【文章內(nèi)容簡介】 （4）安全裝置在立體車庫上層停車位和下層停車位的縱梁處裝有上下行程極限開關(guān)，在中間層和底層車庫橫梁兩端裝有左右行程極限開關(guān)。上載車板上裝有防墜落安全裝置,防墜落安全裝置安裝在縱梁和上載車板停泊位置之間，在縱梁兩邊各安裝兩只電磁鐵控制的掛鉤，上載車板兩側(cè)相應(yīng)位置出個裝兩只勾環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁上安裝的四只掛鉤便會自動勾住四只勾環(huán)，以防止當(dāng)升降電機(jī)制動器失靈后，上載車板汽車和上載車板墜落，從而壓毀下層的汽車。行程極限開關(guān)的作用是當(dāng)載車板到達(dá)位置是自動停止。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8圖25 安全裝置簡單示意圖（5）控制系統(tǒng)升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)采用PLC控制，主要有自動，急停，手動三種控制方式，立體車庫一般采用自動控制方式工作，當(dāng)出現(xiàn)緊急異常的情況時(shí)候使用急?？刂?，當(dāng)故障排除或急停取消后，可以用手動按鈕使車庫復(fù)位。 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)示意本論文具體選用三層七位升降橫移式自動化立體車庫進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，其設(shè)備結(jié)構(gòu)示意如圖 26：圖 26 升降橫移式立體車庫設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖（1）立體車庫模型西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）9本立體車庫的建筑模型為一個三層七車位立體車庫，車庫平面設(shè)計(jì)示意圖如圖 27 所示，車庫立體模型示意圖如圖 28 所示。（2）立體車庫設(shè)計(jì)指標(biāo)本車庫以中型轎車尺寸長（4800mm）寬（1800mm）高（1800mm）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，據(jù)此每個停車位的尺寸應(yīng)為長（50006000mm）寬(25003000mm)高（20222500mm） ，經(jīng)考慮停車安全預(yù)留空間，本車庫的幾何空間尺寸設(shè)計(jì)為：①長度=25000mm，寬度=18000mm，高度=6600mm；②車庫前留有6000mm 寬車道；③一層凈高：2200mm；④二層凈高：2200mm；⑤三層凈高：2200mm；⑥最大存車長度：5500mm；⑦最大存車寬度：2022mm；⑧最大存車高度：1800mm。圖 27 立體車庫平面示意圖西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10圖 28 立體車庫立體模型示意圖 升降橫移式立體車庫中的安全防護(hù)裝置車庫是用來存放汽車的，汽車的價(jià)格是很昂貴的，所以車庫一旦發(fā)生事故，所造成的損失會很大，為此，我們要將事故防范于未然。為此車庫的安全防護(hù)措施應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)，并安裝相應(yīng)的防護(hù)設(shè)備。（1）急停措施：在控制盒上安裝紅色的緊急停止開關(guān)，當(dāng)發(fā)生異常情況時(shí)，按下急停開關(guān)能使立體車庫立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）阻車裝置：為了防止汽車在載車板上發(fā)生滑動，應(yīng)該在載車板后端和前端安裝一高 25mm 以上的阻車擋塊，司機(jī)在停車時(shí)應(yīng)將汽車停在載車板合適的位置上，并拉好手剎。（3）限位保護(hù)：立體車庫的載車板在升降和橫移過程中是靠定位開關(guān)來定位的，為了防止定位開關(guān)出現(xiàn)故障而導(dǎo)致事故，所以在上升定位上方，下降定位下方，左移定位左邊，右移定位右邊分別裝有限位開關(guān)。當(dāng)定位開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，一旦限位開關(guān)觸碰到載車板時(shí)，限位開關(guān)立即使車庫停止工作。（4）門前光電檢測裝置：在車庫運(yùn)行過程中，不能有人或物進(jìn)入車庫的工作區(qū)，所以要在車庫入口處安裝一個紅外裝置，一旦在車庫工作時(shí)有人或物進(jìn)入車庫，系統(tǒng)將立即停止工作。（5）載車板固定裝置：當(dāng)載車板到達(dá)指定位置后，為防止載車板下滑或因故墜落，損害其下方的車或人，所以安裝電磁鐵控制的掛鉤形式的防墜裝置。當(dāng)載車板?？康轿粫r(shí)，電磁鐵由通電狀態(tài)轉(zhuǎn)為失電狀態(tài)，驅(qū)動掛鉤勾住鐵環(huán)。當(dāng)載車板要下脫離鐵環(huán)。電磁鐵由失電狀態(tài)轉(zhuǎn)為通電狀態(tài)，報(bào)警燈閃爍，按下急停按鈕使車庫立即停止。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）113 立體車庫電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)在工業(yè)自動化控制中，最常用的三種控制方式有繼電器控制、單片機(jī)控制和可編程控制器控制，這三種控制方式各有優(yōu)缺點(diǎn)。（1）繼電器控制系統(tǒng)控制功能是用硬件繼電器實(shí)現(xiàn)的。繼電器串接在控制電路中根據(jù)主電路中的電壓、電流、轉(zhuǎn)速、時(shí)間及溫度等參量變化而動作，以實(shí)現(xiàn)電力拖動裝置的自動控制及保護(hù)。系統(tǒng)復(fù)雜，在控制過程中，如果某個繼電器損壞，都會影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行，查找和排除故障往往非常困難，雖然繼電器本身價(jià)格不太貴，但是控制柜的安裝接線工作量大，因此整個控制柜價(jià)格非常高，靈活性差，響應(yīng)速度慢。繼電器控制系統(tǒng)的延時(shí)控制是靠時(shí)間繼電器的滯后動實(shí)現(xiàn)，精度不高且易受環(huán)境溫度和濕度的影響，調(diào)整時(shí)間困難。由于繼電器的觸點(diǎn)有限，其靈活性和擴(kuò)展性也受到制約。（2）單片機(jī)控制單片機(jī)作為一個超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括 CPU、存儲器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路。其低功耗、低電壓和很強(qiáng)的控制功能，成為功控領(lǐng)西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12域、尖端武器、日常生活中最廣泛的計(jì)算機(jī)之一。