì)有 47個(gè)輸入點(diǎn)， 41個(gè)輸出點(diǎn)，用 OMRON公司 CPM1A40CDRA型 PLC，（ 帶擴(kuò)展單元擴(kuò)至 100點(diǎn) ， 輸入 60點(diǎn) ，輸出 40點(diǎn) ）來(lái)完成對(duì)車庫(kù)的控制編程。 檢測(cè)傳感器的分類 傳感器是將機(jī)電一體化系統(tǒng)中被檢測(cè)對(duì)象的各種物 理變化量變?yōu)殡娦盘?hào)的一種變換器。而外部信息傳感器由于有與人體五感相對(duì)應(yīng)的，也有純工程性的。 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動(dòng) 車庫(kù)控制系統(tǒng)的元件的選用 16 按輸出信號(hào)的性質(zhì)可將傳感器分為開(kāi)關(guān)型（二值型）、模擬型和數(shù)字型。 圖 二值型傳感器的工作原理 模擬型傳感器的輸出是與輸入物理量變化相對(duì)應(yīng)的連續(xù)變化的電量。其中計(jì)數(shù)型又稱脈沖數(shù)字型，它可以是任何一 種脈沖發(fā)生器，所發(fā)出的脈沖數(shù)與輸入量成正比，加上計(jì)數(shù)器就可對(duì)輸入量進(jìn)行計(jì)數(shù)，如可用來(lái)檢測(cè)傳感器 開(kāi)關(guān)型 模擬型 數(shù)字型 計(jì)數(shù)型（二值和計(jì)數(shù)器） 代碼器（編碼器、磁尺） 電感、電容器（電感、電容式位移傳感器 電壓、電流型（光電電池、壓 電 元件 ） 電池、壓電元件 ） 電阻型 （電位器、電阻應(yīng)變片等） 非接觸型 （光電開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)） 接觸型 （如微 動(dòng)開(kāi)關(guān)、接觸開(kāi)關(guān)） 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動(dòng) 車庫(kù)控制系統(tǒng)的元件的選用 17 通過(guò)輸送帶上的產(chǎn)品個(gè)數(shù)，也可用來(lái)檢測(cè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移量，這時(shí)執(zhí)行機(jī)構(gòu)每移動(dòng)一定距離或轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度就會(huì)發(fā)生一個(gè)脈沖信號(hào)，例如增量式光電碼盤和檢測(cè)光柵就是如此。主接點(diǎn)一般是常開(kāi)接點(diǎn)，而輔助接點(diǎn)常有兩對(duì)常開(kāi)接點(diǎn)和常閉接點(diǎn)，小型的接觸器也經(jīng)常作為中間繼電器配合主電路使用。交流接觸器在失電后，依靠彈簧復(fù)位。接觸器的使用壽命很高﹐機(jī)械壽命通常為數(shù)百萬(wàn)次至一千萬(wàn)次，電壽命一般則為數(shù)十萬(wàn)次至數(shù)百 萬(wàn)次。 選擇型號(hào)為 LA19— 11A/D 的 額定工作電壓： 380VAC，額定工作電流： 5A，的按鈕開(kāi)關(guān)。 選擇型號(hào) 為 JLXK1— 311制動(dòng)防護(hù)式的行程開(kāi)關(guān)。 交流電動(dòng)機(jī)適用于不需要頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)以及在寬廣范圍內(nèi)平滑調(diào)速的機(jī)械，其中鼠籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)具有價(jià)格便宜、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和維修方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)優(yōu)先選用。 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)具有體積小、控制簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，但其輸出的轉(zhuǎn)矩和功率較小，角速度和角位移的精度較低，步距小時(shí)難于獲得高的轉(zhuǎn)速。其中，交流電動(dòng)機(jī)按拖動(dòng)系統(tǒng)來(lái)分有交流雙速電機(jī)、交流變頻調(diào)速電機(jī)、交流調(diào)壓調(diào)速電機(jī)。具有噪聲低，振動(dòng)小，運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)。它采用一 種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程 [28]。 PLC的特點(diǎn) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) PLC 是為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，除了對(duì)器件的嚴(yán)格篩選外，在硬件和軟件兩個(gè)方面還采用可屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動(dòng)恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，其平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到 (3～ 5) 104 h 以上。 適應(yīng)性好 PLC 是通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)控制的，當(dāng)控制要求發(fā)生改變時(shí)，只要修改程序即可。其常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源而言有 110 V、 220 V 交流和 5 V、 48 V 直流等多種，負(fù)載能力可在 ～ 5 A 的范圍內(nèi)變化，模擬量的輸入輸出有177。