智能停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)

畢業(yè)論文題目：智能停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)學(xué)校：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)：2017年10月25日目錄一、智能停車(chē)庫(kù)的根本設(shè)計(jì)1〔一〕智能停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)組成1〔二〕智能停車(chē)庫(kù)空間問(wèn)題描述1二、智能停車(chē)庫(kù)模塊設(shè)計(jì)2〔一〕運(yùn)車(chē)軌道設(shè)計(jì)2〔二〕運(yùn)輸小車(chē)設(shè)計(jì)3〔三〕車(chē)庫(kù)尺寸設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)4三、智能停車(chē)庫(kù)運(yùn)行控制5〔一〕智能停車(chē)庫(kù)運(yùn)行控制過(guò)程5〔二〕智能停車(chē)庫(kù)控制流程圖6四、結(jié)論7內(nèi)容提要智能停車(chē)庫(kù)具有占地面積少、利用率高、使用方便、投資小自動(dòng)化程度高等等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)解決人們停車(chē)難的問(wèn)題具有十分重要的意義。本文對(duì)智能停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究，從智能停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)組成、運(yùn)車(chē)軌道、運(yùn)輸小車(chē)、車(chē)庫(kù)尺寸與標(biāo)準(zhǔn)、停車(chē)庫(kù)運(yùn)行控制等方面進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，并通過(guò)PLC系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的運(yùn)送、升降、定位并通過(guò)控制按鍵直接進(jìn)行存取車(chē)。本文的設(shè)計(jì)能夠通過(guò)上位計(jì)算機(jī)界面編寫(xiě)及更改程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛在立體車(chē)庫(kù)內(nèi)的實(shí)時(shí)調(diào)度，同時(shí)也可以通過(guò)計(jì)時(shí)系統(tǒng)對(duì)停放車(chē)輛進(jìn)行收費(fèi)計(jì)算，如果發(fā)生緊急情況，還可以通過(guò)手控方式對(duì)車(chē)輛運(yùn)輸及停放，可以滿(mǎn)足人們對(duì)智能化停車(chē)的功能需求。關(guān)鍵詞：智能停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)一、智能停車(chē)庫(kù)的根本設(shè)計(jì)〔一〕智能停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)組成智能停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)和管理，PLC控制、車(chē)庫(kù)用于存儲(chǔ)車(chē)輛；車(chē)庫(kù)內(nèi)包括運(yùn)載小車(chē)局部、軌道局部、小車(chē)升降局部、側(cè)向橫移局部，平安保證局部。車(chē)庫(kù)內(nèi)運(yùn)作局部的工作順序和工作方式由PLC自動(dòng)化控制，車(chē)庫(kù)內(nèi)各點(diǎn)位限位開(kāi)關(guān)和選取按鈕控制PLC的運(yùn)行；PLC和程序編寫(xiě)、計(jì)時(shí)信號(hào)發(fā)送，包括計(jì)時(shí)收費(fèi)信息數(shù)據(jù)處理后顯示等等智能化工作由計(jì)算機(jī)完成。圖1-1連接簡(jiǎn)圖〔二〕智能停車(chē)庫(kù)空間問(wèn)題描述智能立體化停車(chē)庫(kù)要求每層車(chē)庫(kù)均能平安平穩(wěn)停車(chē)，在車(chē)庫(kù)停滿(mǎn)的情況下所有車(chē)輛都能順利取出車(chē)庫(kù)而不需要去移動(dòng)其它車(chē)輛，以圖1-2所示的簡(jiǎn)單車(chē)庫(kù)來(lái)說(shuō)明立體車(chē)位空間問(wèn)題。