基于PLC的升降橫移式立體車庫畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：基于PLC的升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)院、系(站)： 西安機(jī)電信息技師學(xué)院 學(xué)科專業(yè)： 學(xué) 生： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 2013年 9月22基于PLC的升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)摘要 隨著科技的不斷進(jìn)步，城市人口的不斷增加，人與地的矛盾也日益凸顯出來。近年來我國經(jīng)濟(jì)飛速增長，人們的生活水平不斷提高的同時汽車擁有率也迅速上升，以往那種單平面的停車場或者停車坪已經(jīng)不能夠滿足人們的需求。多停車位、少用空間、操作簡單、安全可靠是人們對車庫改造的目標(biāo)，而立體車庫的出現(xiàn)則消除了車多地少、有車沒處停的局面。立體車庫在中國是一個新興行業(yè)，立體車庫可以緩解城市動靜態(tài)交通問題、改善

2、居住環(huán)境有效利用土地價(jià)值。立體車庫是一種以單層平面停車場為核心、多平面的空間停車車庫，通過可程序設(shè)計(jì)控制器（programmable logic controller ,簡稱PLC）控制車位空間位置的變化，使汽車的位置發(fā)生從平面到空間的變化，實(shí)現(xiàn)了單層平面?？慷噍v汽車的可能。升降橫移式立體車庫利用托盤位移產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)多層車位的升降來存取車輛。目前，立體車庫主要有一下幾種升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡易升降式、垂直升降式、平面移動式、巷道堆垛式等。本文主要通過對升降橫移式立體車庫原理的研究，探討了應(yīng)用可程序設(shè)計(jì)控制器PLC在計(jì)算機(jī)自動化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，介紹了3x6立體車庫模型實(shí)現(xiàn)情況。由于系

3、統(tǒng)采用了PLC 控制，按動控制按鈕即可完成汽車的存取過程，操作簡單、存取方便?？刂齐娐凡糠植捎媒涣鹘佑|器的傳統(tǒng)控制方式，運(yùn)行安全可靠。機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢以往的地下車庫要留出足夠?qū)挼男熊囆诺?，平均一輛車就要占據(jù)40平米的面積，而采用立體車庫可使地面的使用率提高80%-90%，如果采用地上多層（21層）立體車庫的話，50平米的面積就可以停放40輛車，這可以大大的節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土地開發(fā)成本。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。目錄摘要0目錄11 緒論11.1立體車庫概述11.1.1概述11.1.2立體車庫的分類及其特點(diǎn)11.2立體車的國內(nèi)外發(fā)展情況71.2.1國

4、內(nèi)發(fā)展情況71.2.2國外發(fā)展情況72 部分立體車庫控制方式的比較92.1立體車庫的控制形式92.1.1 繼電器控制92.1.2可編程控制器（PLC）控制92.1.3單片微機(jī)(Single Chip MicroComputer)控制112.2 立體車庫控制方式的比較112.2.1 升降橫移立體車庫的控制系統(tǒng)112.2.2垂直循環(huán)式車庫的控制系統(tǒng)122.2.3巷道堆垛式132.2.4水平循環(huán)式132.3 幾種立體車庫的特點(diǎn)及比較142.4 選擇設(shè)計(jì)的立體車庫153 升降橫移式立體車庫163.1 升降橫移式立體車庫的主要組成部分163.2 升降橫移式立體車庫車位結(jié)構(gòu)163.3 升降橫移式立體車庫的

5、結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖164 升降橫移式立體停車庫的硬件系統(tǒng)184.1控制系統(tǒng)控制核心單元的選擇184.2 傳感器的選擇194.3 行程開關(guān)204.4 驅(qū)動元件214.5 生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖225 升降橫移式立體停車庫的軟件系統(tǒng)245.1軟件所要完成的控制任務(wù)245.2控制程序流程圖245.3控制程序優(yōu)化246 升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)276.1升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)276.2升降橫移式立體停車庫3×6控制系統(tǒng)286.2.1升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制任務(wù)286.2.2升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的基本要求306.3 PLC的I/O口資源配置326.4 升降橫移類立

6、體車庫的梯形圖337 參考文獻(xiàn)42總結(jié)43致謝441 緒論1.1立體車庫概述1.1.1概述機(jī)械式立體車庫就是以立體化的方式用機(jī)構(gòu)來存取、停放車輛的整個停車設(shè)施，即用機(jī)械設(shè)備將汽車存放到立體化的停車位或從停車位元取出的方式。機(jī)械式立體停庫是近幾十年順應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在市場需求的迫切影響下應(yīng)用而生的一種新型停車系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的自走式停車庫不同，用地緊張、車多地少的狀況下，將車輛多層存放，其最大優(yōu)點(diǎn)是能夠大量節(jié)省有限的地表面積，將停車位向空間和地下發(fā)展，采用光機(jī)電方式存取汽車，自動化程度較高，代表了停車場的發(fā)展方向。1.1.2立體車庫的分類及其特點(diǎn) 機(jī)械式立體車庫種類較多運(yùn)行原理和組成結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，目

7、前我國把機(jī)械式停車設(shè)備共分為九大類，即：升降橫移式（psh）、垂直循環(huán)式(pcs)、簡易升降式(pjs)、垂直升降式(pcs)、平面移動式(ppy)、巷道堆垛式(pxd)、多層循環(huán)式（pds）、汽車專用升降機(jī)式（pqs）。上述各類型的停車設(shè)備，采用不同的工作原理和技術(shù)，適用于不同的場地條件，各有特點(diǎn)和優(yōu)勢。 （1）升降橫移式立體車庫：采用以載車板升降或橫移存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備的立體車庫叫做升降橫移機(jī)械式車庫。升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計(jì)，車位數(shù)從幾到上百均可采用，能夠利用多種場地條件，運(yùn)用多種組合方式，有效利用場地現(xiàn)有空間，也能廣泛適用于地下停車場及地面停車場的改造，主要應(yīng)用在住宅小區(qū)

