畢業(yè)論文--工業(yè)控制器pc在沉降式三層立體車庫的應(yīng)用

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　近年來隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市汽車保有量的不斷增加，停車難的問題也越來越凸顯。自動(dòng)車庫以其占地面積小、操作簡單、靈活，安全可靠等特點(diǎn)，成為解決城市靜態(tài)交通問題的重要途徑。工業(yè)控制器PC在自動(dòng)化自動(dòng)車庫的應(yīng)用能夠使車庫的控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化，從管理模式上講便于實(shí)現(xiàn)集中與智能管理，能極大地提高各種車輛的自動(dòng)停放及科學(xué)寄存的

2、倉儲(chǔ)設(shè)施的效率。</p><p>　　本文在對(duì)國內(nèi)外車庫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢做了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)社區(qū)的停車現(xiàn)狀，把典型的升降橫移式自動(dòng)車庫作為研究對(duì)象，以在經(jīng)濟(jì)適用的前提下確保用戶停、取車輛方便快捷和安全，實(shí)現(xiàn)車輛的自動(dòng)存、取車操作為目的進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。優(yōu)化了升降橫移自動(dòng)車庫的安裝方法，采用了沉降式的安裝策略，從而大大簡化了車庫的機(jī)械結(jié)構(gòu)，提高了車庫的運(yùn)行效率，增加了空間的利用。本課題簡要說明了自動(dòng)車庫的主

3、要機(jī)械結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理和控制系統(tǒng)的相互關(guān)系，重點(diǎn)研究了用工業(yè)控制PC實(shí)現(xiàn)沉降式自動(dòng)車庫的自動(dòng)存取、自動(dòng)化控制、集中管理的技術(shù)手段及方法，完成了這一系統(tǒng)的電氣及PC部分的設(shè)計(jì)。其中本文以控制系統(tǒng)為主要設(shè)計(jì)部分，采用可編程控制器PC為主要控制器，進(jìn)一步完成了控制系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，包括控制系統(tǒng)的控制電路原理圖以及PC程序的編寫等。其穩(wěn)定、可靠、快速、性價(jià)比高的特點(diǎn)使得控制系統(tǒng)完善的解決所需技術(shù)要求。其中為研究方便，本文選取了3*3地坑升降橫

4、移式立體停車庫為對(duì)象進(jìn)行研究設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵字：自動(dòng)車庫 PC 升降橫移式 控制系統(tǒng)</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Stereo garage is the storage which is used for automatic parking and scientific stor

5、age of kinds of automobile. With the rapid development of China's national economy in recent years, the quantity of urban automobile has increased continuously, the problems of hard-to-Park has been more and more pr

6、ominent. The stereo garage with its small footprint, simple operation, flexible, safe and reliable features, become an important way to solve the static urban traffic problems.</p><p>　　On the basis of inves

7、tigation on current situation and developing trend of garage in domestic and abroad, and for the parking situation of uptown. We take the stereo garage which at the form of lifting and transferring as a research object.

8、At the premise of economic and applicable, to ensure that customers stop or take the automobiles conveniently and safe, furthermore, automobiles can be automatically saved and picked up for the purpose of design. </p&

9、gt;<p>　　Optimize the lifting and transferring automatic garage installation method, using a decanter installation strategies, which greatly simplifies the mechanical structure of the garage and improve the operat

10、ing efficiency, increasing the use of space. In this paper, in which the control system for the main part of the design, the use of the programmable controller PC as the main controller, and further completed the control

11、 system hardware and software design, including the control system control c</p><p>　　Keywords：Stereo garage PC Lifting and transferring Control system</p><p><b>　　目錄</b></p&g

12、t;<p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　1緒論1</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義1</p><p><b>　　1.2目前現(xiàn)狀2</b></p>&l

13、t;p>　　1.2.1國外自動(dòng)車庫的發(fā)展歷程及趨勢2</p><p>　　1.2.2國內(nèi)自動(dòng)車庫近年發(fā)展情況4</p><p>　　1.3 國內(nèi)停車位需求預(yù)測分析5</p><p>　　1.4自動(dòng)車庫的分類及選型7</p><p>　　1.4.1自動(dòng)車庫的分類7</p><p>　　1.4.2自動(dòng)車庫的

14、選型8</p><p>　　2 自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)原理及技術(shù)要求10</p><p>　　2.1自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)原理10</p><p>　　2.2自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)的技術(shù)要求10</p><p>　　3 自動(dòng)車庫機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1自動(dòng)車庫結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)13</p><p>

15、　　3.1.1主體鋼架及連接部件13</p><p>　　3.1.2 升降橫移的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)14</p><p>　　3.1.3 載車板和導(dǎo)軌15</p><p>　　3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)15</p><p>　　3.3自動(dòng)車庫安全防護(hù)的基本要求及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)16</p><p>　　3.4控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

16、18</p><p>　　4 自動(dòng)車庫控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1強(qiáng)電部分設(shè)計(jì)19</p><p>　　4.1.1控制線路電源19</p><p>　　4.1.2電機(jī)控制原理設(shè)計(jì)20</p><p>　　4.1.3電控柜的設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.2弱電部

17、分設(shè)計(jì)23</p><p>　　4.2.1統(tǒng)檢測點(diǎn)與控制點(diǎn)23</p><p>　　4.2.2控制面板設(shè)計(jì)24</p><p>　　5 自動(dòng)車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)26</p><p>　　5.1可編程控制器的選擇26</p><p>　　5.1.1 PC的概述26</p><p>　　

18、5.1.2 PC的特點(diǎn)27</p><p>　　5.1.3 PC的選型28</p><p>　　5.2電氣控制系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)28</p><p>　　5.3系統(tǒng)操作方式29</p><p>　　5.4 PC控制程序設(shè)計(jì)30</p><p>　　5.4.1程序流程及設(shè)計(jì)方案31</p><p

19、>　　5.4.2輸入輸出點(diǎn)定義32</p><p>　　5.4.3控制程序的編寫37</p><p><b>　　總 結(jié)44</b></p><p><b>　　致 謝45</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)46</b></p>&l

20、t;p><b>　　附錄48</b></p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述57</b></p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1課題的背景和意義</p><p>　　在“十一五”期間,國民經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展和人們生活明顯改善,為我國汽車工業(yè)

21、創(chuàng)造了良好的發(fā)展環(huán)境。5年間,我國汽車產(chǎn)銷從2005年的571萬輛和576萬輛增加到2010年的1826萬輛和1806萬輛,年均增長均超過25%,是我國汽車工業(yè)歷史上發(fā)展最快的階段。2009和2010年,我國汽車產(chǎn)銷量雙雙排名世界第一【1】。由圖1-1可見停車位的緊張狀況，因此解決停車問題已迫在眉睫。</p><p>　　圖1-1 常見停車難狀況</p><p>　　從公安部交管局獲悉，中

22、國機(jī)動(dòng)化發(fā)展迅猛，截至2011年底，全國機(jī)動(dòng)車保有量為2.25億輛，其中汽車1.06億輛；全國機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)诉_(dá)2.36億人【2】。</p><p>　　隨著我國城市經(jīng)濟(jì)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(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。就重慶而言，目前停車現(xiàn)狀是全市經(jīng)營性車位34萬個(gè)，缺口20萬個(gè)。目前解決措施，商圈地下停車場連通，限時(shí)段占道停車增加周轉(zhuǎn)率，小區(qū)車位配套標(biāo)準(zhǔn)提高。公開資料顯示，以渝中

