立體車庫畢業(yè)設計論文.pdf

浙 江 工 業(yè) 大 學 成 人 教 育 學 院畢 業(yè) 設 計 說 明 書 (論 文 )論 文 題 目 ： 多 層 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 控 制 系 統(tǒng) 的 設 計 學 生 姓 名指 導 教 師專 業(yè) 班 級教 學 點 浙 江 工 業(yè) 大 學 蕭 山 分 院提 交 日 期 2013 年 5 月 25 日 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 I 摘 要升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 采 用 模 塊 化 設 計 ， 每 單 元 可 設 計 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 較 低 。描 述 了 多 層 升 降 橫 移 式 立 體 停 車 庫 的 運 行 原 理 和 結 構 特 點 ， 介 紹 了 其 控 制 系 統(tǒng) 的 組成 、 PLC控 制 的 實 現(xiàn) 和 控 制 軟 件 的 設 計 ， 實 現(xiàn) 了 立 體 車 庫 的 自 動 控 制 。立 體 車 庫 的 自 動 存 取 車 控 制 系 統(tǒng) 包 括 弱 電 與 強 電 兩 套 系 統(tǒng) 。1.弱 電 系 統(tǒng) 主 要 包 括 自 動 方 式 停 車 、 超 長 檢 測 、 到 位 檢 測 、 極 限 位 置 檢 測 、 人 員 誤 入 檢 測 、 急 停 各 種 信 號 的 檢 測 、 采 集 ； 報 警 與 控 制 輸 出 。2.強 電 系 統(tǒng) 包 括 控 制 電 機 正 反 轉 接 觸 器 ， 控 制 電 機 運 行 接 觸 器 。 PLC輸 出 信 號 給 接觸 器 線 圈 ， 控 制 接 觸 器 的 接 通 與 關 斷 。關 鍵 詞 ： 多 層 升 降 橫 移 式 立 體 停 車 庫 ； PLC控 制 系 統(tǒng) ； 強 電 系 統(tǒng) ； 弱 電 系 統(tǒng) 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 II 目 錄摘 要 .I目 錄 . II第 1 章 緒 論 . 11.1 立 體 車 庫 設 計 背 景 .11.2 立 體 車 庫 設 計 的 內(nèi) 容 .11.3 立 體 車 庫 設 計 的 目 的 及 意 .21.4 立 體 車 庫 在 國 內(nèi) 外 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 及 趨 勢 .2第 2 章 系 統(tǒng) 控 制 方 案 的 設 定 .42.1 自 動 化 立 體 車 庫 的 描 述 .4 2.2 技 術 的 選 取 . 4第 3 章 立 體 車 庫 系 統(tǒng) 硬 件 方 面 的 設 計 .63.1 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 的 基 本 結 構 .63.2 定 位 控 制 系 統(tǒng) 結 構 設 計 .93.3 弱 電 系 統(tǒng) . 103.4 強 電 系 統(tǒng) . 11第 4 章 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 系 統(tǒng) 軟 件 方 面 的 設 計 .124.1 可 編 程 控 制 器 的 選 擇 .124.2 定 位 控 制 系 統(tǒng) 程 序 設 計 .144.3 PLC 定 位 控 制 系 統(tǒng) 的 梯 形 圖 設 計 設 計 .164.4 存 取 車 信 號 處 理 操 作 .16 第 5 章 總 結 . 18參 考 文 獻 . 19致 謝 .20附 錄 1.21 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 1 第 1 章 緒 論1.1 立 體 車 庫 設 計 背 景隨 著 我 國 城 市 經(jīng) 濟 和 汽 車 工 業(yè) 的 迅 速 發(fā) 展 ， 擁 有 私 家 車 的 家 庭 越 來 越 多 ， 而 與 此 相 對 應 的 是 城市 停 車 狀 況 的 尷 尬 。 以 北 京 市 為 例 ， 截 止 2007 年 底 ， 市 區(qū) 僅 有 公 共 停 車 場 828 處 ， 共 計 車 位 5.7 萬個 ， 僅 占 市 區(qū) 機 動 車 擁 有 量 的 8.6 ， 停 車 環(huán) 境 與 城 市 規(guī) 劃 的 矛 盾 十 分 突 出 。 上 海 的 情 況 也 讓 人 無 法樂 觀 ， 僅 有 的 229 個 地 下 車 庫 使 用 面 積 不 足 60 萬 平 方 米 ， 只 能 滿 足 1.3 萬 輛 機 動 車 停 放 的 要 求 ， 路邊 停 車 漸 呈 泛 濫 之 勢 ， 比 例 高 達 64 ， 而 且 還 有 繼 續(xù) 上 升 之 勢 。 據(jù) 建 設 部 城 市 交 通 工 程 技 術 中 心 對全 國 15 個 大 城 市 停 車 現(xiàn) 狀 的 調(diào) 查 ， 城 市 機 動 車 保 有 量 與 停 車 位 之 比 平 均 為 4： 84： 1， 這 一 比 值 對 于 渴 望 “ 車 者 有 其 位 ” 的 車 主 來 說 ， 形 式 不 容 樂 觀 。 