8、的的公用停車場、機(jī)關(guān)單位、商用寫字樓、賓館的地上地下停車場，存取車快捷便利，獨(dú)特跨梁設(shè)計(jì)，車輛出入無障礙。采用PLC控制，自動化程度高。環(huán)保節(jié)能，低噪音。如圖1-1所示。1-1 升降橫移式立體車（2）垂直循環(huán)式立體車：庫采用垂直方向做循環(huán)運(yùn)動的停車系統(tǒng)存取車輛的停車設(shè)備直循環(huán)類立體車庫。這種停車庫設(shè)被動力單一、控制簡單、占地面積小，適合散地塊、下小規(guī)模停車場，也可用于機(jī)關(guān)單位車輛不多、停車區(qū)域小又分散車場。在58m2的地方建起大型垂直循環(huán)類機(jī)械停車庫，可容納34輛轎車或24兩面包車。方便：使用PLC自動調(diào)車， 一次按鍵即可完成存取車。迅速：調(diào)車時間短，取車快速。靈活：可設(shè)置在地面上或半地上半地

9、下，可獨(dú)立或附設(shè)在建筑物內(nèi)，還可多臺組合。 經(jīng)濟(jì)：可省去購置土地的大量費(fèi)用，有利于合理規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)。 省電：一般不需要強(qiáng)制通風(fēng)，無大面積照明，耗電量僅為普通地下車庫的35%。如圖1-2所示1-2 垂直循環(huán)式立體車庫 （3）水平循環(huán)式立體車庫：采用一個循環(huán)運(yùn)動的車位系統(tǒng)存取停放車輛的機(jī)械設(shè)備的車庫叫做水平循環(huán)式立體車庫。1-3 水平循環(huán)式立體車 （4）多層循環(huán)式立體車庫：是通過使載車板作上下循環(huán)運(yùn)動，來實(shí)現(xiàn)車輛多層循環(huán)式停車的，從而減少占地面積，提高存取車自動化程度的機(jī)械式立體車庫。多層循環(huán)式立體車庫最適宜建造于地形細(xì)長且地面只允許設(shè)置一個出入口的場所，如建筑在地下室、廣場、便道的地下及高架橋

10、下面，如圖1-4所示。1-4 多層循環(huán)式立體車庫 （5）平面移動式立體車庫：采用在同一層上用搬運(yùn)臺車或者起重機(jī)平面移動車輛，或使載車板平面橫移實(shí)現(xiàn)存取停放車輛，也可用搬運(yùn)平臺和升降機(jī)配合實(shí)現(xiàn)多層平面移動存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備叫平面移動類立體車庫。整機(jī)特點(diǎn)：每層的車臺和升降機(jī)分別動作，提高了車輛的出入庫速度，可自由利用地下空間，停車規(guī)?？蛇_(dá)到數(shù)千臺。部分區(qū)域發(fā)生故障時，不影響其他區(qū)域的正常運(yùn)行，因此使用更加方便；采用以車輛駕駛員為中心的設(shè)計(jì)方法，提高了舒適性。采取多重保險(xiǎn)措施，安全性能卓越；通過計(jì)算機(jī)和觸屏接口進(jìn)行綜合管理，可全面監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況，并且操作簡單。如圖1-5所示：1-5 平

11、面移動式立體車庫 （6）巷道堆垛式立體車庫：采用以巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)將進(jìn)到搬運(yùn)機(jī)器的車輛水平且垂直移動到存車位，并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。這種停車設(shè)備是20世紀(jì)60年代后歐洲更具自動化立體倉庫原理設(shè)計(jì)的一種專門用于停放小汽車的立體車庫。該種立體車庫的設(shè)備采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制，是一種集機(jī)光自動控制的為一體的全自動化立體停車庫，它的出現(xiàn)解決了人們希望解決的大型自動化停車難題：巷道堆垛式立體車庫主要適用于需要大型密集式停車的地方，可設(shè)置于地上或地下，充分利用有效空間。載車板的升降和行走同時運(yùn)行，存取車方便快捷。全封閉式管理，安全可靠，保障人、車安全。如圖1-6所示：1-6 巷道堆垛式

12、立體車庫 (7)垂直升降式立體車庫：也稱為塔式機(jī)械式立體停車庫，它是通過升降機(jī)的升降和裝在提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移，實(shí)現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。它又稱為塔式機(jī)械式立體停車庫或電梯式立體停車庫。垂直升降式立體車庫在我國發(fā)展比較快，特別是一些電梯企業(yè)因這類設(shè)備的升降機(jī)構(gòu)部件與電梯類似，而對其進(jìn)行了大量的研究，并且大量生產(chǎn)。垂直升降式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位元，一般地面需要一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可以省去司機(jī)調(diào)頭。如圖1-7所示： 1-7 垂直升降式立體車庫也稱 （8）簡易升降式立體停車庫：分為上下兩層或二層以上，借助升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車存入或取出的簡易機(jī)械式停

