五车位立体车库设计.另存版.doc

五车位立体车库系统设计摘要： .随着我国经济的飞速发展，城市人口日益增多，特别是随着改革开放以来，我国进入了汽车拥有率迅速上升时候。以往那种单层平面停车场也越来越不能满足市场的需求。对多停车位、少占空间、使用操作简单、安全可靠的“立体停车库”的建设，是解决目前寸土寸金的大都市内停车难的有效办法。 立体车库是一种以单层平面停车场为核心、多平面的空间停车车库，通过可编程控制器(ProgrammingLogicController，简称PLC)控制车位空间位置的变动，使车位能够实现空间到平面的转化，实现多重单层平面停车的功能。升降横移式立体车库利用托盘移位产生垂直通道，实现多层车位的升降来存取车辆。 本文主要通过对升降横移式立体车库原理的研究，探讨了应用可编程控制器PLC实现车库控制系统的方法、步骤，介绍了实现23立体车库模型的设计和实现情况。控制系统的监控采用基于WINDOWS平台的工控组态软件MCGS，通过对组态软件数据库的构建、动画的连接及控制流程编制、调试，实现了立体车库的监控系统，最后探讨了利用MCGS实现远程控制的网络功能。 本文的研究对PLC在计算机自动化控制系统中的应用，以及利用MCGS实现工业工程实时监控，提高工业的自动化水平，都具有很重要的实践意义。关键词：立体车库 可编程控制器PLC MCGS工控软件组态 模拟仿真.一：五车位立体车库系统设计总方案:此车位分为上下两层，上下层都有三个车位，上层的三个车位可全用于停车，下层的车位要有一个空位，用于上层所停车辆的上与下。下层车位一共有三个，若是将下层靠边的任何一个车位空下来，处于上层的对角的车辆被放下时需要下层的两辆车移动位置来空出车位让上层车辆来停放。如果将空位留在中间，如想放下上层车辆，要么不用移动下层车辆，要么只需移动下层的一辆车。相比之下，我认为应该把下层的空位留在中间。因此，在这个设计方案中，都是按下层空车位在中间来设计。车辆进入停车库时，先将上层的空车位停满，然后再停放在下层的空车位上。立体车库的工作原理及机械结构1工作原理： 立体车库的工作原理如图所示。控制器是车库控制系统的核心，由单片机,plc完成。当用户对操作平台进行动作时，单片机或plc会接收并分析用户操作，判断检测原件的状态，读取执行元件的信息，然后通过软件作出合理的工控安排，并反馈信息到执行元件，操作平台，以拖动车位移动到相应的水平和垂直位置，实现车位的位置移动。状态检测单元车位在执行单元控制器操作平台图1 立体车库工作原理图1.2升降横移式车库主要机械结构 升降横移式立体车库在国内市场上占有绝对优势机械结构主要有控制过程如下：正对着的上下两层可自由升降。当车辆到达下层停车位时，按下停车按键，上层的升降台会自动上升，到达上层升降台的上限位时，升降台会自动停止上升，完成上层停车过程。下层停车位的停放只需将车辆听到预定位置即可。当需要取车时，按下停车开关，PLC程序设计要求：1、1号车位、2号车位、3号车位职能上下移动，不能左右移动；2、4号车位、5号车位只能左右移动不能上下移动；3、顶层车位的汽车，要想开出需要先按下相应车位标号呼号按键，再按下叫车按键，然后底层车位左右移动，让出空位，使顶层的车下降到底层，由工作人员开出。4、底层的车可以直接开入或者开出。PLC输入、输出点分配。输出点： I0.2-I2.4为限位开关;I2.5-I2.6为光电开关;I3.0-I3.4为呼叫开关；I0.0为启动开关；I0.1为停止开关；I0.7为急停开关。为限位开关。