【正文】 s smoggy days. If the smog is severe, I39。蘇皓老師在學(xué)習(xí)方法、工作方法和研究思路等方面給予了許多有益的啟迪；同時(shí)，他對(duì)我的研究工作提出了寶貴的建議和意見(jiàn)，使我在研究工作中不斷取得新的進(jìn)展。 [13]郝睿敏，施梁。中國(guó)電梯， 2021,13(4):54 56。交通科技與經(jīng)濟(jì)， 2021 (3) : 43 45。起重運(yùn)輸機(jī)械， 1999 (7): 15 20。 2 采用 S7300+ S7200 構(gòu)成速度閉環(huán)控制系統(tǒng)的核心，結(jié)合交流變頻調(diào)速技術(shù)，可以有效地控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度并且提高速度響應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行的高速和平穩(wěn)，大大節(jié)省了存取時(shí)間。}4} ( VaryVoltage Vary Frequency)變頻變壓調(diào)速電機(jī)。普通交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻低，機(jī)械特性好，轉(zhuǎn)差率 S 小，運(yùn)行效 率高。四個(gè)滑輪分為左右兩組布置，分別安裝于支架上；支架通過(guò)支撐軸與升降吊籠連 接。鋼絲繩的一端懸掛連接著升降轎廂，另外一端依次繞過(guò)定滑輪、導(dǎo)輪和地坑內(nèi)曳引及上方的導(dǎo)輪連接平衡重。從圖41。卷筒驅(qū)動(dòng)是一種早期的電梯驅(qū)動(dòng)方式，這種方式存在以下的問(wèn)題 : 1)提升高度低； 2)額定載重量低； 3)行程不同時(shí)，需配備不同的卷筒； 4)導(dǎo)軌承受的側(cè)向力大； 5)鋼絲繩有過(guò)繞或反繞的危險(xiǎn)； 6)能耗大。內(nèi)部處理實(shí)際上是運(yùn)行 PLC 內(nèi)部系統(tǒng)的管理程序，與用戶的控制程序無(wú)關(guān)，當(dāng) PLC 配置有通信接口或模塊時(shí)，與外部對(duì)象的通信就是在內(nèi)部處理階段完成的。 3． 3 控制系統(tǒng)的硬件組成 基于控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，為實(shí)現(xiàn)車庫(kù)的智能自動(dòng)化和安全可靠運(yùn)行，控制系統(tǒng)的框圖如圖 31 所示。 對(duì)于本車庫(kù)控制系統(tǒng)，我們采用的是西門子 S?300 PLC，西門子的 57300系列能滿足中等性能要求的應(yīng)用，尤其適用于極其快速的過(guò)程或者對(duì)數(shù)據(jù)處理能力有特別要求的中小型自動(dòng)化控制系統(tǒng)川。存取車時(shí)，用戶通過(guò)按鈕、鍵盤、讀卡器或者觸摸屏操作，系統(tǒng)給予操作提示并自動(dòng)讀取用戶輸入的信息，如果存在錯(cuò)誤操作或者異常情況，需要做出 應(yīng)對(duì)；如果系統(tǒng)檢測(cè)到故障，須給出故障提示，并且最好故障排除之后系統(tǒng)能夠自恢復(fù)運(yùn)行。開(kāi)始動(dòng)作后，系統(tǒng)首先判斷升降臺(tái)上是否有載車板，若有，則將載車板存入其所在的車位后再取車。圖 為理想的速度給定曲線，包括加速段、勻速段、減速 段及爬行段，加、減速段的加速度恒定，速度的變化會(huì)更為平穩(wěn)；此外，為了提高定位精度，在到達(dá)目標(biāo)位置之前須設(shè)定一段爬行距離，給定一個(gè)很低的爬行速度，以保證到位時(shí)電機(jī)能夠可靠停止；實(shí)際運(yùn)算中，并非根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行時(shí)間來(lái)計(jì)算速度的給定值，而是結(jié)合當(dāng)前的運(yùn)行距離，根據(jù)軟件內(nèi)部設(shè)定的加速度、最大運(yùn)行速度、最小運(yùn)行速度等參數(shù)動(dòng)態(tài)生成的。光電檢測(cè)具有精度高，反應(yīng)快，非接觸等優(yōu)點(diǎn)，并且可測(cè)參數(shù)多，傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，形式靈活多樣。它由旋轉(zhuǎn)電機(jī)演變而來(lái)，可看成將一臺(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開(kāi)，并展開(kāi)成平面，如圖 所示，由定子演變而來(lái)的一側(cè)稱為初級(jí)，轉(zhuǎn)子側(cè)演變?yōu)榇渭?jí)。 升降裝置包括 : 1)曳引驅(qū)動(dòng)機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和制動(dòng)器； 2)傳動(dòng)部件，包括鋼絲繩和滑輪等； 3)對(duì) 重和平衡鏈； 4)載車臺(tái)，用于升降時(shí)支托車輛； 5)升降導(dǎo)軌和對(duì)重導(dǎo)軌。 圖 鋼結(jié)構(gòu)框架 鋼結(jié)構(gòu)框架主要由立柱、橫梁、斜撐、車位架等組成，用于承受車庫(kù)自身部件重量和存入車輛重量、內(nèi)置停車位并且安裝機(jī)械傳動(dòng)和電氣控制部件。電梯式立體停車庫(kù)最早出現(xiàn)在 20 世紀(jì) 20 年代，當(dāng)時(shí)是以汽車專用電梯作為提升工具 ,駕駛員需隨車升降。 (2)在車庫(kù)總體方案和自動(dòng)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)的墓礎(chǔ)上，參照立體停車庫(kù)存取流程，考慮設(shè)備運(yùn)行的高效、安全、可靠等要求，分析和設(shè)計(jì)具體的軟件實(shí)現(xiàn)方案， 包括功能的構(gòu)建、可行性分析、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)、程序流程圖的繪制等。這種車庫(kù)由單一大型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大的優(yōu)點(diǎn)是電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)也很明顯，例如泊位數(shù)受電機(jī)功率及結(jié)構(gòu)等因素限制、傳動(dòng)噪音大、存取速度慢、能耗高等，因此呈逐步淘汰之勢(shì)。機(jī)械式立體停車庫(kù)具有多種類型，設(shè)計(jì)上具有較大的靈活性，可適應(yīng)各種形式的地形或建筑物。鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)的科研機(jī)構(gòu)在機(jī)械停車設(shè)備研究上投入更多的技術(shù)力量，開(kāi)發(fā)出高效、節(jié)能、安全、符合本國(guó) 國(guó)情的產(chǎn)品 ,鑒于目前很多中小企業(yè)采用的是從國(guó)外引進(jìn)的技術(shù)，應(yīng)提倡企業(yè)將技術(shù)引進(jìn)與自主研發(fā)相結(jié)合，在消化吸收的基礎(chǔ)上注重技術(shù)第 1 章 緒論 5 創(chuàng)新，提升產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、光學(xué)、磁控、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，大大提高了產(chǎn)品在技術(shù)含量、智能程度、運(yùn)行可靠性等方面的性能。近日，濟(jì)南天辰立體停車設(shè)備有限公司的一座升降橫移式立體車庫(kù)在山東省立醫(yī)院建成并使用，該車庫(kù)造價(jià) 100 余萬(wàn)元，共設(shè)有 36 個(gè)車位，是濟(jì)南市第一座投入使用的機(jī)械式立體車庫(kù)。己經(jīng)開(kāi)展工作研究、開(kāi)發(fā)和制造機(jī)械式立體停車設(shè)備的單位有十多家左右，如北京恩菲科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)、敬穩(wěn) (北京 )機(jī)電設(shè)備有限公司、江蘇雙良停車設(shè)備有限公司、杭州西子立體車庫(kù)有限公司、北京鴻安停車庫(kù)有限公司、許繼銀天車庫(kù)工業(yè)有限公司、上海天地停車設(shè)備有限公司、濟(jì)南天辰立體停車設(shè)備有限 公司、山東萊鋼泰達(dá)協(xié)固車庫(kù)有限公司等企業(yè)。如今，立體車庫(kù)在西歐、東南亞、韓國(guó)、日本都得到了廣泛的應(yīng)用，形成了一個(gè)包括制造、安裝、使用和維修的行業(yè)體系。 由于土地資源緊張?jiān)趤喼弈承﹪?guó)家的表現(xiàn)尤為突出，日本是狹小的島國(guó)，其立體停車庫(kù)的建設(shè)十分發(fā)達(dá)，立體停車庫(kù)在日本城市隨處可見(jiàn)。機(jī)械式立體車庫(kù)在國(guó)外己有幾十年的發(fā)展史，已由發(fā)展初期的半自動(dòng)化控制方式，發(fā)展到全自動(dòng)化的控制方式；機(jī)械結(jié)構(gòu)也發(fā)展到模塊化設(shè)計(jì)，便于組合、拆卸；使用材料和工藝也都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 linear motor。 關(guān)鍵詞 : 垂直升降式立體停車庫(kù) ；直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)； PLC 控制系統(tǒng)通訊協(xié)議 Abstract II Abstract Mechanical 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。 河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 QINGGONG COLLEGE, HEBEI UNITED UNIVERSITY 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 設(shè)計(jì)題目： 垂直提升式立體車庫(kù)電氣系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) ： 專業(yè)班級(jí) ： 10 級(jí)電氣 8 班 學(xué) 部： 信息科學(xué)與技術(shù)部 指導(dǎo)教師： 副教授 2021 年 06 月 03 日 摘 要 I 摘 要 機(jī)械式立體停車設(shè)備是解決各大城市停車難問(wèn)題的有效途徑，是未來(lái)車庫(kù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 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。 direct drive。這種車庫(kù)除了節(jié)省城市昂貴的土地資源、防雨防盜外，還存取方便。