近年來(lái)， PLC 在處理速度、控制功能、通信能力及控制領(lǐng)域等方面都不斷有新的突破，正向著電氣控制、儀表控制、計(jì)算機(jī)控制一體化 ( EIC) 方向發(fā)展， PLC 裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置，是構(gòu)成 FMS、COMC、 FA 的主控單元。 一、工作 量 這一點(diǎn)尤為重要。自控系統(tǒng)將人們從繁忙的工作和惡劣的環(huán)境中解脫出來(lái)，就要求自控系統(tǒng)能夠適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境，諸如溫度、濕度、噪音、信號(hào)屏蔽、工作電壓等，各款 PLC不盡相同。各廠家都有自己的通信協(xié)議，并且不止一種。若所進(jìn)行的自動(dòng)控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)屬于對(duì)已有的自控系統(tǒng)進(jìn)行部分改造，而所選擇的是與原系統(tǒng)不同的 PLC，或者設(shè)計(jì)中需要 2個(gè)或 2個(gè)以上的 PLC，而選用了不同廠家的產(chǎn)品，這就需考慮不同廠家產(chǎn)品之間的通信問(wèn)題。編程器及編程軟件有些廠家要求額外購(gòu)買，并且價(jià)格不菲，這一點(diǎn)也需考慮在內(nèi)。 編程語(yǔ)言 編程語(yǔ)言最為復(fù)雜，多種多樣，看似相同，但不通用。 （ 4）結(jié)構(gòu)化文本 這是一種類似用于計(jì)算機(jī)的編程語(yǔ)言，它適用于對(duì)復(fù)雜算法及數(shù)據(jù)處理。 存 儲(chǔ)器 PLC存儲(chǔ)器是保存程序和數(shù)據(jù)的地方，分內(nèi)制式和外插式兩種，存儲(chǔ)器容量在512128M字節(jié)之間，一定要根據(jù)實(shí)際情況選取足夠大的存儲(chǔ)器，并且要求有一部分空余作為緩存。 EPROM與 ROM只是 EPROM通過(guò)特殊的方式（如紫外線）可以擦除再寫(xiě)，適合 于應(yīng)用在長(zhǎng)時(shí)間工作而改動(dòng)不大的系統(tǒng)中。 五、與監(jiān)控系統(tǒng)的通信 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動(dòng) 車庫(kù)控制系統(tǒng)的元件的選用 22 人機(jī)對(duì)話操作臺(tái)，這是監(jiān)控系統(tǒng)的早期產(chǎn)品類型，是生產(chǎn)廠家專為自己的 PLC產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，最適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)控制 。前一種與 PLC產(chǎn)品的相容性強(qiáng)，能夠根據(jù) PLC產(chǎn)品的特點(diǎn)制定相應(yīng)的控制方案，應(yīng)該說(shuō)仍以 PLC為中心；后一種則拋開(kāi)了 PLC產(chǎn)品，注重計(jì)算機(jī)在圖像、動(dòng)畫(huà)、聲音、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)等方面的優(yōu) 勢(shì)，給二次開(kāi)發(fā)人員提供了較寬松的開(kāi)發(fā)條件，往往可以制作出優(yōu)秀的監(jiān)控系統(tǒng)，只要有相應(yīng)的通信協(xié)議（目前已擁有了絕大多數(shù)生產(chǎn)廠家的通信協(xié)議），就可以與各種類型 PLC相連，是當(dāng)今自控系統(tǒng)首選。這時(shí)應(yīng)考慮選擇當(dāng)時(shí)比較新型的 PLC。在實(shí)際選型過(guò)程中，往往受到多方面的制約，不一定要考慮以上全部方面，但其中有些項(xiàng)是必須考慮的，而存在的問(wèn)題也必須通過(guò)其它替代方式加以解決。 非接觸式 IC卡，即射頻卡或感應(yīng)卡，它成功地將射頻識(shí)別技術(shù)結(jié)合起來(lái)，解決了無(wú)源和免接觸這一難題，是電子器件領(lǐng)域的一大突破。以 MIAREI 為例，讀卡器向 IC發(fā)一組固定頻率的電磁波，卡內(nèi)有一個(gè) IC串聯(lián)諧振電路，其頻率與讀寫(xiě)器的頻率相同，這樣便產(chǎn)生電磁共振，從而使電容內(nèi)有了電荷，在電容的另一端接有一個(gè)單向通的電子泵，將電容內(nèi)的電荷送到另一個(gè)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 第三章 基于 PLC 的立體 自動(dòng) 車庫(kù)控制系統(tǒng)的元件的選用 23 電容內(nèi)儲(chǔ)存，當(dāng)儲(chǔ)存積累的電荷達(dá)到 2V時(shí)，此電源可作電源為其他電路提供工作電壓，將卡內(nèi)數(shù)據(jù)發(fā)射出去或接收讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)。操作簡(jiǎn)單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè)安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán) 境，這是自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本特點(diǎn)。 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)組成與工作原理 本設(shè)計(jì)的立體停車庫(kù)是五層 20車位， 每 層 4庫(kù)位。 (1)自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng) 車庫(kù)管理設(shè)立收費(fèi)機(jī)，無(wú)需操作員即可完成其收費(fèi)管理工作