停 車 難 產(chǎn) 生 最 主 要 的 原 因 是 城 市 建 設 規(guī) 劃 上 的準 備 不 足 。 上 世 紀 80 年 代 初 期 ， 北 京 市 權 威 部 門 對 2000 年 北 京 汽 車 發(fā) 展 數(shù) 的 預 測 僅 僅 是 70 萬 80萬 輛 ， 而 事 實 上 到 新 世 紀 鐘 聲 敲 響 之 前 ， 北 京 市 汽 車 總 量 則 足 足 比 預 期 多 了 100 萬 輛 ， 其 中 私 人 小客 車 的 數(shù) 量 就 高 達 45 萬 輛 。 面 對 迅 速 發(fā) 展 的 城 市 車 流 ， 停 車 設 施 建 設 的 落 后 也 就 不 足 為 奇 。 據(jù) 建 設部 停 車 技 術 開 發(fā) 推 廣 中 心 介 紹 ， 北 京 市 停 車 設 施 的 “ 欠 賬 ” 最 保 守 估 計 應 為 20 30 。停 車 問 題 是 城 市 在 發(fā) 展 過 程 中 出 現(xiàn) 的 靜 態(tài) 交 通 問 題 ， 靜 態(tài) 交 通 是 相 對 于 動 態(tài) 交 通 而 存 在 的 一 種交 通 形 態(tài) ， 二 者 相 互 聯(lián) 系 ， 互 相 影 響 ， 停 車 設 施 是 城 市 靜 態(tài) 交 通 的 主 要 內(nèi) 容 ， 隨 著 城 市 的 不 斷 發(fā) 展 ，各 種 車 輛 的 不 斷 增 加 ， 對 停 車 設 施 的 需 求 也 在 不 斷 增 加 ， 如 果 兩 者 之 間 失 去 平 衡 ， 城 市 里 就 會 出 現(xiàn)停 車 難 的 一 系 列 問 題 。 數(shù) 據(jù) 顯 示 ， 最 近 幾 年 我 國 城 市 機 動 車 輛 平 均 增 長 速 度 在 15%-20%， 而 同 時 期城 市 停 車 基 礎 設 施 的 平 均 增 長 速 度 只 有 2%-3%， 特 別 是 大 城 市 的 機 動 車 擁 有 量 的 增 長 速 度 遠 遠 超 過 停 車 基 礎 設 施 的 增 長 速 度 ， 因 此 ， 我 們 必 須 重 視 城 市 停 車 難 的 問 題 ， 并 積 極 探 求 解 決 的 措 施 。專 家 們 指 出 ， 解 決 城 市 靜 態(tài) 交 通 問 題 ， 大 體 分 為 軟 硬 兩 種 措 施 。 所 謂 軟 措 施 ， 就 是 通 過 政 策 法規(guī) ， 限 制 路 面 停 車 ， 提 高 停 車 場 利 用 效 率 ， 使 部 分 車 主 更 愿 意 改 乘 公 共 交 通 工 具 ， 以 減 少 機 動 車 對停 車 場 的 需 求 。 而 硬 措 施 ， 主 要 包 括 增 建 停 車 場 ， 建 設 地 下 及 立 體 停 車 場 、 利 用 其 它 空 間 滿 足 停 車需 求 。 而 無 論 采 取 什 么 措 施 ， 在 規(guī) 劃 后 再 收 拾 殘 局 ， 于 局 限 內(nèi) 彌 補 不 足 ， 政 府 和 管 理 部 門 所 需 投 入得 精 力 和 資 金 都 不 小 。1.2 立 體 車 庫 設 計 的 內(nèi) 容本 課 題 的 主 要 內(nèi) 容 是 基 于 歐 姆 龍 CP1E 系 列 PLC 的 立 體 車 庫 控 制 系 統(tǒng) 的 設 計 ， 升 降 橫 移 類 機 械 停 車 庫 利 用 托 盤 移 位 產(chǎn) 生 垂 直 通 道 ,實 現(xiàn) 高 層 車 位 升 降 存 取 車 輛 。 其 車 位 結 構 為 2 維 矩 陣 形 式 ,可 設計 為 多 層 和 多 列 。 由 于 受 收 鏈 裝 置 及 進 出 車 時 間 的 限 制 ,一 般 為 24 層 (國 家 規(guī) 定 最 高 為 4 層 ),2 層 、3 層 者 居 多 ,現(xiàn) 以 典 型 的 地 上 23 升 降 橫 移 式 為 例 ,說 明 停 車 庫 的 運 行 原 理 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 2 立 體 車 庫 結 構 特 點 是 ： 底 層 只 能 平 移 ,頂 層 只 能 升 降 。 除 頂 層 外 ,底 層 都 必 須 預 留 一 個 空 車 位 ,供 進 出 車 升 降 之 用 。 當 底 層 車 位 進 出 車 時 ,無 需 移 動 其 他 托 盤 就 可 直 接 進 出 車 ;頂 層 進 出 車 時 ,先 要 判斷 其 對 應 的 下 方 位 置 是 否 為 空 ,不 為 空 時 要 進 行 相 應 的 平 移 處 理 ,直 到 下 方 為 空 才 可 進 行 下 降 動 作 ,進 出 車 完 成 后 再 上 升 回 到 原 位 置 。 其 運 動 的 總 原 則 是 ： 升 降 復 位 ,平 移 不 復 位 。1.3 立 體 車 庫 設 計 的 目 的 及 意作 為 現(xiàn) 代 大 都 市 的 標 志 ， 城 市 中 心 商 住 區(qū) 高 樓 大 廈 林 立 ， 社 區(qū) 道 路 、 高 架 交 通 干 道 、 立 交 橋 和地 下 鐵 路 ， 編 織 出 城 市 立 體 交 通 網(wǎng) ， 汽 車 的 住 宅 -停 車 場 也 有 了 長 足 的 發(fā) 展 ， 由 平 面 停 車 向 立 體 停車 ， 由 簡 單 的 機 械 車 庫 向 計 算 機 管 理 高 度 自 動 化 的 現(xiàn) 代 立 體 停 車 演 變 ， 成 為 具 有 較 強 的 實 用 性 、 觀 賞 性 和 適 合 城 市 環(huán) 境 的 建 筑 。 