基于PLC的住宅小区立体停车设备的设计毕业论文.doc

基于PLC的住宅小区立体停车设备的设计毕业论文目 录1绪论11.1立体车库概述11.1.1概述11.1.2立体车库的分类及其特点11.2立体车的国内外发展情况71.2.1国内发展情况71.2.2国外发展情况72 部分立体车库控制方式的比较92.1立体车库的控制形式92.1.1 继电器控制92.1.2可编程控制器（PLC）控制92.1.3单片微机(Single Chip MicroComputer)控制102.2 立体车库控制方式的比较112.2.1 升降横移立体车库的控制系统112.2.2垂直循环式车库的控制系统122.2.3巷道堆垛式122.2.4水平循环式132.3 几种立体车库的特点及比较142.4 选择设计的立体车库153 升降横移式立体车库163.1 升降横移式立体车库的主要组成部分163.2 升降横移式立体车库车位结构163.3 升降横移式立体车库的结构及运行规图164 升降横移式立体停车库的硬件系统184.1控制系统控制核心单元的选择184.2 传感器的选择194.3 行程开关204.4 驱动元件204.5 控制系统PLC硬件接线图215升降横移式立体停车库的软件系统235.1软件所要完成的控制任务235.2控制程序流程图236 升降横移式立体车库的控制系统256.1升降横移式立体车库的控制系统256.2升降横移式立体停车库36控制系统266.2.1升降横移式立体停车库控制系统的控制任务266.2.2升降横移式立体停车库控制系统的基本要求276.3 PLC的I/O口资源配置286.4 升降横移式立体车库的梯形图29总结38参考文献39致谢40附录A 立体车库主程序41附录B 组态仿真脚本程序及仿真结果42基于PLC的住宅小区立体停车设备的设计1绪论1.1立体车库概述1.1.1概述机械式立体库是一种使用立体化的方式访问整个停车场停放车辆、存取结构和停车设备的车库，即将车辆存放在立体停车位或从停车位中取出。立体机械停车库是按照近数十年来市场经济的发展，诞生的一个新的泊车系统，与传统的自走式车库不同，受土地供应不足、多车少地的市场需求迫切的影响下，将车辆多层存储，其最大的优点是充分利用有限的停车面积，使停车向空间和地下等方向发展，自动化程度较高，有更广阔的发展前景，代表该停车场的发展方向。1.1.2立体车库的分类及其特点机械式立体车库种类较多，运行原理和组成结构各有特点，目前国内的主流机械式停车设备共分为九大类，即：升降横移式（PSH）、垂直循环式(PCS)、简易升降式(PIS)、垂直升降式(PCS)、平面移动式(PPY)、巷道堆垛式(PXD)、多层循环式（PDS）、汽车专用升降机式（PQS）。以上所述各类型的停车设备，采用不同的工作原理和适用于不同场地条件的技术，各有各的特点和优势。（1）升降横移式立体车库：采用通过载车板升降或横移以达到存取车辆的目的的机械式停车设备的立体车库叫做升降横移机械式车库。升降横移式立体车库采用模块化设计，设计可从几个到几百用途车位数不等，可以利用于多种场地条件，可以采用多种组合方式，有效利用场地现有空间，也广泛使用于地下停车场以及地面停车场的改造，主要应用在住宅小区的的公用停车场、机关单位、商务办公楼、酒店的地上地下停车场，存取车辆快速方便，拥有独特的跨梁式设计，车辆出入无障碍。采用PLC控制，自动化程度较高。环保，节能，低噪音。如图1.1所示。图1.1 升降横移式立体车（2）垂直循环式立体车：采用载车版循环地在垂直方向做运动的停车系统，以达到存取车辆工作的停车设备叫做垂直循环类立体车库。该立体停车库设备的优点是控制简单、动力单一、占地面积小，适合停车场地散、规模小的停车场，比较适用于车辆不多的机关单位、停车区域小又分散等特点的车场。方便：使用PLC自动调车， 每次完成存取车只需要一次按键即可。迅速：调动车辆的时间短，存取车辆比较快速。灵活：该类停车设备既可以设置在地面上，也可以设置在半地上半地下，亦可独立设置或依附在建筑物附近较小的场地，同时还可以多个组合在一起。 经济：由于其拥有占地面积小的特点，所以相对而言可以节省掉购置大量土地的昂贵费用，更加有利于优化设计和合理规划。 省电：由于该类停车设备的设置特点所以在一般情况下不用强制通风，也没必要大面积使用照明设备，所以耗电量在相同情况下而言比较其他普通地下车库的节省35%。如图1.2所示图1.2 垂直循环式立体车库 （3）水平循环式立体车库：该种停车库采用链条牵引，以使车库内所有车辆随着载车版做循环运动，并保持与地面平行方向相同，达到存取车辆的目的。如图1.3所示立体车库工作原理:一般情况下水平循环式立体车库设在地下，层数可以是2层到4层，存取车辆时，一般是先判断空载车版，然后使载车版做水平循环运动达到相应位置，再由升降机先将车辆送到相应的空载车版，达到存车目的。取车时，先让车库内的载车版做水平循环运动，使被取车辆移动到升降机上，再由升降机送到地面，完成取车适用范围:小区、机关单位、商场娱乐场所、酒店公寓等。 