23、區(qū)為例，樓盤建設(shè)規(guī)劃時(shí)全部是地下停車庫，平均每三戶一個(gè)車位。小區(qū)車位與業(yè)主需求嚴(yán)重失調(diào)，是造成車位缺乏的重要原因之一。報(bào)道還指出，將來還可以結(jié)合主城區(qū)的坡地落差，開發(fā)能節(jié)省大量空間和投資的立體式停車樓。立體停車樓不僅投資成本低，而且占地面積約為平面停車場的一半，其空間利用率可以大大提高。據(jù)資料顯示，同樣是停50輛車，傳統(tǒng)的停車場需1650平方米的空間，造價(jià)約750萬元，而采用塔式立體停車庫卻只需每層50平方米，造價(jià)只需400萬元(含20

24、萬元土建費(fèi))，可節(jié)約47%的投資【3】。</p><p>　　停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對(duì)于車輛行駛狀態(tài)存在的一種交通形態(tài)【4】。停車設(shè)施作為解決靜態(tài)交通問題的最主要手段，目前解決“買車難，停車更難”問題面臨著巨大的壓力。特別是在高中端住宅小區(qū)以及一些繁忙的公共地段，比如辦公大樓、醫(yī)院、旅游區(qū)、酒店等地方，不得不采取強(qiáng)硬措施開發(fā)停車位，而自動(dòng)車庫相對(duì)傳統(tǒng)地上地下停車

25、庫擁有顯著地優(yōu)勢，因此現(xiàn)目前自動(dòng)車庫的發(fā)展成為解決這一問題的先進(jìn)手段。</p><p>　　自動(dòng)車庫，占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張、緩解停車難的一個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)。1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計(jì)委6號(hào)令》把機(jī)械式停車庫和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄”國家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“

26、國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”。上述措施為我國立體停車庫產(chǎn)業(yè)的成長提了良好的條件、也為我國解決城市停車問題提供了機(jī)會(huì)?？梢灶A(yù)見自動(dòng)車庫具有非常廣闊的市場前景【5】。</p><p><b>　　1.2目前現(xiàn)狀</b></p><p>　　1.2.1國外自動(dòng)車庫的發(fā)展歷程及趨勢</p><p>　　立體倉庫的自動(dòng)存取是在第二次世界大戰(zhàn)之后在生產(chǎn)和技

27、術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下形成和發(fā)展壯大的自動(dòng)化技術(shù)，五十年代初，美國首先研發(fā)設(shè)計(jì)以橋式堆垛起重機(jī)為基礎(chǔ)的倉庫存儲(chǔ)設(shè)備。然后五十年代末到六十年代初，出現(xiàn)了以人工操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉庫存儲(chǔ)設(shè)備，并在1963年，美國首次采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)控制倉庫存儲(chǔ)設(shè)備，也就在此刻建立了世界上第一臺(tái)基于計(jì)算機(jī)控制的立體存儲(chǔ)設(shè)備。自動(dòng)化立體倉庫不僅操作簡便、零件容易維修更換,而且降低了工業(yè)生產(chǎn)中的物流成本,能有效節(jié)約建設(shè)費(fèi)用和土地資源，加之其采用勞動(dòng)力少，可靠性

28、高等優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)上市，便在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，甚至成為一門專業(yè)學(xué)科。 </p><p>　　20世紀(jì)60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，使其成為當(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化立體倉庫最多的國家之一。</p><p>　　自20世紀(jì)70年代末以來，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車保有量不斷增加，迫使地少人多的國家、地區(qū)特別是一些發(fā)達(dá)國家開展了自動(dòng)車庫停車技術(shù)的研究。以日本、美國、德國

29、等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，但自動(dòng)立體停車裝備系統(tǒng)在世界各地的發(fā)展各有特點(diǎn)。德國：開發(fā)最早，技術(shù)居于領(lǐng)先地位。在二層及多層平面式立體停車庫系列中，已發(fā)展了Ｈ、Ｕ、Ｖ等型號(hào)。日本：由于國土面積小立體停車庫的應(yīng)用最為廣泛。自1959年引進(jìn)自動(dòng)車庫建造技術(shù)之后，到1983年，日本已在本土完成了25，454座多種形式自動(dòng)車庫的建造，每座自動(dòng)車庫少則可以容納近10輛汽車，多則可以容納到100輛汽車以上。并且從20世紀(jì)7

30、0年代末起，自動(dòng)車庫的容量以每年5%-7%的速度增長，已經(jīng)超出了本國汽車擁有率4%-6%的增長速度。在技術(shù)應(yīng)用的角度看，日本本土更傾向于在“豎式”自動(dòng)車庫技術(shù)上的發(fā)展。圖1-2為世界各地著名自動(dòng)車庫：</p><p>　　美國邁阿密林肯路 美國圣莫尼卡文娛中心車庫</p><p>　　德國沃爾夫斯堡大眾汽車城 日本東京“

31、海螢”浮在水面的車庫</p><p>　　圖1-2 世界各地著名自動(dòng)車庫</p><p>　　目前世界停車產(chǎn)業(yè)正向多元化發(fā)展，其停車技術(shù)幾乎包含了當(dāng)今機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)技術(shù)等領(lǐng)域的所有成熟先進(jìn)技術(shù)。機(jī)械方面，應(yīng)用了許多新材料、新工藝。設(shè)備結(jié)構(gòu)上為了保證自動(dòng)車庫在安全性方面，以及更易于拆裝和擴(kuò)建，特別注重結(jié)構(gòu)模塊化的設(shè)計(jì)，有力的發(fā)展了自動(dòng)車庫的可靠靈活性。由于自動(dòng)車庫的主體

32、由承載框架與外表裝飾材料構(gòu)成，鋼結(jié)構(gòu)主要由底部、中部和頂部結(jié)構(gòu)架組成，每個(gè)部分承受的壓力不同導(dǎo)致各個(gè)部分的設(shè)計(jì)也因此不同。而載車板因?yàn)樽鳛檫\(yùn)行機(jī)構(gòu)，也是存取車輛的重要工具，所以在材料和設(shè)計(jì)上都要充分考慮到實(shí)用美觀以及安全，而一般采用冷軋鍍鋅板這種輕型耐用的材質(zhì)。作為自動(dòng)車庫核心部分的控制部分，廣泛使用可編程器PC，同時(shí)結(jié)合變頻器有效控制電機(jī)的運(yùn)行情況，是自動(dòng)車庫工作在環(huán)保和安全，以及快速穩(wěn)定上得以保證。在控制方式方面基于環(huán)境的原因有所區(qū)

33、別，主要分為傳統(tǒng)按鈕式、機(jī)械鑰匙式、新型刷卡式、觸摸感應(yīng)式、紅外遙控式等。而工業(yè)上安全監(jiān)測與控制的元器件也被廣泛沿用到自動(dòng)車庫控制技術(shù)中，比如有光柵顯示、光電管行程開關(guān)、接近開關(guān)、光敏開關(guān)等，安全保護(hù)裝置也逐漸在設(shè)計(jì)和運(yùn)用方面得以完善，如汽車引導(dǎo)智能系統(tǒng)、汽車狀</p><p>　　1.2.2國內(nèi)自動(dòng)車庫近年發(fā)展情況</p><p>　　我國自動(dòng)車庫的發(fā)展，開始于上世紀(jì)80年代，河北承德華

34、一機(jī)械車庫集團(tuán)有限責(zé)任公司在1989年建設(shè)了我國第一臺(tái)垂直循環(huán)類立體停車車庫，從此在國內(nèi)打響了自動(dòng)車庫發(fā)展的第一槍。我國是在二十世紀(jì)90年代開始快速發(fā)展自動(dòng)車庫技術(shù)，并從此開始由引進(jìn)到開發(fā)再到制造和使用這樣一個(gè)快速過程，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展國內(nèi)立體停車庫市場也隨之興旺，在這樣積極的環(huán)境影響下技術(shù)也突飛猛進(jìn)。</p><p>　　自1997年，國內(nèi)制造自動(dòng)車庫的企業(yè)只有9家，到2007年2月，已取得制造許可證的企