13、車設(shè)備叫做簡易升降式立體停車庫。簡易升降類機(jī)械式停車設(shè)備一般為準(zhǔn)無人方式，即人離開后移動汽車的方式。一個車位泊兩臺車 。(最適宜多車型家庭用)構(gòu)造簡單實(shí)用，無需特殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場?？扇我膺w移，搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況，獨(dú)立及多臺設(shè)備。備有專用鎖匙開關(guān)，防止外人開動設(shè)備。車板防下滑保險(xiǎn)裝置。如圖1-8所1-8 簡易升降式立體停車庫（9）汽車專用升降機(jī)是專用于處于不同平面的汽車搬運(yùn)的升降機(jī)，它只起搬運(yùn)作用，無自接存取功能。當(dāng)前，由于土地資源稀缺，建設(shè)立體車庫時往往會遇到土地狹小而無法采用建設(shè)自走式坡道車庫的情況，這個時候就可以采取汽車升降機(jī)的辦法，將汽車直接升降，

14、替代汽車進(jìn)入車庫的斜坡道，大大節(jié)省了空間，提高了車庫的利用率。汽車升降機(jī)適用于小區(qū)、醫(yī)院、酒店、寫字樓、空港等多層車庫，替代汽車自走坡道，節(jié)省了大量的土地。如圖1-9所示：1-9 汽車專用升降機(jī)1.2立體車的國內(nèi)外發(fā)展情況1.2.1國內(nèi)發(fā)展情況進(jìn)入20世紀(jì)以來，在國內(nèi)舉辦了多個與停車設(shè)備相關(guān)的展覽會，2006年十月在上海舉辦的“2006上海國際停車設(shè)備和智能系統(tǒng)展覽會”同樣熱鬧非凡，它吸引了來自德、日、美等世界上知名的停車設(shè)備制造商，全自動立體停車設(shè)備的容車能力及其技術(shù)完備，先進(jìn)程度已被世界廣泛承認(rèn)和接受我國機(jī)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(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北

15、京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還

16、存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水準(zhǔn)低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵按市場規(guī)則

17、經(jīng)營車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。1.2.2國外發(fā)展情況早在60多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，自動立體停車裝備系統(tǒng)在世界各地的發(fā)展是極不均衡的，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，它已發(fā)展了H型、U型和V型。日本由于國土面積小而應(yīng)用最廣，自從1959年引進(jìn)了建造機(jī)械式立體停車庫技術(shù)之后，到1983年，就已經(jīng)在本土上共建造了25454座多種形式的機(jī)械式車庫，平均每座容車量達(dá)到十輛左右，最多的能達(dá)到百輛以上。從上世紀(jì)七十年代末期起，車庫容量年遞增率為5%-7%，已經(jīng)趕上了同期汽車擁有量的年遞增率4%-6%，從技術(shù)特征上看，日本更重視豎式自動

18、立體車庫的發(fā)展，即密集型自動立體停車庫的發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)以來，在國內(nèi)舉辦了多個與停車設(shè)備相關(guān)的展覽會，全自動立體停車設(shè)備的容車能力及其技術(shù)完備，先進(jìn)程度已被世界廣泛承認(rèn)和接受。國內(nèi)正處于經(jīng)濟(jì)與建設(shè)發(fā)展階段，目前已有國外多種立體車庫進(jìn)入中國市場。先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起，世界經(jīng)濟(jì)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(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停

19、車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)-移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。車庫往往是建筑后期才會考慮的事情。他們往往寬大而偏重實(shí)用性，只為車輛提供必要的停放空間而不過多考慮審美需要。它也是開發(fā)商不愿花費(fèi)成本，卻又無法回避的一個部分，然而，隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和運(yùn)輸技術(shù)的進(jìn)步，車庫的角色和作用必須重新定義。2 部分立體車庫控制方式的比較2.1立體車庫的控制形式車庫控制形式是根據(jù)車庫的具體情況選定，要綜合考慮到其規(guī)模、應(yīng)用場合等各方面因素而定，在車庫眾多的控制系統(tǒng)中有三種比較常見的控制形式:繼電器邏輯電路控制、

20、可程序設(shè)計(jì)控制器控制、單片機(jī)控制。2.1.1 繼電器控制在立體停車庫的應(yīng)用初期，繼電器控制形式比較常用。它主要是利用多個主交流接觸器、中間接觸器以及超載熱繼電器等電器組件經(jīng)合理的聯(lián)接構(gòu)成具有簡單控制功能的邏輯電路。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，誕生了許多其它形式的控制元器件，并已經(jīng)很快的取代了這種早期的控制形式。但對于小型低成本的立體停車庫，繼電器控制還在繼續(xù)被使用。 在小型的立體停車庫中，其控制組件比較少，專用性比較強(qiáng)，利用繼電器控制，其電路也相應(yīng)的簡單，電路搭載用時少，成本也很低，適合于家庭用立體停車庫。繼電器控制也有許多不足之處。第一，難以實(shí)現(xiàn)智慧模塊化控制;第二，不適合應(yīng)用于大規(guī)模、大容量的

21、立體停車庫;第三，元器件的損壞率比較高，車庫運(yùn)行的可靠性不佳;最后，隨著驅(qū)動部件的不斷增加，其邏輯電路的搭載難度也大大增加了。所以對于大中型立體停車庫，其控制形式就不適合運(yùn)用繼電器的控制形式。2.1.2可編程控制器（PLC）控制國內(nèi)外現(xiàn)有的立體停車庫，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可程序設(shè)計(jì)控制器控制，特別是應(yīng)用在智慧化要求程度高、多車尾、大容量的現(xiàn)代化立體停車庫中。 可程序設(shè)計(jì)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)： 1.靈活、通用 在繼電器控制系統(tǒng)中，使用的控制器件是大量的繼電器，整個系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖，由人工布線、焊接、固定等手段組裝完成的，其過程費(fèi)時費(fèi)力。如果因?yàn)楣に嚿系?/p>