1号车光电开关I0.26号车左限位开关I2.32号车光电开关I0.36号车右限位开关I2.43号车光电开关I0.41号车光电开关I2.53号车光电开关I2.61车位取车开关I3.01号车上限位开关I1.02车位取车开关I3.12号车上限位开关I1.13车位取车开关I3.23号车上限位开关I1.24车位取车开关I3.31号车下限位开关I1.36车位取车开关I3.42号车下限位开关I1.4启动开关I0.03号车下限位开关I1.5停止开关I0.14号车左限位开关I2.1急停开关I0.74号车右限位开关I2.2输出点分配：1号车平台上升I4.01号车平台下降I4.12号车平台上升I4.22号车平台下降I4.33号车平台上升I4.43号车平台下降I4.54号车平台左移I5.04号车平台右移I5.16号车平台左移I5.26号车平台右移I5.32.2组态监控部分组态监控部分系统通过图形动态显示车位位置和电动机的运行状态，采用改变颜色和闪烁功能进行报警。实时显示车库具体情况。监测监控主机可动态显示系统运行的模拟图、运行参数图表、记录系统运行和故障数据，并显示故障点以提醒操作人员 注意。监测监控系统的设置致以是串行通信。串行通信是PLC与计算机之间通常采用分通信方式。这种方式直接用串行通信把设备接到计算机的串口上，串行通信方式使用标准RS-232通信协议，波特率为9600，数据位8位，停止位1位，采用奇偶校验垂直升降类机械式停车库的设计(停车场设备)机械式停车库分为升降横移类、垂直循环类、水平循环类、多层循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类、简单升降类等类型。其中垂直升降类停车库是指用升降机构将车辆升降至停车库目的层，然后用横移机构存取车辆的机械式停车设备。它又称为塔式立体停车库或电梯式立体停车库。垂直升降类停车库在我国发展比较快，特别是一些电梯企业因这类设备的升降机构部件与电梯类似，这类设备的用户与电梯相近，已经开始着手设计。据不完全统计，我国停车设备生产企业已向社会提供了2 100多个车位的垂直升降类停车库（即不包括进口），在各类机械式停车库车位数量排名中列第3位。我们认为伴随着我国轿车拥有量的快速增长，这类停车库在大中城市将有较大发展空间。 垂直升降类停车库的工作过程是：存车时，车辆驶进车库入口，由升降机构将车辆或载车板升降到目的层，然后用提升机构上的横移装置把车辆或载车板送进存车室；取车时，由横移装置把指定存车室上的车辆或载车板取进升降机构，然后由升降机构把车辆升降至车库出口处，司机再把车辆开走。垂直升降类停车库与其它类型停车库相比较特点是：（1）由于可以建得很高，其平面和空间的利用率较高；（2）控制系统先进，使得存取车迅速，运行平稳，运转效率较高；（3）具有安全可靠的机械及光电安全装置，同时由于封闭可防火、防盗、防异物伤害；（4）与垂直循环类相比，整个系统不作整体运动，节省电能；（5）噪声较低；（6）电脑操作，使用方便。因此该类停车库适用于如城市中的繁华中心区等需要车辆集中停放的场所。当然，这类停车设备也有一定缺点：（1）升降机构的通道不能作为停车位使用；（2）垂直升降和水平横移这2个动作之间有间歇，而使存取车周期加长，近年来通过提高升降速度、预先让横移装置待机等措施已得到缓解；（3）一次性投资设置需要较多资金。垂直升降类停车库设备比较庞大，机械结构和控制系统比较复杂，因此强调一些设计要点对整个设计工作的开展十分必要。垂直升降类1.停车库的主要结构 垂直升降类停车库的主要结构见图1，下面分别叙述。 1.1钢结构架 钢结构架包括：（1）主结构架，用于承受车库自身部件重量和存入车辆重量（通过支撑停车室的载车板架），最外层包着外装饰板（可用作喷绘户外标牌广告或附挂电视幕墙）；（2）内部结构支架，用于构成存车室和支撑停车库内一些机械和电气部件。钢结构架的设计制造应符合GB/T 3811起重机设计规范的规定；必要时可以对一些钢结构架浸锌或电镀锌。1.2载车板载车板放置在钢结构架中的载车板架上，用于搬运和支托车辆。载车板应采用非燃烧材料制造，质量要轻但应有足够的强度和刚度，且应能防止液体滴漏。载车板按结构形式可分为框架式和拼板式。 