【正文】 多。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車(chē)樓。 5 第二章 方案的選擇 立體車(chē)庫(kù)方案比較 立體車(chē)庫(kù)的發(fā)展起始于 1960 年。我們從立體車(chē)庫(kù)的機(jī)械結(jié)構(gòu)大致可以分為 4 類(lèi)，分別是： 巷道堆垛式 、垂直循環(huán)式、垂直升降式、 升降 橫移 式。此立體車(chē)庫(kù)適用于地面及地下停車(chē)場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。 2) 價(jià)格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 4) 存取車(chē)迅速，等候時(shí)間短。 6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車(chē)場(chǎng)的使用。 (2).巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)采用堆垛機(jī)作為存取車(chē)輛的工具，所有車(chē)輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車(chē)庫(kù)適用于車(chē)位數(shù)需要較多的客戶(hù)使用。這種車(chē)庫(kù)由單一大型電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電氣控制系統(tǒng)比較簡(jiǎn)單。 2） 價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 （ 4）垂直升降式立體車(chē)庫(kù) : 垂直升降式立體車(chē)庫(kù)像電梯那樣，把車(chē)提升到一定高度，再用橫移機(jī)構(gòu)（又稱(chēng)機(jī)械手）把車(chē)存入泊位中。按規(guī)模大小，垂直升降式車(chē)庫(kù)有兩類(lèi)： 塔形垂直升降式，這 種車(chē)庫(kù)一般在 28 層以下（韓國(guó)現(xiàn)代 30 層）。一般采用工業(yè)計(jì)算機(jī)或高檔可編程序邏輯控制器構(gòu)成其自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)存取車(chē)自動(dòng)控制、自動(dòng)計(jì)費(fèi)等功能，也可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。 多層垂直升降式，這種車(chē)庫(kù)一般在 5— 10 層。 圖 24 垂直 升降 式立體停車(chē)庫(kù) 立體車(chē)庫(kù)方案總結(jié) 經(jīng)過(guò)分析比 較，采用多層電梯式立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)方案，結(jié)構(gòu)示意圖如圖 25 所示。與同規(guī)格的豎直循環(huán)式相比，結(jié)構(gòu)剛度更好，存取車(chē)效率更高，底層存取車(chē)室環(huán)境好， 功耗低，噪音小，因而它的發(fā)展前景很好。車(chē)庫(kù)運(yùn)行有 4 種控制策略。 二、取車(chē)優(yōu)先策略 當(dāng)電梯完成存取操作后回到基層，電梯上沒(méi)有托車(chē)板，有利于取車(chē)者快速取車(chē)。在組合策略中，存車(chē)優(yōu)先和取車(chē)優(yōu)先的轉(zhuǎn)換原則如下： in 為存車(chē)優(yōu)先下限， Out 為取車(chē)優(yōu)先上限， in 和 Out 皆表示車(chē)庫(kù)中存車(chē)數(shù)量（ in＜＝ Out）。若當(dāng)前策略為取車(chē)優(yōu)先，則車(chē)庫(kù)中存車(chē)數(shù)量從大于 in 轉(zhuǎn) 變到小于 in 時(shí)，控制策略從取車(chē)優(yōu)先轉(zhuǎn)換為存車(chē)優(yōu)先。 四、原地待命策略 當(dāng)電梯完成 1 次存取車(chē)操作后，停在原地等待下次操作。 其次，從能耗方面來(lái)看，存車(chē)優(yōu)先的能耗要小于取車(chē)優(yōu)先和組合策略，原地待命策略的能耗最低。而組合策略是停車(chē)優(yōu)先和取車(chē)優(yōu)先的組合，所以其能耗居于兩者之間。 最后，本設(shè)計(jì)采用的是存車(chē)優(yōu)先控制策略，原因是存車(chē)優(yōu)先無(wú)論從經(jīng)營(yíng)者角度還是從能耗角度，都表現(xiàn)不錯(cuò)。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(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”，框架是“區(qū)體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。 圖 31 車(chē)庫(kù)系統(tǒng)控制原理框圖 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的系統(tǒng)控制原理 :操作者 (人 )要通過(guò)控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái) (界面 )把操作信息傳送給控制系統(tǒng)，經(jīng)系 統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識(shí)別的控制信息通過(guò)輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來(lái)完成車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。 接口在車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)中是必不可少。接口電路大致有三種：開(kāi)關(guān)量接口電路、數(shù)字量接口電路和模擬量輸入 /輸出接口電路。 界面是操作人員與車(chē)庫(kù)控制核心單元交流信心的平臺(tái)。簡(jiǎn)單的界面可以是一個(gè)操作盒 ，而復(fù)雜的界面可以為利用微機(jī)通過(guò)運(yùn)用專(zhuān)用的應(yīng)用軟件建立的人機(jī)界面。 