35、業(yè)有109家，2011年末，全國取得機(jī)械式停車設(shè)備制造許可的企業(yè)將近140家。據(jù)調(diào)查國內(nèi)年銷售泊位數(shù)從1997年的1038個(gè)增加到2010年的232266個(gè)，增長近224倍；銷售總額從2002年的69090.87萬元增加到2010年的435035.6萬元，增長6倍多。同時(shí)自動(dòng)車庫出口國家和地區(qū)逐年遞增，1997年時(shí)，不僅不可能出口，很多設(shè)備還要依靠進(jìn)口，到2010年，年出口泊位數(shù)從1998年的552個(gè)增加到2010年的 13376個(gè)，增

36、長24倍多；年出口額從2003年的7890萬元增加到2010年的32667.86萬元，增長4倍多。出口地區(qū)覆蓋五大洲40多個(gè)國家。由此可看出，我國自動(dòng)車庫產(chǎn)業(yè)得以全面快速發(fā)展，并將更好的良性發(fā)展下去。</p><p>　　從中國重型機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)停車設(shè)備工作委員會(huì)了解到，目前解決城市交通擁堵和停車難問題已經(jīng)成為現(xiàn)代城市共同面臨的社會(huì)問題。關(guān)于如何解決，目前有兩套方案：一是動(dòng)用各級(jí)政府力量，出臺(tái)鼓勵(lì)修建停車場的相關(guān)政

37、策；二是大力提倡并發(fā)展使用機(jī)械式立體停車庫。解決城市停車難只能從停車位建設(shè)、管理上同步實(shí)施，最終形成以配套停車場為主體，以路外、公共停車場為必要補(bǔ)充，以路邊停車為輔的靜態(tài)交通格局。</p><p>　　綜觀中國的國情，會(huì)發(fā)現(xiàn)，很多因素直接決定了自動(dòng)車庫發(fā)展的必然性，這些因素包括：</p><p>　?。?）汽車保有量。隨著汽車保有量的不斷提高，大中城市車位規(guī)劃相對(duì)滯后，停車位缺口很大。停車

38、泊位嚴(yán)重不足不僅限制了汽車工業(yè)的發(fā)展，而且造成大中城市停車難、亂停車，由于露天停車還造成車輛失竊嚴(yán)重。為滿足停車的需求，車位建設(shè)已刻不容緩。</p><p>　?。?）停車難問題突出。小區(qū)、商業(yè)區(qū)、寫字樓建設(shè)的快速增長帶動(dòng)周邊人流增多，停車位“一位難求”；政府、事業(yè)機(jī)關(guān)停車位緊缺影響辦公環(huán)境；醫(yī)院停車位的緊張甚至造成就醫(yī)時(shí)間的推遲。</p><p>　?。?）城市土地資源缺乏，價(jià)格攀升，可

39、謂寸土寸金。再者平面停車場的建設(shè)需要大面積的土地，限制了平面停車場建設(shè)的發(fā)展。為提高土地的利用率，建設(shè)泊位數(shù)量相同的停車場，自動(dòng)車庫可以根據(jù)現(xiàn)有的土地資源建設(shè)不同層數(shù)的車庫，最大效率地利用城市土地面積。</p><p>　?。?）城市交通擁堵現(xiàn)象嚴(yán)重，交通壓力正逐步從動(dòng)態(tài)向靜態(tài)轉(zhuǎn)化。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，北京市在高峰期間僅在主干道行駛和擁堵的車輛就接近300萬，這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)不是北京高峰時(shí)刻全程同時(shí)出行的車輛總數(shù)。堵車所造

40、成的經(jīng)濟(jì)損失沒有權(quán)威的統(tǒng)計(jì)，但我們來算一下，只計(jì)燃油，每一輛車如果按一小時(shí)1L來算，僅高峰時(shí)期在主干道擁堵的這300萬輛汽車的燃油量，其經(jīng)濟(jì)損失就超過2000萬。</p><p>　　從國內(nèi)外城市交通的規(guī)律和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來看，動(dòng)態(tài)交通和靜態(tài)交通只有協(xié)調(diào)發(fā)展，才能最終解決城市交通擁堵的問題，路修得再寬，車輛跑得再快，終歸要停下來，停車場問題已經(jīng)成為道路暢通工程建設(shè)的一塊短板。</p><p>　

41、　尾氣排放造成的空氣污染。通常來說，在車輛不多的情況下，大氣的自凈能力上能化解車輛排出的毒素，但現(xiàn)在車滿為患，汽車的尾氣排出的一氧化碳、一氧化氮、碳?xì)浠衔铩⒐饣瘜W(xué)煙霧等污染物，直接影響到城市環(huán)境及人們的身體健康。為改善城市環(huán)境提高城市的空氣質(zhì)量，減少汽車尾氣是重中之重。為減少汽車在城市中的流量可以利用城市公交系統(tǒng)，在城外建立大型立體停車場，或是根據(jù)需要在城內(nèi)建立集中地立體停車庫，這在國外已經(jīng)有類似的管理辦法。減少了城內(nèi)汽車的流量就會(huì)減

42、少汽車每年的行駛里程，從而減少空氣污染提高空氣質(zhì)量。</p><p>　　放眼國內(nèi)外，德國開發(fā)立體停車庫最早，技術(shù)居于領(lǐng)先地位。日本由于國土狹小而應(yīng)用最廣。我國的多層立體停車庫正是在這個(gè)嚴(yán)峻形勢下應(yīng)運(yùn)而生，在社會(huì)制度和相關(guān)規(guī)定下，自動(dòng)車庫將得到大力推廣，并能高效的緩解停車難的矛盾，讓城市重新充滿生機(jī)。</p><p>　　1.3 國內(nèi)停車位需求預(yù)測分析</p><p&g

43、t;　　隨著我國從2009年開始連續(xù)兩年超過美國，成為全球第一大汽車產(chǎn)銷國。從中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)了解到，自2001年加入世界貿(mào)易組織以來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，汽車產(chǎn)量從2000年的200萬輛增加至2010年的1800萬輛，進(jìn)入了汽車制造工業(yè)大國行列。“十一五”期間，我國汽車產(chǎn)銷量保持高速增長，年均增速為25%，汽車產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的23.5%。同時(shí)我國自2001年加入WTO以來，隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平也不斷提高，汽車也由奢侈

44、品轉(zhuǎn)為日常用品，我國汽車保有量也大幅增加，圖1-3是2003年——2011年我國汽車保有量的情況：</p><p>　　圖1-3 我國汽車保有量</p><p>　　中國作為一個(gè)新興汽車大國，汽車產(chǎn)銷量和汽車保有量近年來迅速擴(kuò)大。汽車保有量的增加必然會(huì)帶動(dòng)停車位的需求急劇擴(kuò)大，現(xiàn)有的地面停車方式已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)有汽車對(duì)停車位的需求。機(jī)動(dòng)車總是在“?！迸c“行”兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)化。據(jù)專家預(yù)測，除

45、出租車外，機(jī)動(dòng)車大多數(shù)情況下只有不到20%的時(shí)間在路上行走，剩下大多數(shù)時(shí)間都需要找地方停放。根據(jù)國際通行標(biāo)準(zhǔn)，城市機(jī)動(dòng)車保有量與停車泊位總數(shù)較為合理的比例應(yīng)為1：1.2-1.5（100%的基本停車位和20%-50%的公共停車位），即城市中每增加一輛注冊車輛，就應(yīng)增加1.2~1.5個(gè)停車泊位。與此相適應(yīng)，目前我國各大城市的停車位只是杯水車薪。</p><p>　　資料顯示，我國城市機(jī)動(dòng)車的保有量與停車位之比僅為1:

