自動(dòng)化立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

1、南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文作者 譚長(zhǎng)波 學(xué)號(hào) 40621P14 系部 信息服務(wù)學(xué)院 專業(yè) 計(jì)算機(jī)控制技術(shù) 題目 自動(dòng)化立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 指導(dǎo)教師 宋錦 評(píng)閱教師 完成時(shí)間： 2009 年 4 月 26 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)中文摘要題目：自動(dòng)化立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)摘要：自動(dòng)立體車庫(kù)具有廣闊的發(fā)展前景。本文介紹了立體車庫(kù)發(fā)展?fàn)顩r以及立體車庫(kù)的主要功能與優(yōu)越性，并進(jìn)一步結(jié)合給出了一個(gè)物業(yè)小區(qū)內(nèi)地下三層升降橫移式立體車庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案的實(shí)踐操作來闡述PLC的應(yīng)用。同時(shí)本文還介紹了基于可編程控制器(PLC)的車庫(kù)控制系統(tǒng),簡(jiǎn)述了多層升降橫移立體停車庫(kù)工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過PLC軟件設(shè)計(jì)及其

2、優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了立體車庫(kù)的自動(dòng)控制，使整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性大大提高,滿足了車庫(kù)的控制功能與使用性能的要求,完全實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出車的智能控制。系統(tǒng)還在硬件設(shè)計(jì)上采用了手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)多級(jí)冗余控制方式,配合軟件/硬件連鎖保護(hù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性;同時(shí),由于PLC軟件設(shè)計(jì)上的優(yōu)化處理,使得本系統(tǒng)對(duì)于車位的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)便;此外,軟件設(shè)計(jì)還采用了“并行分支與匯合”的技巧,從而大大縮短了進(jìn)出車時(shí)間,提高了工作效率。關(guān)鍵詞 PLC 立體停車庫(kù) 多層升降橫移 控制系統(tǒng)應(yīng)用 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文摘要Title : Automated Design and Implementation of the garage

3、Abstract: Automatic three-dimensional garage has broad prospects for development. This article describes the development of a three-dimensional, as well as garage parking and the superiority of the main functions and further integration gives a three-tier property under the Mainland Area type parkin

4、g equipment lifting and transferring the design and implementation of programs to the practice of operations on the PLC applications. At the same time, also introduced in this article based on the programmable logic controller (PLC) control system for the garage, briefly lifting and transferring mul

5、ti-storey parking characteristics of the working principle and structure, through the PLC software design and optimization, to achieve the three-dimensional garage of automatic control, so that the whole control system greatly improved the reliability to meet the needs of the garage and use the cont

6、rol performance requirements, the full realization of the intelligent control and out of cars. System hardware design is still used manually, semi-automatic and fully automatic multi-level redundancy control mode, with the software / hardware chain protection, greatly improving the reliability of th

7、e system; At the same time, as a result of PLC software optimized design, making this system for the expansion of parking spaces to achieve a more simple; In addition, the software design also uses a "parallel branch and merging" skills, thus greatly reducing the time and out of vehicles,

8、improved work efficiency.Keywords: PLC Parking Lifting and transferring multi-storey Control System Application目錄引言1. PLC相關(guān)的介紹1.1什么是PLC1.2 PLC的發(fā)展歷史1.3 PLC的市場(chǎng)情況2. 立體車庫(kù)概述（立體車庫(kù)的構(gòu)成）2.1立體車庫(kù)主要有以下幾種形式2.1.1升降橫移式2.1.2巷道堆垛式2.1.3垂直提升式立體車庫(kù)2.1.4垂直循環(huán)式3. 立體車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)3.1立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要五個(gè)子系統(tǒng)3.1.1自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)3.1.2自動(dòng)存取車系統(tǒng)3.1.

