【正文】 立好下行通道后，上排車位才能降至下層，再進出車輛。上層升降動作和以下各層的橫移動作必須是互鎖的，即當上層車位在升降時，下面各層車位不能移動，當下層車位在進行升降動作時，上層車位也不能移動，并且每次升降只能有一個車位進行上下運動。存取車控制只針對上層(二、三層)車位，而對于下層車位，存取車只需直接開進開出即可，采用梯形圖語言編寫。第四，考慮到擴展的需要，即接口和通信等留有適當?shù)挠嗟?。第二，確保計算機控制系統(tǒng)的可靠性。最后，CPU返回周期開始，并重新開始周期監(jiān)視時間。在周期結(jié)束時，操作系統(tǒng)執(zhí)行未決的任務，例如下載和刪除塊、接受和發(fā)送全局數(shù)據(jù)。CPU處理用戶程序并執(zhí)行程序所包含的指令。CPU讀取輸入模塊的輸入狀態(tài)，并更新輸入的過程映像表。CPU將來自輸出過程映像表的值寫入到輸出模塊。操作系統(tǒng)啟動周期監(jiān)視時間。這一點需要用戶在編程時格外注意。這時，才是PLC的真正輸出。（3）輸出刷新階段當掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進入輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段[12]。圖12 EM223數(shù)字量混合模塊 PLC外部接線圖 圖13 車庫電氣控制原理示意圖 圖14 車庫電氣自動控制主電路原理示意圖5 立體停車庫控制系統(tǒng)軟件設計 PLC工作過程 PLC的工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。圖11 CPU226實物圖 (2)如圖12所示，輸入/輸出擴展模塊EM223有6種類型，包括24V DC4入/4出,24V DC4入/繼電器4出, 24V DC8入/8出,24V DC8入/繼電器8出, 24V DC16入/16出,24V DC16入/繼電器16出。CPU226有13KB程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出。基本單元右側(cè)的擴展接口與擴展模塊左側(cè)的擴展接口通過總線連接，擴展模塊右側(cè)的擴展接口與下一個擴展模塊左側(cè)的擴展接口通過總線連接。根據(jù)輸入輸出分析，該控制系統(tǒng)需要83個輸入和45個輸出，基本單元不能滿足輸入輸出的要求，需要增加擴展模塊。S7—200性價比高，結(jié)構(gòu)小巧、運行速度高、價格低廉及多功能多用途，在當今的很多企業(yè)得到廣泛的使用?？刂葡到y(tǒng)驅(qū)動減速電機原理示意圖，如圖10。在升降、橫移傳動系統(tǒng)中均選用了JXJ型擺線針輪減速電動機，如圖9所示，其優(yōu)點是：1）采用了行星傳動原理，輸入軸輸出軸在同一軸心線上，結(jié)構(gòu)緊湊體積小，不占用過多的車庫空間；2）高速比和高效率單級傳動，就能達到1：87的減速比，效率在90%以上；3）在運轉(zhuǎn)中同時接觸的齒對數(shù)多，重合度大，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，振動和噪音；4）使用可靠、壽命長，主要零件采用軸承鋼材料；5）設計合理，維修方便，容易分解安裝，最少零件個數(shù)以及簡單的潤滑。取導軌面摩擦系數(shù)f = ，則框架平移時所受阻力F： （）平移速度為v =8m/min，即v=。 橫移傳動電機通過鏈傳動由滑輪實現(xiàn)橫移運動。根據(jù)立體停車庫的設備要求及以上的計算結(jié)果，所選應選用有制動功能的交流減速電動機，避免在停電的情況下載車板滑落，造成人員傷亡及車輛損壞?？紤]傳動中的各種摩擦阻力，使載荷阻力增大10% ，則Pz＞Pw110%=。根據(jù)車位規(guī)格：長L=5000mm，寬W=1850mm，高H=1550mm；載重：1800kg。所以，選用帶制動的大功率減速電機作為車庫驅(qū)動電機，造價不高，安全可靠。升降橫移式立體停車庫載車板橫移和升降速度都比較低，要求電機輸出轉(zhuǎn)速不能太高。圖8 立體車庫控制箱示意圖 電動機的選型在PSH16D型立體停車庫中，傳動機構(gòu)是重要的組成部分，也是控制系統(tǒng)主要控制對象。 根據(jù)本設計的需要，有1到16號車位的16個選擇按鈕，自動按鈕、手動按鈕、啟動、停止按鈕、急停按鈕、還有手動控制的上、下、左、右四個按鈕。還有一種是歐姆龍公司的型號為TZ5101的行程開關(guān)，它是常開，頂柱式的。本文選用了兩種行程開關(guān)，一種的是歐姆龍公司的型號為TZ5104的行程開關(guān)，它是常開，滾輪式的，額定電壓為直流12V到110V，交流為220V到380V。當運動部件移動速度較慢時，觸頭打開與閉合的速度就緩慢，觸點斷開時產(chǎn)生的電弧維持時間較長，容易損壞觸頭。行程開關(guān)靠外加機械力使觸點動作，可分為三種:快速動作、非快速動作和微動。PSH16D型升降橫移式立體停車庫橫移和升降定位所運用的檢測器件為行程開關(guān)。安裝探測器的目的是防止車庫在運行時有人或小寵物進入工作現(xiàn)場和休停期防止進入車庫偷盜。易擺動的物體將會使微波探測器起作用，因此同樣可能造成誤報。