46、0.2，滿足率僅16%左右。在很多城市的行政單位、商務(wù)辦公場所、飯店賓館、餐飲娛樂場所、車站碼頭、電影院、醫(yī)院、風(fēng)景名勝景區(qū)、公園、商業(yè)購物中心、大型批發(fā)市場、農(nóng)貿(mào)市場等大型公共場所要么沒有停車場，要么就是車位始終不夠用。</p><p>　　搞好城市停車設(shè)施的建設(shè)和管理、解決城市的車輛停放問題，已成為當(dāng)前改善城市交通環(huán)境、提高交通效率的主要途徑。鑒于平面停車場嚴(yán)重占用土地資源、地下停車場昂貴的投資成本，開發(fā)建設(shè)

47、立體停車設(shè)施受到各市政府部門的大力支持和鼓勵(lì)，將成為城市停車場發(fā)展的必然趨勢，前景廣闊。</p><p>　　與現(xiàn)有停車場和停車庫相比，立體停車設(shè)備具有以下明顯優(yōu)勢：</p><p>　　占地面積?。旱孛嫔贤７?輛小車的地方可停放18-24輛；</p><p>　　建造成本低：立體停車場建設(shè)成本僅有平面停車場的50%左右；</p><p>　

48、　停取車速度快：初步測算，立體停車場的停取車速度是平面停車場的5倍以上；</p><p>　　經(jīng)濟(jì)效益高：經(jīng)濟(jì)效益比平面停車場高1-2倍。</p><p>　　1.4自動(dòng)車庫的分類及選型</p><p>　　1.4.1自動(dòng)車庫的分類</p><p>　　自動(dòng)車庫分別有：升降橫移類汽車庫、簡易升降類汽車庫、垂直升降類汽車庫、巷道堆垛類汽車庫、平

49、面移動(dòng)類汽車庫、垂直循環(huán)類汽車庫、水平循環(huán)類汽車庫、多層循環(huán)類汽車庫、汽車專用升降機(jī)等九種類型[8]。</p><p>　　以下為各種類型自動(dòng)車庫的特點(diǎn)及優(yōu)缺點(diǎn)分析</p><p>　　表1-1 各類自動(dòng)車庫的特點(diǎn)</p><p>　　1.4.2自動(dòng)車庫的選型</p><p>　　上面介紹了多種自動(dòng)車庫，各類自動(dòng)車庫都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，特別是相

50、對(duì)傳統(tǒng)的地上地下停車庫來說，其優(yōu)點(diǎn)如下：</p><p>　?。?）節(jié)約占地面積，充分利用空間。一般來說，升降橫移立體停車庫的占地面積約為平面停車場的1/2-1/25，空間利用率比建筑自走式停車庫提高了75%。</p><p>　?。?）相對(duì)造價(jià)比較低，升降橫移式立體停車庫每個(gè)泊位約需1.5——3萬元，而建筑自走式停車庫每個(gè)車位的造價(jià)約為10萬以上。</p><p>

51、;　?。?）使用方便，對(duì)操作人員的要求不高，操作簡單、安全、可靠，存取車快捷，維護(hù)也很方便，存取車輛快。</p><p>　?。?）減少因路邊停車而引起的交通事故。在許多城市的主要地段，司機(jī)往往沒有找到停車場而把車?？吭诼愤?，這樣就很容易造成交通阻塞，甚至引起交通事故。</p><p>　?。?）增加了汽車的防盜性和防護(hù)性，在車庫的系統(tǒng)中配置有智能防盜裝置、防火裝置等，增強(qiáng)了車庫的整體安全

52、。</p><p>　?。?）提升建筑智能化程度及檔次。在房地產(chǎn)進(jìn)入品牌化競爭的同時(shí)，采用機(jī)械立體停車方式，不僅可以提高整個(gè)小區(qū)、主體建筑的智能化程度和樓盤檔次，而且可以吸引更多的消費(fèi)群，成為樓盤的一個(gè)賣點(diǎn)。</p><p>　　而在眾多類型的自動(dòng)車庫里，升降橫移式立體停車庫在停車設(shè)備的市場份額約占70%以上。由于升降橫移式停車設(shè)備對(duì)場地的適應(yīng)性強(qiáng)，地坑式停車設(shè)備是停車設(shè)備家族中重要的一種

53、產(chǎn)品型式，屬于新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品?？蓪⑵嚵Ⅲw存放，使現(xiàn)有的平面存車數(shù)量成倍增加，具有占地少、配置靈活能耗低，投資省等特點(diǎn)?？筛鶕?jù)不同的地形和空間進(jìn)行任意的組合、排列，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)土建的要求比較低，適用范圍較廣，可以更大程度上對(duì)住宅小區(qū)停車問題進(jìn)行解決。</p><p>　　小區(qū)停車難不僅是舊住宅小區(qū)遇到的難題,也是許多新建小區(qū)面臨的現(xiàn)實(shí)問題。大部分舊住宅小區(qū)停車難問題的原因，主要是由于規(guī)劃時(shí)缺乏對(duì)小汽車發(fā)

54、展的預(yù)見性, 沒有規(guī)劃停車場或只有極少量的停車泊位，標(biāo)準(zhǔn)過低，普遍造成了泊位欠賬。</p><p>　　此次自動(dòng)車庫的設(shè)計(jì)主要選擇針對(duì)高中檔住宅小區(qū)的實(shí)際需求只作為模板進(jìn)行討論研究。由于升降橫移式自動(dòng)車庫優(yōu)勢突出，所以在國內(nèi)外都被廣泛使用，并且是目前自動(dòng)車庫中技術(shù)相對(duì)最成熟的，同時(shí)考慮到更符合住宅小區(qū)的經(jīng)濟(jì)性，因此針對(duì)性地選擇了帶地坑的3*3八車位升降橫移式自動(dòng)車庫作為研究單元。之所以選擇帶地坑的升降橫移自動(dòng)車庫

55、類型（屬于升降橫移類），是考慮到充分利用小區(qū)用地面積，同時(shí)考慮到安全和經(jīng)濟(jì)性。所以設(shè)計(jì)為地坑只有一層，地上兩層，并且三層只需提供一個(gè)空車位作為存取通道。同時(shí)考慮到高峰取車時(shí)間的控制，設(shè)置8車位為單元的自動(dòng)車庫在任何時(shí)候存取都不好花太多時(shí)間（存取過程一般不超過兩分鐘）。同時(shí)相對(duì)常見的全地上3*3的升降橫移自動(dòng)車庫容量增加14%，而成本極少增加，所以非常經(jīng)濟(jì)。并且在存取車輛的過程中，程序更簡化，具體內(nèi)容見本文控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分。</p&

56、gt;<p>　　2 自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)原理及技術(shù)要求</p><p>　　2.1自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)原理 </p><p>　　升降橫移式自動(dòng)車庫是指利用載車板的升降或平移存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。升降橫移式自動(dòng)車庫每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在這類車庫地面的車只作橫移，不必升降，上層車位要將載車

57、板升或降到地面層，駕駛員才可進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或開出車庫。圖2-1為一個(gè)帶地坑的八車位升降橫移式停車設(shè)備原理圖。</p><p>　　\圖2-1 帶地坑的八車位升降橫移式自動(dòng)車庫工作原理圖</p><p>　　其工作原理是：地面層兩個(gè)車位（D和E）可以橫移，頂層和底層6個(gè)車位（A、B、C和F、G、H）可以升降，且車庫載車板的升降橫移運(yùn)行遵守平移升降運(yùn)行互鎖，且任何時(shí)候最多只能一個(gè)車位運(yùn)行

