【正文】 層，電梯上沒有托車板，有利于取車者快速取車。若當前策略為取車優(yōu)先，則車庫中存車數(shù)量從大于 in 轉(zhuǎn) 變到小于 in 時，控制策略從取車優(yōu)先轉(zhuǎn)換為存車優(yōu)先。 其次，從能耗方面來看，存車優(yōu)先的能耗要小于取車優(yōu)先和組合策略，原地待命策略的能耗最低。 最后，本設計采用的是存車優(yōu)先控制策略，原因是存車優(yōu)先無論從經(jīng)營者角度還是從能耗角度，都表現(xiàn)不錯。執(zhí)行機構是“四肢”，框架是“區(qū)體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。 接口在車庫的控制系統(tǒng)中是必不可少。 界面是操作人員與車庫控制核心單元交流信心的平臺。 控 制 系 統(tǒng) 車庫 現(xiàn)場 人 檢 測 系 統(tǒng) 執(zhí)行機構 界面 10 車庫現(xiàn)場一般環(huán)境比較惡劣 (一般為室外 )，如高溫、粉塵、高濕度、振動、強電設備啟動的磁場干擾等，所涉及的控制系統(tǒng)除了要滿足控制任務，還需要滿足如下的基本要求： 可靠性高 車庫控制系統(tǒng)在車庫現(xiàn)場應能長期、可靠、穩(wěn)定地工作。 式中 :MTBF— 平均無故障工作時間 MTTR— 平均維修時間 操作性能好 車庫控制系統(tǒng)的操作性能好，表現(xiàn)在它的使用性能和可維護性能兩個方面，這是在系統(tǒng)硬件和軟件設計時就要考慮和注意的壞節(jié)。軟件設計時，應配有查錯、故障診斷程序，使故障出現(xiàn)時，易于查找故障部位。電源設計時，預留一定的余量和空間，這樣功能擴充時，可以很方便的增加一些輸入通道而不需重新更換控制柜，同時，只要更換 CPU 模塊或模塊擴展，就可以達到系統(tǒng)升級的目的。 控制系統(tǒng)控制核心單元 垂直升降式立體停車庫控制形式是根據(jù)車庫的具體情況選定，要綜合考慮到其規(guī)模、應用場合等各方面因素而定，在車庫眾多的控制系統(tǒng)中有三種比較常見的控制形式 :繼電器邏輯電路控制、可編程控制器控制、單片機控制。但對于小型低成本的垂直升降式立體停車庫，繼電器控制還在繼續(xù)被使用。第三，元器件的損壞率比較高，車庫運行的可靠性不佳 。 可編程控制器與繼電器、單片微機相比有著比較獨特的優(yōu)點： A、 靈活、通用 可編程控制器是通過存儲在存儲器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。 B、 可靠性高、抗干擾能力強 對于立體停車庫而言，可靠性是一個非常重要的指標，如何能在各種惡劣的工作環(huán)境和條件 (如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等 )下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降 至最低，是研制每一種控制器件必須考慮的問題。 ① 硬件措施 對于電源變壓器、 CPU和編程器等主要部件，均采用嚴格措施進行屏蔽，以防外界干擾對供電系統(tǒng)及輸入線路 采用多種形式的濾波，如 LC 型濾波網(wǎng)絡，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的互相影響；對 CPU這個核心部件所需的 +5 V 電源，采用多級濾波，并用集成電壓調(diào)整器進行調(diào)整，以適應交流電網(wǎng)的波動和過電壓、欠電壓的影響；在 CPU與 I/O 電路之間，采用光電隔離措施，有效的隔離了內(nèi)部電路與 I/O間電的聯(lián)系，減少故障和誤動作 。這樣，一旦檢測到外界環(huán)境正常后，便可恢復到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來的程序工作 。而 PLC 采 用面向控制過程、面向問題的 “自然語言”編程，容易掌握。用單片計算機控制，只有在輸入輸出接口上做大量工作，才能與控制現(xiàn)場連接起來，調(diào)試也比較麻煩。接線工具僅為螺絲刀，接線工作極其簡單、工作量極少。既可現(xiàn)場控制，又可遠距離控制。且由于 PLC 是專為工業(yè)控制而設計的專用計算機，其結構緊湊、堅固耐用、體積小巧，并由于具備很強的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機械設備內(nèi)部，因而成為實現(xiàn)機電一體化十分理想的控制設備。 可編程控制器在垂直升降式立體停車庫的控制系統(tǒng)中被廣泛的應用，并在停車庫的發(fā)展演化中起著非常重要的作用，本文車庫系統(tǒng)即采用可編程控制器控制形式。 因此，我們選擇可編程控制器。 （ 1）升降機構 升降機構有步進電機，卷筒，滑輪，鋼絲繩等組成。 16 （ 2）托車板 托車板是車輛和車庫發(fā)生直接接觸的機構 ,托車板下方固定有導軌和滑輪。橫移機構采用了齒輪橫移技術，該機構運行原理如下：托車板的下方固定有齒條，載車臺及泊車位的機構上固定有電機，電機軸上安裝齒輪與托車板上的齒條相嚙合，通過電機運轉(zhuǎn)帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，從而使嚙合的齒條和托車板橫移 升降機構的設計與驅(qū)動 （ 1） 電機的選擇 根據(jù)設計的要求，本文設計的立體車庫提升一層所需的時間為 10 秒，提升載車板與副載車板之間的靜垂直距離為 2m。 固有： m2822m a xm a x ????? VVL 得： smV /4 4 82124m a x ???? 所以，加速度為： 2/ mmTVa ?????? 需要拉 力： 25 63 00Mga ??????? MF N 設同步帶直徑 mm30?? 周長為 mmC ?????? 脈沖當量 ＜mC??? 最大轉(zhuǎn)速 srCVn /1000 a xm a x ??? 細分數(shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低，增加一級減速。 m） 轉(zhuǎn)動慣量 （ g目的是為了不影響升降機構的正常運行。 由于我們要檢測的對象是由鋁合金制作的載車臺，所以必然選用由金屬觸發(fā) 的電感式接近開關。 圖 43 接近開關工作原理圖 為了對載車臺的升降起到限位保護作用，我們還裝了兩個行程開關，行程開關的原理與控制按鈕類似，只不過是把手按下改成用被控對象按下，它們裝在車庫的頂部和底部，當載車臺碰上行程開關，行程開關就 通過機械可動部分的動作，將機械信號轉(zhuǎn)換為電信號，對控制電路發(fā)出指令以實現(xiàn)位置保護。光電開關 5 檢測車的高度是否超限。其它各傳感器與此類似。在車輛的入庫過程中，不允許有人在車內(nèi)操作，這樣保證了司機的安全。