【文章內(nèi)容簡介】 產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使 用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟、高效、節(jié)能、 省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。 在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研設(shè)計單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標(biāo)準(zhǔn)，給予 投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調(diào)高占路停車收費標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除 “路滿庫空 ”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 8 圖 15 在我國廣泛使用的升降橫移式立體車庫 本文的主要工作目標(biāo)和意義 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對國內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價、技術(shù)難度以及用戶需求等各個方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫 移式立體車庫形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對場地的適應(yīng)性較強，同時采用這類設(shè)備的車庫十分普遍。因此，本文最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。 本課題的主要內(nèi)容是基于三菱 FX2N 系列 PLC 的立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計，升降橫移類停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道 ,實現(xiàn)高層車位升降存取車輛。由于受收鏈裝置及存取車時間的限制 ,一般為 2~4 層 (國家規(guī)定最高為 4 層 ),2 層、 3 層者居多 ,現(xiàn)以典型常見的地上 3 3 升降橫移式為例 ,說明停車庫的運行原理。 立體車庫結(jié)構(gòu)特點是 :最底層只能平移 ,最頂層只能升降，中間層既可升降也可平移。 除頂層外 ,底層都必須預(yù)留一個空車位 ,供進出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M出車時 ,無需移動其他托盤就可直接進出車；頂層進出車時 ,先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空 ,不為空時要進行相應(yīng)的平移處理 ,直到下方為空才可執(zhí)行下降動作 ,進出車完成后再上升回到原位置。 9 第二章 系統(tǒng)方案的設(shè)定 降橫移式立體停車庫的系統(tǒng)控制選擇 PLC 作為設(shè)計中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設(shè)計要求，達到設(shè)計的目的。 PLC 可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強、使用方便、靈活、具有順序、周期性的工作特征和體積小等優(yōu)點 方案論證 隨著我國城市經(jīng)濟和汽車工業(yè)的迅 速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多。所以順應(yīng)時下的現(xiàn)狀立體車庫迅速發(fā)展起來，其設(shè)計也在不斷的趨向于完善化，本車庫模型系統(tǒng)的設(shè)計也有很多不同的方法。我們對車庫模型控制作了兩種設(shè)計方案，并對其進行了研究和討論 方案一：基于單片機的立體車庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計。采用單片機作為主控制器來控制步進電機的控制系統(tǒng)，系統(tǒng)所要設(shè)計的控制電路較多，較為復(fù)雜。 （ 1）單片機抗干擾能力比較弱，所以對現(xiàn)場工作環(huán)境要求很苛刻。 （ 2）單片機控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，系統(tǒng)調(diào)試耗時比較多。 （ 3）單片機自身就是弱電驅(qū)動，但是對于停車庫運行系 統(tǒng)來說，執(zhí)行部件是電機，屬強電系統(tǒng)，這就需要由弱電驅(qū)動強電，隨著驅(qū)動環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可靠性就會下降。 （ 4）單片機控制系統(tǒng)，其控制程序基本上是匯編語言，匯編語言雖然功能比較強大，但是程序編制工作量比較大。 因此，單片機在升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)在還不成熟，只是停車庫系統(tǒng)研究開發(fā)的一個方向。 方案二：基于 PLC 立體車庫模型控制系統(tǒng)設(shè)計。