22、稍許變化，需要改變電器控制系統(tǒng)的話，那么原先的整個電器控制系統(tǒng)將被全部拆除，而重新進(jìn)行布線、焊接、固定等工作，耗費(fèi)了大量的人力、物力和時間。而可程序設(shè)計(jì)控制器是通過存儲在內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的，如果控制功能需要改變的話，只需要修改程序以及改動極少量的接線即可。2.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 對于立體停車庫而言，可靠性是一個非常重要的指標(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題。PLC的研制者在這一方面采取了許多有利的措施，使PLC具有很高的可靠性和抗干擾能力，因此被稱為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)

23、境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。 3.程序設(shè)計(jì)簡單、使用方便 用單片計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制，使用的是匯編語言，難于掌握，要求用戶具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識。而PLC采用面向控制過程、面向問題的 “自然語言”程序設(shè)計(jì)，容易掌握。PLC易于程序設(shè)計(jì)，程序改變時也容易修改，靈活方便。4.接線簡單 PLC的接線只需將輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)等)與PLC輸入端子連接，將輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥等)與PLC輸出端子連接。接線工具僅為螺絲刀，接線工作極其簡單、工作量極少。 5.功能強(qiáng) 現(xiàn)代PLC不僅具有條件控制、計(jì)時、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能，而且還能完成A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等

24、。因此，它既可對開關(guān)量進(jìn)行控制，又可對模擬量進(jìn)行控制;既可控制一臺單機(jī)、一個車庫，又可控制一個車庫群。既可現(xiàn)場控制，又可遠(yuǎn)距離控制。既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。 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。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)。且由于PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專用計(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。 同樣，可程序設(shè)計(jì)控制器控制也有其不足的地方，在性價(jià)比上要高于繼電器控制和單片微機(jī)控制;其開發(fā)潛力要差于單片微機(jī)，不如其功能靈活多樣;通用

25、性不好，不同廠家的可程序設(shè)計(jì)控制器以及其附屬單元都是固定專用等等。 可程序設(shè)計(jì)控制器在升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用，并在停車庫的發(fā)展演化中起著非常重要的作用，本文車庫系統(tǒng)即采用可程序設(shè)計(jì)控制器控制形式。 2.1.3單片微機(jī)(Single Chip MicroComputer)控制單片微機(jī)就是我們通常所說的單片機(jī)，是將CPU, RAM, ROM(EPROM)、定時器/計(jì)數(shù)器和1/0界面全部集成在一個硅片上。單片機(jī)控制在機(jī)電設(shè)備中是一種比較常見的控制形式，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年代以來得到飛速發(fā)展。理

26、論上也可用于立體停車庫系統(tǒng)，但實(shí)際上在立體停車庫的控制系統(tǒng)中，單片微機(jī)控制卻沒有得到廣泛的推廣應(yīng)用，其原因主要有以下幾點(diǎn)：1.單片微機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長，系統(tǒng)調(diào)試耗時比較多； 2.單片微機(jī)抗干擾能力比較弱，所以對現(xiàn)場工作環(huán)境要求很苛刻； 3.單片微機(jī)自身就是弱電驅(qū)動，但是對于停車庫系統(tǒng)來說，執(zhí)行部件是電機(jī)，屬強(qiáng)電系統(tǒng)，這就需要由弱電驅(qū)動強(qiáng)電，隨著驅(qū)動環(huán)節(jié)的增加，系統(tǒng)的可靠性就下降了； 4.單片微機(jī)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(qiáng)大，但是程序編制工作量比較大。 因此，單片微機(jī)在升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)在還不成熟，也是以停車庫系統(tǒng)研究開發(fā)的一個方向。2

27、.2 立體車庫控制方式的比較2.2.1 升降橫移立體車庫的控制系統(tǒng)由PLC進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控,通過PLC控制載車板縱橫傳動裝置，以完成對車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況，按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進(jìn)出。自動存取車控制系統(tǒng)： 弱電系統(tǒng)：主要包括各種信號的采集、報(bào)警與控制輸出。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。 強(qiáng)電系統(tǒng)：包括載車板電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。車庫采用車位檢測裝置代替人工找位，用升降裝置輸送汽車到位。 急停開關(guān)：系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時，按下急停開關(guān)，斷掉所有電機(jī)的電源

28、，使載車盤無法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。 系統(tǒng)輸出控制信號：包括控制電機(jī)運(yùn)行方向信號，控制電機(jī)運(yùn)行信號，控制電磁鐵得、失電信號，控制燈光報(bào)警信號，控制車庫照明信號。升降橫移式立體車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。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)成了車庫的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)是整個車庫系統(tǒng)的重要組成部分，也是車庫系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”，框架是“軀體”，那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著車庫的每一個運(yùn)作過程，并對整個系統(tǒng)的狀態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)控。 操作者要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(界面)把操作信息傳送給控制系統(tǒng)