作 為 現(xiàn) 代 大 都 市 的 標 志 ， 立 體 建 筑 和 立 體 交 通 都 有 了 顯 著 發(fā) 展 ， 道 路擁 擠 、 車 滿 為 患 已 成 為 當 今 快 節(jié) 奏 社 會 中 的 最 不 和 諧 之 音 ， 發(fā) 展 立 體 停 車 已 成 為 人 們 的 共 識 。 目 前我 國 經(jīng) 濟 正 處 在 高 速 發(fā) 展 時 期 ， 隨 著 人 們 生 活 水 平 的 不 斷 提 高 ， 汽 車 進 入 家 庭 的 步 伐 正 在 加 快 ， 停車 產(chǎn) 業(yè) 市 場 前 景 廣 闊 。 機 械 式 立 體 車 庫 既 可 以 大 面 積 使 用 ， 也 可 以 見 縫 插 針 設 置 ， 還 能 與 地 面 停 車場 、 地 下 車 庫 和 停 車 樓 組 合 實 施 ， 是 解 決 城 市 停 車 難 最 有 效 的 手 段 ， 機 械 車 庫 與 傳 統(tǒng) 的 自 然 地 下 車庫 相 比 ， 在 許 多 方 面 都 顯 示 出 優(yōu) 越 性 。 首 先 ， 機 械 車 庫 具 有 突 出 的 節(jié) 地 優(yōu) 勢 。 以 往 的 地 下 車 庫 由 于要 留 出 足 夠 的 行 車 通 道 ， 平 均 一 輛 車 就 要 占 據(jù) 40 平 方 米 的 面 積 ， 而 如 果 采 用 雙 層 機 械 車 庫 ， 可 使 地面 的 使 用 率 提 高 80 90 ， 如 果 采 用 地 上 21 層 立 體 式 車 庫 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 械 車 庫 與 地 下 車 庫 相 比 可 更 加 有 效 地 保 證 人 身 和 車 輛 的 安 全 ， 人 在 車 庫 內(nèi) 或 車 不 停 準 位 置 ， 由 電 子 控 制 的 整 個 設 備 便 不 會 運 轉 。 應 該 說 ， 機 械 車 庫 從 管 理 上 可 以 做 到 徹 底 的 人 車 分 流 。 在 地 下車 庫 中 采 用 機 械 存 車 ， 還 可 以 免 除 采 暖 通 風 設 施 ， 因 此 ， 運 行 中 的 耗 電 量 比 工 人 管 理 的 地 下 車 庫 低得 多 。 機 械 車 庫 一 般 不 做 成 套 系 統(tǒng) ， 而 是 以 單 臺 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 ， 在 住 宅 區(qū) 的 每 個 組 團 中 或 每 棟 樓 下 都 可 以 隨 機 設 立 機 械 停 車 樓 。 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 。 當 以 往 的 路 邊 、 人 行 道 上 停 車 、 地 下 或 地 面 停 車 場 均 解 決 不了 上 述 問 題 時 ， 采 用 機 械 式 立 體 停 車 設 備 是 一 個 非 常 有 效 的 措 施 。 機 械 式 立 體 停 車 設 備 又 名 立 體 車庫 ， 它 占 地 空 間 小 ， 并 且 可 最 大 限 度 地 利 用 空 間 ， 安 全 方 便 ， 立 體 車 庫 的 設 計 目 的 ： 是 解 決 城 市 用地 緊 張 ， 緩 解 停 車 難 的 一 個 有 效 手 段 。 可 以 預 見 立 體 車 庫 具 有 非 常 廣 闊 的 市 場 前 景 。1.4 立 體 車 庫 在 國 內(nèi) 外 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 及 趨 勢車 輛 無 處 停 放 的 問 題 是 城 市 的 社 會 、 經(jīng) 濟 、 交 通 發(fā) 展 到 一 定 程 度 產(chǎn) 生 的 結 果 ， 立 體 停 車 設 備 的 發(fā) 展 在 國 外 ， 尤 其 在 日 本 已 有 近 3040年 的 歷 史 ， 無 論 在 技 術 上 還 是 在 經(jīng) 驗 上 均 已 獲 得 了 成 功 。 我 國也 于 90年 代 初 開 始 研 究 開 發(fā) 機 械 立 體 停 車 設 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 械 停 車 設 備 以 其 平 均 單車 占 地 面 積 小 的 獨 特 特 性 ， 已 被 廣 大 用 戶 接 受 。機 械 車 庫 與 傳 統(tǒng) 的 自 然 地 下 車 庫 相 比 ， 在 許 多 方 面 都 顯 示 出 優(yōu) 越 性 。 首 先 ， 機 械 車 庫 具 有 突 出的 節(jié) 地 優(yōu) 勢 。 