圖1-2簡(jiǎn)單車(chē)庫(kù)號(hào)排列如圖1-2所示，假設(shè)采用普通升降平移模式進(jìn)行上層存取車(chē)，假定升降機(jī)1號(hào)庫(kù)位置，圖中4、5、6號(hào)車(chē)庫(kù)屬于二層庫(kù)，需要升降機(jī)拉起才能升到二層；那么在1、2、3號(hào)庫(kù)均存車(chē)情況下上排三個(gè)車(chē)庫(kù)均無(wú)法存車(chē)，二層庫(kù)能夠順利存取，那些號(hào)車(chē)庫(kù)必須一直空著，專(zhuān)用于升降。而且上排存車(chē)也必須按6-5-4號(hào)車(chē)庫(kù)順序存放，取車(chē)必須是4-5-6號(hào)車(chē)庫(kù)順序取車(chē)，否那么無(wú)法正常存取車(chē)輛。如果在1、2、3號(hào)車(chē)庫(kù)位置均安裝升降機(jī)，那存車(chē)必須是先存放上層車(chē)位再存放下層車(chē)位，而且車(chē)庫(kù)建造本錢(qián)過(guò)大，控制系統(tǒng)過(guò)多，故障率也會(huì)很高。假設(shè)車(chē)庫(kù)建成三層或三層以上，那么位置安排更加復(fù)雜，機(jī)械控制更多，而空間使用率也不能到達(dá)最正確。在開(kāi)出車(chē)輛的位置要留有一條兩向車(chē)道的過(guò)道才能保證車(chē)輛的正常行通；由于上層取車(chē)需要時(shí)間較長(zhǎng)，而底層車(chē)輛旁邊的過(guò)道隨時(shí)可能有車(chē)經(jīng)過(guò)，這樣取車(chē)就是一個(gè)非常麻煩的事情，所以很多車(chē)主并不想將車(chē)放到上層空間，這就造成了很大的空間和設(shè)備的浪費(fèi)。由于車(chē)庫(kù)建成多層結(jié)構(gòu)后，每層車(chē)庫(kù)層高不可能做到單層車(chē)庫(kù)那么高，所以底層車(chē)位又有壓抑感，車(chē)主也不太愿意停放在底層。因此立體車(chē)庫(kù)一直沒(méi)有很大市場(chǎng)，也不受廣闊車(chē)主的喜愛(ài)。假設(shè)采用軌道加層板車(chē)運(yùn)送及升降小車(chē)存放那么可以很簡(jiǎn)單的解決以上問(wèn)題，將車(chē)庫(kù)內(nèi)的控制問(wèn)題大局部轉(zhuǎn)移到了運(yùn)載小車(chē)上，包括橫向位移和豎直升降的控制，這樣使空間利用率到達(dá)最高，控制也不復(fù)雜，而且可以隨時(shí)存取任一車(chē)庫(kù)的車(chē)輛。而且使用PLC的串行工作方式解決車(chē)庫(kù)運(yùn)作過(guò)程中同時(shí)出現(xiàn)存車(chē)和取車(chē)的沖突。二、智能停車(chē)庫(kù)模塊設(shè)計(jì)〔一〕運(yùn)車(chē)軌道設(shè)計(jì)運(yùn)車(chē)軌道是系統(tǒng)內(nèi)非常重要的設(shè)備，也是控制車(chē)輛的運(yùn)行設(shè)備。車(chē)輛的存取都要通過(guò)運(yùn)車(chē)軌道進(jìn)行運(yùn)輸，也正是因?yàn)橛辛诉\(yùn)車(chē)軌道才能讓車(chē)庫(kù)減少汽車(chē)在車(chē)庫(kù)內(nèi)行駛路程。運(yùn)車(chē)軌道設(shè)計(jì)如圖2-1所示，軌道設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，每條車(chē)庫(kù)只需要一條直行軌道，在軌道每個(gè)車(chē)庫(kù)口設(shè)定限位開(kāi)關(guān)，如果需要在車(chē)位邊停車(chē)那么通過(guò)PLC來(lái)控制限位開(kāi)關(guān)啟用與否。軌道上配合運(yùn)輸板車(chē)進(jìn)行作業(yè)，軌道鋪設(shè)方便，本錢(qián)低，且在可編程控制器的作用下平安穩(wěn)定。圖2-1運(yùn)輸軌道軌道寬度設(shè)計(jì)如下列圖2-2所示，一般汽車(chē)〔家用轎車(chē)〕前后輪軸距為2600mm左右，所以設(shè)定軌道寬度為2600mm。軌道上面放置臺(tái)車(chē)，汽車(chē)需要橫向運(yùn)輸，由于汽車(chē)長(zhǎng)度均在4500mm-5500mm之間，所以臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)在5500mm。臺(tái)車(chē)上設(shè)有固定汽車(chē)輪胎點(diǎn)；用于固定汽車(chē)在臺(tái)車(chē)上，穩(wěn)定汽車(chē)在臺(tái)車(chē)上，保證汽車(chē)平安。圖2-2小車(chē)外圍尺寸〔二〕運(yùn)輸小車(chē)設(shè)計(jì)圖2-3車(chē)庫(kù)運(yùn)輸小車(chē)如上圖2-3所示，運(yùn)送小車(chē)采用三層小車(chē)，第一層高度為1.6米。