【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 車庫(kù)一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，在本文中，選擇用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)工廠制造，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品精度高，質(zhì)量易于保證，是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。構(gòu)件制造完成后，運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時(shí)還可在地面拼裝成較大的單元，再進(jìn)行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。由于鋼結(jié)構(gòu)具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。 2．一層載車板橫移傳動(dòng)系統(tǒng) 第一層車位設(shè)置在地面上，汽車的存取可以直接在對(duì)應(yīng)的位置進(jìn)行，車輛駛上載車板后，只能實(shí)現(xiàn)水平移動(dòng)的方式。 傳動(dòng)方式為電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪，使鏈條帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪從而帶動(dòng)主軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走輪帶動(dòng)載車板在導(dǎo)軌上做橫移運(yùn)動(dòng)，采用這種鏈傳動(dòng)方式與齒輪齒條傳動(dòng)方式相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。同樣可以達(dá)到傳動(dòng)準(zhǔn)確，效率高的目的。 3．二層載車板升降橫移傳動(dòng)系統(tǒng) 第二層車位是由一個(gè)橫移矩形框架及一個(gè)懸掛載車板組成，汽車駛上載車板后不光要進(jìn)行橫移運(yùn)動(dòng)，還要進(jìn)行垂直升降運(yùn)動(dòng)。 橫移傳動(dòng)方式為：橫移電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)橫移主動(dòng)鏈輪，使鏈條帶動(dòng)橫移從動(dòng)鏈輪從而帶動(dòng)橫移主軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走輪帶動(dòng)橫移框架，實(shí)現(xiàn)二層載車板的橫移運(yùn)動(dòng)做橫移運(yùn)動(dòng)。 升降傳動(dòng)方式為：升降電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)升降主動(dòng)鏈輪，使鏈條帶動(dòng)升降從動(dòng)鏈輪從而帶動(dòng)升降主軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)升降鏈輪帶動(dòng)升降鏈條，從而帶動(dòng)載車板，實(shí)現(xiàn)二層載車板的垂直升降運(yùn)動(dòng)。 4．三層載車板垂直升降運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)系統(tǒng) 第三層車位是由一個(gè)焊接在立體車庫(kù)骨架上的框架和一個(gè)懸掛載車板組成的。當(dāng)汽車駛上載車板后，只能進(jìn)行垂直升降運(yùn)動(dòng)。 升降傳動(dòng)方式為：電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)主動(dòng)鏈輪，使鏈條帶動(dòng)從動(dòng)鏈輪從而帶動(dòng)主軸，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)升降鏈輪帶動(dòng)升降鏈條，從而帶動(dòng)載車板，實(shí)現(xiàn)二層載車板的垂直升降運(yùn)動(dòng)。 5．安全裝置 在立體車庫(kù)上層停車位和下層停車位的縱梁處裝有上下行程限位開關(guān)，在中間層和底層車庫(kù)橫梁兩端裝有左右行程限位開關(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，載車板兩側(cè)相應(yīng)位置裝兩只勾環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁上安裝的四只掛鉤便會(huì)自動(dòng)勾住四只勾環(huán)，以防止當(dāng)升降電機(jī)制動(dòng)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。行程限位開關(guān)的作用是當(dāng)載車板到達(dá)位置是自動(dòng)停止。6．控制系統(tǒng) 升降橫移式立體車庫(kù)的控制系統(tǒng)采用PLC控制，主要有自動(dòng)，手動(dòng)和急停三種控制方式，立體車庫(kù)一般采用自動(dòng)控制方式工作，當(dāng)出現(xiàn)緊急異常的情況時(shí)候使用急停控制。 立體車庫(kù)中的安全防護(hù)裝置車庫(kù)是用來存放汽車的，汽車由人駕駛而且汽車的價(jià)格是很昂貴的，所以車庫(kù)一旦發(fā)生事故，所造成的人員和經(jīng)濟(jì)損失會(huì)很大，所以，我們要將事故防范于未然。為此車庫(kù)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(kù)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(dòng)，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(kù)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(kù)停止工作。4．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(dòng)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)，按下急停按鈕使車庫(kù)立即停止。414 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)整個(gè)車庫(kù)由一臺(tái)PLC對(duì)其進(jìn)行管理和監(jiān)控，由PLC來控制載車板升降橫移傳動(dòng)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(dòng)載車板，以存取車輛。 