被動紅外探測器感應作用是與溫度的變化具有密切的關(guān)系，冷熱通風口和冷熱源均有可能引起探測器的誤報，對有些低性能的探測器，有時通過門窗的空氣對流也會造成誤報。二是避免門窗外復雜的環(huán)境干擾。被動紅外探測器正對玻璃門窗，會有兩個問題:一是白光干擾，顯然PTR對白光具有很強的抑制功能，但畢竟不是100%的抑制。安裝高度不是隨意的，會影響探測器的靈敏度和防小寵物的效果。正確安裝一個被動紅外探測器，必須掌握以下幾個方面的信息:首先是對探測器的性能特點必須了解，其次要合理確定安裝位置，最后必須要仔細調(diào)試。有時要考慮更換菲涅爾透鏡來滿足要求。菲涅爾透鏡作用有兩個:一是聚焦作用，即將熱釋的紅外信號折射(反射)在PTR上；第二個作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個明區(qū)和暗區(qū)，使進入警戒區(qū)的移動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，這樣PTR就能產(chǎn)生變化的電信號。在被動紅外探測器中有兩個關(guān)鍵性的元件，一個是熱釋電紅外傳感器(PTR)，它能將波長為8一12pm之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺⒛軐ψ匀唤绲陌坠庑盘柧哂幸种谱饔?，因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當無人體移動時，熱釋電紅外感應器感應到的只是背景溫度，當人體或小寵物進入車庫運行警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應器感應到的是人體溫度與背景溫度的差異信號，因此，紅外探測器的紅外探測基本概念就是感應移動物體與背景物體的溫度的差異。在夜間或者無管理員時，防止偷盜和蓄意破壞等違法行為。本設計系統(tǒng)中選的是嘉保GB2688 型煙溫復合型傳感器。誤碼率10一5傳輸距離1500m。探測器采用低功耗單片微機和集成電路，性能穩(wěn)定，耗電省，功能強。PSH16D型升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中所涉及到的傳感監(jiān)測裝置有以下幾種: 立體停車庫對于防火的要求很高，所以在控制系統(tǒng)中，必須要選擇性能比較好的感溫感煙傳感設備。 （8）結(jié)構(gòu)要簡單，易于安裝更換，易于維護，性價比要好。 （7）輸出信號易于微機接口。 （6）有較高的精確度。穩(wěn)定性指傳感器經(jīng)過長期使用后其輸出特性不發(fā)生變化。線性范圍愈寬，表明傳感器的工作量程愈大。 （4）線性范圍寬。 （3）響應速度快又不失真。經(jīng)常要求時單值、直線性的函數(shù)關(guān)系，即符合式中: （2）有較高的的靈敏度和較大的信噪比。 PSH16D型升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)要完成對運動位置的監(jiān)測、車庫現(xiàn)場的監(jiān)控等任務，需要大量的監(jiān)測傳感裝置。掛鉤防墜方式有電磁鐵驅(qū)動和機械驅(qū)動。一旦檢測到在車庫運作時，有人或其它物體進入車庫，系統(tǒng)就會使這個車庫停止運作。 （3）阻車裝置:在很多情況下停車時，司機必須要把車停在載車板合適的位置上，一般在載車板的后端一側(cè)安裝上一塊高25mm以上的阻車擋鐵，方便司機準確停車。 （1）防火措施:在車庫中安裝有溫煙傳感器，可對車庫的火情實行實時監(jiān)控，并把監(jiān)控信號傳給中央控制系統(tǒng)。 圖7 升降橫移式立體停車庫工作原理示意圖4 立體停車庫部分硬件的設計 停車庫的安全防護措施是非常重要的，在眾多的車庫中車輛的高價性與車庫自身的價值存在很大的差異，并與客戶對車庫的信任度有著密切的聯(lián)系。中間和地面層每層都有一個空位，頂層沒有空位。存放在地面層的5車位的車輛可以“直接”存取，其載車板只做橫移運動，不做升降運動；中間層的10車位的載車板既可以做橫移運動，又可以做升降運動；頂層的1111116車位的載車板只做升降運動，不做橫移運動。圖中的空位是無載車板的空位，為車位升降提供通道。安全防護措施是立體車庫的安全保障，一般有緊急停止開關(guān)、防墜裝置、警示裝置等。升降橫移式立體停車庫的傳動系統(tǒng)分為升降傳動系統(tǒng)和橫移傳動系統(tǒng)，是整個車庫系統(tǒng)較為的核心部分。載車板用來承載庫存車輛，載車板上有橫移電機，帶動載車板整體做橫移運動。如圖6所示。3 升降橫移式立體停車庫的構(gòu)成及工作原理 升降橫移式立體停車庫通過升降或橫移載車板存取車輛。6）設計立體車庫系統(tǒng)的梯形圖設計。4）根據(jù)I/O的點數(shù)選擇合適的PLC的類型。2）根據(jù)立體車庫的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設計系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過這次畢業(yè)設計，我更加深入的了解智能立體車庫的工作原理，能夠熟練掌握PLC在立體車庫中的運用，能夠自主的對立體停車庫的控制系統(tǒng)進行設計；掌握了控制系統(tǒng)的設計步驟流程以及方案制定方法，具備了控制系統(tǒng)硬件設計、軟件編制與調(diào)試等基本能力，提升了自己對于設計智能控制系統(tǒng)這方面的能力，而且能夠?qū)⑺鶎W的知識與社會實踐相結(jié)合?？