【正文】 移 19 Y22 201 車位上升 20 Y23 201 車位下降 21 Y24 202 車位上升 22 Y25 202 車位下降 23 Y26 203 車位上升 24 Y27 203 車位下降 25 Y30 301 車位上升 26 Y31 301 車位下降 27 Y32 302 車位上升 28 Y33 302 車位下降 29 Y34 303 車位上升 30 Y35 303 車位下降 生成控制系統(tǒng) PLC 硬件接線圖 根據(jù)上述停車庫(kù)控制系統(tǒng)的各部分控制硬件及停車庫(kù)的具體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，以及在滿足現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際功能的情況下，生成控制系統(tǒng) PLC 硬件接線圖如圖 5 所示。 I/O 點(diǎn)的編號(hào)分配 編寫表 2輸入分配表與表 3 輸出分配表。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度小小于 關(guān)。行程開關(guān)是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電氣控制，應(yīng)用于車庫(kù)系統(tǒng)的限位保護(hù)和行程控制。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè)；一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號(hào)折射（反射）在 PTR 上，第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū)，使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)物體能以溫度變化的性是在 PTR 上產(chǎn)生變化熱釋紅外信號(hào)，這樣 PTR 就能產(chǎn)生變化的電信號(hào)。在被動(dòng)紅外探測(cè)器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件，一個(gè)是熱釋紅外傳感器（ PTR），它能將波長(zhǎng)為 812um 之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，并能對(duì)自然界的白光信號(hào)具有抑制作用，因此在被動(dòng)紅外探測(cè)器的警戒區(qū) 內(nèi)，當(dāng)無(wú)人體移動(dòng)時(shí)，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度，當(dāng)人體或小寵物進(jìn)入車庫(kù)運(yùn)行警戒區(qū)，通過(guò)菲涅爾透鏡，熱釋點(diǎn)紅外感應(yīng)器感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào)，因此，紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。 停車庫(kù)安裝紅外探測(cè)器有兩種功能：車庫(kù)在運(yùn)行時(shí)，不允許有其它物體進(jìn)入車庫(kù)工作區(qū)域，例如人和寵物；在夜間或者無(wú)管理員時(shí)，防止偷盜和蓄意破環(huán)等違法行為。 在選擇傳感器監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，要以上述要求為依據(jù) 。傳感器的精確度表明傳感器輸出與被測(cè)量之間的對(duì)應(yīng)程度以及重復(fù)一致的程度； （ 7）輸出信號(hào)易于微機(jī)接口。線 性范圍越寬，表明傳感器的工作量程越大； （ 5）穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性指?jìng)鞲衅鹘?jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用后其輸出特性不發(fā)生變化。即要求輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的響應(yīng)時(shí)間越短越好； （ 4）線性范圍寬。經(jīng)常要求時(shí)單值、直線性的函數(shù)關(guān)系，即符合 Sc=ASr+K（ Sc傳感器的輸出值； A靈敏度系數(shù)； Sr傳感器輸入值； K零點(diǎn)輸出）； （ 2）有較高的靈敏度和較大的信噪比。 圖 4 控制系統(tǒng)電機(jī)示意圖 Fig4 The diagram of electrical control system 傳感器的選擇 本升降橫移式立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)要完成對(duì)車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)位置的檢測(cè)等任務(wù)，需要大量的檢測(cè)傳感裝置。結(jié)構(gòu)為全封閉、自扇冷式，能防止灰塵、鐵屑、雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部。 Y 系列型號(hào)為 Y2112M4 的三相異步電動(dòng)機(jī)的主要性 能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為，效率高，耗電少，性能好，噪聲低，振動(dòng)小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便。和同容量的直流電動(dòng)機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)的重量約為直流電動(dòng)機(jī)的一半，其價(jià)格僅為直流電動(dòng)機(jī)的 1/3 左右。橫移電機(jī)選用 Y80122 三相異步電動(dòng)機(jī)。 據(jù)以上計(jì)算和實(shí)際需要，升降電機(jī)選擇 Y132S22三相異步電動(dòng)機(jī)。對(duì)于每一部電機(jī)，可編程控制器的輸出單元都有兩個(gè)輸出點(diǎn)，分別驅(qū)動(dòng)。 由于立體停車庫(kù)的控制核心單元選用可編程控制器，可編程控制器內(nèi)部驅(qū)動(dòng)都是弱電直流器件，內(nèi)部最大的電壓不超過(guò)177。 除此之外，選擇電動(dòng)機(jī)還必須符合節(jié)能要求，考慮運(yùn)行可靠性、設(shè)備的供貨情況、備品備件的通用性、安裝檢修的難易，以及產(chǎn)品價(jià)格、建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行和維修費(fèi)用、生產(chǎn)過(guò)程中前后期電動(dòng)機(jī)功率變化關(guān)系等各種因素 [11]。