9、3遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)3.1.4自動(dòng)道閘3.1.5監(jiān)控安保系統(tǒng)4. 基于PLC的多層升降橫移立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（PLC技術(shù)在立體車庫(kù)控制中的應(yīng)用）4.1升降橫移立體車庫(kù)運(yùn)行原理4.2立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4.3立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)方案的確定4.4立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）4.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.4.2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)4.4.3模塊化程序設(shè)計(jì)4.4.4軟件設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的處理5. 升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程5.1紅綠黃指示燈指示車庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)5.2存車操作5.3取車操作6. 立體車庫(kù)的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)6.1弱電系統(tǒng)6.1.1檢測(cè)信號(hào)6.1.2急停信號(hào)6.1.3輸出控制信號(hào)

10、6.2強(qiáng)電系統(tǒng)6.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)(電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì))結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)引言隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施向空間、向高層發(fā)展的自動(dòng)化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價(jià)比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的機(jī)械式立體停車庫(kù)有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動(dòng)類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡(jiǎn)易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),在國(guó)內(nèi)車庫(kù)市場(chǎng)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的市場(chǎng)份額。目前常見的機(jī)械式立體停車庫(kù)有升降橫移式、垂直循環(huán)式、多層循環(huán)式、水平循環(huán)式、平面移動(dòng)式、

11、巷道堆垛式、垂直升降類和簡(jiǎn)易升降式8種，其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全可靠、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)車庫(kù)市場(chǎng)占有83%的市場(chǎng)份額?？删幊炭刂破?PLC)集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體，可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便，因此在自動(dòng)停車系統(tǒng)中通常作為電控核心。1 PLC相關(guān)的介紹1.1什么是PLC PLC來源可編程序控制器的英文為Programmable Controller,在二十世紀(jì)70-80年代一直簡(jiǎn)稱為PC。由于到90年代,個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來,也簡(jiǎn)稱為PC;加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大,所以美國(guó)AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 (P

12、LC-Programmable Logic Controller),為了方便,仍簡(jiǎn)稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，它具有體積小，功能強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，靈活通用，維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使它成為大規(guī)?？刂乒こ痰睦硐胂挛粰C(jī)。1.2 PLC的發(fā)展歷史自1968年美國(guó)GM(通用汽車)公司第一次提出取代繼電器控制裝置以來,現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品了。PLC除了

13、以連續(xù)量為主的反饋控制外,特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另外還有與順序、時(shí)序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求,所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。1.3 PLC的市場(chǎng)情況在PLC應(yīng)用方面,我國(guó)是很活躍的,近年來每年約新投入10萬臺(tái)套PLC產(chǎn)品,年銷售額30億元人民幣,應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國(guó)家相比,在機(jī)械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用,還需要加大投入。我國(guó)市場(chǎng)上流行的有如下幾家PLC

14、產(chǎn)品:西門子公司的產(chǎn)品,目前有SIMATIC S7-400/300/200系列產(chǎn)品。GE公司的產(chǎn)品;日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。PLC的市場(chǎng)的潛力是巨大的,不僅在我國(guó),即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的日本也有調(diào)查表明,PLC配套的機(jī)電一體化產(chǎn)品的比例占42%,采用繼電器、接觸器控制尚有24%。所以說,需要應(yīng)用PLC的場(chǎng)合還很多,在我國(guó)就更是如此了。從技術(shù)創(chuàng)新的角度看,我國(guó)大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)),在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng),PLC是基礎(chǔ),所以PLC市場(chǎng)是廣闊的。PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn),這是它能持久的占有市場(chǎng)的根

15、本原因。2 立體車庫(kù)概述（立體車庫(kù)的構(gòu)成）車輛無處停放的問題是城市的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國(guó)外，尤其在日本已有近30"40年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國(guó)也于90年代初開始研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。機(jī)械車庫(kù)與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)4

16、0平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫(kù)，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21層）立體式車庫(kù)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。機(jī)械車庫(kù)與地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。機(jī)械車庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。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)

17、械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。2.1立體車庫(kù)主要有以下幾種形式目前，立體車庫(kù)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。2.1.1升降橫移式升降橫移式立體車庫(kù)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(gè)到上百個(gè)。此立體車庫(kù)適用于地面及地下停車場(chǎng)，配置靈活，造價(jià)較低。產(chǎn)品特點(diǎn)如下： 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(dòng)控制，構(gòu)造簡(jiǎn)單，安全可靠。 4)存取車迅速，等候時(shí)間短。 5)運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。 6)

18、適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場(chǎng)的使用。 2.安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護(hù)器、急停開關(guān)等。2.1.2巷道堆垛式巷道堆垛式立體車庫(kù)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(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庫(kù)適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。2.1.3垂直提升式立體車庫(kù)直提升式立體車庫(kù)類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái)，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫(kù)一般高度較高（幾十米），對(duì)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。2.1.4垂直循環(huán)式垂直循環(huán)式產(chǎn)品特點(diǎn)：占地少，兩個(gè)