控 制 系 統(tǒng) 車(chē)庫(kù) 現(xiàn)場(chǎng) 人 檢 測(cè) 系 統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 界面 10 車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)一般環(huán)境比較惡劣 (一般為室外 )，如高溫、粉塵、高濕度、振動(dòng)、強(qiáng)電設(shè)備啟動(dòng)的磁場(chǎng)干擾等，所涉及的控制系統(tǒng)除了要滿(mǎn)足控制任務(wù)，還需要滿(mǎn)足如下的基本要求： 可靠性高 車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)在車(chē)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)能長(zhǎng)期、可靠、穩(wěn)定地工作。另一方面，控制系統(tǒng)必須能長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。 式中 :MTBF— 平均無(wú)故障工作時(shí)間 MTTR— 平均維修時(shí)間 操作性能好 車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)的操作性能好，表現(xiàn)在它的使用性能和可維護(hù)性能兩個(gè)方面，這是在系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮和注意的壞節(jié)。軟件開(kāi)發(fā)時(shí)，按照軟件工程的要求，盡量使用高級(jí)語(yǔ)言開(kāi)發(fā)用戶(hù)程序，使程序具有較好的開(kāi)放性并易于再開(kāi)發(fā)。軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)配有查錯(cuò)、故障診斷程序，使故障出現(xiàn)時(shí)，易于查找故障部位。因此系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮所設(shè)計(jì)的 控制系統(tǒng)具有垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)益。電源設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)留一定的余量和空間，這樣功能擴(kuò)充時(shí)，可以很方便的增加一些輸入通道而不需重新更換控制柜，同時(shí)，只要更換 CPU 模塊或模塊擴(kuò)展，就可以達(dá)到系統(tǒng)升級(jí)的目的。這要根據(jù)實(shí)際的控制要求，在車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)核心單元選型、檢測(cè)傳感器與驅(qū)動(dòng)元件的選擇、軟件開(kāi)發(fā)與運(yùn)行、一系統(tǒng)組裝與調(diào)試等費(fèi)用方面綜合進(jìn)行考慮。 控制系統(tǒng)控制核心單元 垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)控制形式是根據(jù)車(chē)庫(kù)的具體情況選定，要綜合考慮到其規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)合等各方面因素而定，在車(chē)庫(kù)眾多的控制系統(tǒng)中有三種比較常見(jiàn)的控制形式 :繼電器邏輯電路控制、可編程控制器控制、單片機(jī)控制。它主要是利用多個(gè)主交流接觸器、中間接觸器以及過(guò)載熱繼電器等電器元件經(jīng)合理的聯(lián)接構(gòu)成具有簡(jiǎn)單控制功能的邏輯電路。但對(duì)于小型低成本的垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)，繼電器控制還在繼續(xù)被使用。第一，難以實(shí)現(xiàn)智能模塊化控制 。第三，元器件的損壞率比較高，車(chē)庫(kù)運(yùn)行的可靠性不佳 。所以對(duì)于大中 型垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)，其控制形式就不適合運(yùn)用繼電器的控制形式。 可編程控制器與繼電器、單片微機(jī)相比有著比較獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)： A、 靈活、通用 可編程控制器是通過(guò)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話(huà)，只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線(xiàn)即可。另外 PLC 產(chǎn)品還具有多樣化、系列化的特點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，同一系列又有低檔、高檔之分，因此可以適應(yīng)于各種不同規(guī)模、不同要求的工業(yè)控制。 B、 可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 對(duì)于立體停車(chē)庫(kù)而言，可靠性是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，如何能在各種惡劣的工作環(huán)境和條件 (如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等 )下，平穩(wěn)可靠的工作，將故障率降 至最低，是研制每一種控制器件必須考慮的問(wèn)題。 首先， PLC 采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作是由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成的，因此不會(huì)出現(xiàn)繼電器控制系統(tǒng)中的接線(xiàn)老化、脫焊、觸點(diǎn)電弧等現(xiàn)象，提高了可靠性。 ① 硬件措施 對(duì)于電源變壓器、 CPU和編程器等主要部件，均采用嚴(yán)格措施進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線(xiàn)路 采用多種形式的濾波，如 LC 型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的互相影響；對(duì) CPU這個(gè)核心部件所需的 +5 V 電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響；在 CPU與 I/O 電路之間，采用光電隔離措施，有效的隔離了內(nèi)部電路與 I/O間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作 。