以 往 的 地 下 車 庫 由 于 要 留 出 足 夠 的 行 車 通 道 ， 平 均 一 輛 車 就 要 占 據(jù) 40平 方 米 的 面 積 ， 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 3 而 如 果 采 用 雙 層 機 械 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 式車 庫 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 械 車 庫 與 地 下 車 庫 相 比 可 更 加 有 效 地 保 證 人 身 和 車 輛 的 安 全 ， 人 在 車 庫 內(nèi) 或 車 不 停 準 位 置 ，由 電 子 控 制 的 整 個 設 備 便 不 會 運 轉 。 應 該 說 ， 機 械 車 庫 從 管 理 上 可 以 做 到 徹 底 的 人 車 分 流 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 4 第 2 章 系 統(tǒng) 控 制 方 案 的 設 定2.1 自 動 化 立 體 車 庫 的 描 述目 前 ， 立 體 車 庫 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 等 。 在 對 國 內(nèi) 外 各 種 同 類 產(chǎn) 品 進 行 分 析 的 基 礎 上 ， 再 結 合 造 價 、技 術 難 度 以 及 用 戶 需 求 等 各 個 方 面 的 因 素 ， 可 以 發(fā) 現(xiàn) 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 形 式 比 較 多 ， 規(guī) 模 可 大 可小 ， 而 且 對 場 地 的 適 應 性 較 強 ， 同 時 采 用 這 類 設 備 的 車 庫 十 分 普 遍 。 因 此 ， 最 終 確 定 研 究 對 象 為 升降 橫 移 式 立 體 車 庫 。 。2.2 技 術 的 選 取 立 體 車 庫 系 統(tǒng) 設 計 與 調(diào) 試 的 主 要 步 驟 ， 如 圖 2.1 所 示 圖 2.1 立 體 車 庫 控 制 系 統(tǒng) 的 修 訂 步 驟在 本 次 課 題 設 計 過 程 中 主 要 考 慮 以 下 幾 點 ：1 深 入 的 了 解 和 分 析 立 體 車 庫 的 工 藝 條 件 和 控 制 要 求 。2 根 據(jù) 立 體 車 庫 的 控 制 系 統(tǒng) 的 功 能 要 求 ， 確 定 系 統(tǒng) 的 設 計 系 統(tǒng) 結 構 。3 根 據(jù) 所 設 計 的 場 所 ， 選 擇 電 動 機 的 類 型 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 5 4 根 據(jù) I/O 的 點 數(shù) 選 擇 合 適 的 PLC 的 類 型 。5 分 配 I/O 點 ， 分 配 PLC 的 輸 入 、 輸 出 點 。6 設 計 立 體 車 庫 系 統(tǒng) 的 梯 形 圖 設 計 。7 將 程 序 輸 入 PLC 程 序 進 行 調(diào) 試 ， 查 出 錯 誤 ， 讓 程 序 更 加 完 善 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 6 第 3 章 立 體 車 庫 系 統(tǒng) 硬 件 方 面 的 設 計3.1 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 的 基 本 結 構升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 是 指 利 用 載 車 板 的 升 降 或 橫 向 平 移 存 取 停 放 車 輛 的 機 械 式 停車 設 備 。 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 每 個 車 位 均 有 載 車 板 ， 所 需 存 取 車 輛 的 載 車 板 通 過 升 、 降 、 橫 移 運 動到 達 地 面 層 ， 駕 駛 員 進 入 車 庫 ， 存 取 車 輛 ， 完 成 存 取 過 程 。 停 泊 在 這 類 車 庫 地 面 的 車 只 作 橫 移 ， 不必 升 降 ， 上 層 車 位 要 將 載 車 板 升 或 降 到 地 面 層 ， 駕 駛 員 才 可 進 入 車 庫 內(nèi) 將 汽 車 開 進 或 開 出 車 庫 。 圖3.1 為 一 個 地 上 5 車 位 的 升 降 橫 移 式 停 車 設 備 ， 其 工 作 原 理 是 ： 第 二 層 三 個 車 位 可 以 升 降 ， 一 層 的兩 個 車 位 只 能 橫 向 橫 移 ， 空 車 位 供 二 層 的 車 位 下 降 時 借 用 。 1 、 2 號 車 位 可 以 直 接 存 放 車 輛 ;5 號 車 位 需 下 降 后 再 存 放 車 輛 ;3 號 車 位 ， 則 需 先 將 1 號 和 2 號 載 車 板 右 移 ， 再 將 3 號 載 車 板 下 降 ; 4 號 車位 ， 則 需 先 將 2 號 載 車 板 右 移 ， 再 將 4 號 存 車 板 下 降 ； 由 于 升 降 橫 移 式 停 車 設 備 對 場 地 的 適 應 性 強 ，介 紹 系 統(tǒng) 各 機 械 部 分 部 件 結 構 和 功 能 可 根 據(jù) 不 同 的 地 形 和 空 間 進 行 任 意 的 組 合 、 排 列 ， 規(guī) 模 可 大 可小 ， 對 土 建 的 要 求 比 較 低 ， 因 此 ， 應 用 非 常 廣 泛 。 