【正文】 制編碼圖案，在旋轉(zhuǎn)時(shí)不會(huì)重復(fù)，所以其位置指示具備絕對(duì)屬性，即使斷電，位置信息也不會(huì)丟失，使用 DP 總線通信。 (2)對(duì)應(yīng)電氣輸出控制對(duì)應(yīng)曳引電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、指示燈的電氣線路的安全連接，包括在這其中接入的主接觸器，輔助接觸器，繼電器的在控制柜中電氣位置的合理安排。單片微機(jī)的出現(xiàn)一定程度上解決了繼電器控制中智能性不強(qiáng)的缺陷，同時(shí)還具備功耗小、成本低、體積小、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但其軟件編程周期時(shí)間長(zhǎng)，而且抗干擾程度低，不利用大范圍推廣。持卡用戶過(guò)來(lái)存車，第一步進(jìn)行用戶刷卡，人機(jī)交互得到的卡號(hào)與自身數(shù)據(jù)庫(kù)信息河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 15 對(duì)比驗(yàn)證卡是否有效，如果無(wú)效進(jìn)行語(yǔ)音提示并且不予停車，在判斷有效后，人機(jī)交互將該卡對(duì)應(yīng)的車位號(hào)傳給 PLC，收到正確車位號(hào)的 PLC 操縱驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)控制對(duì)應(yīng)載車板上的停車位運(yùn)行至與地面平行的適合位置，停止電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且給 出存車提示燈并且打開車庫(kù)和車位擋桿，語(yǔ)音提示用戶開車入庫(kù)；第二步，在車位光電檢測(cè)開關(guān)檢測(cè)到停車合適無(wú)誤后語(yǔ)音告知車主停車完畢，可以下車出庫(kù)；第三步，車主在離開車庫(kù)時(shí)再次刷卡確認(rèn)，這時(shí)車庫(kù)進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作。 (3)用于現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作控制的 PLC 電氣控制系統(tǒng)，它包括對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制、車位使用信息提取、載車板走位精確定位、 存取車指示燈、繼電器控制原理圖、與人機(jī)交互單片機(jī)的通信等設(shè)計(jì)。載車板示意圖如圖 所示。整個(gè)框架結(jié)構(gòu)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)所，可以減少或者增加對(duì)應(yīng)列數(shù)用以滿足不同的數(shù)量需求。采用 PLC硬件連接的聯(lián)鎖、軟件程序互鎖雙重設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)升降執(zhí)行機(jī)構(gòu)與立體車庫(kù)保護(hù)裝置的監(jiān)控。巷道式立體車庫(kù)電氣系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 8 從以上介紹可以看出這樣立體車庫(kù)的建設(shè)有著重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。 (2)前期投資低、不易推廣。比如前期建造的立體車庫(kù)存在自動(dòng)化程度較低、安全信任度偏低等一些問(wèn)題，再加上我國(guó)的立體車庫(kù)相河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 7 關(guān)的政策管理還不夠完善，使得我國(guó)的立體車庫(kù)這一新興行業(yè)還有很大的 發(fā)展空間。不但重視停車密度和高性能，更講究產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性及單車位造價(jià)；三是立體車庫(kù)的選型更加合乎于現(xiàn)場(chǎng)情況，以保證解決停車難問(wèn)題的同時(shí)能做到不浪費(fèi)多余。 本課題提出的低成本、機(jī)械式立體車庫(kù)具有成本低、能耗低的特點(diǎn) ，能夠使立體停車設(shè)備在生活小區(qū)、相應(yīng)的工作單位 (醫(yī)院、事業(yè)機(jī)關(guān)等 )得到推廣使用，與此同時(shí)其立足于低成本這個(gè)立項(xiàng)思想也正合投資人的意愿，有利于立體車庫(kù)在停車難這個(gè)大環(huán)境下的推廣使用，這種低成本、機(jī)械式立體車庫(kù)也響應(yīng)國(guó)家十二五期間提出的綠色發(fā)展的號(hào)召。 生活小區(qū)，工作單位停車難的問(wèn)題在大中型城市尤為明顯，雖然很多城市在停車管理上投入了大量的精力，適度地減緩了停車難。雖然立體車庫(kù)的投入使用緩解了目前停車難的問(wèn)題，但很多在役的立體車庫(kù)存在的問(wèn)題還是很多，例如：成本高、利用率低、不易推廣、安全性差等問(wèn)題。 