梢灶A見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。當以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時，采用機械式立體停車設備是一個較為有效的措施。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機的設立機械式立體停車庫。在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械式立體停車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉(zhuǎn)。首先，機械式立體停車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。目前我國經(jīng)濟正處在高速發(fā)展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。其運動的總原則是：升降復位,平移也復位。當?shù)讓榆囄贿M出車時,無需移動其他托盤就可直接進出車。升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)特點是：底層只能平移,頂層只能升降，中間層既能升降，也能平移。其車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設計為多層和多列。剛好這次我有幸獲得這個課題的研究設計。據(jù)建設部停車技術(shù)開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設施的欠缺最保守估計應為20－30％。上世紀80年代初期，北京市有關(guān)部門對2000年北京汽車發(fā)展數(shù)的預測僅僅是70萬－80萬輛，而事實上到新世紀鐘聲敲響之前，北京市汽車總量則足足比預期多了100萬輛，其中私人小客車的數(shù)量就高達45萬輛。據(jù)建設部城市交通工程技術(shù)中心對全國15個大城市停車現(xiàn)狀的調(diào)查，城市機動車數(shù)量與停車位之比平均為4：84：1，這一比值對于渴望“車者有其位”的車主來說，形式不容樂觀。以北京市為例，截止到2007年底，市區(qū)僅有公共停車場827處，％，停車環(huán)境與城市規(guī)劃的矛盾相當突出。通過以上數(shù)據(jù)不難看出，短短10年里，中國的機動車輛的數(shù)量增加了17倍，汽車的數(shù)量增加了16倍。 本課題設計的背景 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，截至2011年8月底，汽車數(shù)量首次突破1億輛。圖4 垂直循環(huán)式立體停車庫 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)用升降橫移式立體車庫形式比較多，規(guī)模可大可小，而且對場地的適應性較強，同時采用這類設備的車庫十分普遍。該類大型車庫一般為封閉式建筑結(jié)構(gòu)，停放車輛可達40以上，小型車庫可以根據(jù)地理條件單獨設定，也可以多臺設備連臺設定。圖3 垂直提升式立體停車庫（4）垂直循環(huán)式立體停車庫垂直循環(huán)式立體車庫外觀像垂直升降類的車庫，通過巨型鏈輪和鏈條帶動存車拖降做垂直方向的循環(huán)運動來達到存取車的目的，如圖4所示。該立體車庫采用回轉(zhuǎn)盤技術(shù)，車輛可以直進直出，使用便捷，對于城市繁華區(qū)域或其他停放車輛較為集中的地方，采用這種類型的車庫更是合適。這種類型的車庫空間利用率很高，在50平方米的地面使用垂直提升式立體車庫，可以建造一座25層的塔庫，存車輛可達達到50輛，平均每平方米停放1輛車。這種車庫不需要車道，而且出入口設置靈活，所有車輛均由堆垛機進行存取，對堆垛機的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機成本較高，但該立體車庫容積率高，適合于用地緊張，綠化要求高，停車相對密集的場所。(2) 巷道堆垛式立體停車庫巷道堆垛式立體車庫利用堆垛機或者橋式啟動機作為存取車輛的工具，如圖2所示。車庫主要停車托板、機械傳動、電氣傳動、自動控制、安全防護幾部分組成，主要適用于商業(yè)、機關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。每單元可設計成多層結(jié)構(gòu)，車位可從幾個到上百個。（1）升降橫移式立體停車庫升降橫移式立體車庫采用以載車托盤升降或橫移存取車輛的立體停車設備叫做升降橫移類停車場，如圖1所示。 PLCII1 緒 論 立體停車庫的簡介停車庫系統(tǒng)就其結(jié)構(gòu)特征來分類，可分為平面式和立體式兩種，平面式又分為地下平面式停車庫、地上平面式停車庫；立體式停車庫又可分為自行式立體停車庫、半自動立體停車庫和全自動立體停車庫，而全自動立體停車庫還可分為兩層或多層平面式全自動立體停車庫、豎向密集型全自動立體