它是一款性能十分出眾的微型可編程控制器。 二、采用裝卸式端子臺 外部接線端子包括 PLC 電源（ L， N）、輸入用直流電源（＋ 24V， ）、輸入端子（ X）、輸出端子（ Y）等，每個端子均有對應編號，主要完成電源、輸入信號、輸出信號的連接，是易于維修的裝卸式端子臺。 五、豐富的特殊擴展設備 模擬輸入設備、模擬輸出設備、溫度傳感器輸入、熱電偶輸入設備、軸定位 設備、雙軸（內(nèi)插）定位設備、脈沖輸出設備、高速計數(shù)器、并聯(lián)連接 NELSECLNET/MINI S3 連接設備、 RS485 通信設備、 ID 機器連接設備、模擬容量模塊等。其余的只有在檢修的時候可能會用到。 ： Y0：步進電機 U 相 Y1：步進電機 V 相 Y2：步進電機 W 相 Y5： 1 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y6： 1 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y7： 2 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y11： 2 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y12： 3 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y13： 3 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y14： 4 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y15： 4 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y16： 5 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y17： 5 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y20： 6 號車位電機逆 時針轉(zhuǎn)動 Y21： 6 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y22： 7 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y23： 7 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y24： 8 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y25： 8 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y26： 9 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y27： 9 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y30： 10 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y31： 10 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y32： 11 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 28 Y33： 11 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y34： 12 號車位電機逆時針轉(zhuǎn)動 Y35： 12 號車位電機順時針轉(zhuǎn)動 Y36：載車臺電機順時針轉(zhuǎn)動 Y37：載車臺電機 逆時針轉(zhuǎn)動 以上輸出點是控制立體車庫電機的運轉(zhuǎn)情況。特定功能的程序主要是用 STL 指令編寫，有存車程序，取車程序，存板程序，取板程序 4 類 ，每類又包括 12 段針對不同車位的程序 主程序的設計 設計思想是 PLC 上電后首先進行程序初始化（為數(shù)據(jù)庫置位，如果某個車位已壞，可以在數(shù)據(jù)庫相應位置 0），然后通過車位自動分配系統(tǒng)，識別空閑車位，調(diào)用相應取板程序，等待命令。存車到一號車位子程序的 SFC 功能圖如圖 52 所示： 圖 52 存車到 1 號車位的 SFC 功能圖 31 PLC 程序如下： M128 是程序的入口， X34 是一層的平層信號， X43 是橫移機構完成信號， X340 是基層平層信號。見梯形圖 54。見梯形圖 56。 33 圖 58 載車臺下降的梯形圖 S76 閉合，復位 M50、 M60(步進電機停止轉(zhuǎn)動 )，復位 M128(對入口信號復位 )，把常數(shù) 0 送入數(shù)據(jù)寄存器 D1（刷新數(shù)據(jù)庫），置 M301 為 1（跳入主程序）。如果有人來停車，就可以直接把車停到托車板上，按存車鍵，把車存好。 當 D2=1 時，表示車位 2 內(nèi)無車 。 當 D4=1 時，表示車位 4 內(nèi)無車 。 當 D6=1 時，表示車位 6 內(nèi)無車 。 當 D8=1 時，表示車位 8 內(nèi)無車 。 當 D10=1 時，表示車位 10 內(nèi)無車 。 當 D10=1 時，表示車位 12 內(nèi)無車 ?？刂屏鞒虉D如圖 5－ 10 所示。見梯形圖 512。 38 圖 513 步數(shù)設定梯形圖 下面產(chǎn)生六拍時序脈沖，如果 M50 閉合， M10 就為 1， M20 是由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號， SFTR 是位右移指令，第一個脈沖信號， M10 把 1 傳遞給 M5， M5 得電，M5 常閉觸點斷開， M10 變 0。 39 圖 514 六拍時序脈沖梯形圖 下面是 三相六拍環(huán)形分配器，按照 M5M0 的得電順序，可以看出 M200， M201，M202 的得電順序是 1， 0， 1— 0， 0， 1— 0， 1， 1— 0， 1， 0— 1， 1， 0— 1， 0， 0。見梯形圖 516。在車輛的入庫過程中，不允許有人在車內(nèi)操作，這樣保證了司機的安全。 43 圖 518 車輛的入庫檢測流程圖 44 總結與展望 隨著汽車的日益增多，在人口密集的大城市解決停車難的問題顯得很迫切。 由于立體車庫涉及到較多的機械知識，在制作實物過程中遇到了許多的障礙。 我國的立體車庫技術還是落后于一些發(fā)達國家，希望通過這套實驗裝置能夠進一步提高控制方面的教學水平，培養(yǎng)更多的優(yōu)秀人才。整個畢業(yè)設計雖然是每人一個題目，但小組同學之間的研究及資料的共享都對進度起到了非常重