主要特点:不需进出车道，经济环保，同时水平循环式立体一般建立在建筑物的地下层，提高停车场的存车能力，占地少，而且操作方便、结构简单、维护方便、费用低，比较安全。但是由于该停车系统每次存取车辆都是整体循环，存取车辆效率低，一般不能大规模建设、大规模停车。图1.3 水平循环式立体车 （4）多层循环式立体车库：该停车设备是通过载车板的上下循环运动，从而实现多层循环式停车的系统。多层循环式立体车库的占地面积少，存取车辆的自动化程度比较高。多层循环式立体车库一般建在建筑物、广场和便道的地下以及高架桥下方，因为这些场所都符合多层循环式立体车库的一个特点，适合于设置在地面只有一个出入口的地形细长的场所。如图1.4所示。图1.4 多层循环式立体车库 （5）平面移动式立体车库：平面移动式立体车库可以有2层或多层，在同一层内载车版只能左右平移，而不能上下升降，存取车辆时，先让载车版平移到升降机位置，通过升降机的上下升降实现车辆的存，同时为了车辆在不同层数之间的调度，也可以让载车版和升降机配合，使车库的使用更加合理和灵活。平面移动式立体车库的特点是：在拥有多个升降机的前提下，各层的载车版可以配合各个升降机动作，提高整个车库的存取车效率。同时，该车库使用地下空间比较自由，停车规模比较大，可以达到几千辆，适用于大型的停车场设计使用。同时由于其存取车辆的独立性，当车库内部分故障时，不会影响其他车辆的存取，因此使用相比较而言更方便；该系统一人为本的设计，舒适性更高，安全更加有保障；在通过人机界面实行综合管理的同时，还可以全面监控整个系统的运行状况，操作简单。如图1-5所示：图1.5 平面移动式立体车库（6）巷道堆垛式立体车库：巷道堆垛式立体车库借用仓库式管理模式，采用堆垛机、桥式起重机等搬运设备，将车辆通过水平移动或垂直移动放到相应的载车板上，从而达到存取车辆目的的停车设备叫做巷道堆垛式立体车库。巷道堆垛式立体车库采用先进的控制系统，采用激光自动控制等先进设备，从而达到全自动的立体车库，他的出现，解决了当今社会迫切希望得到处理的大型自动化停车难题。巷道堆垛式立体车库一般适用于大型的、密集型的停车场，地上地下均可，可以有效利用有限的空间。巷道堆垛式立体车库的每个载车板的移动都相对独立，故而提高了存取车辆的速度。同时，巷道堆垛式立体车库采用全封闭式管理，隔离了人和设备，安全、可靠。如图1.6所示：图1.6 巷道堆垛式立体车库 (7)垂直升降式立体车库：也称为塔式机械式立体停车库，它是通过电梯和安装在相应位置的横移机构，以提高车辆或汽车板块滑动实现获取车辆的机械式停车设备升降机机。这就是所谓的塔式库或机械式停车库电梯类型。垂直升降停车库比较快的在中国的发展，特别是在一些公司，如电梯，由于这类设备的升降机构电梯配件，但其大量的研究，并批量生产。垂直升降停车库电梯工程上的葫芦元两侧布局的空间相似，一般地需要一辆车转盘，省去了司机掉头。如图1.7所示： 图1.7 垂直升降式立体车库 （8）简易升降式立体停车库：一般在2层以上，具有升降机构或俯仰机构，达到存取车的简单机械式停车设备。简单的起重机械式停车设备一般为准无人方式。一个停车场停放的两辆汽车,适合拥有多辆汽车的家庭。 结构简单实用，无需特殊地基的要求。可任意迁移，搬迁安装容易或根据地面情况，独立及多台设备。有防盗的特殊钥匙开关和汽车安全防滑装置。如图1.8所图1.8 简易升降式立体停车库（9）是专门在不同的平面为专用的汽车升降机的处理设计的，仅携带起到非自连接访问的作用。目前，由于土地资源的稀缺性，同时建设停车场全国的土地往往狭窄，无法使用的坡道车库建筑自走式的情况下，这个时候你可以坐汽车升降机的方法直接抬车取代汽车进入车库坡道，节省空间，提高车库利用率。汽车升降机的住宅，医院，宾馆，写字楼，机场等多辆车的车库，替代自走车坡道，节约了大量的土地。如图1.9所示：图1.9 汽车专用升降机1.2立体车的国内外发展情况1.2.1国内发展情况自20世纪初，全国前前后后举办了多个相关停车设施的展览，于2006年10月在上海举行的“ 2006上海国际停车设备和智能系统展览会”同样热闹非凡，吸引了来自德国，日本的参与者，美国和停车设备，自动停车场设备能力和技术能力来完成一个先进程度等世界知名制造商已被广泛认可和接受的世界机械车库的早期研究和开发工作是从80年代中期， 20世纪90年代开始引进停车场和生产设备，已在北京，上海，广州，深圳等地使用。参见我们的行业的日本和其他国家的标准，近年来，标准的出台，目前停车设备生产厂已发展到几百个，生产各类停车设备，停车设施，部分已经开始出口。机械式停车库是建设有一个全面的表现不仅包括机械式停车设备，规划建设关系到整个景观区，交通控制，建筑结构，动力照明，通讯，监控，通风，排水，环保，消防安全，各种学科，如管理费，停车设备本身，其发展一直是机械结构的形成独有的技术特点停车设施，需要多学科，多学科的复合型人才积极参与科技的各个领域，国外停车成熟的技术为我们的停车产业，安全，经济，高效，节能，省的产品，以满足国内外市场的需求发展。