單片機(jī)應(yīng)用范圍主要是大批量重復(fù)生產(chǎn)的民用消費(fèi)品以及小批量產(chǎn)品，特別是儀器儀表，家電以及小型控制系統(tǒng)。但是，單片機(jī)是一片集成電路，不能直接將它與外部 I/O 信號相連。要將它用于工業(yè)控制還要附加一些配套的集成電路和 I/O 接口電路，硬件設(shè)計(jì)、制作和程序設(shè)計(jì)的工作量相當(dāng)大。 （3）可編程序控制器控制可編程序控制器配備各種硬件裝置供用戶選擇，用戶不用自己設(shè)計(jì)和制作硬件裝置，只須確定可編程序控制器的硬繭配制和設(shè)計(jì)外部接線圖，同時(shí)采用梯形圖語言編程，用軟件取代繼電器電器系統(tǒng)中的觸點(diǎn)和接線，通過修改程序適應(yīng)工藝條件的變化。此外，PLC 還有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。（2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）13（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。（5）體積小，重量輕，能耗低以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。根據(jù)對幾種常見控制方式進(jìn)行對比，再結(jié)合本設(shè)計(jì)可以得出使用 PLC 來控制立體車庫時(shí)最合適的。整個車庫由一臺 PLC 對其進(jìn)行管理和監(jiān)控，由 PLC 來控制載車板升降橫移傳動裝置，完成車輛的存取操作，各車位車輛的存取由 PLC 根據(jù)當(dāng)前各車位的停放情況，按照相應(yīng)的策略來調(diào)動載車板，以存取車輛。立體車庫的自動控制系統(tǒng)包括弱電和強(qiáng)電兩套系統(tǒng)，弱電系統(tǒng)主要是各種信號的采集和控制輸出，例如：通過 PLC 輸出信號給接觸器線圈，以此來控制接觸器的通斷，從而來控制強(qiáng)電系統(tǒng)。強(qiáng)電系統(tǒng)主要包括載車板電機(jī)控制線路，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)的接觸器等。車庫采用面板按鈕呼叫車位存取車，用升降橫移裝置將汽車輸送到位。控制系統(tǒng)在面板上設(shè)有急停按鈕，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停按 鈕將使車庫立即停止運(yùn)行。系統(tǒng)輸出控制信號包括控制電機(jī)運(yùn)行和方向的信號，控制電磁鐵得、失電信號。升降橫移式立體車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14電子、信息技術(shù)于一體。其中，電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車庫的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢” ，框架是“軀體” ，那么控制系統(tǒng)就是“大腦” 。它指揮著車庫的每個運(yùn)作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)控。升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理：操作者通過控制面板把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)過系統(tǒng)處理后通過輔助設(shè)備驅(qū)動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來完成車庫的運(yùn)作。立體車庫系統(tǒng)控制原理框圖如圖 31 所示。圖 31 立體車庫系統(tǒng)控制原理框圖 電氣系統(tǒng)關(guān)鍵部分設(shè)計(jì) PLC 接線設(shè)計(jì)在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移電機(jī)和升降電機(jī)，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設(shè)施等，這些輔助裝置幫助我們更好的控制立體車庫。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關(guān)。同時(shí)在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置。在此圖中只是簡單的畫出了三層七位升降橫移式立體車庫的一些其簡單的功能。根據(jù)這些功能我們可以很直觀的觀察出三層七位升降橫移式立體車庫的工作。接線圖見圖 32。西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）15圖 32 簡化 PLC 接線圖電機(jī)控制及接線設(shè)計(jì)：在存取車時(shí)車位的升降不能同時(shí)進(jìn)行，車位的升降和橫移也不能同時(shí)進(jìn)行，這兩個動作必須是互鎖的，即當(dāng)上層車位在升降時(shí)，地面層車位不能移動，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個車位進(jìn)行上下升降運(yùn)動。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決。如圖 33 所示。 西安交通大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16圖 33 電機(jī)控制原理圖 其他資源配置（1）檢測點(diǎn)分布①載車板上汽車停放到位否檢測采用光電開關(guān)在底層進(jìn)行掃描檢測。光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在載車板前后位置均進(jìn)行檢測，當(dāng)有車輛停放不到位時(shí)，車就把光電關(guān)光源擋住，此時(shí)系統(tǒng)不能動作，只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。②載車板上有無車檢測在每個載車板上的一條對角線上安放一套光電開關(guān)， 用于檢測載車板上有無車。③載車板平移運(yùn)動是否到位檢測只有下層載車板有平移運(yùn)動， 在每個車位上分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板平移運(yùn)動是否到位。④載車板升降是否到位檢測只有上層載車板有升降運(yùn)動，在每個載車板垂直運(yùn)動的軌道上，在低層和上層分別安裝一只限位開關(guān)，用于檢測載車板下降和上升是否到位。⑤上層載車板吊鉤是否掛好檢測控制吊鉤動作的電磁鐵上有一反饋信號，可用于指示吊鉤是否已把載車板掛好。（2）控制點(diǎn)分布①一層載車板左右平移控