關(guān)鍵詞 ： 立體車庫(kù)；電氣控制系統(tǒng)； PLC 目 錄 II Abstract After entering the 21st century, the amount of the civil private car per capita is increasing year by year along with the rapid development of our nation’s economy and the improvement of the civil life expectation value. Adding the stress of our nation’s land in recent years, the problem of the parking difficulty is all the more protruding. Although the employment of the stereo garage relieve the recent proble m of the parking difficulty, the inservice stereo garages have many problems, for example, high cost, low utilization ratio, not easy to popularize, low safety and so on. Combined with the stereo garage’s status in the market presently and practical environment in the realistic use, the thesis mainly does the design and the theory research that are aimed at electrical control system based on the PLC. The stereo garage researched by this issue has the advantages that are easy to develop, low manufacturing cost, low energy consumption and so on, which especially fits the demand of the places that are residential area, work units, the merit above will play a positive role in the spread of the stereo garage. Keyword Threedimensional garage。目前的停車難、亂停車日益嚴(yán)重的現(xiàn)象早已引起各方面的關(guān)注。國(guó)土面積 小的日本是亞洲立體停車設(shè)備的鼻祖，在汽車保有量逐年上升的背景下，從 1959 年引進(jìn)機(jī)械式立體車庫(kù)技術(shù)后，經(jīng)過(guò) 40 余年時(shí)間，從最初的單一垂直循環(huán)發(fā)展到垂直升降類、水平循環(huán)類、垂直循環(huán)類、簡(jiǎn)易升降類等多種型式，其中生產(chǎn)機(jī)械式停車設(shè)備的公司約 100 多家，比較大的公司有新明和、石川島播磨、日精、三菱重工等。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化也給車庫(kù)裝置帶來(lái)了很大的進(jìn)步，其中通過(guò)內(nèi)藏式傳動(dòng)裝置進(jìn)而提高了設(shè)備的耐久性 [8]。 目前我國(guó)主要在下面幾個(gè)方面上與國(guó)外領(lǐng)先技術(shù)存在差距 [1012]： (1)前期投資過(guò)高和后期經(jīng)濟(jì)效益差讓投資人望而卻步； (2)建成后的維護(hù)費(fèi)用也不菲，而且有些車庫(kù)維護(hù)工作比較繁瑣； (3)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)繁瑣造成操作不便捷，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜給使用者不安全感； (4)為了減少成本，廠家對(duì)載車板設(shè)計(jì)考慮不周全造成車 輛的停放困難； (5)實(shí)用效果不好，科技成分比重不足造成安全可靠性技術(shù)、模塊化技術(shù)、防護(hù)采光技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)國(guó)外領(lǐng)先產(chǎn)品還不太成熟； 課題研究的目的及意義 該課題所研究的低成本、機(jī)械式立體車庫(kù)采用開放式的機(jī)械結(jié)構(gòu)框架，省去了傳統(tǒng)車庫(kù)的通風(fēng)、照明設(shè)施，因而進(jìn)一步節(jié)省了成本 [13]。相比較而言，采用成熟的 PLC 和單片機(jī)控制技術(shù)，開發(fā)周期短、開發(fā)難度小。 