第二層高度也為1.6米第三層采用可調(diào)節(jié)高度小車(chē)用以運(yùn)送車(chē)身較高的小車(chē)進(jìn)入車(chē)庫(kù)，有些車(chē)車(chē)身較高(比方SUV車(chē)、面包車(chē)、吉普車(chē))這類(lèi)車(chē)型只能用頂層運(yùn)輸，當(dāng)然也可以采用底層高度可調(diào)的方式運(yùn)輸。為了節(jié)約空間，我們可以設(shè)定專(zhuān)用車(chē)庫(kù)，比方設(shè)定一邊只能存放較高的車(chē)型，就只做兩層，放置普通小車(chē)的車(chē)庫(kù)做三層，這樣可以節(jié)約更多的空間用于停放更多的車(chē)。那么運(yùn)輸小車(chē)也可以做兩種類(lèi)型的，一種的做三層都為層高1600mm的。一類(lèi)做兩層均為2500mm的高度。這樣就減少了控制本錢(qián)，也統(tǒng)一了小車(chē)制作標(biāo)準(zhǔn)?！踩耻?chē)庫(kù)尺寸設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)車(chē)庫(kù)內(nèi)設(shè)置：這是整個(gè)設(shè)計(jì)最主體的局部。一般住宅小區(qū)車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)以小型車(chē)：長(zhǎng)(4.8m*寬((1.8m)*高(2.0m)為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)尺寸(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定)，但這種標(biāo)準(zhǔn)只能存放在尺寸范圍內(nèi)的車(chē)型，在需要存放較大轎車(chē)(城市SUV、越野、加長(zhǎng)MPV等車(chē)型)時(shí)，這種車(chē)庫(kù)不能滿(mǎn)足存放需求，智能立體車(chē)庫(kù)設(shè)計(jì)不同的車(chē)庫(kù)類(lèi)型用于存放不同類(lèi)型的車(chē)輛，最大限度提升空間利用率。車(chē)庫(kù)內(nèi)建設(shè)的根本原那么：1.承力柱網(wǎng)的布置車(chē)庫(kù)以長(zhǎng)條型胡同式兩側(cè)三層存放形式；為了保證停車(chē)架的穩(wěn)定可靠，最多每三個(gè)車(chē)位間隔建造承力柱，橫向承力桿最好采用不繡鋼架一體式結(jié)構(gòu)，在鋼架接口處以承力柱來(lái)支撐。三車(chē)位間距均勻分布，最好不要出現(xiàn)一車(chē)或兩車(chē)的小柱距；2.軌道布置方式同一軌道同時(shí)般運(yùn)兩側(cè)車(chē)位，所以運(yùn)車(chē)道不宜布置在靠邊沿位置以讓軌道到達(dá)最大利用率。3.地下排水布置利用結(jié)構(gòu)找坡的方式設(shè)計(jì)排水方案，不宜采用建筑找坡的方式，那樣容易堵塞并且難于清理。保證停車(chē)庫(kù)內(nèi)枯燥無(wú)異味。4.防火和通風(fēng)防護(hù)單元的劃分應(yīng)盡量和防火分區(qū)的劃分吻合；防止出現(xiàn)跨越或錯(cuò)位。盡量使主風(fēng)道，靠近車(chē)道邊側(cè)設(shè)置；通風(fēng)風(fēng)道大小控制與防火要配合，風(fēng)道下方不能設(shè)置噴淋器；控制線(xiàn)路管道布置、設(shè)備線(xiàn)路盡量與風(fēng)道平行；最好不要設(shè)置在風(fēng)道下方，以防止加快控制線(xiàn)和通迅線(xiàn)路的老化速度。由于車(chē)庫(kù)內(nèi)汽車(chē)均為熄火狀態(tài)，無(wú)需設(shè)置排煙系統(tǒng)。車(chē)庫(kù)建筑尺寸設(shè)計(jì)：1.根據(jù)物理平衡原理設(shè)定軌道寬度為2600mm。軌道上面放置臺(tái)車(chē)，汽車(chē)需要橫向運(yùn)輸，由于汽車(chē)長(zhǎng)度均在4500mm-5500mm之間，所以臺(tái)車(chē)設(shè)計(jì)在5500mm。臺(tái)車(chē)上設(shè)有固定汽車(chē)輪胎點(diǎn)；用于固定汽車(chē)在臺(tái)車(chē)上，穩(wěn)定汽車(chē)在臺(tái)車(chē)上，用與保證汽車(chē)平安。2.柱網(wǎng)布置(以下尺寸單位均為mm單車(chē)位大小以2500x5300進(jìn)行設(shè)計(jì)。以8100x8100為宜。)柱網(wǎng)尺寸按稍大于三車(chē)位尺寸設(shè)計(jì)，假設(shè)車(chē)位大小以2600x5300進(jìn)行設(shè)計(jì)。