29、，經(jīng)系統(tǒng)處理后，系統(tǒng)把可識別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動執(zhí)行結(jié)構(gòu)，來完成車庫現(xiàn)場的運(yùn)作。 由于PLC的可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。國內(nèi)外現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫，它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制，特別是應(yīng)用在智能化要求程度高、多車位、大容量的現(xiàn)代化升降橫移式立體車庫中。2.2.2垂直循環(huán)式車庫的控制系統(tǒng)操作簡單、快捷，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境，這是對自動化立體停車設(shè)備的基本要求。該立體車庫控制系統(tǒng)需要完成的控制動作包括: 能夠完成自動監(jiān)測(托盤內(nèi)有無車輛、存車的位置、空車位等)、對電機(jī)能自動控制正反轉(zhuǎn)以完成自動存取車、可以實(shí)現(xiàn)自動收費(fèi).能夠通過遠(yuǎn)程遙感

30、控制來實(shí)現(xiàn)停取車輛， 還要有為了安全設(shè)置消防系統(tǒng)等，因此設(shè)計(jì)的立體車庫的控制系統(tǒng)主要由車庫自動檢測系統(tǒng)、自動計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)、自動存取車系統(tǒng)、消防自動報(bào)警系統(tǒng)和自動滅火系統(tǒng)組成，考慮通過微型計(jì)算機(jī)、可編程控制器(Programming Logic Controller,簡稱PLC)來完成控制。車庫只設(shè)一個存取車口，采用后進(jìn)入庫，前進(jìn)出庫，在口上有IC卡讀卡機(jī)以識別車主身份，存車時車主只需在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，車庫將自動將空車輛托運(yùn)盤調(diào)出并打開車庫門，車主開車進(jìn)入車庫，將車駛?cè)胝{(diào)出的空托運(yùn)盤上，停車到位即可離開，車庫門自動關(guān)閉:取車時，車主在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感

31、應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的托車盤將自動把車輛送出，車庫門打開，車主入內(nèi)開車出來，庫門自動關(guān)閉。車庫自動檢測系統(tǒng)完成以下功能:（1）存車時，首先由自動監(jiān)測裝置來檢測各停車用的托運(yùn)盤上是否有車一在每個托盤一條對角線上安裝一套光電開關(guān)，可檢測其上有無車輛。如檢測到車位上有車，則其結(jié)果為1，反之為0，檢測結(jié)果存入計(jì)算機(jī)中。 （2）將車輛停放到托盤上時，檢測托盤上停放汽車長寬高重是否超限以及停放是否到位:采用光電開關(guān)在出入口底部進(jìn)行掃描檢測，光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊，在托盤前后位置均進(jìn)行檢測，當(dāng)有車輛不符合規(guī)定的容車尺寸或停放不到位時，車就把光電開

32、關(guān)光源擋住，此時系統(tǒng)不能動作， 只有車輛停放到位后，系統(tǒng)才能正常工作。（3）取車時，檢測出入口處托盤上車輛是否被取走，如取走則車庫關(guān)門。2.2.3巷道堆垛式自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器控制，包括卡號識別與移動載車盤兩個過程。用戶進(jìn)入車庫時，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動把數(shù)據(jù)傳送到控制系統(tǒng)，系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應(yīng)的載車盤移動到人車交接的位置。存車時，司機(jī)按照指示燈信號指引入庫，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關(guān)閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測信號的狀態(tài)進(jìn)行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等

33、。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進(jìn)行運(yùn)作，若檢測到急停信號，將停止一切運(yùn)作，直至急停信號消失。除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號，比如時間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號失靈時主體設(shè)備及車輛的安全?，F(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運(yùn)行情況。當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即可解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。 2.2.4水平循環(huán)式 水平循環(huán)式立體停車庫可根據(jù)地形及高度條件隨意多層組合，可以建在廣場上、樓房旁、立交橋下或地下室內(nèi)，極適合于廠礦企業(yè)、機(jī)關(guān)內(nèi)部和居民小區(qū)內(nèi)停車。本車庫2層8位，上層為U ，下層為D

34、 ，水平面為M ；N為機(jī)動位。水平面M為出入口，車輛從水平面出口處進(jìn)出，上下層18號車位載車板，通過上下移位進(jìn)入水平面，完成車輛的存取。上下層車位載車板在機(jī)動位N處能夠升降移動；上層停車位載車板U和下層停車位載車板D在電機(jī)的拖動下可以水平移動，從而使車輛在程序的控制下達(dá)到合理的存取動作。 車庫的工作原理如下：為安全起見，升降機(jī)的初始狀態(tài)在出入口平層位置，且上面有載車板；當(dāng)有存車動作發(fā)生時，且有車輛經(jīng)轉(zhuǎn)盤交接到升降機(jī)上后，控制程序根據(jù)就近原則快速將車輛存入庫內(nèi)。當(dāng)有取車動作發(fā)生時，升降機(jī)下降到U層或D層（根據(jù)取車要求）等待載車板的交接車輛的取出。如圖1所示：18號位置為載車板的停放位置，N為機(jī)動

35、停車位。1號位載車板可以直接上升；8號位載車板可以上升或下降；2、3、4、5、6、7位載車板橫移，與1、8位的升降構(gòu)成內(nèi)部的循環(huán)過程。用戶想要存1 # 8 # 車輛并按下控制面板上相應(yīng)的車位按鈕時，車庫內(nèi)部的上層載車板按照逆時針方向在上層拖動電機(jī)的帶動下向出口處移動，當(dāng)載車板移動到1# 車位時，由相應(yīng)的限位開關(guān)和光電開關(guān)檢測，將要運(yùn)送出車庫的載車板是否為用戶所要存儲的車位。到達(dá)1# 車位的載車板是用戶所要求的編號時，出口處的1號升降機(jī)將載車板提升到出口處，執(zhí)行存車動作。若到達(dá)1# 車位的載車板不是用戶所要求的編號時，出口處升降機(jī)將載車板降至底層機(jī)動位N，當(dāng)載車板和下層平移履帶結(jié)合完畢時，在下層