所選電機(jī)應(yīng)留有余量，負(fù)荷率一般取 ～ 。根據(jù) I/O 分配表選用繼電器輸出的 001MR128FXN2，輸入輸出點(diǎn)數(shù)都為 64，擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)數(shù)為 48～ 64。 FX2n系列 PLC 是 FX 系列中最高級(jí)的模塊。著重以 PLC 的機(jī)型結(jié)構(gòu)、 I/O、存儲(chǔ)器類型及容量、編程器和外部設(shè)備、 PLC的處理速度等幾個(gè)因素來(lái)考慮 [10]。 、 重量輕、功耗低、維護(hù)方便 PLC 是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅(jiān)固，體積小，重量輕，功耗低，具有強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。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。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。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。 ，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”。 ，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。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。 PLC 的選型及特點(diǎn) ，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。一般來(lái)說(shuō)，基于 PLC 的控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)和滿足立體車庫(kù)高性能的使用要求。 圖 2 車庫(kù)原理圖 Fig2 The principle diagram of the garage 動(dòng)畫監(jiān)控界面設(shè)計(jì) 用 MCGS 設(shè)計(jì)監(jiān)控界面，建立立體車庫(kù)控制系統(tǒng)工程，設(shè)計(jì)出立體車庫(kù)控制工程畫面，因軟件對(duì)象元件列表中無(wú)轎車，暫用拖車代替，見(jiàn)圖 3。 還有以下幾種保護(hù)功能 [8]： (1)斷電保護(hù)：當(dāng)設(shè)備突然斷電， 恢復(fù)供電后，系統(tǒng)能按斷電前的動(dòng)作繼續(xù)工作下去； (2)車子超長(zhǎng)保護(hù)：當(dāng)遇到車子過(guò)長(zhǎng)時(shí)，將會(huì)報(bào)警提示，直到解除報(bào)警后，車位才回到原位等待下一輛車的到來(lái)； (3)急停保護(hù)：當(dāng)發(fā)生特殊情況或故障需緊急停機(jī)時(shí)，按下急停按鈕開關(guān)，設(shè)備瞬時(shí)停止。該設(shè)備有以下幾種工作情況： (1)手動(dòng)運(yùn)行：將電柜的“自動(dòng) 停止 手動(dòng)”選擇開關(guān)扳到“手動(dòng)”位置時(shí)，手動(dòng)指示燈亮，即可在電柜面板上選擇相應(yīng)的手動(dòng)按鈕及動(dòng)作升降橫移選擇開關(guān)進(jìn)行操作； (2)自動(dòng)運(yùn)行：將電柜的“自動(dòng) 停止 手動(dòng)”選擇開關(guān)扳到“自動(dòng)”位置，“自動(dòng)運(yùn)行”指示燈亮，即可按下存車按鈕，此時(shí)條碼打印機(jī)通過(guò) PLC 傳來(lái)的指示打印條碼，然后把條碼上的車位移出讓你存車。在確保各設(shè)備都正常的情況下 [6]。 整個(gè)系統(tǒng)共有一個(gè)電控柜，一個(gè)存取車操作系統(tǒng)，另設(shè)一個(gè)按鈕站，操作及維護(hù)簡(jiǎn)單，安全可靠性高。用 PLC 內(nèi)的預(yù)置程序來(lái)控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)控制車位的上下左右移動(dòng)，由變頻器的正反轉(zhuǎn)及輸出停止來(lái)控制電機(jī)移動(dòng)和急停，存車則由條碼打印機(jī)來(lái)打出憑條，取車則把該憑條用條碼掃描器掃進(jìn) PLC，實(shí)現(xiàn)存取車的自動(dòng)化。 當(dāng)把轉(zhuǎn)換開關(guān)置于手動(dòng)運(yùn)行檔時(shí)，手動(dòng)指示燈亮，可通過(guò)按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)來(lái)控制車位的上下和左右移動(dòng)；在把轉(zhuǎn)換開關(guān)置于自動(dòng)擋時(shí)，自動(dòng)指示燈亮，按下存車按鈕，此時(shí)條碼打印機(jī)通過(guò) PLC 傳來(lái)的指示打印條碼，然后把條碼上的車位移出讓你存車，最后可憑此條碼，在條碼掃描器上把信息傳到 PLC 中去，經(jīng)過(guò) PLC 的處理，就可把相應(yīng)的車位移出，讓你取走，這樣便實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)存取車；在把轉(zhuǎn)換開關(guān)置于停止擋時(shí)，車位在完成移動(dòng) 后停下，接著停止指示燈亮。 同時(shí)，本系統(tǒng)以 MCGS 組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控界面，利用數(shù)據(jù)通信手段，實(shí)時(shí)接收和處理 PLC 從現(xiàn)場(chǎng)采集的各種狀態(tài)、控制、報(bào)警信號(hào)，并利用這些信號(hào)驅(qū)動(dòng) PC 控制界面中的各種圖形，實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的各種狀況，在操作員和停車庫(kù)之間構(gòu)造出形象、直觀的界面，對(duì)操作運(yùn)行和故障給出提示、報(bào)警等。而且立體停車庫(kù)使用時(shí)涉及到人身和車輛的安全，所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性要求非常高。