圖 3.1 五 車 位 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 工 作 原 理 圖本 設 計 以 兩 層 三 列 式 立 體 車 庫 為 模 型 建 立 研 究 對 象 。 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 主 要 由 結 構 框 架 部 分 、載 車 板 部 分 、 橫 移 系 統(tǒng) 、 提 升 系 統(tǒng) 、 控 制 系 統(tǒng) 、 安 全 防 護 系 統(tǒng) 六 大 部 分 組 成 。 下 面 我 們 重 點 對 車 庫的 主 要 組 成 (圖 3.2所 示 )進 行 分 析 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 7 圖 3.2 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 主 要 組 成1 結 構 框 架立 體 車 庫 一 般 主 要 以 鋼 結 構 和 鋼 筋 混 凝 土 為 主 ， 在 升 降 橫 移 式 車 庫 中 我 們 選 用 鋼 架 結 構 (如 圖 3.3所 示 )。 鋼 架 結 構 與 其 它 建 筑 結 構 相 比 ， 具 有 如 下 特 點 ： 圖 3.3 立 體 車 庫 的 結 構 框 架a 可 靠 性 高鋼 材 在 生 產(chǎn) 時 ， 整 個 過 程 可 嚴 格 控 制 ， 質 量 比 較 穩(wěn) 定 ， 性 能 可 靠 。 鋼 材 組 織 均 勻 ， 接 近 于 各 向同 性 勻 質 體 ;鋼 材 的 物 理 力 學 特 性 與 工 程 力 學 對 材 料 性 能 所 作 的 基 本 假 定 符 合 較 好 ;鋼 結 構 的 實 際 工作 性 能 比 較 符 合 目 前 采 用 的 理 論 計 算 結 果 ， 計 算 結 果 可 靠 ， 所 以 說 鋼 結 構 的 可 靠 性 高 。b 材 料 的 強 度 高 ， 鋼 結 構 自 重 小與 混 凝 土 等 材 料 相 比 ， 雖 然 鋼 材 的 重 力 密 度 大 ， 但 它 的 強 度 和 彈 性 模 量 較 高 ， 而 且 強 度 與 重 力 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 8 密 度 之 比 也 高 得 多 。 鋼 結 構 自 重 小 ， 從 而 便 于 運 輸 與 安 裝 ， 可 減 輕 基 礎 的 負 荷 ， 降 低 地 基 和 基 礎 部分 的 造 價 。c 材 料 的 塑 性 和 韌 性 好鋼 材 的 塑 性 好 ， 鋼 結 構 在 一 般 條 件 不 會 因 超 載 等 而 突 然 斷 裂 。 破 壞 前 一 般 都 會 產(chǎn) 生顯 著 的 變 形 ， 易 于 被 發(fā) 現(xiàn) ， 可 及 時 采 取 補 救 措 施 ， 避 免 重 大 事 故 發(fā) 生 。 鋼 材 的 韌 性 好 ， 鋼 結 構 對 動力 荷 載 的 適 應 性 強 ， 具 有 良 好 的 吸 能 能 力 ， 抗 震 性 能 優(yōu) 越 。d 鋼 結 構 制 造 簡 便 ， 施 工 工 期 短鋼 結 構 一 般 在 專 業(yè) 工 廠 制 造 ， 易 實 現(xiàn) 機 械 化 ， 生 產(chǎn) 效 率 和 產(chǎn) 品 精 度 高 ， 質 易 于 保 證 ， 是 工 程 結構 中 工 業(yè) 化 程 度 最 高 的 一 種 結 構 。 構 件 制 造 完 成 后 ， 運 至 施 工 現(xiàn) 場 拼 裝 成 結 構 。 拼 裝 可 采 用 安 裝 方便 的 螺 栓 連 接 ， 有 時 還 可 在 地 面 拼 裝 成 較 大 的 單 元 ， 再 進 行 吊 裝 。 施 工 工 期 短 ， 可 盡 快 發(fā) 揮 投 資 的 經(jīng) 濟 效 益 。 由 于 鋼 結 構 具 有 連 接 的 特 性 ， 故 易 于 加 固 、 改 建 和 拆 遷 。e 鋼 結 構 密 閉 性 好鋼 結 構 采 用 焊 接 連 接 可 制 成 水 密 性 和 氣 密 性 較 好 的 常 壓 和 高 壓 結 構 、 管 道 等 。f 鋼 材 的 耐 銹 蝕 性 差在 沒 有 腐 蝕 介 質 的 一 般 環(huán) 境 中 ， 普 通 鋼 材 制 成 的 鋼 結 構 經(jīng) 除 銹 后 再 涂 上 合 格 的 防 銹 涂 料 ， 銹 蝕 問 題并 不 嚴 重 。 立 體 車 庫 多 在 沒 有 腐 蝕 介 質 的 環(huán) 境 中 ， 所 以 對 鋼 結 構 本 身 的 維 護 費 用 低 。結 構 主 體 采 用 熱 制 H 型 鋼 、 槽 鋼 、 角 鋼 和 鋼 板 等 型 材 制 造 ， 具 有 較 好 的 強 度 和 剛 度 ， 輕 巧 、 美觀 ， 并 可 二 次 拆 卸 安 裝 ， 運 輸 方 便 。2 上 載 車 板 及 其 提 升 系 統(tǒng)每 塊 上 載 車 板 都 配 有 一 套 獨 立 的 電 機 減 速 機 與 鏈 傳 動 組 合 的 傳 動 系 統(tǒng) 。 其 工 作 原 理 如 圖 3.1所 示 ， 電 機 順 時 針 旋 轉 時 ， 載 車 板 上 升 ， 電 機 逆 時 針 旋 轉 時 ， 載 車 板 下 降 。 