仍有在中国的工业开发园区的一些问题，因为没有统一的技术标准;多数产品是仿效或引进国外技术，技术水平低的;企业缺乏具有一定规模，生产能力不足的;无序的市场竞争，个别企业为了抢占市场，价格竞争回吐;缺乏参与，技术创新能力严重不足的科研设计单位;政策不配套，停车产业的发展严重滞后和管理。解决这些问题，我们需要市场在政策，管理和技术方面的努力。政策应参照有关政策规定进行开发，规划确定私人和公共停车位的合理数量，实现投资主体多元化，以确定物业及停车场管理费，投资及运营商给予适当的奖励，以使其有利可图。市场化运作机制，建立车库市场，占道路使用价格杠杆来增加停车费，逐步消除“路满库空”的现象。鼓励按照市场规律车库，以及政府监督和政策调控，停车产业健康发展的实施工作。1.2.2国外发展情况早在60年前，就是停车有些在海外的发展，自动化停车设备系统在世界各地的发展很不平衡，德国最早开发，技术领先的地位，平维和多层停车库系列，已开发小时 - ， U型和V型。由于日本国土面积小，使用最广泛的，自1959年以来， 1983年以后推出的三维机械停车库建设技术，已建成的一共有25,454对大陆形式的机械车库，每股平均体积座车达到约10辆，可达到一百多辆。从70年代末起，车库容量的5 -7 的年增长速度，已经赶上了4 -6 以上的汽车保有量，技术特点从来看同期的年均增长率，日本人更注重垂直自动立体车库的发展，集约化自动立体车库即开发。自20世纪初，在全国举办了多个展览及相关停车设施，自动停车设备和技术能力完全的能力，先进程度已被广泛认可和接受的世界。该国的经济发展和建设阶段，有多种立体车库外资进入中国市场。已经出现了双停车设备适合于家庭使用;利用居住空间建造2-4层升降横移式停车设备;适合在城市中心商业区停车楼和停车塔使用;广场，下面的建筑地下车库的空间。自从20世纪70年代后期以来，世界经济，汽车的日益普及，快速发展增加所有权，迫使人口密集，车多的国家，地区和一些发达国家积极在机械式立体停车技术的研究和开发，工业领域。研究在日本，美国，德国和停车技术领域代表的其他国家处于世界领先地位，韩国和中国的香港，澳门和台湾地区也通过引进停车产业的 - 移植制造，得到了蓬勃发展在一很好地解决了停车难的地区，并开始出口出来的技术和产品出口。车库往往是要考虑后期建设的唯一的事情。他们往往很大，而且注重实用性，只提供必要的停车空间，车辆没有过多考虑审美需求。它也是开发商不愿花费一部分的成本，但不能回避然而，随着城市和交通运输技术的进步作用的扩大的作用和大小，车库必须重新定义。2 部分立体车库控制方式的比较2.1立体车库的控制形式车库控制形式是根据车库的具体情况选定，要综合考虑到其规模、应用场合等各方面因素而定，在车库众多的控制系统中有三种比较常见的控制形式:继电器逻辑电路控制、可程序设计控制器控制、单片机控制。2.1.1 继电器控制在立体车库早期应用，更常用的形式是继电器控制。它是利用多个主交流接触器，热过载中间接触器和继电器等电器元件构成通过一个简单的控制功能结合在合理的逻辑电路。随着电子技术的飞速发展，许多其他形式的生育控制组件，并已迅速取代控制的早期形式。但对于小型低成本立体车库，继电器控制继续使用。停车在一个小型图书馆，控制组件是比较小的，比较强的专用继电器控制，电路配备了更短的时间相应电路简单，成本非常低廉，适合家庭立体车库。继电器控制也有许多不足之处。首先，这是难以实现的智能模块控制;二，不适合大规模，大容量立体停车库;元器件可靠性差车库第三工作，故障率相对较高;最后，作为增大驱动组件，其配备逻辑电路的难度也大大增加了。因此，对于中型和大型停车设备，控件的使用方式是不恰当的控制继电器形式。2.1.2可编程控制器（PLC）控制现有的停车设备在国内和国外，主要是在使用可编程控制器及其控制系统的设计形式，特别是在智能化的要求，多后，现代化的大容量的停车库的高度。 与控制器的设计可以被编程继电器相比，单芯片微型计算机具有相对独特的优点： 1.灵活、通用 在继电器控制系统，该控制装置使用了大量的继电器，电气系统是根据控制图设计，手动接线，焊接，组装固定装置，这是非常耗时的过程。如果在过程中一点点的变化，就必须改变电气控制系统，那么原来的整个电气控制系统将完全删除，并重新布线，焊接，固定的工作，花费了大量的人力，物力和时间。编程的控制器可以由存储在存储器中的控制程序来实现，如果需要改变控制功能，则仅需要修改方案以及布线可以是非常小的变化量。2.可靠性高、抗干扰能力强对于立体车库，可靠性是一个非常重要的指标，如何能在各种环境和条件（如电磁干扰，低湿度，灰尘和其他超高温），工作稳定可靠，工作中的穷人故障率降到最低，为每一个控制设备必须考虑开发。 PLC在这方面的一些有利的措施，PLC具有高可靠性和高性能采取的开发商，它被称为“专为恶劣的工业环境而设计的计算机”。 