1.3升降装置 升降装置包括：（1）曳引驱动机，即电机、减速箱和制动器；（2）传动部件，包括钢丝绳和滑轮（或升降链条、链轮）等；（3）搬运器，由载车台及横移滑道组成，载车台是由左右竖框和前后横梁组成的矩形框架，用于升降时支托车辆；（4）对重和平衡链，电梯设计者都对此比较熟悉；（5）升降导轨和对重导轨。曳引驱动机通过钢丝绳（或链条）使载车台升降，同时对重也相应运动，平衡重量，这样有利于减小电机功率。1.4横移装置目前已有多种横移装置设计型式。对于较普遍的滑叉式横移装置来说，其工作过程是电机通过链传动带动长轴转动，长轴两端通过链条、链轮带动两端的三级滑叉作横向同步运动，实现车辆横移。三级滑叉由支承板、导轮、第二三级滑叉、链轮、齿条及齿轮箱等组成。第二级、第三级滑叉中的链传动设有“行程倍增机构”。 1.5升降回转装置升降回转装置由液压系统、升降架、回转台等部分组成。需要上升时，液压泵驱动液压缸使剪叉式升降架打开而升高；下降时，通过换向阀利用回转台自重使油缸卸荷而下降。需要回转时，通过液压马达驱动减速箱，其输出小齿轮驱动回转大齿轮完成回转动作。 1.6电气控制系统 电气控制系统是垂直升降类停车库的核心技术之一，它根据操作输入指令通过电脑程序完成存车、取车的全部动作，直接关系到存取车的速度。电气控制系统主要包括：（1）供电部分，提供各种动作所需的电源及相应的短路、过载、缺相、错相等电源自动保护；（2）程序控制部分，根据输入指令进行存取车程序分析，输出各种控制动作指令；（3）召唤操作盘和信号指示部分，用于输入存取车指令，显示工作状态或故障信息，操作运行可采用全自动运行或手动分解运行方式；（4）调速部分，比较先进的是采用变频器控制电机或泵站实现升降速度、横移速度的调节；（5）故障自动跟踪检测及处理部分。1.7安全保护装置安全保护装置应符合GB17907-1999机械式停车设备通用安全要求。一般设有：（1）紧急停止开关；（2）防止超限运行装置（越程限位开关）；（3）汽车长、宽、高、重限制装置；（4）阻车装置（防止车辆在搬运器上滑行）；（5）载车板上汽车位置检测装置；（6）出入口门、围栏联锁安全检查装置；（7）防重叠存车自动检测装置；（8）车辆出入停车库时警示装置；（9）升降装置失速冲顶和蹾底保护装置（如搬运器、缓冲器和对重缓冲器）；（10）车辆出入停车库自动门防夹装置；（11）车辆门弹开自动停止运行保护装置；（12）停电时的制动及恢复时正常运行保护等。 1.8停车库门停车库门是指车辆出入停车库的门，主要作用是阻止搬运器没有停放到准确位置时人员的进入；无人看管时防止闲人进入。 ) 1.9其它附属设备其它附属设备包括：（1）通风、排烟和采暖设备；（2）照明设备；（3）消防设备；（4）排水设备；（5）避雷设施；（6）电源设备；（7）监视及自动计费设备等。2.垂直升降类停车库的型式与配置国家机械行业标准JB/T8713-1998及建筑工业行业标准JG/T5105-1998列出了垂直升降类停车库的不同型式。垂直升降类停车库的型式选择应根据存车室数量、所在地理位置的交通情况、建筑物的规模和布局、可利用的土地面积与空间等具体条件而定。 2.1存车室的分布状态垂直升降类停车库的存车室分布状态有：（1）升降型，又分为单列式（包括横列式、纵列式、纵向串列式）和重列式；（2）圆柱型，存车室呈辐射状分布，有的是整个升降装置在升降通道内回转，有的只是搬运器在升降通道内回转；（3）升降平面移动型，即载车板作平面纵横向移动操作与升降机连接完成存取车作业；（4）升降平面回转型，即载车板作平面回转操作与升降机连接完成存取车作业；（5）十字型，可回转的升降机在呈十字形分布的存车室中间，通过升降机的升降和回转操作与载车板架连接完成存取车作业。2.2车辆出入口的布置状态车辆出入口与地面的相对位置是：出入口地面可以在整个停车库的最上一层，最下一层或中间位置任一层，即所谓的上部出入式、下部出入式或中间出入式。