因?yàn)橐坏┎槌瞿骋荒K出現(xiàn)故障就能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作。這樣，一旦檢測(cè)到外界環(huán)境正常后，便可恢復(fù)到故障發(fā)生前的狀態(tài)，繼續(xù)原來(lái)的程序工作 。由于采取了以上措施，使 PLC 的可靠性、抗干擾能力大大提高，這是 PLC 控制優(yōu)于單片計(jì)算機(jī)控制的一大特點(diǎn)。而 PLC 采 用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的 “自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。 PLC 易于編程，程序改變時(shí)也容易修改，靈活方便。用單片計(jì)算機(jī)控制，只有在輸入輸出接口上做大量工作，才能與控制現(xiàn)場(chǎng)連接起來(lái)，調(diào)試也比較麻煩。輸入接口可以與各種開(kāi)關(guān)和傳感器連接，輸出接口具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以直接與繼電器、接觸器和電磁閥等連接，使用很方便。接線(xiàn)工具僅為螺絲刀，接線(xiàn)工作極其簡(jiǎn)單、工作量極少。因此，它既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制 。既可現(xiàn)場(chǎng)控制，又可遠(yuǎn)距離控制。 （ 6） 體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 由于 PLC 采用了半導(dǎo)體集成電路。且由于 PLC 是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧，并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力，使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十分理想的控制設(shè)備。其開(kāi)發(fā)潛力要差于單片微機(jī)，不如其功能靈活多樣 。 可編程控制器在垂直升降式立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用，并在停車(chē)庫(kù)的發(fā)展演化中起著非常重要的作用，本文車(chē)庫(kù)系統(tǒng)即采用可編程控制器控制形式。單片機(jī)控制在機(jī) 電設(shè)備中是一種比較常見(jiàn)的控制形式，由于它的控制功能強(qiáng)、體積小、成本低、功耗小、成本低和使用方便，可以直接裝到儀器設(shè)備上，所以在 20 世紀(jì) 80 年代以來(lái)得到飛速發(fā)展。 因此，我們選擇可編程控制器。它是一款性能十分出眾的微型可編程控制器。 （ 1）升降機(jī)構(gòu) 升降機(jī)構(gòu)有步進(jìn)電機(jī)，卷筒，滑輪，鋼絲繩等組成。接近開(kāi)關(guān)裝在每層托板的下方，精確位置可在調(diào)試中加以確定。 16 （ 2）托車(chē)板 托車(chē)板是車(chē)輛和車(chē)庫(kù)發(fā)生直接接觸的機(jī)構(gòu) ,托車(chē)板下方固定有導(dǎo)軌和滑輪。取車(chē)時(shí)，先由橫移機(jī)構(gòu) 將托車(chē)板連同車(chē)輛一起取回到載車(chē)臺(tái)，然后降到基層。橫移機(jī)構(gòu)采用了齒輪橫移技術(shù)，該機(jī)構(gòu)運(yùn)行原理如下：托車(chē)板的下方固定有齒條，載車(chē)臺(tái)及泊車(chē)位的機(jī)構(gòu)上固定有電機(jī)，電機(jī)軸上安裝齒輪與托車(chē)板上的齒條相嚙合，通過(guò)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，從而使嚙合的齒條和托車(chē)板橫移 升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng) （ 1） 電機(jī)的選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，本文設(shè)計(jì)的立體車(chē)庫(kù)提升一層所需的時(shí)間為 10 秒，提升載車(chē)板與副載車(chē)板之間的靜垂直距離為 2m。預(yù)估載車(chē)板重量為 噸，停車(chē)重量取 噸，合集電機(jī)所需提升的總重量為 噸。 固有： m2822m a xm a x ????? VVL 得： smV /4 4 82124m a x ???? 所以，加速度為： 2/ mmTVa ?????? 需要拉 力： 25 63 00Mga ??????? MF N 設(shè)同步帶直徑 mm30?? 周長(zhǎng)為 mmC ?????? 脈沖當(dāng)量 ＜mC??? 最大轉(zhuǎn)速 srCVn /1000 a xm a x ??? 細(xì)分?jǐn)?shù)太大，最大轉(zhuǎn)速太低，增加一級(jí)減速。 故，電機(jī)力矩： 0 NTT ??? 選取三相步進(jìn)電機(jī)： 130BYG350EH0602 電機(jī)參數(shù) 規(guī)格型號(hào) 相數(shù) 步距角 （176。 m） 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 （ g 圖 42 PLC 的接線(xiàn)圖 檢測(cè)系統(tǒng) 升降機(jī)構(gòu)中，我們用步進(jìn)電機(jī)提升載車(chē)臺(tái)，在載車(chē)臺(tái)經(jīng)過(guò)每一層時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生平層信號(hào)。目的是為了不影響升降機(jī)構(gòu)的正常運(yùn)行。 接近開(kāi)關(guān)按其激勵(lì)方式，可分為電感式，電容式，超聲波式三種。 由于我們要檢測(cè)的對(duì)象是由鋁合金制作的載車(chē)臺(tái)，所以必然選用由金屬觸發(fā) 的電感式接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)由一個(gè)高頻震蕩器和一個(gè) 19 整形放大器組成，振蕩器振蕩后，在開(kāi)關(guān)的檢測(cè)面產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，當(dāng)金屬