3.程序设计简单、使用方便 实现了与单片机控制，采用汇编语言是很难掌握的，需要用户具备计算机硬件和软件层面的一些知识。 PLC控制过程为导向，问题导向“自然语言”的程序设计，容易掌握。 PLC是容易的程序设计，很容易修改程序来改变，灵活方便。4.接线简单 PLC只需要简单地接线的输入装置（如按钮，开关等）连接到PLC的输入端和输出设备（如接触器，电磁阀等）连接到PLC的输出端子。布线工具仅一把螺丝刀，电线的工作极其简单，最少的工作量。 5.功能强 现代化的PLC不仅拥有条件控制，定时，计数和步进控制功能外，还完成A/ D，D/ A转换，数字计算和数据处理和通信网络和生产过程监控。因此，它可以被控制的开关上，也用于模拟控制;无论是单机控制，一个车库，一个车库可以对照组。无论是在现场控制，也可遥控控制。可以控制一个简单的系统，而且还控制复杂的系统。6.体积小、重量轻和易于实现机电一体化 因为使用的是半导体集成电路PLC中。因此，具有体积小，重量轻，功耗低。而且由于PLC是专用计算机专为工业控制而设计的，其结构紧凑，坚固耐用，结构紧凑，并且由于其可靠性和较强的抗干扰能力，使设备内部容易装载机械，因而成为机电一体化控制装置是理想的。同样，编程控制器也有它的不足之处，其成本比单片机控制和继电器控制的高;其发展潜力比单片微处理器更糟的是，它的功能灵活;通用性好，不同的制造商可以编程控制器的设计及其附属单位是固定的，所以特别。控制系统升降横移停车库的可编程控制器的设计被广泛应用，并发挥在使用此方案设计的形式，可能控制器车库，车棚系统的演化非常重要的作用。 2.1.3单片微机(Single Chip MicroComputer)控制单片机就是我们通常所说的微控制器，是CPU，RAM，ROM（EPROM），定时器/计数器，1/0接口全部集成在一个单一的硅芯片。单片机在机械和电气设备的控制是一个比较常见的一种，由于它的控制功能，体积小，成本低，功耗低，成本低，使用方便，可直接安装在设备，所以在20世纪自上世纪80年代迅速发展起来。理论上也可用于停车场设备系统，但实际上在图书馆停车场控制系统，单片机控制还没有得到广泛的应用，其原因主要有以下几点：1单片机控制系统的开发周期较长，耗费更多的时间系统调试; 2单片微处理器的抗干扰能力比较弱，所以在现场的工作环境非常苛刻; 3单片机驱动器本身较弱，但对停车库系统，执行部件是电机，是一种强大的动力系统，这需要由弱强电驱动，随着驱动的环节，系统的可靠性下降了; 4芯片的微电脑控制系统，这基本上是一个控制程序，汇编语言，汇编语言虽然功能比较强大，但准备工作程序是比较大的。因此，在升降横移车库控制系统的应用单片机尚不成熟，而且对停车库系统的研究和发展的一个方向。2.2 立体车库控制方式的比较2.2.1 升降横移立体车库的控制系统由PLC进行统一管理和监控,通过PLC控制载车板纵横传动装置，以完成对车辆的存取操作。各车位内车辆的调入调出由PLC根据当前各车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。自动存取车控制系统： 弱电系统：包括采集，报警和控制各种信号的输出。 PLC输出信号到接触器线圈上的控制接触器和过。 强电系统：包括电机控制电路板运输车辆，电机正反转接触器控制，限制和到位，上下行程限定车牌设置。车库停车位检测装置，而不是用人工寻找的地方，在地方交通车的升降装置。 紧急停止开关：该系统具有在面板的紧急停止开关时，当发生意外时，按下急停开关，切断所有电源，从而使磁盘无法继续运行汽车运输船，以保护人员安全装备。 系统输出控制信号包括：控制电机方向信号，控制信号电机控制电磁阀也失去了信号，报警信号来控制照明，车库照明控制信号。升降横移式立体车库是一个典型的跨学科机电一体化，机械，电子，信息技术。其中，合理利用电子技术，信息技术和传感技术相结合，并构成一个车库控制系统。升降横移式停车控制系统是车库的整个系统的重要组成部分，该车库是系统的核心。执行机构是“四肢”框架“体”，则控制系统是“大脑”。该命令的操作过程中的每车库，和国家系统，以监测的全过程。操作者通过该系统平台（接口）来控制信息的交换，以通过该系统处理发送操作信息给控制系统，该系统可以通过设备驱动器执行结构识别的辅助控制信息，以完成车库站点的操作。由于PLC的抗干扰能力的可靠性。升降横移式立体车库的现有国内外，主要是在使用可编程控制器及其系统控制的形式，尤其是在智能需要高度现代化和更多的停车位，大容量的升降横移式车库。2.2.2垂直循环式车库的控制系统简单，快捷，使用方便，安全可靠，维护成本低，为用户提供一个安全，易于使用的环境，这是对于自动化停车设备的基本要求。该停车库控制动作的控制系统需要完成，其中包括：完成自动监控能力（托盘或无车，救车的位置，空出的空间，等等） ，电机能自动控制自动倒车以完整的车辆出入，就可以实现自动收费。