58、，并遵循平移不復(fù)位，升降復(fù)位的移動(dòng)規(guī)則。具體為D和E車位可以直接存放車輛；A、B、C車位需下降后再存放車輛，同時(shí)下降之前，先將下層載車板移開；同理F、G、H車位則需先將上層載車板移開后，方能提升存取車輛。</p><p>　　2.2自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)的技術(shù)要求</p><p>　　根據(jù)《中華人民共和國機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》.JB/T 8910-1999_升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備的要求，升降橫移式自動(dòng)車庫

59、為準(zhǔn)無人運(yùn)行方式，利用升降載車板及橫移載車板移動(dòng)車輛，帶一層地坑升降橫移類停車設(shè)備，最多停16大型以下轎車，不能停放客車，標(biāo)記為:PSH16D-D1一口，并且適停車輛尺寸及重量、存容量、單車最人進(jìn)(出)時(shí)間應(yīng)符合.JB/T 8713的規(guī)定。車庫主體結(jié)構(gòu)中鋼架構(gòu)件和連接件，以及零部件和導(dǎo)軌等機(jī)械結(jié)構(gòu)都有相應(yīng)要求。傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中對(duì)電動(dòng)機(jī)，減速器以及制動(dòng)器也有先關(guān)規(guī)定。而控制部分對(duì)電氣控制設(shè)計(jì)與安裝都應(yīng)符合GB 50168, GB 50169和

60、GB 50171的要求。同時(shí)在車庫相關(guān)配套的安全和通道等基礎(chǔ)設(shè)施也有規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)，并且設(shè)計(jì)完成后的實(shí)驗(yàn)測試也有相應(yīng)的硬性規(guī)定。</p><p>　　圖2-2 自動(dòng)車庫的設(shè)計(jì)步驟</p><p>　　地下升降式自動(dòng)車庫設(shè)計(jì)的主要步驟，如圖2-2所示：</p><p>　　在本設(shè)計(jì)中主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1、深入了解和分析自動(dòng)車庫

61、的工藝條件和控制要求。</p><p>　　2、根據(jù)自動(dòng)車庫的控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　3、選擇合適的PC的類型并設(shè)計(jì)電氣控制原理圖。</p><p>　　4、設(shè)計(jì)自動(dòng)車庫系統(tǒng)的梯形設(shè)計(jì)圖。</p><p>　　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)簡單，安全可靠性高。整個(gè)系

62、統(tǒng)將主要由PC控制，用轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制設(shè)備的手動(dòng)運(yùn)行、自動(dòng)運(yùn)行和停止。</p><p>　　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，可通過按鈕和轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制車位的上下和左右移動(dòng)。再把轉(zhuǎn)換開關(guān)置于自動(dòng)檔時(shí)，自動(dòng)指示燈亮，存取車輛的控制過程是：取車用戶進(jìn)入車庫時(shí)，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳送到PC控制系統(tǒng)，PC系統(tǒng)通過讀卡機(jī)傳送的數(shù)據(jù)，自動(dòng)把所刷卡對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置，縮短取車的時(shí)間，取車完成

63、刷卡離開，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位。同理存車時(shí)，司機(jī)存車前通過刷卡來控制所要存放的載車板，只有當(dāng)車輛停放好后，停車正常指示燈才會(huì)亮啟，車主離開刷卡后，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)存車。</p><p>　　載車板運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)預(yù)設(shè)的檢測信號(hào)做出對(duì)應(yīng)的運(yùn)行控制，其中檢測信號(hào)包括載車板上下左右的行程開關(guān)信號(hào)，以及地面層車庫的前后光電開關(guān)信號(hào)，以及安全掛鉤的電磁鐵通斷信號(hào)，以及其他故障檢測信號(hào)等。這樣根據(jù)信號(hào)的輸入來控制信號(hào)的輸出，間接控制執(zhí)行

64、結(jié)構(gòu)的運(yùn)作。在運(yùn)行過程中，當(dāng)發(fā)生特殊情況或故障時(shí)，按下急停按鈕，車位瞬間停下，直到排除故障后，復(fù)位急停按鈕，車位又按原來停下的位置繼續(xù)運(yùn)行下去。以上信號(hào)均為硬件信號(hào)，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號(hào)，比如時(shí)間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號(hào)失靈時(shí)保證主體設(shè)備及車輛的安全。</p><p>　　電氣控制系統(tǒng)的主電路供電為三相五線制AC380V，采用軟電纜供電，并備專用接地線?？刂苹芈酚脝蜗?20V供電，信號(hào)電

65、路由PC可編程控制器本身供電，確保各設(shè)備都正常工作。</p><p>　　3 自動(dòng)車庫機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)為帶地坑的八車位為基本單元的升降橫移式自動(dòng)車庫，此車庫主要由車庫結(jié)構(gòu)部分、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分和控制系統(tǒng)部分組成。下面我們重點(diǎn)對(duì)車庫的主要組成（圖3-1所示）進(jìn)行分析。</p><p>　　圖3-1 升降橫移式自動(dòng)車庫系統(tǒng)主要組成</p>

66、<p>　　其中車庫結(jié)構(gòu)部分分為主體框架結(jié)構(gòu)，升降橫移中的傳動(dòng)系統(tǒng)，導(dǎo)軌和載車板等。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分主要為升降橫移的驅(qū)動(dòng)部分?？刂撇糠种饕荘C控制部分及相關(guān)的配套。</p><p>　　3.1車庫結(jié)構(gòu)部分設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1主體鋼架及連接部件</p><p>　　自動(dòng)車庫一般主要以鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土為主，由于鋼結(jié)構(gòu)可靠性高，材料的強(qiáng)度、自

67、重、塑性、韌性、結(jié)構(gòu)制造、密閉等方面的優(yōu)勢都勝過鋼筋混泥土，而在抗腐蝕性方面可以運(yùn)用先進(jìn)金屬熱噴涂防腐技術(shù)（噴砂噴鋁）很好解決。目前結(jié)構(gòu)主體主要采用熱制H 型鋼、槽鋼、角鋼和鋼板等型材制造，具有較好的強(qiáng)度和剛度，輕巧、美觀，并可二次拆卸安裝，運(yùn)輸方便。</p><p>　　在自動(dòng)車庫的鋼結(jié)構(gòu)中，主立柱與橫移導(dǎo)軌“H”型鋼的連接是整體結(jié)構(gòu)中的主連接，連接部件在符合相關(guān)設(shè)計(jì)要求的前提下，運(yùn)用強(qiáng)度高、使用壽命長的高強(qiáng)度

68、螺栓是主連接中常用的連接形式。自動(dòng)車庫簡化模型結(jié)構(gòu)如圖3-2所示：</p><p>　　圖3-2 自動(dòng)車庫簡化模型</p><p>　　3.1.2 升降橫移的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　鏈條（或鋼繩）在滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，安全系數(shù)準(zhǔn)無人方式應(yīng)不小7，鏈條必須和所接觸的鏈輪保持潤滑的狀態(tài)，鋼繩在卷筒上應(yīng)能按順序整齊排列，固定端穩(wěn)妥可靠。除固定鋼絲繩的圈數(shù)外，還應(yīng)

69、至少保留兩圈。鋼繩卷繞系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括直徑比、進(jìn)出卷筒及滑輪的偏斜角等腰二角形可參考GB/T 38110。目前運(yùn)用自動(dòng)車庫的專用鏈條（或鋼繩），可使噪音小、污染小、安全系數(shù)高、承載負(fù)荷大、維護(hù)簡單。鏈（繩）輪的設(shè)計(jì)在滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，不應(yīng)對(duì)鋼架結(jié)構(gòu)，以及載車板的運(yùn)動(dòng)過程中有不利因素，且在車庫主體外觀上盡量大方美觀。</p><p>　　其中目前在三層升降橫移式機(jī)械停車庫中，運(yùn)用鏈條作為升降橫移方式較為普遍，其結(jié)