36、拖動電機(jī)的帶動下，按照逆時針方向?qū)⑤d車板送至下層存車位，此時8# 載車板到達(dá)內(nèi)部升降機(jī)底部，當(dāng)8# 載車板和內(nèi)部升降機(jī)鏈條結(jié)合完畢時，內(nèi)部升降機(jī)將8# 載車板提升至上層機(jī)動位N，同樣載車板與履帶結(jié)合完畢時，在上層拖動電機(jī)的帶動下繼續(xù)執(zhí)行上層車位的平移工作，直到到達(dá)原1# 車位的載車板為用戶要求的編號時為止，系統(tǒng)內(nèi)部的循環(huán)過程告一段落。2.3 幾種立體車庫的特點(diǎn)及比較更具以上幾種車庫的控制方式及特點(diǎn)，進(jìn)行以下比較。(一) 升降橫移式 升降橫移式立體車庫采用模塊化設(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)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價(jià)較低

37、。 1. 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) 可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。 (4) 存取車迅速，等候時間短。 (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)配套停車場的使用。 （二）巷道堆垛式 道堆垛式立體車庫采用堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。這種車庫自動化水平很高，且全封閉式建造，存車安全性高。 （三）垂直提升式 垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)

38、布置車位，一般地面需一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價(jià)較高，但占地卻最小。 （四）垂直循環(huán)式 產(chǎn)品特點(diǎn)： 1) 占地少，兩個泊位面積可停610輛車。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價(jià)格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 4) 可采用自動控制，運(yùn)行安全可靠。 2.4 選擇設(shè)計(jì)的立體車庫由于升降橫移式立體車庫由于適應(yīng)性強(qiáng)而倍受青睞，該類車庫每個車位均有在載板（即托盤），所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運(yùn)動到達(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

39、車輛只做橫移，不必升降，上層車位或下層車位需通過中間層移出車位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可以進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或者開出車庫，升降由一臺電機(jī)拖動，通過鋼絲繩拖動搬運(yùn)器垂直升降，橫向移動的借助導(dǎo)軌，也是利用一臺電機(jī)便可實(shí)現(xiàn)車位移動，它的主要優(yōu)點(diǎn)在于同一層的車位移動獨(dú)立，可以自由動作并且時間短，縮短了存取車的時間。因此，本文選擇升降橫移式立體車庫進(jìn)行設(shè)計(jì)。3 升降橫移式立體車庫3.1 升降橫移式立體車庫的主要組成部分升降橫移式立體車庫主要由主框架部分、載車板部分、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)措施五大部分組成。本文主要研究其控制系統(tǒng)。3.2 升降橫移式立體車庫車位結(jié)構(gòu)升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)為

40、N×M二維矩陣模式，可設(shè)計(jì)為多層、多列，車庫提供總?cè)萘寇囄辉獮椋篜=N×M-(N-1) 其中：N 為二維矩陣的行，即車庫的層數(shù) M 為二維矩陣的列，即車庫的列數(shù)3.3 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時間的限制，一般為2-4層（因?yàn)閲乙?guī)定最高為4層），以2、3層居多，可根據(jù)泊車的多少決定停車庫的規(guī)模。假如設(shè)計(jì)一座能提供16車位的三層升降橫移機(jī)械式車庫。由公式可知，N=3,P=16,則M=16，即設(shè)計(jì)3×6立體車庫完全可以滿足要求。本論文就以3×6地面上布置的升降橫移式立體車庫為例，介紹其運(yùn)行原理。2-1是全地上布置形式的3

41、15;6升降橫移式立體車庫，共18個車位，16個托盤，最多停16輛車，n號托盤上為n號車。車庫內(nèi)運(yùn)行的情況是這樣的：圖中1、2、3、4、5號車直接存?。?6號車下降到地面層后存取車：6、7、8、9、10號車則需1、2、3、4、5號車橫移出空位后下降到地面層存取車。11、12、13、14、15、16號車位通過1、2、3、4、5號車位和6、7、8、9、10號車位的橫移讓出空位后再下降到地面層存取車。如需在13號位存取車，則將8、9、10號車位和3、4、5號車位向右移動，13號車位下降即可，如需在6號車位存取車則1、2、3、4、5號車位向右橫移，6號車位下降即可。同樣n層m排的取車原理都是相同的。圖

42、3-1 升降橫移式立體停車庫我們發(fā)現(xiàn)地面上布置的升降橫移立體車庫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層都必須預(yù)留一個空車位，供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄灰嫒r，無需移動其它托盤就可直接進(jìn)出車；中間層、頂層進(jìn)出車時，先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空時才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動作，進(jìn)出車后托盤再向上回升到原位。其運(yùn)動總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位。地下布置、半地上半地下布置車庫的結(jié)構(gòu)與此類似。4 升降橫移式立體停車庫的硬件系統(tǒng)控制系統(tǒng)硬件確定主要包括系統(tǒng)控制形式及控制核心單元的選擇、輸入?yún)⒘康臋z測和傳感器的選