遥感控制，可通过采取车辆停止，而且还必须设置消防安全系统来实现的，所以停车库控制系统的设计包括一个车库自动检测系统，自动计费管理系统，自动车辆出入的系统火灾自动报警系统和自动灭火系统组件，审议通过了微机，可编程逻辑控制器（编程逻辑控制器，简称PLC ）来完成控制。车库位于只有一个接入端口进库通过后，前进出库，在口中与IC卡读写器来识别主人的身份，主人在门口不停的车刚在接触式读卡器前感应区域晃自己的IC卡，车库会自动弹出空车检查磁盘，打开车库门，主人开进了车库，调成轿车托运的磁盘空间不足，你可以离开停车位，车库门自动关闭：坐的车，车主晃读者在非接触感应区的入口处，你自己的IC卡之前，控制器自动读取车位的数量，相应的车库摩托车光盘会自动发送到车辆，车库门打开，车主进入车内出来，门自动关闭。车库自动检测系统完成以下功能:（1）保持车内，首先通过自动监测装置，以检测是否有车安装一个光电开关中的对角线每个托盘上，从而可以检测车辆停车的存在于各板的委托。如果一辆汽车被检测到，那么结果为1，否则为0，测试结果储存在电脑的空间。 （2）当车辆停放在托盘上，托盘检测停放的车辆是否长宽高重计，停车到位：在入口处扫描检测到的底部采用光电开关，接收器和发射器光开关分别安装在底部左，右两侧，前后的托盘的位置，以检测当车辆不符合的停车场所需要的尺寸或容量不到位，把车挡光的光学开关，该系统不能移动中，只有车辆停在这里时，系统能够正常工作。（3）取车时，入口处的托盘检测车辆是否被除去，如取走则关闭车库。2.2.3巷道堆垛式自动车辆出入系统是由一个小型可编程控制器（PLC ），包括识别卡包含汽车与运动两个过程一般控制。当用户进入车库，门卡插入读卡器通过确定数量的数据传送到PLC自动控制系统， PLC系统，相应的设置自动移动到车辆的底盘和转移位置。保持车内，司机按照指引，指示信号的存储，而车辆停放时，只有在安全的位置后停车灯将点亮正常启动。完成车库门后进入车子自动关闭。如果严格按照各种检测信号的状态来移动，包括长检测信号检测，将检测极限位置检测移动的底盘系统，人员误入检测，急停信号检测。如果它包含轿厢没有运行在场所或车辆的长度超过由车库允许的长度，各组的底盘将不操作，如果检测到紧急停止信号时，它会直到急停信号消失停止所有操作。此外，还可以设置保护信号从控制软件，如时间保护，以确保安全而引起的主设备和车辆的信号故障硬件损坏。现场控制器可以通过网卡，集线器等网络设备和控制中心，远程管理，监控，现场操作连接。当一个站点出现故障时，控制中心可以解决，方便管理，保安人员的远程办公室。 2.2.4水平循环式 根据地形和海拔条件下的随机组合层可建在广场，立交桥下旁边的建筑物，或在地下室，非常适合工业企业，内脏和住宅小区停车位的循环停车设备的水平。车库2层8 ，上U，下部为D， M的水平面上; N被操纵位。 M是水平的入口，在从水平面的出口和离开车辆，含有1到8的车板的上部和下部空间，通过移动上下成水平面，即可完成存取车辆。在电机的位置N的下载板车位可以上下移动;含U和下板D车位上停车车牌被设置为在水平驱动电机移动，使车辆的程序访问操作的控制下实现合理的。车库的工作原理如下：出于安全原因，在电梯入口层位置的初始状态，顶装厢板;保持车内时的动作发生，并且车辆到升降机上，通过表盘上的传输，控制程序根据最近的原则，车辆快速进入数据库。当汽车已采取行动时，电梯下到U层或D级（根据拿起所需的车）等汽车板块载波切换 - 取出车辆。图2.2的台车板的停放位置的第8位置， N是一个停车动作。第一名车子载板可以直接上升; 8位面板可以设定汽车上升或下降，#2、 #3 、#4 、#5 、 #6 、 #7和#8电梯位滑动板构成的内部循环。当用户想保存1 8 车辆的控制面板上，按下停车库的相应按钮上板内移动的汽车运输船，逆时针时在车上载板由电机驱动的拖动上面的出口，当你移动到车位，由相应的检测极限开关和光电开关，将被运送出车库的汽车载板是为要被存储的停车位的使用者执行。 空格都将达到一个车牌号码是必需的用户，当电梯轿厢板的第一个出口将包含提升到了出口处，保持车要执行的动作。如果停车位都设置为到达 1车牌号码，不需要由用户，该升降机的出口向下到轿厢载流子迁移比特的底部的N ，当承载板与下盘履带车的组合是完全，拖到下部下一步驱动电机，车将载逆时针方向在下板存款空格，则8 电梯轿厢板的底部设置里面来了，当8 包含在电梯厢板内和链条组合完成后，内部电梯 8车板托盘，直至上升到上运动位置N ，同一组时，汽车车牌号码与轨道结合完成后，继续在上停车马达驱动的上轮班工作拖动，直到你到达原# 1停车场载板为用户所需要的时间，系统循环结束之内。图2.2.4 水平循环式2.3 几种立体车库的特点及比较更具以上几种车库的控制方式及特点，进行以下比较。(一) 升降横移式 升降横移车库模块化设计，每个单元可被设计为两个，三个，四个，五个，半地下等形式，从几个车位到几百的数量。这适用于三维地表和地下停车库，配置灵活，成本更低。 1. 