那么柱網(wǎng)尺寸以8400x8400為宜?；?400x8100。假設(shè)車(chē)庫(kù)建設(shè)后劃分柱網(wǎng)尺寸可在車(chē)庫(kù)周?chē)m當(dāng)布置一些的大停車(chē)位，以供較大車(chē)輛存放合理的利用空間。柱網(wǎng)：柱網(wǎng)按7800~8400xC2a+b)/2布置。沿行車(chē)道方向柱距8000，車(chē)道方向柱距(2a+b)/2，其中：a為停車(chē)位深度，b軌道寬度。車(chē)輛的外輪廓尺寸設(shè)定：以下尺寸單位為(m)車(chē)型總長(zhǎng)總寬總高微型車(chē)3.501.601.80小型車(chē)4.801.802.00輕型車(chē)7.002.102.603.結(jié)構(gòu)形式及層高，假設(shè)采用三層存放庫(kù)形式，那么通行運(yùn)輸軌道高度不小于6.2米，汽車(chē)庫(kù)層高為：停車(chē)庫(kù)凈高、通風(fēng)高度、噴淋高度、控制線(xiàn)路空間高度、頂層板高和預(yù)留高度的總和，以三層停車(chē)為例，總層高不低于10.5米。三、智能停車(chē)庫(kù)運(yùn)行控制〔一〕智能停車(chē)庫(kù)運(yùn)行控制過(guò)程1.運(yùn)送層板在軌道上運(yùn)行控制：以控制三層三列9個(gè)停車(chē)位進(jìn)行設(shè)計(jì)為例編寫(xiě)程序并對(duì)車(chē)庫(kù)編號(hào)：圖3-1車(chē)庫(kù)平面簡(jiǎn)圖根據(jù)圖3-1車(chē)庫(kù)平面簡(jiǎn)圖，我們來(lái)設(shè)計(jì)運(yùn)輸控制和放置車(chē)輛的控制程序。輸入點(diǎn)位設(shè)定：開(kāi)始啟動(dòng)按鈕XO、存車(chē)與取車(chē)按鈕分別為X1和X2，選擇車(chē)庫(kù)按鈕X10〔1號(hào)庫(kù))、X11(2號(hào)庫(kù))、X12(3號(hào)庫(kù))、X13(41號(hào)庫(kù))、X14〔5號(hào)庫(kù))、X15〔6號(hào)庫(kù))、X16〔7號(hào)庫(kù))、X17〔8號(hào)庫(kù))、X20〔9號(hào)庫(kù))，由于FX-2N系列PLC輸入繼電器采用8進(jìn)制編碼，所以以上編號(hào)不能出現(xiàn)X8，X9，X18，X19。行程(限位)開(kāi)關(guān)設(shè)定X30(SQ1)、X31(SQ2)、X32〔SQ3)、X33(SQ4)、X34(SQ5)、X35(SQ6)、X36(SQ7)、X37(SQ8)、X40(SQ9)、X41(SQ10)、X42(SQ11)、X43(SQ12)、X44(SQ13)、X45〔SQ14)、X46(SQ15)。輸出點(diǎn)位設(shè)定：軌道運(yùn)輸車(chē)前進(jìn)與后退分別為YO與Y1，運(yùn)輸車(chē)鎖定位置Y30；固定車(chē)輛控制鎖緊與松開(kāi)分別為Y2和Y3；運(yùn)輸小車(chē)升降輸出控制分別為Y6和Y7；車(chē)輛推送與取出Y4和Y5。每號(hào)車(chē)庫(kù)指示燈Y10(1號(hào)庫(kù))、Y11(2號(hào)庫(kù))、Y12(3號(hào)庫(kù))、Y13(4號(hào)庫(kù))、Y14(5號(hào)庫(kù))、Y15〔6號(hào)庫(kù))、Y16(7號(hào)庫(kù))、Y17(8號(hào)庫(kù))、Y20(9號(hào)庫(kù))。當(dāng)車(chē)庫(kù)燈亮起時(shí)存車(chē)無(wú)法選擇些車(chē)庫(kù)存車(chē)，同樣假設(shè)車(chē)庫(kù)指示燈滅那么無(wú)法選擇此車(chē)庫(kù)取車(chē)。以下存車(chē)與取車(chē)的流程圖。存取車(chē)開(kāi)始點(diǎn)有固定運(yùn)輸小車(chē)點(diǎn)及三到四個(gè)停車(chē)位。為了車(chē)輛的平安，運(yùn)輸車(chē)輛過(guò)程中要求車(chē)輛拉上手剎，以免出現(xiàn)在車(chē)輛出現(xiàn)加速度時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)從而造成車(chē)輛的碰撞。運(yùn)載軌道驅(qū)動(dòng)和車(chē)輛平移推出和抓取的驅(qū)動(dòng)主要靠驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、軌道磨擦力變換減速箱、PLC變頻器調(diào)速的選擇。