【文章內(nèi)容簡介】 9 3 橫移式 立體停車庫電氣結(jié)構(gòu)部分設(shè)計 立體停車庫的結(jié)構(gòu)及其工作原理 升降橫移式立體停車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題，采取電機驅(qū)動鏈條或者鋼絲繩帶動載車板使其橫移升降運動，實現(xiàn)車輛的存取，其屬于機電一體化的產(chǎn)品，綜合了機械、電子、傳感、電氣控制等技術(shù)，其主要由主體鋼框架、載車板裝置、傳動裝置、安全檢測裝置、電氣控制裝置、 安 全保護裝置等組成 。 圖 31 升降橫移式立體停車庫主要組成 立體停車庫通過檢測系統(tǒng)檢測車庫狀態(tài)信息，反饋到控制系統(tǒng)，通過電機驅(qū)動鏈條或者卷筒軸上的鋼絲繩，從而帶動載車板，在檢測控制系統(tǒng)的幫助下達到安全停車，升降橫移式立體停車庫采用 M N 維的形式，每層設(shè)一空位，作為交換車位，除底層以外的所有車位均能自行升降，除頂層以外的所有車位均能自行橫移，當(dāng)某一車位需存取車輛時，該車位下方到空位之間的所有車位向空位方向橫移一個車位的距離，此時該車位下方形成一升 降通道，此時 該車位便可自由升降，當(dāng)車位降至地面時，車輛便可開進或開出，本次設(shè)計采取 2 3 維的橫移式立體停車庫為例，采用如 圖 32 的 車位停放 方式 。 停 車 位2 0 1停 車 位2 0 3停 車 位2 0 2停 車 位1 0 11 0 2停 車 位1 0 3 圖 32 立體車庫 車位停放方式 10 本次設(shè)計的 兩層三列 式立體 車庫是 升降橫移式停車庫的一種類型，此類型的停車要求： （ 1） 立體停車庫的一層留出來一個空車位，為其他車位的升降橫移留出空間 。 （ 2） 101 號車位、 103 號車位只能左右移動，不能上下移動。 （ 3） 201 號車位、 202 號車位、 203 號車位不能左右移動只能上下移動。 （ 4） 最下面的車輛可以直接開出。 （ 5） 上層的車輛需要先讓下層的車輛左右移動騰出空位，才能下降到最下面車位 ，然后再進出車輛。 立體停車庫控制部分設(shè)計 立體停車庫主要通過人發(fā)出控制指令，然后通過 PLC 發(fā)出的控制信號驅(qū)動電機，從而帶動載車板動作，整個過程需要人機結(jié)合以及一些安全監(jiān)測裝置的配合，從而達到安全的停取車的過程，主要由以下幾部分組成，如圖 33 所示。 控制系統(tǒng)車 庫 現(xiàn) 場人檢測系統(tǒng) 圖 33 立體車庫控制部分 立體停車庫檢測監(jiān)控系統(tǒng) 為了能夠達到安全的存取車，在立體停車庫系統(tǒng)中必須具備檢測控制裝置，其包括光電開關(guān)、限位開關(guān)、防墜落裝置、過載保護裝置、漏電保護裝置等。 （ 1） 光電開關(guān)：為了檢測停放車輛是否到位，以及載車板上是否有車輛需要用到光電開關(guān)，在停車位底層安裝一套光電開關(guān)，將發(fā)射器和接收器分別安裝在底層兩側(cè)，當(dāng)車輛沒有停放到位時，車輛就把光電開關(guān)光源遮擋住，光電開關(guān)不能正常工作，系統(tǒng)不能動作只有當(dāng)車輛停放到位，系統(tǒng)才能正常工作，在載車板上的一條對角線上安裝一套光電開關(guān)用于檢測載車板上是否有車輛，當(dāng)有車輛時系統(tǒng)對此不動作， 否則系統(tǒng)控制載車板 供車主停取 車輛。 [8] 11 （ 2） 限位開關(guān)：載車板在左右移動和升降移動時需要用到限位開關(guān)，因此在車輛水平移動的每個車位上安裝一只限位開關(guān)，在垂直運動的軌道上載車板需要達到的位置上安裝一只限位開關(guān)，這樣是用于檢測車輛在水平移動和升降移動時是否到位。 （ 3） 離車檢測傳感器：當(dāng)存取車時在車主離車時能夠檢測出人員離開從而能夠安全為停車做準(zhǔn)備。 （ 4） 安全掛鉤檢測裝置：在安全掛鉤動作的電磁鐵上有一反饋信號，可用于指示安全掛鉤是否已正確把載車板掛好或者打開，這里用安全掛鉤開關(guān)閉合表示正確動作。 立體停車庫驅(qū)動部分 立體停車庫在運行時需要動力驅(qū)動鏈條或者鋼絲繩才能帶動載車板動作從而使車輛停放到預(yù)定的位置，因此電機的選擇是很重要的，本次采用自動抱閘三相交流電動機。 本設(shè)計中涉及到五個停車位，因此驅(qū)動部分需要五個電動機控制其分布情況如下： （ 1） 最下層的三個車位有兩個有載車板，并且載車板只需要左右移動兩個動作，因此采用兩個帶自動抱閘的三相交流電機控制。 （ 2） 最上層的三個車位有三個載車板，且三個載車板只能垂直動作，因采用三個帶有自動抱閘三相交流電機控制 。 安全掛鉤部分 立體停車庫除了控制系統(tǒng) 和 驅(qū)動系統(tǒng)，而連接驅(qū)動與載車板最重要 的還是安全 掛鉤，其起著由于電機或者鋼絲繩失效發(fā)生載車板墜落或者滑溜的作用，本次設(shè)計只有最頂層車位涉及到了安全掛鉤，每個載車板需要兩套掛鉤，掛鉤由電磁鐵控制，根據(jù)需要設(shè)計掛鉤控制點的分布。 [9] 12 4 橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計 立體停車庫控制系統(tǒng)的原理 整個立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計由一臺 PLC 對停車庫進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過 PLC控制驅(qū)動電機來控制傳動裝置，從而來完成對汽車的存取工作，各個車輛的進出通過 PLC根據(jù)車位的停放情況合理的分配車位以供車主進行停車。 立體停車庫系統(tǒng)控制主要包括強電和弱電兩部分，強電包括載車板的電機控制線路、停車位上的限位開關(guān)和載車板上的光電開關(guān)、控制電機正反轉(zhuǎn)的接觸器。弱電系統(tǒng)主要有信號的采集反饋、預(yù)警系統(tǒng)與控制輸出， PLC 得到信號輸給接觸器線圈，從而控制線圈的接通和關(guān)斷。車輛停放位都安裝有光電開關(guān)和限位開關(guān)以保證車輛進出的安全問題，系統(tǒng)還在面板上設(shè)置有急停開關(guān)，如果發(fā)生意外緊急情況，可以按下急停開關(guān)，使系統(tǒng)瞬間斷電載車板停止運動，從而保證人員和設(shè)備的安全。 [10] 立體停車庫控制系統(tǒng)的原理是：操作者可以通過控制面板輸入需要停放的車號位置，控制系統(tǒng)信息交流平臺將信息傳送到控制系統(tǒng) PLC，控制系統(tǒng)通過分析處理信息，將處理結(jié)果通輔助的設(shè)備驅(qū)動電機 ，保護裝置動作，從而帶動車庫的正常運行，其控制流程原理簡圖如圖 41 所示。 停 車 位2 0 1停 車 位2 0 3停 車 位2 0 2停 車 位1 0 11 0 2停 車 位1 0 3車 位 選 擇 處選 擇 2 0 1 車位 存 取選 擇 2 0 3 車位 存 取選 擇 2 0 2 車位 存 取選 擇 1 0 1 車 位存 取選 擇 1 0 3 車 位存 取車 盤 1 0 1 右移車 盤 2 0 1 下降車 盤 2 0 2 下降車 盤 1 0 3 左移車 盤 2 0 3 下降存 取 車車 盤 2 0 1 復(fù)位車 盤 2 0 2 復(fù)位車 盤 2 0 3 復(fù)位車 盤 1 0 1 復(fù)位車 盤 1 0 3 下降 圖 41 立體車庫升降橫移過程 在立體停車庫控制系統(tǒng)中，控制系統(tǒng)主要控制對象是驅(qū)動載車板升降橫移運動的電機，系統(tǒng)通過輸入的信息控制電機在不同時間內(nèi)實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是控制停車庫內(nèi)的各 13 種檢測監(jiān)控裝置，如 指示燈，限位裝置及其他各種安全裝置，為了使車輛能夠在載車板上行駛到規(guī)定的位置和判斷載車板上是否有車輛，采用了光電開關(guān)，為了使載車板橫向移動到指定位置或者升降到指定位置，采用了限位開關(guān)，小型停車庫采用選用按鈕操作界面，這樣的界面簡單易懂、易于操作，對于大型的停車庫采用了上位機來進行控制，由于可控制編程器本身的抗干擾能力能夠滿足本系統(tǒng)的要求，因此不必在增加其他的抗干擾措施。 [11] 立體停車庫 PLC 的選擇 由于 PLC 的抗干擾能力、可靠性強，使用范圍廣，國內(nèi)外現(xiàn)有的升降橫移式立體停車庫大都采用可編程控制器來控制停車庫的控制系統(tǒng)，特別是現(xiàn)在停車系統(tǒng)的智能化，大容量的要求， PLC 的特點很適合作為這樣的控制系統(tǒng)，隨著 PLC 的發(fā)展，立體停車庫的不斷優(yōu)化，將來的停車庫更加智能化，更加廣泛的得到應(yīng)用。 [12] 本系統(tǒng)采用的 ST200 系列 PLC 是 SMIATIC S7 家族中的小型可編程序控制器，它適用于各行各業(yè)，各種場合的自動檢測、監(jiān)測及控制等， S7200 將高性能與小體積集成一體，運行快速，并且提供了豐富的通信選項，具有極高的性價 比，系統(tǒng)的硬件、軟件都易于使用， S7200 系統(tǒng)堅持一貫的模塊化設(shè)計，不但能夠經(jīng)濟地滿足目前的項目要求，也為將來擴展提供了開放的接口，由于本系統(tǒng)輸入和輸出點眾多，因此采用 CUP 226 和數(shù)字量擴展模塊 EM223 的組合配置，能夠滿足編程仿真的要求。 外部電路接線部分設(shè)計 通過上面的介紹可以知道立體停車庫系統(tǒng)主要是通過 PLC 控制驅(qū)動載車板的電機，控制其在不同的時間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是停車庫中的各種檢測設(shè)備以及預(yù)警指示燈等，為了保證在存車過程中的安全到位以及判斷載車板上是否有車輛，使用光電感應(yīng)開關(guān)和限位開關(guān)，同時車庫中還采用了些一些如煙霧和溫度傳感器來保證車庫的安全， PLC 的外部接線簡化圖如 圖 42 所示。 14 M3 ~K M 1F R 1P E車 位 1 0 1 橫 移 電 機Q F 1L 1L 2L 3K M 6F U 1M3 ~K M 2F R 2P E車 位 1 0 3 橫 移 電 機K M 7F U 2M3 ~K M 3F R 3P E車 位 2 0 1 升 降 電 機K M 8F U 3M3 ~K M 4F R 4P E車 位 2 0 2 升 降 電 機K M 9F U 4M3 ~K M 5F R 5P E車 位 2 0 3 升 降 電 機K M 1 0F U 5 M3 ~M3 ~K M 1K M 2F R 1F R 2F UP EP E車 位 1 0 1 橫 移 電 機車 位 1 0 3 橫 移 電 機 C P U 2 2 61 MI 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4I 0 . 5I 0 . 6I 0 . 72 MI 1 . 0I 1 . 1I 1 . 2I 1 . 3I 1 . 4I 1 . 5I 1 . 6I 1 . 73 MI 2 . 0I 2 . 1I 2 . 2I 2 . 3I 2 . 4I 2 . 5I 2 . 6I 2 . 74 MI 3 . 0I 3 . 1I 3 . 2I 3 . 3I 3 . 4I 3 . 5I 3 . 6I 3 . 75 MI 4 . 0I 4 . 1I 4 . 2I 4 . 3I 4 . 4I 4 . 5I 4 . 6I 4 . 76 MI 5 . 0I 5 . 11 LQ 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 32 LQ 0 . 4Q 0 . 5Q 0