19、泊位面積可停610輛車。外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短?？刹捎米詣?dòng)控制，運(yùn)行安全可靠。3 立體車庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)（立體車庫(kù)的構(gòu)成）現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動(dòng)化立體停車設(shè)備或車庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個(gè)重要組成部分。操作簡(jiǎn)單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個(gè)安全、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境，這是自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本特點(diǎn)。停車設(shè)備的一切運(yùn)行狀況，車輛停放的時(shí)間，車輛存放交費(fèi)情況，車庫(kù)庫(kù)容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運(yùn)算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦

20、公室相連，達(dá)到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會(huì)相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進(jìn)來，擴(kuò)大車庫(kù)的社會(huì)利用率和經(jīng)濟(jì)效益。這也將是自動(dòng)化車庫(kù)的發(fā)展方向和趨勢(shì)。3.1立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要五個(gè)子系統(tǒng)立體車庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包含以下五個(gè)子系統(tǒng)：自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)，自動(dòng)存取車系統(tǒng)，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，自動(dòng)道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫(kù)管理形式，發(fā)布車庫(kù)庫(kù)存容量，控制車流方案。3.1.1自動(dòng)收費(fèi)管理系統(tǒng)自動(dòng)收費(fèi)采用非接觸式IC卡。IC卡分長(zhǎng)期卡與儲(chǔ)值卡兩種。對(duì)固定用戶，發(fā)行長(zhǎng)期卡，費(fèi)用可在固定用戶交

21、納管理費(fèi)用時(shí)一并交納；對(duì)臨時(shí)用戶，發(fā)行儲(chǔ)值卡，即：用戶交納的費(fèi)用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動(dòng)從卡中扣除費(fèi)用。3.1.2自動(dòng)存取車系統(tǒng)自動(dòng)存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號(hào)識(shí)別與移動(dòng)載車盤兩個(gè)過程。用戶進(jìn)入車庫(kù)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PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號(hào)，自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置，開啟車庫(kù)門，縮短存取車的時(shí)間。存車時(shí)，司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入庫(kù)，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車完成后，車庫(kù)門自動(dòng)關(guān)閉。移動(dòng)載車盤時(shí)，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng)，檢測(cè)信號(hào)包括超長(zhǎng)檢測(cè)、到位檢測(cè)、極限位置檢測(cè)、人員誤

22、入檢測(cè)、急停信號(hào)檢測(cè)等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長(zhǎng)度超出車庫(kù)允許的長(zhǎng)度，所有載車盤將不進(jìn)行動(dòng)作，若檢測(cè)到急停信號(hào)，將停止一切動(dòng)作，直至急停信號(hào)消失。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。3.1.3遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況，當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí)，在控制中心即可進(jìn)行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。3.1.4自動(dòng)道閘在車庫(kù)出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫(kù)出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動(dòng)判

23、別該卡是否有效，若有效，則道閘自動(dòng)開啟，通過感應(yīng)線圈后，自動(dòng)?xùn)艡谧詣?dòng)關(guān)閉；若無效，則道閘不開啟，同時(shí)聲光報(bào)警。3.1.5監(jiān)控安保系統(tǒng)監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視控制車庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行狀況。它具有運(yùn)動(dòng)檢測(cè)、車牌識(shí)別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連動(dòng)等功能，可以實(shí)現(xiàn)無人看守。系統(tǒng)簡(jiǎn)介如下：視頻監(jiān)控功能：在車庫(kù)各出入口，值班室和車庫(kù)內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機(jī)，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺(tái)，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)車庫(kù)全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)控。如果在車庫(kù)光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機(jī)。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能：可以在夜間設(shè)置車庫(kù)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)區(qū)域，當(dāng)檢測(cè)區(qū)有移動(dòng)目標(biāo)時(shí)，運(yùn)動(dòng)檢測(cè)功能發(fā)出報(bào)警信號(hào)，提醒值班人員。車牌識(shí)別功能：它能