车辆的出口和入口可以是同一个（折返式）；也可以前后分别设立1个（直通式），使车辆比较方便地前门进、后门出。2.3曳引驱动机的位置与传动方式升降用的曳引驱动机可以置于整个停车库的顶部（上驱动式），也可以置于整个停车库的底部（下驱动式），类似于电梯的上机房和下机房型式。升降动作可以使用钢丝绳、滑轮传动，也可以采用链条、链轮传动。2.4水平回转台的设置水平回转台的设置：（1）不设水平回转台，这样车辆必须入车前进（后退）、出车后退（前进），而且要求存车室的长度方向应与出入口通道方向平行；（2）外置水平回转台，这样做主要解决车辆因停车库与道路的相对位置不便引起的出入库转弯半径过小而难于驾驶的问题；（3）内置水平回转台，这样做可以实现前进入库、前进出库操作，并允许存车室的长度方向与出入口通道方向垂直。 2.5载车横移的方式载车横移的方式有：（1）滑叉载车式，车辆与载车板一起提升，且与载车板一起由三级滑叉装置横移至存车室；（2）链传动载车式，车辆与载车板一起提升，且与载车板一起由链传动横移至存车室；（3）梳叉载车式，车辆由升降装置上的梳叉提升，且通过梳叉横移把车辆送至存车室相交错的叉齿上；（4）履带输送式，搬运器在车辆前后轮处有两个主动履带，横移时由这两个主动履带带动存车室上的被动履带，将车辆送至存车室.2.6停车库与停车库、停车库与其它建筑物的相对关系 对于2台垂直升降类停车库：（1）可以相对独立建造；（2）可以并列组合建造（出入口面向同一方向）；（2）可以纵列组合建造（出入口背对着，面向相反方向）。2台以上者可以并列和纵列混合建造。垂直升降类停车库可以单独自成建筑物，即独立设置，钢结构架外面包着外装饰板；也可以建在大厦的侧面或内部的钢筋混凝土井道内，用钢架结构构成存车位。2.7适停车辆尺寸及质量规格 垂直升降类停车库按其适停车辆的尺寸及质量规格可分为中型轿车、大型轿车、特大型轿车、超大型轿车类停车库。 3.垂直升降类停车库设计中应注意的几个条件关于垂直升降类停车库的设计条件以及下一章将涉及的设置条件可以参考正在报批的机械行业标准垂直升降类机械式停车设备以及1999年版的日本机械式存车库技术标准及机械式存车库管理标准（由日本立体存车库工业协会出版发行）等资料。下面简单介绍一些设计中应注意的几个条件。3.1基本参数 基本参数主要有：（1）适停车辆的尺寸及质量（在第2.7节已涉及）；（2）存容量，存容量越多越好，但应确保停车库顺畅而安全地运行；（3）单车最大进（出）时间。设计停车库最大存容量时，应考虑如下参数：该停车库满负荷运行时全部车辆出入库作业时间（一般小于2h）；满负荷运行时全部车辆出库时间和满负荷运行时全部车辆入库时间（一般小于1.5h）。另外还应考虑在出入库高峰时段里，该停车库的运行不会妨碍其它各种城市设施的正常使用，并且应尽可能缩短出入库排队时间。 对于垂直升降类停车库，单台存容量一般应取756辆；单车最大进（出）时间应取45210s。3.2停车库出入口净宽不小于适停车辆最大宽度加500mm，且不小于2 250mm；净高不小于1 800mm。3.3操作盘的位置 操作盘位置应设在操作人员能够目视（或通过监视装置监视）人员、车辆出入状况的位置。3.4升降通道 (1) 搬运器（或载车板）停车表面端部与车辆出入口地表面、存车室地表面接合处的水平距离均应不大于40mm，垂直距离均应不大于50mm。(2) 升降通道中的动作部分与其附近的升降通道之间的间隙应确保升降运动安全进行。(3) 当升降装置到达最高位置时，升降装置顶部与升降通道顶部之间的距离，以及当升降装置到达最低位置时，升降装置底部与升降通道底部之间的距离应符合有关规定。 3.5机房如果根据停车库的型式和规模需单独设机房，则应符合以下规定。（1）机房楼面面积应不会妨碍设备配置和维修工作；（2）机房地板到天花板的距离（非液压驱动）为：额定速度在60m