产品特点： (1) 节省占地，配置灵活，建设周期短。 (2) 价格低，消防、外装修、土建地基等投资少。 (3) 可采用自动控制，构造简单，安全可靠。 (4) 存取车迅速，等候时间短。 (5) 运行平稳，工作噪声低。(6) 适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。 （二）巷道堆垛式 巷道堆垛式立体车库采用作为一种工具来存取车辆，所有车辆都堆垛机的访问，因此对于巷道堆垛式立体车库单成本较高，因此技术要求较高的巷道堆垛停车位的立体车库适当数量的需要更多的客户。自动化在车库里，而全封闭施工的如此高的水平，保持了汽车的安全。（三）垂直提升式 垂直升降停车库电梯工程对提升机的两侧布局空间类似，通常需要一辆车转盘地，省去了司机掉头。垂直升降停车库一般较高海拔（几十米），为了安全，精密加工设备的安装要求非常高，所以成本较高，但面积是最小的小。 （四）垂直循环式 产品特点： 1) 占地少，停610辆车只需要两个泊位面积即可。 2) 外装修可需要加顶棚，消防可使用消防栓。 3) 价格低，外装修、地基、消防等投资少，建设的周期比较短。 4) 可使用自动控制，安全可靠。 2.4 选择设计的立体车库由于升降横移式立体车库由于适应性强等优点而倍受青睐，每种类型的车库的停车位是在载板（即托盘）上，载车板架随车起重所需的访问，降低，穿越运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，获得完成该过程。停在这类车辆的车库只穿过地面，不要抬起上部或下部的停车位由中间层所需的停车位，承运人车牌向上或向下至地下，司机可以进入到车车库或出车库，升力和阻力由电动机载体通过垂直和横向拖绳通过铁路的方式，而且还采用了马达，可实现停车位的移动，它的主要优点是停车位的同一水平独立运动，运动的自由和时间可以更短，减少了接入汽车的时间。因此，我们选择升降横移车库设计。3 升降横移式立体车库3.1 升降横移式立体车库的主要组成部分升降横移式立体车库主要由主框架部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护措施五大部分组成。本文主要研究其控制系统。3.2 升降横移式立体车库车位结构升降横移式立体车库结构为NM二维矩阵模式，可设计为多层、多列，车库提供总容量车位元为：P=NM-(N-1) 其中：N 为二维矩阵的行，即车库的层数 M 为二维矩阵的列，即车库的列数3.3 升降横移式立体车库的结构及运行规图因条件限制，立体车库的层数多为2-4层，国家规定最高4层，大多是2、3层。若需设计一个停泊16车位的3层的立体车库。由公式可知，需设计36立体车库。本论文就以36地下布置的升降横移式立体车库为例，介绍其运行原理。3-3是全地上布置形式的36升降横移式立体车库，共18个车位，16个托盘，最多停16辆车，n号托盘上为n号车。车库内运行的情况是这样的：15号车直接存取；16号车下降到地面层后存取车；610号车则需1、2、3、4、5号车横移出空位后下降到地面层存取车。1116号车位通过15号车位和610号车位横移出空位再下降存取车。如图，若对12号位存取车，则将710号车位和2、3号车位向右移动，13号车位即可下降存取车，同样n层m排的取车原理都是相同的。图3.3 升降横移式立体停车库我们发现地面上布置的升降横移立体车库结构特点为：1、 底层只横移。2、 顶层只升降。3、 中间横移升降4、 升降复位，平移不复位 4 升降横移式立体停车库的硬件系统控制系统硬件确定主要包括系统控制形式及控制核心单元的选择、输入参量的检测和传感器的选择、输出驱动方式和驱动组件的选择、人机联系方式的选择，最后生成硬件接线图。下面介绍主要元器件的选择。4.1控制系统控制核心单元的选择 升降横移式立体停车库控制系统的控制核心单元确定与控制任务有关。本次住宅小区立体车库的设计采用S7-200中的CPU226 DC/DC/DC,其可用输出点数为16,可用输入点数为24,一共40个数字量。数据存储量10KB,最高支持7个模块的扩展,即最大可扩展到248路数字量,拥有3KB存储空间(包括程序和数据),高速计数器6个，高速脉冲输出2路， PID控制器一个，通讯/编程口2个，同时具有MPI通讯协议、PPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端口易于地整体拆装。适用要求比较高的控制系统，拥有较多的数字量，比较快的运行速度，比较强的扩展能力，和功能更加齐全的集成功能。适用于大多数复杂的中小型控制系统,符合本次设计选型要求。PLC采用的结构与计算机相符,如下图4-1所示。PLC主要包括中央处理单元、输入/输出接口、存储器、电源等图4.1 PLC基本结构4.2 传感器的选择 36升降横移式立体停车库控制系统要完成对运动位置的检测、车库现场的监控等任务，需要大量要求严格的检测传感装置。