日本從 50 年代中期開(kāi)始從事機(jī)械停車設(shè)備的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、銷售和服務(wù)，至今己有四十多年的歷 史。目前在日木從事機(jī)械式停車庫(kù)及其設(shè)備開(kāi)發(fā)、制造的公司約有 200 多家，其中生產(chǎn)機(jī) 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(jī)制作所等株式會(huì)社。我國(guó)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(kāi)發(fā)能力差，多靠引進(jìn)國(guó)外技術(shù)圖紙或與外國(guó)的企業(yè)合作，制造水平基本上是跟蹤國(guó)外先進(jìn)技術(shù)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)安裝投運(yùn)的停車位己從 1989 年的 68 個(gè)增加到 2021 年的 24507 個(gè)，尤其是 2021 年安裝投入運(yùn)行的泊位數(shù)超過(guò)了過(guò)去歷年安裝投運(yùn)的總和，但只占到總需求量的 2%左右。近年來(lái)，立體停車設(shè)備的自主研發(fā)工作也越來(lái)越被重視，國(guó)內(nèi)許多研究機(jī)構(gòu)都投入技術(shù)力量，對(duì) 機(jī)械立體停車設(shè)備的各個(gè)方面，例如結(jié)構(gòu)優(yōu)化、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、存取策略優(yōu)化、可靠性分析、生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了很多的成果。 機(jī)械式立體停車庫(kù)的特點(diǎn) 以立體化形式存放車輛的機(jī)械式停車庫(kù)叫做機(jī)械式立體停車庫(kù)，是一種技術(shù)密集型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿艽?，具有很多?yōu)點(diǎn) : (1)節(jié)省占地面積。機(jī)械式立體停車庫(kù)在具有上述優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在一些缺點(diǎn)，并且在一定程度上制約了其推廣和應(yīng)用：首先，造價(jià)偏高，除了建筑和設(shè)備的投資費(fèi)用，還需要維護(hù)的投入，以保 障設(shè)備的安全、持久地運(yùn)行；第二，進(jìn)出車時(shí)間長(zhǎng)，雖然各種類別的機(jī)械停車設(shè)備對(duì)單車最大進(jìn)(出 )時(shí)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(jī)構(gòu)，不允許多輛車同時(shí)出入庫(kù)，如果面臨高峰期，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)等候現(xiàn)象。垂直升降類立體停車設(shè)備利用升 降機(jī)構(gòu)將車輛提升到目標(biāo)層，再啟動(dòng)橫移機(jī)構(gòu)把車存入泊位中，工作方式類似于電梯。本論文在查閱大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，以新型智能立體停車庫(kù)的控制系統(tǒng)為研究對(duì)象，著重于控制系統(tǒng)軟件方案的制定和具體實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容包括 : 1)立體車庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理分析； 2)立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的硬件方案； 本章小結(jié) 本章介紹了機(jī)械式立體停車庫(kù)的概念用途，立體車庫(kù)的優(yōu) 缺點(diǎn)和主要類型、第 1 章 緒論 7 發(fā)展歷程以及過(guò)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀以及目前國(guó)內(nèi)行業(yè)發(fā)展中存在的一些問(wèn)題。到 60 年代后期，許多發(fā)達(dá)國(guó)家的大都市都出現(xiàn)了停車難問(wèn)題，使得立體車 庫(kù)開(kāi)始發(fā)展普及，此時(shí)已現(xiàn)機(jī)械存取機(jī)構(gòu)，無(wú)需駕駛員跟車。 載車板 每個(gè)停 車位都有一塊對(duì)應(yīng)的載車板，用于搬運(yùn)和支托車輛，實(shí)質(zhì)就是通過(guò)對(duì)河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 10 載車板的存取實(shí)現(xiàn)車輛的存取。曳引機(jī)通過(guò)鋼絲繩驅(qū)動(dòng)載車臺(tái)升降，同時(shí)對(duì)重也相應(yīng)運(yùn)動(dòng)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，將初級(jí)和次級(jí)制造成不同的長(zhǎng)度，以保證在所需行程范圍內(nèi)初級(jí)與次級(jí)之間保持禍合。光電傳感器可分為槽形光電開(kāi)關(guān)、對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)、反光板反射式光電開(kāi)關(guān)、擴(kuò)散反射式光電開(kāi)關(guān)、光纖式光電開(kāi)關(guān)等。