針對(duì)低成本、機(jī)械式立體車庫(kù)自動(dòng)控制的作業(yè)流程，結(jié)合 PLC 控制技術(shù)特點(diǎn)以及與其他控制部分的關(guān)聯(lián)，本文研究的主要內(nèi)容涉及： （ 1）立體車庫(kù)總體框架結(jié)構(gòu)及工作原理； （ 2）立體車庫(kù)控制系統(tǒng)作業(yè)流程及 PLC 電氣部分在其中的作用實(shí)現(xiàn)； （ 3）信息導(dǎo)入、數(shù)據(jù)傳輸與系統(tǒng)處理的實(shí)現(xiàn)； （ 4） PLC 電氣控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)能耗優(yōu)化； （ 5）立體車庫(kù)的 PLC 電氣控制部分與其他控制部分的通信實(shí)現(xiàn)； （ 6）系統(tǒng)單獨(dú)調(diào)試和聯(lián)調(diào)實(shí)現(xiàn)以及相關(guān)注意事項(xiàng)。 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 9 STEP 7 的西門子 S7300 PLC 軟件程序，主要包括與上位機(jī)和起到人機(jī)交互作用的單片機(jī)的通訊程序，自身對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作的程序以及相關(guān)安全監(jiān)控程序的編寫等。 (2)載車板：載車板采用 Q235B 型鋼材，采用一體沖壓工藝成型，厚度為 2mm，上下連接采用活動(dòng)是連接件，考慮到現(xiàn)有小轎車的高度大約在 1550mm，所以我們將 載車板 之間的高 度間隙 設(shè)定為 1600mm, 載車 板的尺寸為 5500mm1870mm。包括： (1)用于人機(jī)交互作用的單片機(jī)控制系統(tǒng)，它包括電源模塊、鍵盤模塊、 LCD 顯示模塊、語(yǔ)音提示模塊、通信模塊、車主刷卡模塊、卡號(hào)信息備份模塊 等，其主要功能就是使得車主與整個(gè)立體車庫(kù)系統(tǒng)的交流更加順暢。 PLC 與人機(jī)交互單片機(jī)之間都是通過(guò) 485 串口通信 [2425]。該立體車庫(kù)分為在線和離線兩種模式，所以設(shè)定 好在這兩種模式下的整個(gè)車庫(kù)控制系統(tǒng)的作業(yè)流程尤為重要，使得負(fù)責(zé)各個(gè)設(shè)計(jì)模塊的設(shè)計(jì)人員有一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)，知道自己所涉及的設(shè)計(jì)任務(wù)在整個(gè)控制過(guò)程的位置，以便更好地做好自己的研究設(shè)計(jì)工作，交出的結(jié) 果符合車庫(kù)控制流程的要求。 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) PLC 控制做為整個(gè)控制系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)部分的銜接部分，決定了其在立體車庫(kù)設(shè)備中有著不可取代的地位，它所要達(dá)到的功能以及如何無(wú)縫地接入車庫(kù)控制流程都是以保證車庫(kù)運(yùn)行絕對(duì)安全為標(biāo)準(zhǔn)。 整個(gè) PLC 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)原理圖如圖 所示 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 19 圖 系統(tǒng)機(jī)構(gòu)原理圖 選用的 PLC 是德國(guó)西門子 S7300 PLC，其適用 于各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、檢測(cè)及相應(yīng)控制的自動(dòng)化，其中 CPU 采用的是可以滿足中小型控制系統(tǒng)需求的 CPU3152DP，相比小型（微型） PLC，它不僅具備更多的輸入 /輸出點(diǎn)（ I/O 點(diǎn)數(shù)在 1282048 之間），更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。其中在基本結(jié)構(gòu)中提出一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)三列載車板的裝置可以進(jìn)一步地優(yōu)化結(jié)構(gòu)框架和達(dá)到節(jié)能的目的；根據(jù)車庫(kù)基本框架和客戶使用中的基本需求對(duì)系統(tǒng) 運(yùn)行原理進(jìn)行了設(shè)定，車庫(kù)運(yùn)行原理的提出在很大程度上對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)明確了過(guò)程和目標(biāo)，為后期系統(tǒng)中各模塊的開發(fā)和耦合提供了依據(jù)；其中 PLC 控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)是本論文重點(diǎn)闡述的部分，在此章節(jié)對(duì)其整體設(shè)計(jì)思路做出相關(guān)的介紹，包括了其在整個(gè)系統(tǒng)中功能和作用描述， PLC 控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)原理圖和相關(guān)硬件器件的選型。 功能（ FC）：沒有指定的數(shù)據(jù)塊，因而不能存儲(chǔ)信息，常常用于編譯重復(fù)發(fā)生且復(fù) 雜的自動(dòng)化過(guò)程。 