所以在选择传感装置时，一般情况下传感装置要符合以下要求： 1.输入输出信号存在一定函数关系，即符合：Sc=ASr+K式中:Sc传感器的输出值；A灵敏度系数，常数；Sr传感器输入值；K零点输出，常数。2.灵敏度较高和信噪比较大。 3.响应速度快又不失真。4.线性范围宽。5.稳定性好，抗干扰能力强。6.有较高的精确度。 7.输出信号易于微机接口。8.结构要简单，易于安装更换，易于维护，性价比要好。下面是36升降横移式立体停车库控制系统中所涉及到的传感监测装置： 图4.2 光电开关红外探测器 停车库安装红外探测器有功能有二:其一车库在运行时，防备任何影响操作安全的物体进入车库工作区域，例如非工作人员以及宠物；在夜间或者没有管理员在场时，可以起到防止蓄意破坏和偷盗等违法行为。红外探测器的工作原理是这样的：在其警戒范围内，自然界中任何高于绝对温度即温度在-273. 151摄氏度以上的物体，其释放的红外能量的波长与其自身的温度的高低相关。而被动红外探测器中有两个元件起到关键性的作用，其中一个是热释电红外传感器(PTR)，它可以将波长为8到12 u m的红外信号变化转换成电信号，并且对自然界中的白光信号具有比较敏感准确抑制作用，所以在其警戒区内，当无生物存在时，热释电红外感应器只会感应到白光温度，即背景温度，当有生物进入车库运行警戒区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器同时感应到生物温度和背景温度，这时就存在一个温度也即信号差异。所以，红外探测器的红外探测原理就是通过感应背景温度和生物温度之间的差异进而产生信号量来进行比较和探测。另外一个关键器件就是菲涅尔透镜，其中菲涅尔透镜可根据发射采集信号的方式不同分为折射式和反射式。菲涅尔透镜作用有两个:一是聚焦作用，即将热释的红外信号折射 (反射)在PTR上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的性是在PTR上产生变化热释红外信号，这样PTR就能产生变化的电信号。 4.3 行程开关 36升降横移式立体车库的滑动和升降定位装置是通过使用限位开关的检测。限位开关是机械位移转换成电信号，机械运动来实现的电控，控制车库和行程限位保护系统。由外部机械力使触点动作限位开关，可分为三:快速动作、非快速动作和微动。快速动作的行程开关适用于运动部件移动速度小于0. 4m/min的车库设备。本次设计采用的均为非快速行程开关，这是因为一般的升降横移式立体停车库中的运动部件运动的速度均大于这个速度。4.4 驱动元件 在此驱动元件是完成车库托盘的横移和升降的专用减速电机,查阅相关资料得知升降速度 lOmmin；横移速度 13mmin；最大提升重量 2800kg；升降机构电机功率 455kW；横移机构电机功率 037055kW 。则本文横移选用Y8012-2三相异步电动机，升降选用Y132S2-2三相异步电动机。由于36升降横移式立体停车库的控制核心单元选用可编程控制器,可编程控制器内部驱动都是弱电直流器件，内部最大的电压不超过+24V，所以电机应外接电源380V工频交流电。对于每一部电机，可编程控制器的输出单元都有两个输出点，分别驱动。实现正反转两个接触器如图4.4所示：图4.4 控制系统电机示意图4.5 控制系统PLC硬件接线图由以上所述各个控制硬件和立体车库的结构以及运动规律，还有在满足技术现实和设计要求的平衡的情况下，生成如图4.5所示的系统PLC硬件接线图图4.5 控制系统PLC硬件接线图 5升降横移式立体停车库的软件系统5.1软件所要完成的控制任务 在36升降横移式立体停车库控制系统分析中，硬件配置部分己在前面章节详细的进行了说明，并提出硬件配置的依据基本上是要根据停车库所要完成的控制任务来确定，包括控制核心器件、传感检测装置等。同样，在现有控制硬件的条件下，如何来完成控制任务，这就要通过软件系统对控制的实现。本节将要详细的明确软件所要完成的控制任务。 总体来说软件系统就是在硬件系统的支撑下，向驱动单元发出控制指令，使执行机构在预想的过程中，准确无误的完成所要完成的控制任务。而控制硬件和软件都有自己的控制任务。36型升降横移式立体停车库中的软件系统就是要运用自身的编程语言(梯形图)以及相关的功能块语言，进行合理的排序和逻辑运算，再通过合理的判断和扫描程序运算结果，由硬件系统向驱动单元输出最终的判断结果，从而完成软件控制。 5.2控制程序流程图该系统存取车控制只针对上层(二、三层)车位，而对于下层车位，存取车只需直接开进开出即可。控制软件采用梯形图语言编写，程序流程图如图5-1所示。需要说明的是，托盘用钢丝绳或链条依靠托盘上的吊点悬在托架上，在静止状态时，防坠（安全）挂钩挂住托盘，托盘要下降时，必须移开安全挂钩才能下降软件在设计不同层进出车程序时运用了“并行分支与汇合”的技巧，所谓并行分支指的是各分支流程可同时执行，待各流程动作全部结束后，根据相应执行条件，汇合状态动作。