需要注意的是，不是所有的動(dòng)作都需要速度曲線，速度曲線適用于長(zhǎng)行程的動(dòng)作如升降系統(tǒng)的層間運(yùn)動(dòng)、橫移系統(tǒng)的側(cè)間運(yùn)動(dòng)；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(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)，則給定一個(gè)較低的運(yùn)行速 度即可。系統(tǒng)將車輛取出之后，升降臺(tái)降落至零層，此時(shí)道閘打開(kāi)，用戶可進(jìn)入吊框?qū)④囬_(kāi)出。 (2)高速、平穩(wěn)運(yùn)行。由于立體車庫(kù)需要顯示屏、鍵盤、讀卡器、語(yǔ)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(shí)現(xiàn)速度閉環(huán)控制，需要有驅(qū)動(dòng)裝置的位置反饋，控制系統(tǒng)還必須具有對(duì)編碼器的高速脈沖信號(hào)的處理能力?？梢钥吹?， S7300 PLC 作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，擔(dān)負(fù)著與上位機(jī)通信、各種開(kāi)關(guān)量信號(hào)的接入、控制外圍繼電器的通斷、控制變頻器的運(yùn)行、通過(guò) S7200 PLC 獲取旋轉(zhuǎn)編碼器的信號(hào)以及實(shí)現(xiàn)與外圍串口設(shè)備的數(shù)據(jù)交換等任務(wù)。 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(gè)工作階段的詳細(xì)流程如圖 3. 3 所示，在 PLC 中，設(shè)置了專門的區(qū)域來(lái)存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)，分別為輸入映像寄存器和輸出第 3 章 立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)的硬件方案 19 映 像 存 儲(chǔ) 器 . 圖 plc的工作流程 圖 通訊接口板是實(shí)現(xiàn) S7200 PLC 與外圍串口設(shè)備通信的關(guān)鍵部分，包括兩級(jí) :第一級(jí)是總接口板，它一方面負(fù)責(zé)收集下級(jí)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(bào)文中的地址信息分發(fā)到下級(jí)接口板；第二級(jí)就是下級(jí)接口板，它們獲取相應(yīng)串口設(shè)備傳送上來(lái)的信息 ，在條件允許時(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到總接口板，同時(shí)，它們還能接收來(lái)自總接口板的數(shù)據(jù)，再河北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 20 發(fā)送至對(duì)應(yīng)的串口設(shè)備，例如顯示屏、語(yǔ)音設(shè)備等。 因此，目前立體車庫(kù)升降電梯普遍采用曳引驅(qū)動(dòng)。中可以看到，立體停車設(shè)備升降轎廂的起吊方式是四點(diǎn)起吊，四根鋼絲繩連接在升降轎廂的四個(gè)角。 曳引驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在停車設(shè)備下方的地坑內(nèi)，其傳動(dòng)形式的曳引比也是 1 比1，如圖 43 所示。整個(gè)滑輪組形成了一個(gè)以支撐軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心的等臂杠桿結(jié)構(gòu)，使杠桿兩邊的受力始終相等，并消除了在使用過(guò)程中由于磨損造成的載荷不平衡 曳引電機(jī)及其調(diào)速方法的選擇 曳引電機(jī)選擇及調(diào)速方法研究 車庫(kù)運(yùn)行過(guò)程中，曳引電動(dòng)機(jī)頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)，而且負(fù)荷變化大，經(jīng)常工作在重點(diǎn)短時(shí)狀態(tài)、電動(dòng)狀態(tài)、制動(dòng)狀態(tài)下，對(duì)電機(jī)要求較高?？墒沁@類交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)電流大，一般為額定電流的 47倍，同時(shí)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩也較大，一般為額定轉(zhuǎn)矩 35倍。變頻變壓調(diào)速電機(jī)調(diào)速的基本原理 :交流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為 N=｛ (1 一 s)*60｝ f I p 式中 :N 一為轉(zhuǎn)速；，一為轉(zhuǎn)差率； f 一為定子的電源頻率 :P 一為極對(duì)數(shù)。 3 基于 PLC 的控制系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)立體車庫(kù)的自動(dòng)化存取操作，還具有傳感器故障自診斷、運(yùn)行保護(hù)、各種異常流程