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制，一般為 2～ 4 層 (國(guó)家規(guī)定最高為 4 層 )， 2 層、 3 層者居多，現(xiàn)在綜合考慮 技術(shù)難度、占地面積、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性以及用戶需求等各種因素之后，決定選取以典型的地上 3 3 升降橫移式為例，說(shuō)明停車庫(kù)的運(yùn)行原理，其外觀見(jiàn)圖 1 車庫(kù)結(jié)構(gòu)示意圖。 升降橫移類機(jī)械停車庫(kù)利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛。 立體車庫(kù)的結(jié)構(gòu) 升降橫移式立體停車庫(kù)的主要包括主框架部 分、載車板部分和傳動(dòng)系統(tǒng)。該類車庫(kù)升降由一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng)，通過(guò)鋼絲繩拖動(dòng)搬運(yùn)器垂直升降，橫向移動(dòng)的借助導(dǎo)軌，也是由一臺(tái)電機(jī)變可實(shí)現(xiàn)車位移動(dòng)，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于同一層的車位移動(dòng)獨(dú)立，可以自由動(dòng)作并且時(shí)間段，縮短了存取車的時(shí)間。產(chǎn)品特點(diǎn) ： 1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短； 2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少； 3) 可采用自動(dòng)控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠； 4) 存取車迅速，等候時(shí)間短； 5) 運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低； 6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場(chǎng)的使用。 2 立體車庫(kù)的總體結(jié)構(gòu)和控制方案 車庫(kù)選型 升降橫移式立體車庫(kù)采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個(gè)到上百個(gè)。這種車庫(kù)類似于立體倉(cāng)庫(kù)，最早出現(xiàn)在美國(guó)，適合于上百個(gè)、甚至是上千個(gè)停車位的大型自動(dòng)化立體停車庫(kù)，當(dāng)然造價(jià)也是很高的。 平面移動(dòng)類停車庫(kù)采用在同一層上用搬運(yùn)臺(tái)車或起重機(jī)平面移動(dòng)車輛，或使載車板平面橫移實(shí)現(xiàn)存取車輛，亦可用搬運(yùn)臺(tái)車和升降機(jī)配合實(shí)現(xiàn)多層平面移動(dòng)來(lái)存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。其工作原理是存取停放車輛的車位系統(tǒng)在水平面上作循環(huán)運(yùn)動(dòng)，將所需存取車輛的載車板移到出入口處，駕駛員再將汽車存入或取出。這種車庫(kù)由單一大型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大的優(yōu)點(diǎn)是電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，但缺點(diǎn)也很明顯，例如泊位數(shù)受電機(jī)功率及結(jié)構(gòu)等因素限制、傳動(dòng)噪音大、存取速度慢、能耗高等，因此呈逐步淘汰之勢(shì)。 垂直循環(huán)類機(jī)械式停車庫(kù)是采用垂直方向作循環(huán)運(yùn)動(dòng)的停車系統(tǒng)來(lái)存取車輛的停車設(shè)備。垂直升降式立體車庫(kù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)更為 復(fù)雜，對(duì)地基、消防、運(yùn)行可靠性和安全性的要求也更高，因此造價(jià)較高。 垂直升降類立體停車設(shè)備利用升降機(jī)構(gòu)將車輛提升到目標(biāo)層，再啟動(dòng)橫移機(jī)構(gòu)把車存入泊位中，工作方式類似于電梯。結(jié)構(gòu)上，除頂層外，每層均有一個(gè)空車位，作為交換車位；車輛進(jìn)出層的載車板僅作橫移運(yùn)動(dòng)， 最頂層或地下最底層的載車板只作升降運(yùn)動(dòng)，中間層既能升降也能橫移。 機(jī)械式立體停車庫(kù)的主要類型 所謂機(jī)械式停車設(shè)備，是指將汽車搬運(yùn)或存放到泊車位使用的機(jī)械設(shè)備的總稱，主要由鋼結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。機(jī)械式立體停車庫(kù)具有多種類型，設(shè)計(jì)上具有較大的靈活性，可適應(yīng)各種形式的地形或建筑物。由于機(jī)械式立體停車庫(kù)主要向垂直空間擴(kuò)展，雖然工程費(fèi)用較高，但可省去大量的土地使用費(fèi)等開支，因此就單個(gè)泊位的建設(shè)成本而言，一般低于同等規(guī)模的平面停車場(chǎng)； (3)自動(dòng)化操控，使用方便。 機(jī)械式立體停車庫(kù)的特點(diǎn) 以立體化形式存放車輛的機(jī)械式停車庫(kù)叫做機(jī)械式立體停車庫(kù)，是一種技術(shù)密集型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，發(fā)展?jié)摿艽?，具有很多?yōu)點(diǎn)： (1)節(jié)省占地面積。政府應(yīng)參照發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)政策法規(guī)，完善機(jī)械式停車設(shè)備的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，規(guī)劃專用和公共停車位數(shù)量，實(shí) 現(xiàn)投資主體多元化，確定合理的停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資者和經(jīng)營(yíng)者優(yōu)惠政策等； （ 2）市場(chǎng)方面，可調(diào)高路面停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，利用價(jià)格杠桿刺激立體停車庫(kù)的市場(chǎng)需求；鼓勵(lì)市