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的性能直接決定了整個(gè)運(yùn)載和推送平移機(jī)構(gòu)的工作性能也是車(chē)庫(kù)內(nèi)最主要的動(dòng)力機(jī)構(gòu)，其穩(wěn)定性決定了執(zhí)行機(jī)構(gòu)是否能平安穩(wěn)定的執(zhí)行自動(dòng)化程序所發(fā)出的指令。運(yùn)載小車(chē)移動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)均會(huì)有加速、減速過(guò)程，而且需要定位停止，因此選擇PLC控制變頻器調(diào)速對(duì)電機(jī)進(jìn)行限位調(diào)速控制并設(shè)定雙重限位開(kāi)關(guān)作為保護(hù)。〔二〕智能停車(chē)庫(kù)控制流程圖車(chē)輛存取流程說(shuō)明：開(kāi)始(車(chē)庫(kù)入口及出口)，帶有限位固定和兩到三個(gè)停車(chē)位用于調(diào)度。X0作為控制程序總開(kāi)關(guān)，在存車(chē)口有一排按鈕選取車(chē)庫(kù)號(hào)，選擇車(chē)庫(kù)號(hào)以后確定為存車(chē)并執(zhí)行存車(chē)路線(xiàn)；同理，在取車(chē)口也有一排取車(chē)按鈕選取車(chē)庫(kù)號(hào)也可以采用更先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別或信號(hào)識(shí)別取車(chē)，確定取車(chē)后執(zhí)行取車(chē)流程；存車(chē)和取車(chē)分別通過(guò)執(zhí)行開(kāi)關(guān)選擇X1或X2執(zhí)行。在選取車(chē)庫(kù)后可編程控制器根據(jù)各車(chē)位限位開(kāi)關(guān)尋找對(duì)應(yīng)車(chē)庫(kù)并執(zhí)行存取車(chē)工作。如圖3-2車(chē)輛存取流程圖，可以清楚看出車(chē)輛存取的工作過(guò)程，全程只需要幾個(gè)按鈕就能完成存取車(chē)，大大減少了由于停車(chē)所造成的時(shí)間浪費(fèi)。可編程控制器程序簡(jiǎn)單控制流程確實(shí)定：包括停車(chē)和取車(chē)兩個(gè)方面。圖3-2車(chē)庫(kù)控制流程簡(jiǎn)圖四、結(jié)論智能停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)研發(fā)對(duì)于解決人們停車(chē)難的問(wèn)題具有重要的意義。本文對(duì)智能停車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)包括：對(duì)智能停車(chē)庫(kù)的系統(tǒng)組成、運(yùn)車(chē)軌道設(shè)計(jì)、運(yùn)輸小車(chē)設(shè)計(jì)、車(chē)庫(kù)尺寸設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)，以及指那個(gè)停車(chē)庫(kù)的運(yùn)行控制過(guò)程及流程圖其中，車(chē)輛的運(yùn)輸設(shè)計(jì)主要包括對(duì)汽車(chē)從車(chē)庫(kù)口層板運(yùn)輸至車(chē)庫(kù)位的軌道設(shè)計(jì)和運(yùn)輸小車(chē)的升降設(shè)計(jì)；智能停車(chē)庫(kù)的立體設(shè)計(jì)包括車(chē)庫(kù)的大小、高度、位置、與軌道的距離和區(qū)別不同車(chē)輛的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)擬通過(guò)PLC系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛的運(yùn)送、升降、定位并通過(guò)控制按鍵直接進(jìn)行存取車(chē)。本文的初步設(shè)計(jì)能夠通過(guò)上位計(jì)算機(jī)界面編寫(xiě)及更改程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛在立體車(chē)庫(kù)內(nèi)的實(shí)時(shí)調(diào)度，同時(shí)也可以通過(guò)計(jì)時(shí)系統(tǒng)對(duì)停放車(chē)輛進(jìn)行收費(fèi)計(jì)算，如果發(fā)生緊急情況，還可以通過(guò)手控方式對(duì)車(chē)輛運(yùn)輸及停放，可以滿(mǎn)足人們對(duì)智能化停車(chē)的功能需求。參考文獻(xiàn)[1]蘇鳳菊《基于PlC的升降橫移式立體停車(chē)庫(kù)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》，