軟件開發(fā)基本說(shuō)明 PLC 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)是相輔相成的，設(shè)計(jì)人員在工作過(guò)程中選好合適的硬件配件后，然后將硬件的各部件按照控制要求進(jìn)行相應(yīng)的功能連接，再配以電氣走線和相應(yīng)的控制柜的設(shè)計(jì)。 (4)偏置計(jì)算，該置零設(shè)置不需要機(jī)械部分或是編碼器參與，而是根據(jù)編碼器對(duì)應(yīng)的數(shù)值與實(shí)際位置之間的差值通過(guò)計(jì)算得到偏置量，在以后編碼器工作中通過(guò)得到的對(duì)應(yīng)的數(shù)值后 減去計(jì)算得到的偏置量。其中 PKW 的 4 個(gè)控制字用來(lái)設(shè)定對(duì)應(yīng)的變頻器的參數(shù)值，而 PZD1 和 PZD2 控制并且修改變頻器的輸出頻率等。主要是做好從單片河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 27 機(jī)人機(jī)交互系統(tǒng)接收對(duì)應(yīng)的控制信息，然后進(jìn)行分析對(duì)比得知該信息控制的車位以及車庫(kù)對(duì)應(yīng)的控制動(dòng)作 (存取車 /復(fù)位 )，進(jìn)而選取對(duì)應(yīng)的功能進(jìn)行對(duì)車庫(kù)進(jìn)行控制。 第二類：其中位于第二層的 12 處載車板并為一類，因?yàn)榇祟愝d車板的車庫(kù)控制除了對(duì)應(yīng)輔助設(shè)置的控制， 還包括主曳引電機(jī)運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)動(dòng)軌跡遵循以上篇幅介紹的由編碼器和變頻器調(diào)控的二層車位的運(yùn)動(dòng)軌跡。這些組織塊通過(guò)自身臨時(shí)變量監(jiān)控系統(tǒng)中的各種故障，并且以對(duì)應(yīng)固定的數(shù)值進(jìn)行顯示，從而方便技術(shù)人員排查出錯(cuò)誤，減少故障造成的損害，進(jìn)而這些功能塊從軟件角度加強(qiáng)了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 Delphi 它提供了 500 多個(gè)可提供使用的構(gòu)件，利用這些部件，開發(fā)人員可以快速的構(gòu)造出應(yīng)用系統(tǒng)。這減少了 ORACLE 的資源占用，并增強(qiáng)了 ORACLE 的能力，使之在低檔軟硬件平臺(tái)上用較少的資源就可以支持更多的用戶，而在高檔平臺(tái)上可以支持成百上千個(gè)用戶。 Oracle 也許是最流行的服務(wù)器，占有最大的市場(chǎng)份額，它被廣泛用于各個(gè)市場(chǎng)領(lǐng)域，滿足一系列的存儲(chǔ)需求，例如財(cái)務(wù)記錄，人力資源 及訂單編制等。只有系統(tǒng)管理員方可添加、刪除用戶。其中錄入界面如圖 所示。 河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 39 最后，為了安全和非相關(guān)人員誤操作，還為系統(tǒng)增加了用戶權(quán)限和桌面鎖定功能，用戶權(quán)限暫時(shí)只有兩個(gè)級(jí)別：管理員和操作員，管理員權(quán)限最高，可以對(duì)用戶任 意刪除以及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)、設(shè)置等，操作員只能進(jìn)行一部分功能的使用，如車輛出入庫(kù)、查看監(jiān)控、報(bào)表打印等。而兩種模式對(duì)車庫(kù)控制起關(guān)鍵作用的是單片機(jī)與 PLC 之間的通信實(shí)現(xiàn)以及與 PLC 輸出對(duì)應(yīng)的數(shù)字量控制對(duì)應(yīng)的器件 ,所以在調(diào)試中尤其要注意這方面的性能參數(shù)。在不帶機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的聯(lián)調(diào)結(jié)果良好后就加入機(jī)械傳動(dòng)部分再次進(jìn)行整個(gè)車河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 41 庫(kù)控制的調(diào)試。 （ 3）完成了立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，在控制系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分，采用各自的環(huán)境下對(duì)系統(tǒng)的監(jiān)控程序以及主要軟件功能模塊子程序進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。河 北聯(lián)合大學(xué)輕工學(xué)院 43 參 考 文 獻(xiàn) [1] 付翠玉 ,關(guān)景泰 .立體車庫(kù)發(fā)展的現(xiàn)狀與挑戰(zhàn) [J].遼寧：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 ,20xx(9) [2] Gu