硬件系統(tǒng)配置 PLC概述 1. PLC的分類通常，PLC產(chǎn)品可按結(jié)構(gòu)形式、控制規(guī)模等進(jìn)行分類。按結(jié)構(gòu)形式不同, 可以分為整體式和模塊式兩類。按控制規(guī)模大小、則可以分為小型、中型和大型PLC三種類型。 2. PLC系統(tǒng)的組成PLC是一種以微處理器為核心的工業(yè)通用自動(dòng)控制裝置，其硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相似。PLC也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的。 3. PLC的硬件結(jié)構(gòu)一套PLC系統(tǒng)在硬件上由基本單元（包含中央處理單元、存儲(chǔ)器（RAM/ROM）、輸入／輸出接口、內(nèi)部電源）、I/O擴(kuò)展單元及外部設(shè)備組成。圖3為PLC的硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。圖3 PLC的硬件內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖3為三菱FX2N小型PLC產(chǎn)品主機(jī)示意圖。本課題中FX2N－80MR為基本單元，(40個(gè)輸入點(diǎn)、40個(gè)輸出點(diǎn))，M表示基本單元、R表示該單元為繼電器輸出型。 PLC的工作方式開始內(nèi)部處理通信處理RUN方式？輸入掃描程序執(zhí)行輸出處理NY 1. PLC的掃描工作方式圖4 PLC的掃描過程可編程序控制器在進(jìn)入RUN狀態(tài)之后，采用循環(huán)掃描方式工作。從第一條指令開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按程序存儲(chǔ)的地址號(hào)遞增的順序逐條執(zhí)行程序，即按順序逐條執(zhí)行程序，直到程序結(jié)束。然后再?gòu)念^開始掃描，并周而復(fù)始地重要進(jìn)行?？删幊绦蚩刂破鞴ぷ鲿r(shí)的掃描過程如圖4所示，包括五個(gè)階段：內(nèi)部處理、通信處理、輸入掃描、程序執(zhí)行、輸出處理。PLC完成一次掃描過程所需的時(shí)間稱為掃描周期。掃描周期的長(zhǎng)短與用戶程序的長(zhǎng)度和掃描速度有關(guān)。輸入端子輸入映象寄存器輸出映像寄存器輸出鎖存器輸出端子輸入 ……….輸出程序執(zhí)行階段輸入采樣階段輸出刷新階段X001Y001Y001M1讀讀①②③④⑤ 圖5 PLC的程序執(zhí)行過程2. PLC的程序執(zhí)行過程 PLC的程序的執(zhí)行過程一般可分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)主要階段，如圖5所示。 其他硬件資源配置 1. 繼電器和接觸器在立體車庫(kù)中，由于載車板的運(yùn)行過程并不是連續(xù)的，而是根據(jù)按鈕操作進(jìn)行動(dòng)作的，因此需要PLC根據(jù)當(dāng)前按鈕的情況來控制載車板的啟動(dòng)和停止，在本系統(tǒng)中，需要用到18個(gè)接觸器，分別是：1號(hào)載車板左移接觸器，1號(hào)載車板右移接觸器，2號(hào)載車板左移接觸器，2號(hào)載車板右移接觸器，3號(hào)載車板左移接觸器，3號(hào)載車板右移接觸器，4號(hào)載車板左移接觸器，4號(hào)載車板右移接觸器，3號(hào)載車板上升接觸器，3號(hào)載車板下降接觸器，4號(hào)載車板上升接觸器，4號(hào)載車板下降接觸器，5號(hào)載車板上升接觸器，5號(hào)載車板下降接觸器，6號(hào)載車板上升接觸器，6號(hào)載車板下降接觸器，7號(hào)載車板上升接觸器，7號(hào)載車板下降接觸器。用到了一個(gè)繼電器，用來控制PLC的啟動(dòng)。 2. 電動(dòng)機(jī)三相異步電動(dòng)機(jī)的工作原理：當(dāng)電動(dòng)機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對(duì)稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向相同。 3. 傳感器 （1）載車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位檢測(cè)只有下層載車板有平移運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)車位上分別安裝有限位開關(guān)，用于檢測(cè)載車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位。（2）載車板升降是否到位檢測(cè)只有上層載車板有升降運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)載車板垂直運(yùn)動(dòng)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(cè)載車板下降和上升是否到位。其中，各個(gè)限位開關(guān)都是自動(dòng)復(fù)位式。 4. 控制點(diǎn)分布 （1）一層載車板左右平移控制。一層載車板有兩個(gè)，每個(gè)載車板只有左右移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作。（2）二層載車板升降橫移運(yùn)動(dòng)控制。二層載車板有兩個(gè)，每個(gè)載車板有橫移、升降四個(gè)動(dòng)作。（3）三層載車板升降運(yùn)動(dòng)控制。三層載車板有三個(gè)，每個(gè)載車板只有升降兩個(gè)動(dòng)作，采用帶自動(dòng)抱閘的三相交流電機(jī)控制。（4）只有二、三層的載車板使用吊鉤，每個(gè)載車板用2 套吊鉤，吊鉤用電磁鐵控制。5 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) PLC的特點(diǎn)及選型，抗干擾能力強(qiáng) （1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用RC濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。 （3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。（5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。，容易掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。