24、夠設(shè)置車庫(kù)參照車輛的車牌、車型。當(dāng)參照車輛進(jìn)入車庫(kù)監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并自動(dòng)切換和記錄相關(guān)圖像。報(bào)警連動(dòng)功能：可以連動(dòng)各類報(bào)警主機(jī)，如啟動(dòng)繼電器發(fā)出聲光報(bào)警通知安保人員自動(dòng)放下道閘攔截車輛出入。數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個(gè)同在車庫(kù)所發(fā)生事件，可以同步回放多個(gè)圖像，可選擇任意圖像進(jìn)行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進(jìn)行各種信息。3 基于PLC的多層升降橫移立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（PLC技術(shù)在立體車庫(kù)控制中的應(yīng)用）4.1升降橫移立體車庫(kù)運(yùn)行原理升降橫移類機(jī)械停車庫(kù)利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛。其車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設(shè)

25、計(jì)為多層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制,一般為24層(國(guó)家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)以典型的地上3×3升降橫移式為例,說明停車庫(kù)的運(yùn)行原理。4.2立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：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(gè)空車位,供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時(shí),無需移動(dòng)其他托盤就可直接進(jìn)出車;中間層、頂層進(jìn)出車時(shí),先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空,不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理,直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作,進(jìn)出車完成后再上升回到原位置。其運(yùn)動(dòng)的總原則是：升降復(fù)位,平移不復(fù)位。圖  上層控制程序流程圖4

26、.3立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)方案的確定升降橫移立體停車庫(kù)以停放轎車為主,其代價(jià)較昂貴,而且立體停車庫(kù)使用時(shí)涉及到人身和車輛的安全,所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性要求非常高。PLC采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動(dòng)控制裝置,集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體,可靠性強(qiáng)、性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便,適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣的環(huán)境,因此在立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)中通常采用PLC作為電控系統(tǒng)的核心。 本系統(tǒng)以上位機(jī)作為監(jiān)控機(jī),利用上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信手段,數(shù)據(jù)處理能力和圖形顯示、多媒體技術(shù),通過現(xiàn)場(chǎng)總線,實(shí)時(shí)接收和處理下位機(jī)PLC從現(xiàn)場(chǎng)采集的各種狀態(tài)、控制、報(bào)警信號(hào),并利用這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)PC控制界面中的各種圖形,實(shí)

27、時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)的各種狀況,在操作員和停車庫(kù)之間構(gòu)造出形象、直觀的界面,對(duì)操作運(yùn)行和故障給出提示、報(bào)警等。4.4立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)）4.4.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC是車庫(kù)控制系統(tǒng)的核心,其操作大致分為三類：以故障診斷和處理為主的操作;聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)狀況的數(shù)據(jù)I/O操作;執(zhí)行用戶程序以及響應(yīng)與PLC相連的外部設(shè)備的命令操作。當(dāng)有存取操作時(shí),PLC會(huì)接收和分析操作人員在控制面板按鈕或上位機(jī)輸入的指令,做出合理的工控安排：判斷檢測(cè)元件的狀態(tài),讀取車庫(kù)機(jī)械驅(qū)動(dòng)部分的信息;然后,將信息反饋到執(zhí)行元件,拖動(dòng)車位板,實(shí)現(xiàn)其位置移動(dòng),完成車輛的存取操作和信號(hào)的顯示(指示燈)。整個(gè)動(dòng)作區(qū)域配有光電檢

28、測(cè)及多重安全系統(tǒng),以防異常情況發(fā)生。 該系統(tǒng)中PLC主要完成對(duì)托盤、托板位置及運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)和存取車的操作。用各種光電開關(guān)、行程開關(guān)檢測(cè)位置狀態(tài),用接觸器、繼電器執(zhí)行對(duì)拖動(dòng)電機(jī)的起停控制。對(duì)車位的操作就是控制橫移小電機(jī)和升降大電機(jī),使它們?cè)诓煌瑫r(shí)間實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。而且上層升降動(dòng)作和以下各層的橫移動(dòng)作必須是互鎖的,即當(dāng)上層泊位在升降時(shí),下面各層泊位不能移動(dòng),反之亦然。并且上層泊位每次只能有一個(gè)泊位進(jìn)行上下升降運(yùn)動(dòng)。為了保證存取車可靠安全,系統(tǒng)要精確定位。行程開關(guān)的設(shè)置保證了托板能平移到預(yù)定位置以及托盤能上升或下降到準(zhǔn)確位置,但同時(shí),行程開關(guān)邏輯要嚴(yán)格互鎖。例如1、2水平限位開關(guān)在靜態(tài)情況下只能有一個(gè)