根 據(jù) 載 車 板 及 車 重 確 定 鏈條 所 需 的 傳 動 力 。 根 據(jù) 傳 動 力 及 載 車 板 的 移 動 速 度 確 定 電 機 功 率 。 根 據(jù) 車 身 高 度 確 定 上 下 載 車 板 間的 距 離 ， 根 據(jù) 這 個 距 離 確 定 鏈 條 的 長 度 ， 最 后 根 據(jù) 傳 動 力 確 定 鏈 輪 大 小 ， 鏈 節(jié) 形 狀 及 大 小 。3 下 載 車 板 及 其 橫 移 系 統(tǒng)由 于 下 載 車 板 不 需 懸 掛 鏈 條 ， 所 以 為 了 節(jié) 省 材 料 ， 下 載 車 板 比 上 載 車 板 要 短 。 每 塊 下 載 車 板 后部 都 配 有 一 套 獨 立 的 電 機 減 速 機 傳 動 系 統(tǒng) ， 藏 于 載 車 板 內(nèi) 。 在 下 載 車 板 底 部 裝 有 四 只 鋼 輪 ， 可 以 在導 軌 上 行 走 ， 其 中 兩 只 為 主 動 輪 ， 裝 于 長 傳 動 軸 兩 端 ， 另 兩 只 為 獨 立 安 裝 的 從 動 輪 。 電 機 減 速 機 驅動 長 傳 動 軸 運 轉 ， 長 傳 動 軸 上 的 主 動 鋼 輪 在 導 軌 上 滾 動 行 走 從 而 使 下 載 車 板 作 橫 向 平 移 運 動 。 根 據(jù)載 車 板 及 車 輛 的 重 量 、 行 走 速 度 、 滾 輪 與 導 軌 間 的 摩 擦 系 數(shù) 確 定 橫 移 電 機 的 驅 動 功 率 。4 安 全 裝 置 上 載 車 板 上 裝 有 上 下 行 程 極 限 開 關 和 防 墜 落 安 全 裝 置 。 防 墜 落 安 全 裝 置 裝 在 縱 梁 與 上 載 車 板 上停 位 之 間 ， 在 縱 梁 兩 測 各 裝 兩 只 掛 鉤 ， 上 載 車 板 兩 側 相 應 位 置 處 各 裝 兩 只 耳 環(huán) ， 當 上 載 車 板 上 升 到位 后 ， 縱 梁 下 面 的 四 只 掛 鉤 便 自 動 套 入 四 只 耳 環(huán) 內(nèi) ， 以 防 止 升 降 電 機 常 閉 制 動 器 慢 釋 放 后 ， 上 載 車板 在 汽 車 和 載 車 板 本 身 的 重 力 作 用 下 慢 慢 下 滑 ， 壓 壞 下 層 汽 車 。 另 外 也 防 止 制 動 器 一 旦 失 靈 ， 上 載 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 9 車 板 從 上 停 車 位 墜 落 ， 砸 壞 下 層 汽 車 。 下 載 車 板 的 安 全 裝 置 主 要 是 行 程 極 限 開 關 和 防 碰 撞 板 。 行 程極 限 開 關 的 作 用 是 使 載 車 板 橫 移 到 位 后 自 動 停 止 。 防 碰 撞 板 的 作 用 是 ： 下 載 車 板 橫 移 時 ， 如 果 碰 撞到 人 、 遺 留 行 李 或 車 主 寵 物 時 ， 切 斷 橫 移 電 機 電 源 ， 橫 移 停 止 。5 控 制 系 統(tǒng)升 降 橫 移 式 立 體 停 車 設 備 的 控 制 系 統(tǒng) 采 用 PLC 可 編 程 序 控 制 器 控 制 ， 主 要 有 手 動 、 自 動 、 復 位 、急 停 四 種 控 制 方 法 。 自 動 控 制 應 用 于 平 時 的 正 常 工 作 狀 態(tài) ， 手 動 控 制 應 用 于 調(diào) 試 、 維 修 狀 態(tài) ， 復 位應 用 于 排 除 故 障 場 合 ， 急 停 應 用 于 發(fā) 現(xiàn) 異 常 的 緊 急 場 合 。 對 于 本 文 中 所 列 的 5車 位 升 降 橫 移 式 立 體 停車 設 備 ， PLC 主 要 要 控 制 二 層 三 個 升 降 電 機 的 正 反 轉 和 一 層 橫 移 電 機 的 正 反 轉 。 此 外 要 控 制 上 層 車位 上 安 全 鉤 的 電 磁 鐵 和 系 統(tǒng) 報 警 顯 示 裝 置 等 。3.2 定 位 控 制 系 統(tǒng) 結 構 設 計 3.2.1定 位 控 制 系 統(tǒng) 的 組 成系 統(tǒng) 主 要 由 ： PLC、 組 態(tài) 監(jiān) 控 部 分 、 電 氣 傳 動 部 分 、 檢 測 部 分 、 手 動 控 制 部 分 、 支 架 模 型 組 成 。PLC程 序 設 計 要 求 ：a 號 車 位 、 2號 車 位 、 3 號 車 位 只 能 上 下 移 動 ， 不 能 左 右 移 動 ；b 4 號 車 位 、 5 號 車 位 只 能 左 右 移 動 ， 不 能 上 下 移 動 ；c 下 排 車 位 上 的 汽 車 可 以 直 接 開 出 ；d 上 排 車 位 的 汽 車 ， 要 想 開 出 需 要 先 按 下 相 應 車 位 標 號 呼 叫 按 鍵 ， 再 按 下 叫 車 按 鍵 ， 然 后 下 排車 位 先 左 右 移 動 ， 讓 出 位 置 ， 上 排 車 位 降 至 下 層 ， 再 進 出 車 輛 。3.2.2立 體 車 庫 控 制 系 統(tǒng) 的 原 理 整 個 車 庫 設 計 由 一 臺 PLC 對 車 庫 進 行 統(tǒng) 一 的 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 前 各 車 位 的 車 輛 存 放 情 況 ， 按 照 相應 的 調(diào) 度 策 略 調(diào) 度 車 輛 進 出 。