它具有很多其他設(shè)計方法不可比擬的優(yōu)點： （ 1）可靠性高、環(huán)境適應(yīng)性強：可編程控制器輸入 /輸出端口均采用繼電器和光電耦合器件，采取了隔離和抗干擾措施，所以 具有很強的抗干擾能力。 （ 2）通用性好： 由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有 CPU 模塊、電源模塊、PID 模塊、模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)，對不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性 。 （ 3）使用方便、靈活：對于不同的控制系統(tǒng)，當(dāng)硬件結(jié)構(gòu)選定后，如果輸入 /輸出 10 作很小的變動時，只需修改相應(yīng)程序即可，無需對系統(tǒng)連線做較大的修改，減少了現(xiàn)場調(diào)試的工作量，使用起來靈活方便。 （ 4）具有順序、周期性的工作特征。 （ 5）體積?。河捎谠谥圃鞎r采用了大規(guī) 模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實現(xiàn)了小型化。 綜上所述：我們選擇方案二，即 PLC 作為設(shè)計中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設(shè)計要求，達到設(shè)計的目的。 自動化立體車庫常見形式 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式等。在對國內(nèi)外各種同類產(chǎn)品進行分析的基礎(chǔ)上，再結(jié)合造價、技術(shù)難度以及市場需求等各個方面的因素，可以發(fā)現(xiàn)升降橫移式立體車庫形式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，而且對場地的適應(yīng)性較強，采用這類設(shè)備的車庫十分普 遍。因此，最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。 升降橫移式立體庫控制系統(tǒng)整體方案 升降橫移式立體停車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機電一體化產(chǎn)品，集機械、電子、信息和電氣技術(shù)于一體。升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的核心組成部分。如果說執(zhí)行機構(gòu)是“四肢”，框架是“區(qū)體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指導(dǎo)著車庫的每個運作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進行監(jiān)控。 升降橫移式立體停車庫的系統(tǒng)控制原理 :操作者 (人 )要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(界面 )把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)經(jīng)系統(tǒng)處理后， 然后系統(tǒng)把可識別的控制信息通過控制設(shè)備（ PLC）來驅(qū)動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，進而完成車庫現(xiàn)場的運作。同時該動作的信息通過檢測裝置傳送到檢測系統(tǒng)，經(jīng)處理后反饋到控制系統(tǒng)的監(jiān)控界面，這樣操作者就可以直觀的看到車庫現(xiàn)場的運行實況了，由此 可以 使 車庫更安全的運行。整個系統(tǒng)控制原理框圖，如圖 21 所示。 11 圖 21 立體車庫系統(tǒng)控制整體框圖 本章小結(jié) 本章討論了立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)定，比較了 單片機控制系統(tǒng)和 PLC 控制系統(tǒng)的優(yōu)缺點，最后選擇 PLC 作為設(shè)計中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設(shè)計要求，達到設(shè)計的目的。 控 制 系 統(tǒng)操 作 者操 作 界 面車 庫 現(xiàn) 場檢 測 系 統(tǒng)執(zhí) 行 機 構(gòu) 檢 測 裝 置 12 第三章 立體車庫機械部分設(shè)計 立體車庫采用的方式為升降橫移式立體車庫 升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，每單元可設(shè)計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。 立體車庫的基本結(jié)構(gòu) 升降橫移式立體車庫的工作原理 升降橫移式立體車庫每個車位都有載車板，車輛停在載車板上，最下層的載車板只做左右橫移，不能升降，中間層車位可以左右橫移和升降，上層車位只能升降，不能橫移，若中間層車位需要存取車，則需下層車位移出空位，才能降至底層，上層車位需要存取車，則需要中間層車位和下層車位移出空位方能下降至底層。存車時，當(dāng)載車板到位后，駕駛員將車開上載車板后下車離開，中間層和上層載車板升至所在層位；取車時，下層車位直接開出，上層和中間層則是載車板降至底層后，等駕駛員進入車庫開走汽車后，載車板回至所在層位。