29、是斷開的,如果2個(gè)以上開關(guān)閉合即表示托板不到位。在車庫(kù)靜止時(shí), 2、3層所有掛鉤信號(hào)均應(yīng)斷開(負(fù)邏輯),2層上限位開關(guān)斷開,3層上限位開關(guān)閉合。此外,為了保證載車板運(yùn)行過程的安全性,必須采取傳動(dòng)系統(tǒng)自鎖保險(xiǎn)設(shè)計(jì)和安全掛鉤保險(xiǎn)設(shè)計(jì)：如鏈傳動(dòng)采用制動(dòng)電機(jī),無論發(fā)生什么情況,都處于自我保護(hù)狀態(tài);控制安全掛鉤運(yùn)動(dòng)的電磁鐵上必須有一反饋信號(hào),以指示掛鉤是否已把托盤掛好等。 光電開關(guān)布置在不同的位置有不同的功能：分別安裝在托盤底層左右兩邊的光電開關(guān),可以檢測(cè)托盤上汽車停放是否到位;在托盤對(duì)角線上安放的光電開關(guān)可以檢測(cè)托盤上有無車;裝設(shè)于停車庫(kù)車輛入口處左右兩側(cè)的光電開關(guān)還可以用于檢測(cè)外界的錯(cuò)誤動(dòng)作和車位移

30、動(dòng)時(shí)出現(xiàn)的異常情況等,如車輛未停妥、動(dòng)作區(qū)域有人或物、運(yùn)行過程中有車想開進(jìn)等意外情況,光電開關(guān)光線被遮,會(huì)給PLC一個(gè)電平變化信號(hào),從而改變PLC的輸入,蜂鳴器發(fā)音報(bào)警,設(shè)備不作運(yùn)行或停止運(yùn)行。同時(shí)在車庫(kù)中還運(yùn)用了一些傳感器,如煙溫傳感器、檢測(cè)斷繩松繩或斷鏈報(bào)警的位移傳感器,以及警示裝置、緊急停車開關(guān)、手動(dòng)按鈕、復(fù)位開關(guān)等。4.4.2 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)存取車控制只針對(duì)上層(二、三、四層)車位,而對(duì)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1所示。軟件在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時(shí)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(shí)執(zhí)

31、行,待各流程動(dòng)作全部結(jié)束后,根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件,匯合狀態(tài)動(dòng)作。即如果選擇第三層托盤進(jìn)出車,可以使一層二層同時(shí)平移(左移或右移),這樣,設(shè)備動(dòng)作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時(shí),控制系統(tǒng)均能自動(dòng)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(shí)間,提高工作效率。4.4.3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)行過程中只需調(diào)用子程序模塊,這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度,方便了程序的修改,而且為車位的拓展提供了便利的條件。整個(gè)程序包括主程序模塊、手動(dòng)按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取車位號(hào)賦值程序模塊、空車位號(hào)與移動(dòng)車位號(hào)賦值程序模塊、托盤平移運(yùn)動(dòng)程序模塊、光

32、電開關(guān)子程序模塊、托盤升降運(yùn)動(dòng)程序模塊和故障報(bào)警子程序模塊。4.4.4軟件設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的處理 程序所用狀態(tài)元件、定時(shí)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件,當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)元件保持掉電前的狀態(tài),以保存現(xiàn)場(chǎng)信息,待上電后繼續(xù)完成被中斷的動(dòng)作;當(dāng)發(fā)生意外情況時(shí),按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)信息;當(dāng)出現(xiàn)如電機(jī)過載、過熱電氣或機(jī)械故障時(shí),自動(dòng)中止系統(tǒng)的運(yùn)行,并發(fā)出聲光報(bào)警,同時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)方式進(jìn)行故障處理。5 升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程5.1紅綠黃指示燈指示車庫(kù)運(yùn)行狀態(tài) 紅綠黃指示燈指示車庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)：紅色指示燈指示有人正在進(jìn)行操作，請(qǐng)稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進(jìn)行操作；黃