43、擇、輸出驅(qū)動方式和驅(qū)動組件的選擇、人機(jī)聯(lián)系方式的選擇，最后生成硬件接線圖。4.1控制系統(tǒng)控制核心單元的選擇 升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制核心單元確定與控制任務(wù)有關(guān)，3×6升降橫移式立體停車庫有11個提升大電機(jī)，10橫移小電機(jī)，由控制單元的輸出點(diǎn)控制，并要求實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，故需要42個輸出點(diǎn)；托盤行程開關(guān)：橫移定位開關(guān)20個，升降定位有22個，行程開關(guān)的位置監(jiān)測信號可作為控制系統(tǒng)的輸入，即需 42個輸入點(diǎn)。此外車庫的控制系統(tǒng)要對車庫運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、安全監(jiān)測等。所以控制系統(tǒng)的輸入/輸出點(diǎn)至少在100以上，對于如此眾多的輸入/輸出點(diǎn)，繼電器和單片微機(jī)控制系統(tǒng)很難達(dá)到，而對于可程序設(shè)計(jì)控制器

44、就顯得很簡單，它在理論上，可無限制的擴(kuò)展輸入/輸出模塊。從功能、性能、經(jīng)濟(jì)等各方面考慮，3×6升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制核心單元采用CP1H系列的非集成式可擴(kuò)展型可程序設(shè)計(jì)控制器。只要選擇與輸入/輸出模塊相匹配的電源和CPU單元，可程序設(shè)計(jì)控制器便可完成3×6升降橫移式立體停車庫控制任務(wù)?？沙绦蛟O(shè)計(jì)控制器的系統(tǒng)框圖如下圖4-1：圖4-1 可編程控制器的系統(tǒng)框圖S7-200 PLC的CPU模塊包括一個中央處理單元、電源以及I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序，輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中采集信號，輸出部分則輸出控制信號，驅(qū)動外部負(fù)載。 新一代的C

45、PU模塊按I/O點(diǎn)數(shù)多少不同和效能不同而有五種不同結(jié)構(gòu)配置的品種，即CPU221、CPU 222、CPU224、CPU224XP、CPU226，其中CPU 226集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點(diǎn)，數(shù)據(jù)存儲容量10KB，7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)，3K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，6個獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器，2個RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的

46、運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 本文3×6升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)總共有97個數(shù)字量輸入，63個數(shù)字量輸出，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)，以及程序容量和控制的要求，選擇CPU226作為該控制系統(tǒng)的主機(jī)，外加5個擴(kuò)展模塊即可滿足使用要求。其中2個數(shù)字量輸入模塊EM221,其類型為16點(diǎn)24VDC輸入；3個數(shù)字量輸入/輸出模塊EM223，其類型為16點(diǎn)24VDC輸入/16點(diǎn)24DC 輸出。4.2 傳感器的選擇 3×6升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)要完成對車庫現(xiàn)場的監(jiān)控、運(yùn)動位置的檢測等任務(wù)，需要大量的檢測傳感裝置。在選擇檢測傳感裝置時，其裝置一般

47、要符合以下要求： 1.輸入輸出信號之間要求一定的函數(shù)關(guān)系。經(jīng)常要求時單值、直線性的函數(shù)關(guān)系，即符合 Sc=ASr+K式中:Sc傳感器的輸出值；A靈敏度系數(shù)，常數(shù)；Sr傳感器輸入值；K零點(diǎn)輸出，常數(shù)。2.有較高的的靈敏度和較大的信噪比。靈敏度高，意味著被測量有微小變化時傳感器就有較大的輸出，但又要求傳感器本身噪聲小，且不易從外界引進(jìn)干擾噪聲。 3.響應(yīng)速度快又不失真。即要求輸出信號隨輸入信號變化的響應(yīng)時間越短越好。 4.線性范圍寬。任何傳感器都有一定的線性范圍，在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成正比關(guān)系。線性范圍愈寬，表明傳感器的工作量程愈大。 5.穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)。穩(wěn)定性指傳感器經(jīng)過長期使用后其輸

48、出特性不發(fā)生變化。影響傳感器穩(wěn)定性的是時間和環(huán)境，環(huán)境又包括溫度、濕度、塵埃、振動、電場、磁場干擾等因素。 6.有較高的精確度。傳感器的精確度表明傳感器輸出與被測量之間的對應(yīng)程度以及重復(fù)一致的程度。 7.輸出信號易于微機(jī)接口。對于控制系統(tǒng)而言，要求傳感器的輸出信號盡量符合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入通道的信號要求，即為05V, 15V, 010V, 020mA, 4 20mA等標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流。 8.結(jié)構(gòu)要簡單，易于安裝更換，易于維護(hù)，性價(jià)比要好。 在選擇傳感器監(jiān)測裝置時，要以上述要求為依據(jù)。下面是3×6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： 紅外探測器 停車庫安裝紅外探測器有兩

49、種功能:車庫在運(yùn)行時，不允許有其它物體進(jìn)入車庫工作區(qū)域，例如人和小寵物;在夜間或者無管理員時，防止偷盜和蓄意破壞等違法行為。在警戒范圍內(nèi)，為什么人在移動時被動紅外探測器能夠發(fā)生報(bào)警信號?在自然界，任何高于絕對溫度(-273. 151C)的物體(例如人和小寵物)，其釋放的紅外能量的波長是不一樣的，因此紅外波長與溫度的高低是相關(guān)的。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8-12 u m之間的紅外信號變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，并能對自然界的白光信號具有抑制作用，因此在被動紅外探測器的警戒區(qū)內(nèi)，當(dāng)無人體移動時，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)