下圖為一個地上 3 3 型七車位的升降 橫移式立體車庫，其工作原理是 :上層載車板可以做升降運動，中間層載車板可以做升降運動和橫移運動，下層載車板只能做橫移運動。通過中間層和下層的空位，利用載車板橫移變換空位，將汽 車停到上層或降至下層，第一層的汽車可直接開進和開出，無需變換位置。 圖 31 七車位升降橫移式立體車庫工作原理圖 5 6 73 41 23 X 3 型 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 13 如圖 31 所示： 1 、 2 號車位可以直接存取車輛； 7 號車位需下降后再存取車輛； 3 號車位，則需先將 1 號和 2 號載車板右移，再將 3 號載車板下降后才能存取車輛； 4號車位，則需先將 2 號載車板右移，再將 4 號載 車板下降后才能存取車輛； 5 號車位需要先將 4 號四個載車板右移，再將 5 號載車板下降后才能存取車輛； 6 號車位則需要先將 4 號載車板右移，再將 6 號載車板下降后才能存取車輛。 升降橫移式立體車庫對場地的適應(yīng)性很強，所以可根據(jù)不同的地形和空間進行相應(yīng)的構(gòu)建，規(guī)?？纱罂尚。瑢龅氐囊蟊容^低，因此應(yīng)用非常廣泛。 立體車庫主要機械構(gòu)件及其功能 3 3 型升降橫移式立體車庫，其主要有六大部分組成，分別是：結(jié)構(gòu)框架部分，載車板部分，橫移系統(tǒng)，升降系統(tǒng)，控制系統(tǒng)，安全防護系統(tǒng)。 1．框架 立體車庫一般主要 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，易實現(xiàn)機械化，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，運至施工現(xiàn)場拼裝成結(jié)構(gòu)。拼裝可采用安裝方便的螺栓連接，有時還可在地面拼裝成較大的單元，再進行吊裝。施工工期短，可盡快發(fā)揮投資的經(jīng)濟效益。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應(yīng)的位置進行，車輛駛上載車板后，只能實現(xiàn)水平移動的方式。 傳動方式為電 動機帶動主動鏈輪，使鏈條帶動從動鏈輪從而帶動主軸，進而驅(qū)動行走輪帶動載車板在導(dǎo)軌上做橫移運動，采用這種鏈傳動方式與齒輪齒條傳動方式相比，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。同樣可以達到傳動準(zhǔn)確，效率高的目的。 3．二層載車板升降橫移傳動系統(tǒng) 第二層車位是由一個橫移矩形框架及一個懸掛載車板組成，汽車駛上載車板后不光要進行橫移運動，還要進行垂直升降運動。 橫移傳動方式為：橫移電動機帶動橫移主動鏈輪，使鏈條帶動橫移從動鏈輪從而帶動橫移主軸，進而驅(qū)動行走輪帶動橫移框架，實現(xiàn)二層載車板的橫移運動做橫移運動。 升降傳動方式為：升降電動機 帶動升降主動鏈輪，使鏈條帶動升降從動鏈輪從而帶 14 動升降主軸，進而驅(qū)動升降鏈輪帶動升降鏈條，從而帶動載車板，實現(xiàn)二層載車板的垂直升降運動。 4．三層載車板垂直升降運動的傳動系統(tǒng) 第三層車位是由一個焊接在立體車庫骨架上的框架和一個懸掛載車板組成的。當(dāng)汽車駛上載車板后，只能進行垂直升降運動。 升降傳動方式為：電動機帶動主動鏈輪，使鏈條帶動從動鏈輪從而帶動主軸，進而驅(qū)動升降鏈輪帶動升降鏈條，從而帶動載車板，實現(xiàn)二層載車板的垂直升降運動。 5．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限位開關(guān)， 在中間層和底層車庫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自動勾住四只勾環(huán)，以防止當(dāng)升降電機制動器失靈后，上載車板汽車和上載車板墜落，從而壓毀下層的汽車。行程限位開關(guān)的作用是當(dāng)載車板到達位置是自動停止。 6．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，手動和急停三種控制方式，立體車庫一般采用自動控制方式工作 ，當(dāng)出現(xiàn)緊急異常的情況時候使用急?？刂?。 立體車庫中的安全防護裝置 車庫是用來存放汽車的，汽車由人駕駛而且汽車的價格是很昂貴的，所以車庫一旦發(fā)生事故，所造成的人員和經(jīng)濟損失會很大，所以，我們要將事故防范于未然。為此車庫的安全防護措施應(yīng)該做到以下幾點，并安裝相應(yīng)的防護設(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，按下急停開關(guān)能使立體車庫立即停止運轉(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，司機在停車時應(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：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 15 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，一旦限位開關(guān)觸碰到載車板時，限位開關(guān)立即使車庫停止工作。 4．載車板固定裝置：當(dāng)載車板到達指定位置后，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，電磁鐵由通電狀