33、色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫(kù)不能工作。5.2存車操作 存車操作：司機(jī)駕駛車輛從車庫(kù)入口進(jìn)入。在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過程完畢，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開車進(jìn)入車庫(kù)。車輛進(jìn)入后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉。劃卡的同時(shí)，控制器讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫(kù)單元門自動(dòng)打開。司機(jī)開車進(jìn)入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫(kù)，用IC卡在車庫(kù)出口處晃一下IC卡，車庫(kù)單元門自動(dòng)關(guān)閉。完成存車操作。5.3取車操作 取車操作：司機(jī)進(jìn)入車庫(kù)時(shí)，在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，車庫(kù)內(nèi)對(duì)應(yīng)的載車盤自動(dòng)移動(dòng)到人車交接的位置，車庫(kù)單元門自

34、動(dòng)打開，司機(jī)進(jìn)入車庫(kù)，開車出來，在車庫(kù)出口處的自動(dòng)讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機(jī)接受信息，上位控制機(jī)自動(dòng)記錄、扣費(fèi)，柵欄自動(dòng)升起，司機(jī)開車出場(chǎng)，出場(chǎng)后，柵欄自動(dòng)關(guān)閉；同時(shí)，控制器自動(dòng)讀取車位號(hào)，對(duì)應(yīng)的車庫(kù)單元門自動(dòng)關(guān)閉。取車操作完畢。 車庫(kù)在運(yùn)行過程中，有完備的自我保護(hù)裝置。一系列光電開關(guān)、接近開關(guān)、行程開關(guān)等對(duì)載車盤準(zhǔn)確運(yùn)行到位起著決定性的作用；獨(dú)特的防墜落裝置、斷繩報(bào)警裝置、超速保護(hù)裝置對(duì)車輛的安全起到保護(hù)作用。車輛超長(zhǎng)檢測(cè)、車輛停車不到位檢測(cè)、以及人員誤入檢測(cè)等信號(hào)對(duì)車輛及人員的安全起著決定性的作用。6 立體車庫(kù)的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)該立體車庫(kù)的自動(dòng)存取車控制系統(tǒng)包括

35、弱電與強(qiáng)電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號(hào)的采集，報(bào)警與控制輸出。強(qiáng)電系統(tǒng)包括載車盤電機(jī)控制線路。6.1弱電系統(tǒng)6.1.1檢測(cè)信號(hào)車庫(kù)檢測(cè)信號(hào)是控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)。控制程序根據(jù)檢測(cè)到的信號(hào)順序執(zhí)行，控制輸出。對(duì)每個(gè)上、下層載車盤，其運(yùn)行狀態(tài)只有上升、下降動(dòng)作，載車盤停放位置只有上位或下位，所以都有以下檢測(cè)信號(hào)：載車盤上認(rèn)趾，載車盤上極限，載車盤下認(rèn)趾，載車盤下極限。在載車盤上位，均設(shè)有安全掛鉤，掛鉤也為兩種狀態(tài)，即掛鉤通電打開和斷電閉合，并通過一個(gè)特定的行程開關(guān)來獲取掛鉤狀態(tài)信息。載車盤向上運(yùn)行過程中，檢測(cè)到上認(rèn)趾信號(hào)，則自動(dòng)停止運(yùn)行，如果上認(rèn)趾開關(guān)被損壞，系統(tǒng)未檢測(cè)到信號(hào)，載車盤會(huì)繼續(xù)

36、向上運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到上極限開關(guān)處時(shí)，上極限信號(hào)就會(huì)切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停電，無法繼續(xù)運(yùn)行，起著雙重保險(xiǎn)的作用。載車盤向下運(yùn)行過程中，首先打開對(duì)應(yīng)的掛鉤，系統(tǒng)檢測(cè)到掛鉤打開的信號(hào)后，系統(tǒng)開始下降，如果掛鉤未打開，載車盤不會(huì)下降。下降過程中，當(dāng)檢測(cè)到下認(rèn)趾信號(hào)時(shí)，自動(dòng)停止運(yùn)行，如果下認(rèn)趾開關(guān)被損壞，系統(tǒng)未檢測(cè)到信號(hào)，載車盤會(huì)繼續(xù)向下運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到下極限開關(guān)處時(shí)，下極限信號(hào)就會(huì)切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停電，無法繼續(xù)運(yùn)行，起著雙重保險(xiǎn)的作用。PLC還設(shè)有延時(shí)保護(hù)，在載車盤開始運(yùn)行的同時(shí)，PLC開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)時(shí)間到，而載車盤未運(yùn)行到位時(shí)，載車盤停止運(yùn)行，同時(shí)系統(tǒng)報(bào)警。另外，若兩道認(rèn)址開關(guān)均被損壞，載車盤運(yùn)行