70、構(gòu)簡單，成本低，并且不需要升降配重，運(yùn)行也快速平穩(wěn)安全。并且根據(jù)現(xiàn)在立體機(jī)械停車庫的技術(shù)發(fā)展來看，自動(dòng)車庫專用鏈條在鏈條拉伸載荷、鏈條強(qiáng)度、鏈條扭曲量、鏈板側(cè)向間隙、鏈條預(yù)拉、套筒的定向裝配等行業(yè)規(guī)格上不斷取得進(jìn)步，技術(shù)也更加?jì)故?，為自?dòng)車庫的發(fā)展注入了一股強(qiáng)勁的力量。常見實(shí)物如圖3-3所示：</p><p>　　圖3-3 常見升降橫移鏈條</p><p>　　3.1.3 載車板和導(dǎo)軌&l

71、t;/p><p>　　載車板作為轎車停放的場所和轎車位置轉(zhuǎn)換的載體。載車板應(yīng)采用非燃燒體材料制造，并應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，保證停放汽車的安全和存取車操作的正常進(jìn)行。載車板底板應(yīng)能防止滴油。載車板面板上應(yīng)設(shè)阻車裝置。載車板停車表面端部與出入口地表面接合處的水平距離應(yīng)不大于40mm,垂直高差應(yīng)不大于50mm。并且一般要求一車一板，保證運(yùn)行安全平穩(wěn)，目前運(yùn)用較多的為輕型的冷軋鍍鋅板（波浪板）作為載車板。市場上常見載車板如

72、圖3-4所示：</p><p><b>　　圖3-4 載車板</b></p><p>　　導(dǎo)軌采用實(shí)心冷拉方鋼，其設(shè)計(jì)必須符合同層兩導(dǎo)軌在同一橫截面上的軌頂相對(duì)標(biāo)高差為3mm。同層兩導(dǎo)軌軌距誤差單側(cè)導(dǎo)向?yàn)?mm，雙側(cè)導(dǎo)向?yàn)?. 5mm的相關(guān)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。且在安裝使用是必須保證導(dǎo)軌的潤滑性滿足要求。</p><p>　　3.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)&

73、lt;/p><p>　　停車設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用鏈條傳動(dòng)或鋼繩曳引傳動(dòng)。需要升降的載車板由減速器升降電機(jī)通過鏈條驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)提升鏈條（或鋼繩）驅(qū)動(dòng)載車板升降。</p><p>　　上訴傳動(dòng)方式與其它方式比較，比如卷筒驅(qū)動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)、螺桿式驅(qū)動(dòng)、直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)、曳引驅(qū)動(dòng)等驅(qū)動(dòng)方式，具有運(yùn)行更平穩(wěn)，安全可靠，養(yǎng)護(hù)方便等特點(diǎn)。其中鏈條提升方式相對(duì)于鋼繩方式在機(jī)械的彈性變形和側(cè)向剛性方面更有優(yōu)勢。運(yùn)行原理如圖

74、3-5所示：</p><p>　　圖3-5 升降驅(qū)動(dòng)方式</p><p>　　地面層橫移載車板是由電機(jī)減速機(jī)，通過鏈條驅(qū)動(dòng)行走滑輪沿橫移軌道運(yùn)動(dòng)。其中兩只為主動(dòng)輪，并采用同軸驅(qū)動(dòng)方式，另兩只為獨(dú)立安裝的從動(dòng)輪。運(yùn)行方式如圖3-6所示。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)減速機(jī)集減速器、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器為一體，并集合抱閘功能，有體積小，重量輕，噪音低等特點(diǎn)，并采用長效潤滑脂，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長，長期免維護(hù)，質(zhì)量

75、優(yōu)勢明顯，目前市場上此類專用的自動(dòng)車庫電機(jī)銷售較為廣泛。</p><p>　　圖3-6 橫移驅(qū)動(dòng)方式</p><p>　　3.3安全防護(hù)的基本要求及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　安全在工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)中是一切產(chǎn)品的首要條件，根據(jù)GB17907~1999《機(jī)械式停車設(shè)備通用安全要求》附錄B的要求，升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備安全防護(hù)裝置的必要性中明確說明了安全性的重要性和具

76、體要求。以下為常見自動(dòng)車庫必要的安全保障裝置的介紹:</p><p>　　防火措施：在車庫中安裝有溫?zé)焸鞲衅?，并隨時(shí)對(duì)車庫的溫度和煙霧進(jìn)行監(jiān)測，并把監(jiān)控信號(hào)傳給控制系統(tǒng)，系統(tǒng)將根據(jù)設(shè)定要求執(zhí)行消防任務(wù)，溫?zé)焸鞲衅骶鶆虻胤植荚诟鲗榆嚰苤虚g，并全部并聯(lián)，任何一個(gè)檢測到庫內(nèi)溫度或煙氣濃度過高問題，都及時(shí)通過系統(tǒng)報(bào)警。</p><p>　　斷電保護(hù)：當(dāng)設(shè)備突然斷電，緊急制動(dòng)電機(jī)，防止繼續(xù)行走及避免

77、升降車臺(tái)于靜止時(shí)自然下降，同時(shí)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。</p><p>　　電源保護(hù)裝置：系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，電源的欠相、欠壓以及過壓、接地故障等基于電力質(zhì)量的方面的電源保護(hù)裝置。</p><p>　　急停措施：在發(fā)生異常情況時(shí)能使停車設(shè)備立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，在操作盒上安裝有緊急停止開關(guān)（手動(dòng)按鍵方式），并設(shè)為紅色，以示醒目，急停開關(guān)的安裝在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域以及電力方面都得到廣泛運(yùn)用

78、，并且安全可靠。</p><p>　　阻車裝置：在很多情況下停車時(shí)，司機(jī)必須要把車停在載車板合適的位置上，為防止車輛誤運(yùn)行導(dǎo)致發(fā)生事故，一般在載車板的后端一側(cè)安裝上一高25mm以上的阻車擋鐵；同時(shí)于橫移導(dǎo)軌終端應(yīng)裝設(shè)置檔塊，防止橫移逾限而損壞設(shè)備或車輛。</p><p>　　防止超限運(yùn)行裝置：載車板在升降或平移過程中，在定位開關(guān)位置后方裝有限位開關(guān)，當(dāng)定位開關(guān)出現(xiàn)故障時(shí)，由限位開關(guān)使設(shè)備停

79、止工作，起超程保護(hù)作用，此種安裝方案運(yùn)用普遍。</p><p>　　人車誤入檢出裝置：系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，必須裝有防止異物闖入裝置，以確保系統(tǒng)運(yùn)行安全，一般采用紅外裝置。一旦檢測到在系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，有人或其它物體進(jìn)入車庫，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出指令停止運(yùn)作。</p><p>　　防止載車板墜落裝置：當(dāng)載車板升至定位點(diǎn)后，需利用設(shè)置的防墜裝置，以防止載車板因故下滑或突然下降，造成安全事故，一般防墜裝置采用掛鉤形

80、式。掛鉤防墜方式為電磁鐵驅(qū)動(dòng)。在底層和頂層需要升降的每個(gè)車庫都串聯(lián)安裝，任何一個(gè)防墜裝置出現(xiàn)問題都發(fā)出警報(bào)，避免誤運(yùn)行，如圖3-7所示。</p><p>　　載車板的防墜落裝置是自動(dòng)車庫中的一個(gè)非常關(guān)鍵的部件，在自動(dòng)車庫安全方面起著決定性的作用。防墜落裝置中解鎖動(dòng)作由電磁鐵完成。當(dāng)電磁鐵通電時(shí)推桿觸動(dòng)安全掛鉤解鎖，并有相應(yīng)的保持時(shí)間，當(dāng)電磁鐵斷電時(shí)推桿立即自動(dòng)縮回。</p><p>　　圖