即如果选择第三层托盘进出车，可以使一层二层同时平移(左移或右移)，这样，设备动作顺序之间联锁或双重输出时，控制系统均能自动处理，而且控制系统的试运行及故障检查非常方便，可节约大量时间，提高工作效率。 图5.2 车库控制流程图6 升降横移式立体车库的控制系统6.1升降横移式立体车库的控制系统 升降横移式立体车库是一种比较典型的跨学科机电一体化产品，集机械、电子、信息技术于一体。其中，电子技术、信息技术和传感技术的合理运用与组合构成了车库的控制系统。升降横移式立体车库的控制系统是整个车库的重要组成部分，也是车库系统的核心。执行机构是“四肢”，框架是“躯体”，那么控制系统就是“大脑”。他发挥着车库每个运作过程，并对整个系统的状态过程进行监控。控制系统检测系统车库现场 执行机构人 界面界面图6.1 车库控制系统原理框图升降横移式立体车库的系统控制原理：操作者要通过控制系统信息交流的平台（接口）把操作信息传递给控制系统，经过系统处理后，系统把可是别的控制信息通过辅助设备驱动执行机构，来完成车库现场的运作。其控制框图如3-1图所示。 广义上来说，车库控制系统主要有以下几部分组成：控制核心单元、接口、驱动单元和接口。控制核心单元是整个控制系统的“大脑”，它可随控制系统的不同而不同，也可以是继电器组成的逻辑电路，也可以是可程序设计控制器PLC或单片机系统。可程序设计控制器是现有车库控制系统的首选。 接口在车库的控制系统中是必不可少的，接口是驱动单元与控制核心单元以及执行部件与驱动单元间的连接点。接口电路大致有三种：开关量接口电路、数字量接口电路、模拟量输入输出接口电路。升降横移式立体车库控制系统应用的接口电路为开关量接口电路。驱动单元是升降横移式立体停车库控制系统的最后一个环节，其种类及范围也很广。但在车库控制系统中，驱动单元比较单调，其驱动部件只有一个专用减速机(带刹车)。所以，智能控制的车库系统的运动是靠受控的驱动组件来驱动的。接口是操作人员与车库控制核心单元交流信心的平台。操作人员可以通过接口向车库系统发送动作意图，车库系统可以向操作人员回馈系统运作状况。简单的接口可以是一个操作盒，而复杂的接口可以为利用微机通过运用专用的应用软件建立的人机接口。升降横移式立体停车库控制系统的具体组成，要根据具体的控制形式而定，其组成形式也很灵活多样。6.2升降横移式立体停车库36控制系统升降横移式立体停车库的控制系统必须确保车库的各运动机构能够在规定的时间内准确无误完成所要求的动作，确保对车库现场的工作状况进行实时监控，并把监控信息回馈至系统的控制核心，由它对系统机构的运作进行修正，保证车库整个系统在稳定正常的状态下进行工作。所以，在确定车库控制系统时，首先应该明确系统的控制任务。6.2.1升降横移式立体停车库控制系统的控制任务升降横移式立体停车裤控制系统的控制任务在设定之前，先要了解他的结构和运动规律，并根据设计要求、实现的可能性和必要性来设定其控制任务。由升降横移式立体车库的结构及运行规图可得，在升降横移立体车库中，1层的载车板可横移，2层可升降横移，3层只升降，并且升降复位，横移不复位。所以，第一，在升降横移式立体停车库控制系统的控制任务中，需要对载车板的横移、升降进行控制。第二，每次升降横移都必须对载车板进行定位控制。综上所述，升降横移式立体停车库控制系统的控制任务包含对车位的横移、升降以及定位的控制。在立体停车库中，一个有效车位是一个独立系统，由一个升降专用减速大电机和一个专用横移小电机形成。而横移导轨上行程开关可以实现对车位的横移定位的目的，地面和车位架的行程开关则可以完成对车位的升降定位的要求。其中，使横移电机、升降电机做功的信号量为控制系统的输出量，而控制系统由行程开关的反应继而对车位的定位为控制系统的信号输入量。6.2.2升降横移式立体停车库控制系统的基本要求一般情况下，升降横移式立体车库都设置在室外，所以现场环境相对而言都比较恶劣，诸如粉尘、高温、震动、高湿度、以及强电设备启动时的磁场干扰等，所以升降横移式立体车库控制系统的设计不仅仅要满足控制任务，同时还要满足以下的几种要求： 1.可靠性高 升降横移式立体车库控制系统在车库在现场必须达到可靠、长期稳定。一方面，在系统设计之初，首先应该根据实际使用场地，设置合适合理的抗干扰措施，以达到使升降横移式立体车库拥有比较强的抗干扰能力。另一方面，升降横移式立体车库控制系统一定要做到长期稳定地运行。下面是一条关于控制系统稳定性的公式，理论上当有效度A无限趋近于1，控制系统能够永远稳定的工作下去。当然这只是理论，而要使升降横移式立体车库控制系统长期稳定工作下去，就是要使有效度A更加靠近1，而影响有效度的因素有很多，但关键的几个分别是系统设计的合理性、控制电路设计的合理性、相关元器件设备的质量问题、组装设备和调试系统时的工艺规程的执行度等。 有效度=MTBF+MTTR 式中:MTBF平均无故障工作时间 MTTR平均修理时问 2.操作性能好 车库的控制系统的