立 體 車 庫 的 自 動 存 取 車 控 制 系 統(tǒng) 包 括 弱 電 與 強 電 兩 套 系 統(tǒng) 。 弱 電 系 統(tǒng) 主 要 包 括 各 種 信 號 的 采 集 、報 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 斷 。 強 電 系 統(tǒng) 包 括 載 車 板 電機 控 制 線 路 、 控 制 電 機 正 反 轉 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 。 系 統(tǒng) 在 面 板 處 設 有 急 停 開 關 ， 當 發(fā) 生 意 外 時 ， 按 下 急 停開 關 ， 斷 掉 所 有 電 機 的 電 源 ， 使 載 車 盤 無 法 繼 續(xù) 運 行 ， 以 保 護 人 員 及 設 備 的 安 全 。系 統(tǒng) 輸 出 控 制 信 號 包 括 控 制 電 機 運 行 方 向 信 號 ， 控 制 電 機 運 行 信 號 ， 控 制 電 磁 鐵 得 、 失 電 信 號 ，控 制 燈 光 報 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 科 機 電 一 體 化 產(chǎn) 品 ， 集 機 械 、 電 子 、 信 息 技 術 于 一體 。 其 中 ， 電 子 技 術 、 信 息 技 術 和 傳 感 技 術 的 合 理 運 用 與 組 合 構 成 了 車 庫 的 控 制 系 統(tǒng) 。 升 降 橫 移 式 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 10 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 構 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 個 運 作 過 程 ， 并 對 整 個 系 統(tǒng) 的 狀 態(tài)過 程 進 行 監(jiān) 控 。升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 的 系 統(tǒng) 控 制 原 理 ： 操 作 者 (人 )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) ， 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 備 驅 動 執(zhí) 行 結 構 ， 來完 成 車 庫 現(xiàn) 場 的 運 作 。 其 系 統(tǒng) 控 制 原 理 框 圖 ， 如 圖 3.4 所 示 。由 于 PLC 的 可 靠 性 、 抗 干 擾 能 力 強 。 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 用 在 智 能 化 要 求 程 度 高 、 多 車 尾 、 大 容 量 的 現(xiàn) 代 化 升 降 橫 移式 立 體 車 庫 中 。 PLC的 可 靠 性 、 抗 干 擾 能 力 強 。 圖 3.4 車 庫 系 統(tǒng) 控 制 原 理 框 圖在 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 中 ， 控 制 系 統(tǒng) 中 主 控 單 元 的 主 要 控 制 對 象 首 先 是 車 庫 內(nèi) 的 橫 移 電 機 和 升降 電 機 ， 控 制 系 統(tǒng) 就 是 使 它 們 在 不 同 的 時 間 內(nèi) 實 現(xiàn) 正 反 轉 ;其 次 是 車 庫 內(nèi) 的 各 種 輔 助 裝 置 ， 如 指 示 燈及 其 各 種 安 全 設 施 等 。 為 了 保 證 載 車 板 能 橫 移 到 預 定 位 置 以 及 載 車 板 能 上 升 或 下 降 到 指 定 位 置 ， 采用 了 行 程 開 關 。 為 了 判 斷 載 車 板 上 有 無 車 輛 ， 采 用 了 光 電 開 關 。 一 般 小 型 車 庫 選 用 按 鈕 操 作 ， 界 面清 楚 ， 易 于 操 作 ， 但 對 于 大 型 車 庫 來 說 要 用 上 位 機 來 進 行 對 其 控 制 。 同 時 在 車 庫 中 還 采 用 了 一 些 傳感 器 如 煙 溫 傳 感 器 以 及 安 全 預 警 裝 置 ， 因 本 系 統(tǒng) 只 有 開 關 量 輸 入 而 無 模 擬 量 輸 入 ， 憑 可 編 程 序 控 制器 本 身 的 抗 干 擾 能 力 和 隔 離 變 壓 器 就 能 滿 足 要 求 ， 因 此 可 不 必 再 另 外 增 加 其 它 抗 干 擾 措 施 。3.3 弱 電 系 統(tǒng) （ 1） 檢 測 信 號 ： 車 庫 檢 測 信 號 是 控 制 程 序 執(zhí) 行 的 重 要 依 據(jù) 。 控 制 程 序 根 據(jù) 檢 測 到 的 信 號 順 序 執(zhí)行 ， 控 制 輸 出 。對 每 個 上 、 下 層 載 車 盤 ， 其 運 行 狀 態(tài) 只 有 上 升 、 下 降 動 作 ， 載 車 盤 停 放 位 置 只 有 上 位 或 下 位 ，所 以 都 有 以 下 檢 測 信 號 ： 載 車 盤 上 認 趾 ， 載 車 盤 上 極 限 ， 載 車 盤 下 認 趾 ， 載 車 盤 下 極 限 。 