81、3-7 防墜落裝置</p><p><b>　　3.4控制系統(tǒng)</b></p><p>　　升降橫移式立體停車設(shè)備使用可編程控制器控制系統(tǒng)，主要設(shè)為手動(dòng)、自動(dòng)和停止控制方式，自動(dòng)控制方式主要用于正常的刷卡存取過程，手動(dòng)控制用于設(shè)備的調(diào)試和維護(hù)情況，急停用于系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)緊急情況而停止工作。對(duì)于本文中所討論設(shè)計(jì)的帶地坑三層立體八車位升降橫移式立體停車庫，PC主要控制6個(gè)升降大

82、電機(jī)、2個(gè)橫移小電機(jī)以及各個(gè)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，以及安全防墜機(jī)構(gòu)和警報(bào)顯示裝置等。為了保證載車板能橫移到預(yù)定位置以及載車板能升降橫移到指定位置，采用了行程開關(guān)。為了判斷載車板上有無車輛，采用了超聲波檢測開關(guān)。一般小型車庫選用的按鈕操作加上刷卡操作系統(tǒng)，界面清楚，易于操作，但對(duì)于大型車庫來說要用上位機(jī)來進(jìn)行對(duì)其控制。同時(shí)在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預(yù)警裝置作為外部輔助裝置等[11]。圖3-8顯示了控制系統(tǒng)的I/O信號(hào)類型。&l

83、t;/p><p>　　圖3-8 PC I/O 信號(hào)類型圖</p><p>　　4 自動(dòng)車庫控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)</p><p>　　自動(dòng)車庫電氣系統(tǒng)硬件主要包括強(qiáng)電和弱電兩個(gè)部分，強(qiáng)電系統(tǒng)主要包含380V的電源，載車板升降橫移控制線路和電機(jī)正反轉(zhuǎn)的控制線路，以及電氣控制柜等；弱電系統(tǒng)主要包括圍繞PC的信號(hào)輸入輸出部分。</p><p><b&

84、gt;　　4.1強(qiáng)電部分設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1.1控制線路電源</p><p>　　控制線路電源部分為380V的三相五線制接線方式，并包含斷路器、相位保護(hù)器以及接觸器作為安全原件，同時(shí)三相線中兩相也提供下系統(tǒng)的220V的電源。具體情況如圖4-1所示：</p><p>　　圖4-1 電源部分設(shè)計(jì)原理圖</p><p&g

85、t;　　4.1.2電機(jī)控制原理設(shè)計(jì)</p><p>　　自動(dòng)車庫系統(tǒng)規(guī)定在設(shè)備運(yùn)行中，任何升降橫移都不能在同時(shí)運(yùn)行，并且設(shè)置的電機(jī)正反轉(zhuǎn)也不能同時(shí)性，因此互鎖在電機(jī)運(yùn)行之間必須添加，以保障設(shè)備安全運(yùn)行。因此本系統(tǒng)采用常用的電氣和機(jī)械互鎖來避免系統(tǒng)運(yùn)行沖突，具體是在正反轉(zhuǎn)選擇的接觸器假設(shè)機(jī)械互鎖，在個(gè)電機(jī)選擇方面，利用系統(tǒng)對(duì)選擇系統(tǒng)進(jìn)行限制，當(dāng)其中一個(gè)電機(jī)被選擇運(yùn)行時(shí)，其它任何電機(jī)的運(yùn)行操作指令都將被視為無效。電機(jī)

86、互鎖設(shè)計(jì)一般如圖4-2所示：</p><p>　　圖4-2 電機(jī)控制原理圖</p><p>　　4.1.3電控柜的設(shè)計(jì)</p><p>　　電控柜的設(shè)計(jì)主要包含了柜體尺寸，接線槽及各主控元件在柜體的位置等。其結(jié)構(gòu)分布示意圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 控制柜結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　圖4-4 端子A

87、接線原理說明</p><p>　　圖4-5 端子B接線原理說明</p><p>　　本設(shè)計(jì)給出了各電氣安全元件的控制在柜體的位置。其作用是控制整個(gè)電氣系統(tǒng)的電路和電源?？刂乒窆竦脑O(shè)計(jì)應(yīng)做到美觀、整潔、實(shí)用。端子A、B接線分配詳見上圖4-4和圖4-5。具體的PC輸入輸出接口圖見附錄。</p><p>　　接線端子A主要給出了PC輸入端在控制柜上的接線位置，包括急停按鈕

88、、數(shù)字輸入鍵、自動(dòng)/手動(dòng)轉(zhuǎn)換、上下左右鍵、啟動(dòng)鍵、復(fù)位鍵、清除鍵、以及各車位的左、右、上、下限位開關(guān)，上層車位防墜機(jī)構(gòu)的檢測及各光電開關(guān)。</p><p>　　接線端子B給出了各升降橫移電機(jī)（包括兩臺(tái)橫移電機(jī)、六臺(tái)升降電機(jī)）的三相、電源總接觸器和防墜裝置，以及各個(gè)指示燈和報(bào)警器的接線位置，圖中的字母U、V、W分別代表控制電機(jī)的三相。</p><p><b>　　4.2弱電部分設(shè)計(jì)

89、</b></p><p>　　4.2.1統(tǒng)檢測點(diǎn)與控制點(diǎn)</p><p><b>　　1.檢測點(diǎn)分布</b></p><p>　　(1) 載車板上汽車停放是否到位檢測:采用光電開關(guān)在地面層（車庫第二層）進(jìn)行掃描檢測。光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在地面層左右兩邊，在載車板前后位置均進(jìn)行檢測，當(dāng)有車輛停放不到位時(shí)，車就把光電關(guān)光源擋

90、住，此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作，并用紅色信號(hào)燈進(jìn)行提示，只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。</p><p>　　(2)載車板上有無車檢測:在每個(gè)載車板下方安裝一個(gè)超聲波檢測開關(guān)，用于檢測載車板上有無車，并把信息傳送給系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)專為住宅小區(qū)專門設(shè)計(jì)，而住宅小區(qū)的車庫一般分為公共車庫和私人車庫，此設(shè)計(jì)思路把車庫頂層和底層作為私人車庫，地面層作為公共停車庫，所以載車板上有無車檢測有無并無太大實(shí)際意義。</p>

91、;<p>　　(3) 載車板平移運(yùn)動(dòng)是否到位檢測:只有地面層載車板有平移運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)車位上分別安裝一只位置開關(guān)和極限開關(guān)，用于檢測載車板平移運(yùn)動(dòng)到位情況。</p><p>　　(4) 載車板升降是否到位檢測:只有頂層和底層載車板有升降運(yùn)動(dòng)，在每個(gè)載車板垂直運(yùn)動(dòng)的軌道上，在底層和上層分別安裝一只位置和極限開關(guān)，用于檢測載車板下降和上升到位情況。</p><p>　　(5) 升降

92、層載車板掛鉤是否掛好檢測:控制掛鉤動(dòng)作的電磁鐵上有一反饋信號(hào)，可用于指示掛鉤是否已把載車板掛好(掛鉤在安全防護(hù)機(jī)構(gòu)中詳細(xì)介紹)。</p><p><b>　　2.控制點(diǎn)分布</b></p><p>　　(1) 地面層載車板左右平移控制:地面層載車板只有兩個(gè)，每個(gè)載車板只有左右移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，采用帶自動(dòng)抱閘的三相交流減速電機(jī)控制，功率更具實(shí)際情況設(shè)定為0.3KW，運(yùn)行速度