37、到位而無信號(hào)返回時(shí)，載車盤會(huì)繼續(xù)向上或下運(yùn)行，從而發(fā)生不可預(yù)料的事故，但通過PLC的時(shí)間保護(hù)，則可對(duì)載車盤的運(yùn)行起到第三層保護(hù)的作用。    另外，每個(gè)車位設(shè)有車輛超長(zhǎng)檢測(cè)，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到超長(zhǎng)信號(hào)時(shí)，所有載車盤均不能動(dòng)作，以保護(hù)車輛的安全。車庫(kù)入口處設(shè)有人員誤入檢測(cè)，防止人員在載車盤運(yùn)行過程中誤入，發(fā)生意外；也有在車庫(kù)入口處設(shè)有升降門或欄桿，起著防止人員誤入的作用，但升降門或欄桿的開啟關(guān)閉受系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)聯(lián)鎖控制。6.1.2急停信號(hào)  系統(tǒng)必須在明顯處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時(shí)，按下急停開關(guān)，斷所有電機(jī)的電源，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。6.1.3輸

38、出控制信號(hào)  系統(tǒng)輸出控制信號(hào)包括控制電機(jī)運(yùn)行方向信號(hào)，控制電機(jī)運(yùn)行信號(hào)，控制電磁鐵得、失電信號(hào)，控制燈光報(bào)警信號(hào)，控制車庫(kù)照明信號(hào)。6.2強(qiáng)電系統(tǒng)強(qiáng)電部分包括控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，控制電機(jī)運(yùn)行接觸器。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。6.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)(電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì))  系統(tǒng)采用PLC控制，分設(shè)自動(dòng)，手動(dòng)，檢修三種狀態(tài)。檢修狀態(tài)下，所有檢測(cè)信號(hào)不參與控制。在手動(dòng)與自動(dòng)方式時(shí)，所有信號(hào)進(jìn)入PLC，PLC按照外部檢測(cè)信號(hào)，輸出控制信號(hào)，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器線圈和電機(jī)接觸器線圈，以控制各載車盤運(yùn)行。系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)聯(lián)鎖控制： 上層載車盤不在上位或運(yùn)行不到上位，中層載車盤

39、及過橋車不能運(yùn)行。 下層載車盤不在下位或運(yùn)行不到下位中層載車盤及過橋車不能運(yùn)行。 中層載車盤及過橋車運(yùn)行不到位，上下層載車盤不能運(yùn)行。 前后超長(zhǎng)開關(guān)只要被遮擋，所有載車盤都不能動(dòng)作。 入口處人員誤入被遮擋，所有載車盤都不能動(dòng)。只有通過“復(fù)位”按鈕，才可解除此聯(lián)鎖。 安全掛鉤不在開啟位置，無下降動(dòng)作。 任何載車盤觸發(fā)上、下極限限位開關(guān)，立即斷所有電機(jī)電源。 急停按鈕按下，立即斷所有電機(jī)電源。結(jié)論近幾年，隨著人民生活水平的提高，及汽車價(jià)格的一降再降，有車在老百姓看來已是越來越平常的事?？墒?，如果你住在一些較老的小區(qū)，會(huì)發(fā)現(xiàn)，買車容易，停車可就難了；更有甚者，有些人為了能在市中心上班地找到一個(gè)泊車位，不得不比擠公車起得還早。為什么會(huì)這樣，這既有歷史原因，人們沒想到國(guó)人會(huì)如此快的擁有自己的家庭轎車，也有中國(guó)過于太快的城市化，使城市本就薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施捉襟見肘，所以，國(guó)家不能承受城市無限度的外擴(kuò)，也就不允許在每個(gè)建筑外面留下大塊的空地作為停車場(chǎng)。因此，“車庫(kù)”是大中城市的熱門話題，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫(kù)”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)”，隨著家用汽車的不斷增加，