【正文】 國經濟的飛速發(fā)展，城市人口日益增多，特別是隨著改革開放以來，我國進入了汽車擁有率進入急速上升時期。本 課題以較為典型的升降橫移式立體車庫為研究對象，綜合介紹了升降橫移式立體車庫的運行模式和操作模式。 本文在對國內外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調研的基礎上，選擇三層三列式車庫結構為研究模型。本文簡單介紹了車庫的主體結構和特點，對車庫的控制系統(tǒng)也作了詳細的說明。在對升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的設計中，采用了常用的的 PLC 控制，運用三菱公司的編程軟件編制了升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)的程序，并經調試、運行，證明采用可編程序控制器 (PLC)作為控制系統(tǒng)簡單易行。為了使停車設備滿足使用要求，根據(jù)國家關于機械式停車設備通用安全要求的標準、升降橫移式立體車庫的實際運行，在升降橫移式立體車庫中采取了一些必要的安全技術，這樣保證了車輛的 絕對安全，使得整個車庫可以安全平穩(wěn)的運行。s programming software developed lifting and moving type threedimensional garage control system application, and the debugging and running, prove that using programmable controller (PLC) as control system is simple. Its stable, reliable, rapid, costeffective features make control according to the state of mechanical parking equipment general safety standards, lift the lateral movement type parking equipment and actual use in the lift move transversely type parking equipment necessary security technology, so that ensures the plete safety of the vehicle, make the whole garage can be safe and smooth operation. 【 Key words】 : Stereo garage。 The PLC。機械式立體車庫可充分利用地上資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。 本設計主要是對車庫的控制系統(tǒng)設計及設備總體結構設計，確保客戶停車取車方便快捷和安全。升降橫移式立體車庫就組成部分而言，可分為三大部分：車庫結構部分、 傳動機構部分和控制系統(tǒng)部分。 2 第一章 緒 論 立體車庫的發(fā)展有著重要的意義，立體車庫可充分利用地上資源，發(fā)揮空間優(yōu)勢，最大限度地停放車輛，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。 課題研究的背景和意義 隨著我國城市經濟和汽車 工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應的是城市停車狀況的尷尬。據(jù)建設部城市交通工程技術中心對全國 15 個大城市停車現(xiàn)狀的調查，城市機動車保有量與停車位之比平均為 ： 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。上世紀80 年代初期，北京市權威部門對 2020 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)建設部停車技術開發(fā)推廣中心介紹，北京市停車設施的 “欠賬 ”最保守估計應為 20－ 30％。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機動車輛平均增長速度在 15%20%，而同時期城市停車基礎設施的平均增長速度只有 2%3%，特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超過停車基礎設施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交通工具，以減少機動車 對停車場的需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內彌補不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。作為現(xiàn)代大都市的標志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和 地下鐵路，編織出城市立體交通網，汽車的住宅 停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。 作為現(xiàn)代大都市的標志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識。機械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產業(yè)發(fā)展的必由之路。機械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù) 40 平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高 80％ —90％，如果采用地上多層（ 21 層）立體式車庫的話， 50 平方米的土地面積上便可存放 40 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。截至 2020 年底，我國個人汽車保有量為 12427672 輛。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非常有效的措施。國家計委已明確機械式立體停車設備及城市立體停車場為國家重點支持的產業(yè)。可以預見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。自 70 年代末起，世界經濟高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達國家積極開展了機械式停車技術的研究開發(fā)和制造應用。 6 圖 13 國外高容量 的立體車庫 目前世界停車產業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術幾乎包含了當今機械、電子、液壓、光學、磁控和計算機技術等領域的所有成熟先進技術。設備結構采用模塊化設計，便于組合使用，易于安裝拆卸?？刂萍夹g方面，廣泛采用可編程序控制器和矢量變頻變壓調速閉環(huán)控制技術，使運行高速平穩(wěn)，節(jié)省電力，振動和噪音也趨于最小。安全元件采用各種光柵顯示屏、光電管、機械式行程開關、磁性接近開關、光敏感應開關等，安全保護裝置日臻完善，如汽車出入聲光引導和定位、汽車尺寸和重量自動識別、限速保護與多重機構互鎖、停車泊位自動跟蹤、鏈條和鋼絲繩長度超范圍報警和彈性變形自動補償、汽車圖象攝影對比安全檢測、自動消防滅火系統(tǒng)等。當時日本全國汽車保有量大約為 500 萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設備。韓國機械車庫技術是日本機械停車技術的派生。由于這幾個階段得到政府的高度重視，各種機械停車 7 設備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在 30%左右。 圖 14 韓國 LG公司研發(fā)的塔式 我國機械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代中期開始， 90 年代開始引進和生產停車設備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使 用。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備，其規(guī)劃建設涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導、建筑結構、供電照明、通訊監(jiān)視、通風排水、環(huán)境保護、安全消防、收費管理等各學科領域，就停車設備本身而言，其機械結構的發(fā)展已形成了停車設備獨有的技術特征，需要多學科、多專業(yè)的復合型人才積極參與，把國外停車技術和各領域的成熟技術移植到我國停車產業(yè)，開發(fā)出安全、經濟、高效、節(jié)能、 省地的產品，滿足國內外市場的需求。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術多方面做出努力。市場方面應建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調高占路停車收費標準，逐步消除 “路滿庫空 ”現(xiàn)象。 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。因此，本文最終確定研究對象為升降橫移式立體車庫。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。 除頂層外 ,底層都必須預留一個空車位 ,供進出車升降之用。 9 第二章 系統(tǒng)方案的設定 降橫移式立體停車庫的系統(tǒng)控制選擇 PLC 作為設計中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設計要求，達到設計的目的。所以順應時下的現(xiàn)狀立體車庫迅速發(fā)展起來，其設計也在不斷的趨向于完善化，本車庫模型系統(tǒng)的設計也有很多不同的方法。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)所要設計的控制電路較多，較為復雜。 （ 2）單片機控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，系統(tǒng)調試耗時比較多。 （ 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。 方案二：基于 PLC 立體車庫模型控制系統(tǒng)設計。 （ 2）通用性好： 由于可編程控制器采用模塊化結構，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 。 （ 4）具有順序、周期性的工作特征。 綜上所述：我們選擇方案二，即 PLC 作為設計中的主控制系統(tǒng)，能夠更好的滿足設計要求，達到設計的目的。在對國內外各種同類產品進行分析的基礎上，再結合造價、技術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?，而且對場地的適應性較強，采用這類設備的車庫十分普 遍。 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科機電一體化產品，集機械、電子、信息和電氣技術于一體。如果說執(zhí)行機構是“四肢”，框架是“區(qū)體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。 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)，經經系統(tǒng)處理后， 然后系統(tǒng)把可識別的控制信息通過控制設備（ PLC）來驅動執(zhí)行結構，進而完成車庫現(xiàn)場的運作。整個系統(tǒng)控制原理框圖，如圖 21 所示。 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 檢 測 裝 置 12 第三章 立體車庫機械部分設計 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計，每單元可設計成兩層、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。 立體車庫的基本結構 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。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。 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。 立體車庫主要機械構件及其功能 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：結構框架部分，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)。鋼結構一般在專業(yè)工廠制造，易實現(xiàn)機械化，生產效率和產品精度高，質量易于保證，是工程結構中工業(yè)化程度最高的一種結構。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。由于鋼結構具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。 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，進而驅動行走輪帶動載車板在導軌上做橫移運動，采用這種鏈傳動方式與齒輪齒條傳動方式相比，結構簡單，成本低。 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。 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