50、入車庫運(yùn)行警戒區(qū)，通過菲涅爾透鏡，熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)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(yīng)移動物體與背景物體的溫度的差異。另外一個器件就是菲涅爾透鏡，菲涅爾透鏡有兩種形式，即折射式和反射式。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(jìn)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。 4.3 行程開關(guān) 3×6升降橫移式立體停車庫橫移和升降定位所運(yùn)用的檢測器件為行程開關(guān)。行程開關(guān)是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，以?shí)現(xiàn)對

51、機(jī)械運(yùn)動的電氣控制，應(yīng)用于車庫系統(tǒng)的限位保護(hù)和行程控制。行程開關(guān)靠外加機(jī)械力使觸點(diǎn)動作，可分為三種:快速動作、非快速動作和微動。當(dāng)運(yùn)動部件移動速度小于0. 4m/min時應(yīng)當(dāng)選用快速動作的行程開關(guān)。停車庫中部件的運(yùn)動均大于這個速度，使用的均為非快速行程開關(guān)。4.4 驅(qū)動元件 在此驅(qū)動元件是完成車庫托盤的橫移和升降的專用減速電機(jī),查閱相關(guān)資料得知升降速度 >lOmmin；橫移速度 >13mmin；最大提升重量 2800kg；升降機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 455kW；橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 037055kW 。則本文橫移選用Y8012-2三相異步電動機(jī)，升降選用Y132S2-2三相異步電動機(jī)。由于3&#

52、215;6升降橫移式立體停車庫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)動都是弱電直流器件，內(nèi)部最大的電壓不超過+24V，所以電機(jī)應(yīng)外接電源380V工頻交流電。對于每一部電機(jī)，可編程控制器的輸出單元都有兩個輸出點(diǎn)，分別驅(qū)動。實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)兩個接觸器如圖4-2所示：4-2 控制系統(tǒng)電機(jī)示意圖4.5 生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖根據(jù)上述停車庫控制系統(tǒng)的各部分控制硬件及停車庫的具體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動規(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4-3所示。4-3 控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖5 升降橫移式立體停車庫的軟件系統(tǒng)5.1軟件所要完成的控制任務(wù) 在3×6升降橫

53、移式立體停車庫控制系統(tǒng)分析中，硬件配置部分己在前面章節(jié)詳細(xì)的進(jìn)行了說明，并提出硬件配置的依據(jù)基本上是要根據(jù)停車庫所要完成的控制任務(wù)來確定，包括控制核心器件、傳感檢測裝置等。同樣，在現(xiàn)有控制硬件的條件下，如何來完成控制任務(wù)，這就要通過軟件系統(tǒng)對控制的實(shí)現(xiàn)。本節(jié)將要詳細(xì)的明確軟件所要完成的控制任務(wù)。 總體來說軟件系統(tǒng)就是在硬件系統(tǒng)的支撐下，向驅(qū)動單元發(fā)出控制指令，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在預(yù)想的過程中，準(zhǔn)確無誤的完成所要完成的控制任務(wù)。而控制硬件和軟件都有自己的控制任務(wù)。3×6型升降橫移式立體停車庫中的軟件系統(tǒng)就是要運(yùn)用自身的編程語言(梯形圖)以及相關(guān)的功能塊語言，進(jìn)行合理的排序和邏輯運(yùn)算，再通過合理

54、的判斷和掃描程序運(yùn)算結(jié)果，由硬件系統(tǒng)向驅(qū)動單元輸出最終的判斷結(jié)果，從而完成軟件控制。 5.2控制程序流程圖該系統(tǒng)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(jìn)開出即可?？刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫，程序流程圖如圖5-1所示。需要說明的是，托盤用鋼絲繩或鏈條依靠托盤上的吊點(diǎn)懸在托架上，在靜止?fàn)顟B(tài)時，防墜（安全）掛鉤掛住托盤，托盤要下降時，必須移開安全掛鉤才能下降軟件在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時運(yùn)用了“并行分支與匯合”的技巧，所謂并行分支指的是各分支流程可同時執(zhí)行，待各流程動作全部結(jié)束后，根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件，匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第三層托盤進(jìn)出車，可以使一層二層同時平移(左移或

55、右移)，這樣，設(shè)備動作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時，控制系統(tǒng)均能自動處理，而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便，可節(jié)約大量時間，提高工作效率。 5.3控制程序優(yōu)化由于上層的托盤升降都必須使其下層車位為空車位之后才能進(jìn)行，以地上三層車位運(yùn)動為例，一層空車位位置有N種，二層托盤升降涉及的運(yùn)動方式有N2種，三層托盤可能的運(yùn)動方式有N3種，隨著車位和層數(shù)的增加，程序會出現(xiàn)劇烈膨脹，因此，如何尋求簡便方法，使程序得到優(yōu)化將是該系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。以第二層為例，在變量Dm中存放第二層需要存取的車位號，該車位號為1N，如進(jìn)行上層X(1XN)號車位存取，則DmX；在Dn中存放下層空車位號，設(shè)空車位為Y號車位，則DnY；在進(jìn)行存取車時，把Dm和Dn中的數(shù)值進(jìn)行比較，其結(jié)果為零，則上層車位的托盤可以直接下移；如果結(jié)果大于零，則表示空車位在左邊，這樣先把空車位右邊第一個托盤左移到空位上，之后重復(fù)上述過程，直到空車位在上層需要存取的車位正下方時，上層車位的托盤才能進(jìn)行升降運(yùn)動。程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖如圖5-2所示三層存取車的處理方法和第二層類似。5-1 停車庫軟件系統(tǒng)控制流程圖5-2 控制程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖模塊化程序設(shè)計(jì)PLC控制程序采用模塊化編程形式，車位運(yùn)行過程中只需