93、設(shè)定為10m/s，每個(gè)電機(jī)都由對(duì)應(yīng)的左右行程開關(guān)到位信號(hào)通過PC進(jìn)行到位控制。</p><p>　　(2) 頂層和底層載車板升降運(yùn)動(dòng)控制:頂層和底層載車板各有三個(gè)，每個(gè)載車板只有升降兩個(gè)動(dòng)作， 采用帶自動(dòng)抱閘的三相交流減速電機(jī)控制，功率更具實(shí)際情況設(shè)定為3.0KW，運(yùn)行速度設(shè)定為5m/s，同理每個(gè)升降載車板通過上下行程開關(guān)的到位信號(hào)進(jìn)行控制。</p><p>　　(3) 掛鉤動(dòng)作控制:只有

94、頂層和底層的載車板使用掛鉤，每個(gè)載車板用1套并聯(lián)控制的掛鉤，這樣在壞掉其中一個(gè)或者對(duì)角的兩個(gè)時(shí)，可以保證車庫臨時(shí)的安全。掛鉤用電磁鐵控制(掛鉤在安全防護(hù)機(jī)構(gòu)中介紹)。</p><p>　　4.2.2控制面板設(shè)計(jì)</p><p>　　針對(duì)一臺(tái)自動(dòng)車庫的運(yùn)行需要啟動(dòng)，取消和急停按鈕；在取車操作時(shí)，需對(duì)8個(gè)車位進(jìn)行選擇，因此需要8個(gè)選擇鍵，如果發(fā)現(xiàn)所選按鍵錯(cuò)誤，可以按下取消鍵重新選擇；復(fù)位鍵用作

95、存取車后的車位復(fù)位；自動(dòng)車庫正常工作狀態(tài)為自動(dòng)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)入手動(dòng)狀態(tài)人工操作，因此設(shè)置一個(gè)自動(dòng)手動(dòng)選擇自鎖按鈕和上下左右四個(gè)方向鍵,其中上和左是并聯(lián)的，下和右是并聯(lián)的。操作面板上有通電狀態(tài)、自動(dòng)狀態(tài)、手動(dòng)狀態(tài)三個(gè)指示燈，以及一個(gè)七位數(shù)碼管對(duì)選擇鍵進(jìn)行顯示，如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6自動(dòng)車庫控制面板</p><p>　　5 自動(dòng)車庫控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p>

96、<p>　　5.1可編程控制器的選擇</p><p>　　5.1.1 PC的概述</p><p>　　PC英文全稱Programmable Controller，中文全稱為可編程控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算創(chuàng)作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式

97、輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破魇橇甏诿绹紫瘸霈F(xiàn)的，目的是用來取代繼電器，一致性邏輯判斷，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)等順序控制功能，由此日本稱它為順序控制器（Sequence Controller）。提出 PC 概念的是美國通用汽車公司。當(dāng)時(shí)，根據(jù)汽車制造業(yè)生產(chǎn)線的需求，希望用電子化的新型控制其取代繼電氣控制盤，以減少汽車改型時(shí)重新設(shè)計(jì)制造繼電氣控制盤的成本和時(shí)間。隨著半導(dǎo)體技術(shù)尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展到七十年代

98、中期以后，PC 已經(jīng)廣泛使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出組建和外圍電路也都采用了中，大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時(shí)的 “PC” 已不再是僅有邏輯判斷功能了，同時(shí)具有數(shù)據(jù)處理，PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通訊功能。美國電器制造商協(xié)會(huì) NEMA 從1976年開始，經(jīng)過四年的調(diào)查，于1980年</p><p>　　圖5-1 PC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　可編程控制器有六部分組成：中央處

99、理器：他是可編程控制器的心臟部分。CPU由微處理器儲(chǔ)存實(shí)際控制邏輯的程序儲(chǔ)存器和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，變量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)其構(gòu)成。電源：給中央處理器提供必需的工作電源。輸入組件：輸入組件的功能是將操作開關(guān)和現(xiàn)場信號(hào)送給中央處理器?，F(xiàn)場信號(hào)可能是開關(guān)量，模擬量或針對(duì)某一特定目的使用的特殊變量。輸出組件：輸出組件接受 的控制信號(hào)，并把它轉(zhuǎn)化為電流或電壓等現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)所能接受的信號(hào)后，傳送控制命令給現(xiàn)場設(shè)備的執(zhí)行器。輸入輸出是可編程序控制器的“手”和“腳”或

100、者叫做系統(tǒng)的“眼睛”和“視覺”。輸入信號(hào)包括按鈕開關(guān)，限位開關(guān)，接近開關(guān)，光電傳感器，熱電偶，位置檢測開關(guān)盒編碼器等。輸出信號(hào)包括繼電器，指示燈，顯示器，電機(jī)啟動(dòng)等直流和交流設(shè)備。編程器：在正常情況下，編程器用于系統(tǒng)初始狀態(tài)的配置，控制邏輯程序編制和加載，不能對(duì)系統(tǒng)操作。變成企業(yè)可用于控制程序的調(diào)試和控制系統(tǒng)故障是作為檢查故障的有效工具。</p><p>　　5.1.2 PC的特點(diǎn)</p><

101、p>　　1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)</p><p>　?、潘械腎/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。⑵所有輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間一般為10-20毫秒。⑶所有模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。⑷采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。⑸對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。⑹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立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。⑺大型PC還

102、可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或由三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng)，使可靠性更進(jìn)一步提高。</p><p>　　2、通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便</p><p>　　PC品種齊全的各類應(yīng)急安全裝置，可以組建能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。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PC的硬件設(shè)備，只需改變程序就可以滿足要求。因此，PC除應(yīng)用于單

103、機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。</p><p>　　3、功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣</p><p>　　現(xiàn)代PC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。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械，一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過程。</p><p>　　4、編程簡單，容易掌握</p><p&

104、gt;　　目前，大多數(shù)PC仍采用繼電氣控制形式的“梯形圖編程方式”。既保持了傳統(tǒng)控制路線的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀書習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電氣控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過閱讀PC的用戶手冊和短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖，語句表等編程語言。</p><p>　　5、減少了控制系統(tǒng)

105、的設(shè)計(jì)及施工的工作量</p><p>　　由于PC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器，時(shí)間繼電器，計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PC得低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等，使維修也極為方便。</p><p>　　6、體積小，重量輕，耗能低，維護(hù)方便</p><p

106、>　　PC作為現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)的代表設(shè)備，可編程序控制器在現(xiàn)代電氣控制技術(shù)中大有取代傳統(tǒng)的繼電、接觸式控制方式的趨勢。和傳統(tǒng)的繼電、接觸式控制方式相比，可編程序控制器具有體積小、控制方式靈活多變、造價(jià)低、容易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>　　5.1.3 PC的選型</p><p>　　系統(tǒng)核心部分采用三菱FX2n--64MR主機(jī)電源DC2

107、4V,，36入/24出為控制元件。FX2n系列PC是三菱公司推出的小型PC，這種小型的PC既可以單臺(tái)運(yùn)行替代繼電器進(jìn)行簡單或復(fù)雜的控制，也可以多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)， 構(gòu)成更復(fù)雜的自動(dòng)控制系統(tǒng)。FX2n系列PC不僅擁有通用型和高專用型，還有相對(duì)經(jīng)濟(jì)的經(jīng)濟(jì)型，其中型號(hào)中含“E”的就是經(jīng)濟(jì)型。FX2n系列擁有高速處理能力，高速處理包括50ms的快速響應(yīng)輸入，更短的掃描周期（0.64ms/LD）和1ms 的定時(shí)器，高速處理可以在很大程度上提高生產(chǎn)效率。同時(shí)