在 載 車 盤上 位 ， 均 設 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 特 定 的 行 程 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 11 開 關 來 獲 取 掛 鉤 狀 態(tài) 信 息 。 載 車 盤 向 上 運 行 過 程 中 ， 檢 測 到 上 認 趾 信 號 ， 則 自 動 停 止 運 行 ， 如 果 上認 趾 開 關 被 損 壞 ， 系 統(tǒng) 未 檢 測 到 信 號 ， 載 車 盤 會 繼 續(xù) 向 上 運 行 ， 當 運 行 到 上 極 限 開 關 處 時 ， 上 極 限信 號 就 會 切 斷 電 機 電 源 ， 使 電 機 停 電 ， 無 法 繼 續(xù) 運 行 ， 起 著 雙 重 保 險 的 作 用 。 載 車 盤 向 下 運 行 過 程中 ， 首 先 打 開 對 應 的 掛 鉤 ， 系 統(tǒng) 檢 測 到 掛 鉤 打 開 的 信 號 后 ， 系 統(tǒng) 開 始 下 降 ， 如 果 掛 鉤 未 打 開 ， 載 車盤 不 會 下 降 。 下 降 過 程 中 ， 當 檢 測 到 下 認 趾 信 號 時 ， 自 動 停 止 運 行 ， 如 果 下 認 趾 開 關 被 損 壞 ， 系 統(tǒng)未 檢 測 到 信 號 ， 載 車 盤 會 繼 續(xù) 向 下 運 行 ， 當 運 行 到 下 極 限 開 關 處 時 ， 下 極 限 信 號 就 會 切 斷 電 機 電 源 ，使 電 機 停 電 ， 無 法 繼 續(xù) 運 行 ， 起 著 雙 重 保 險 的 作 用 。 PLC還 設 有 延 時 保 護 ， 在 載 車 盤 開 始 運 行 的 同時 ， PLC開 始 計 時 ， 當 計 時 時 間 到 ， 而 載 車 盤 未 運 行 到 位 時 ， 載 車 盤 停 止 運 行 ， 同 時 系 統(tǒng) 報 警 。 另外 ， 若 兩 道 認 址 開 關 均 被 損 壞 ， 載 車 盤 運 行 到 位 而 無 信 號 返 回 時 ， 載 車 盤 會 繼 續(xù) 向 上 或 下 運 行 ， 從 而 發(fā) 生 不 可 預 料 的 事 故 ， 但 通 過 PLC 的 時 間 保 護 ， 則 可 對 載 車 盤 的 運 行 起 到 第 三 層 保 護 的 作 用 。（ 2） 急 停 信 號 ： 系 統(tǒng) 必 須 在 明 顯 處 設 有 急 停 開 關 ， 當 發(fā) 生 意 外 時 ， 按 下 急 停 開 關 ， 斷 所 有 電 機的 電 源 ， 使 載 車 盤 無 法 繼 續(xù) 運 行 ， 以 保 護 人 員 及 設 備 的 安 全 。（ 3） 輸 出 控 制 信 號 ： 系 統(tǒng) 輸 出 控 制 信 號 包 括 控 制 電 機 運 行 方 向 信 號 ， 控 制 電 機 運 行 信 號 ， 控 制電 磁 鐵 得 、 失 電 信 號 ， 控 制 燈 光 報 警 信 號 ， 控 制 車 庫 照 明 信 號 。（ 4） 保 護 信 號 ： 車 庫 在 運 行 過 程 中 ， 需 要 完 備 的 自 我 保 護 裝 置 ， 這 其 中 就 需 要 一 系 列 光 電 開 關 、接 近 開 關 、 行 程 開 關 等 對 載 車 盤 準 確 運 行 到 位 起 著 關 鍵 性 的 作 用 ， 獨 特 的 防 墜 落 裝 置 、 斷 繩 報 警 裝置 、 超 速 保 護 裝 置 對 車 輛 的 安 全 起 到 保 護 作 用 。 車 輛 超 長 檢 測 、 車 輛 停 車 不 到 位 檢 測 、 以 及 人 員誤 入 檢 測 等 信 號 對 車 輛 及 人 員 的 安 全 起 著 決 定 性 的 作 用 。 另 外 ， 每 個 車 位 設 有 車 輛 超 長 檢 測 ， 當 系 統(tǒng) 檢 測 到 超 長 信 號 時 ， 所 有 載 車 盤 均 不 能 動 作 ， 以 保 護 車 輛 的 安 全 。 車 庫 入 口 處 設 有 人 員 誤 入 檢 測 ，防 止 人 員 在 載 車 盤 運 行 過 程 中 誤 入 ， 發(fā) 生 意 外 ； 也 有 在 車 庫 入 口 處 設 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 閉 受 系 統(tǒng) 運 行 狀 態(tài) 聯(lián) 鎖 控 制 。3.4 強 電 系 統(tǒng)強 電 部 分 包 括 控 制 電 機 正 反 轉 接 觸 器 ， 控 制 電 機 運 行 接 觸 器 。 PLC輸 出 信 號 給 接 觸 器 線 圈 ， 控 制接 觸 器 的 接 通 與 關 斷 。 浙 江 工 業(yè) 大 學 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 12 第 4 章 升 降 橫 移 式 立 體 車 庫 系 統(tǒng) 軟 件 方 面 的 設 計4.1 可 編 程 控 制 器 的 選 擇系 統(tǒng) 核 心 部 分 采 用 歐 姆 龍 CP1E-N30 為 控 制 元 件 ， 它 是 CP 系 列 中 功 能 最 強 、 速 度 最 高 的 微 型 可編 程 控 制 器 。 它