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基于 PLC 的多層停車場(chǎng)的研究與設(shè)計(jì)1.立體停車庫(kù)發(fā)展概況立體停車庫(kù)設(shè)備的應(yīng)用已有 30 多年的歷史了發(fā)展較早、較好的有日本、韓國(guó)、臺(tái)灣省、德國(guó)等眾所周知，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在經(jīng)歷了近 30 年的高速增長(zhǎng)之后，大眾對(duì)生活質(zhì)量的要求日益提高， “衣食住行”中的“行”提高到一個(gè)新的高度。隨之而來(lái)的交通方面的情況也日加緊張，而這包含了動(dòng)態(tài)與靜態(tài)兩個(gè)方面。如同城市中由平房改建成高樓大廈一樣，停車也從平面轉(zhuǎn)向立體化停放，立體停車在靜態(tài)交通中已經(jīng)占有越來(lái)越重要的地位。立體停車庫(kù)與傳統(tǒng)的地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性首先是節(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) 40 平方米的面積，而如果采用雙層立體停車庫(kù)，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(kù)的話，50 平方米的土地面積上便可存放 40 輛車，可以節(jié)省土地資源和減少土建開(kāi)發(fā)成本。例如北京印度尼西亞駐華大使館未建多層立體停車庫(kù)前平面只能放五輛車，現(xiàn)建成三層立體升降橫移類停車庫(kù)后，能停放 13 輛車，基本能滿足駐華大使館要求。人們普遍認(rèn)為停車設(shè)備行業(yè)發(fā)展前景良好，并已被譽(yù)為 21 世紀(jì)最熱門的行業(yè)之一。2.升降橫移式立體停車庫(kù)概念立體停車設(shè)備目前已提供的共有 9 大類：升降橫移類（PSH） 、簡(jiǎn)易升降類（PJS） 、垂直升降類（PCS） 、垂直循環(huán)類（PCX） 、平面移動(dòng)類（PPY） 、巷道堆垛類（PXD） 、多層循環(huán)類（PDX） 、水平循環(huán)類（PSX） 、汽車升降機(jī)（PQS） ，又有幾十種規(guī)格，可以適用于不同的空間、場(chǎng)地條件，是一種具有高安全性，高可靠性、高效率的自動(dòng)化成套設(shè)備。在以上 9 種類型尤以升降橫移類（PSH）立體停車庫(kù)應(yīng)用最為廣泛。采用以載車板升降或橫移存取車輛的立體停車設(shè)備的停車庫(kù)叫做升降橫移類停車庫(kù)。升降橫移式立體停車庫(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)。由于升降橫移類立體停車庫(kù)的型式比較多，規(guī)?？纱罂尚?，對(duì)場(chǎng)地的適應(yīng)性較強(qiáng)，因此，采用這類設(shè)備的停車庫(kù)十分普遍。其工作原理為：每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過(guò)升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫(kù)，存取車輛，完成存取過(guò)程。上層車位或下層車位需通過(guò)中間層橫移出空位，將載車板升或降到地面層，駕駛員才可進(jìn)入車庫(kù)內(nèi)將汽車開(kāi)進(jìn)或開(kāi)出車庫(kù)。3.三層升降橫移式立體停車庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)升降橫移式立體停車庫(kù)是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品，集機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。升降橫移式立體停車庫(kù)主要由鋼結(jié)構(gòu)部分、載車板部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)系統(tǒng) 5 部分組成，如圖 2 所示。三層機(jī)械停車設(shè)備是升降橫移類機(jī)械式停車設(shè)備的一個(gè)類型，此類型車庫(kù)每組設(shè)備的中間層、地面層都留有空車位，地面層只做橫移運(yùn)動(dòng)，地上二層既做橫移運(yùn)動(dòng)又做升降運(yùn)動(dòng)，地上三層只做升降運(yùn)動(dòng)。運(yùn)行時(shí)，地面層可直接存取車；地上二層存取車，需通過(guò)地面層相對(duì)應(yīng)的載車臺(tái)橫移讓出空位后，升降到達(dá)地面層實(shí)現(xiàn)；地上三層存取車時(shí)，需通過(guò)地上二層、地面層相對(duì)應(yīng)的載車臺(tái)同時(shí)橫移讓出空位后，升降到達(dá)地面層實(shí)現(xiàn)。其運(yùn)動(dòng)的總原則是：升降復(fù)位平移不復(fù)位。立體停車庫(kù)按用戶所要求的停車規(guī)格設(shè)計(jì)，運(yùn)行方式分自動(dòng)和手動(dòng)兩種，可通過(guò)開(kāi)關(guān)切換，在車庫(kù)正常運(yùn)行時(shí)使用自動(dòng)方式，在設(shè)備維修和調(diào)試時(shí)可使用手動(dòng)方式。自動(dòng)方式和手動(dòng)方式均采用 PLC 可編程控制器控制，因此可保證設(shè)備在任何方式下的安全運(yùn)行。設(shè)備有多種安全裝置可確保人車安全，如安全防墜裝置，限位及防過(guò)卷裝置，斷電自動(dòng)剎車制動(dòng)裝置，錯(cuò)斷相保護(hù)等。3.1 主框架部分實(shí)際工程項(xiàng)目：北京印度尼西亞駐華大使館升降橫移類立體停車庫(kù)，設(shè)備整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、大方，給人以輕巧、明快的感覺(jué)。主體鋼架結(jié)構(gòu)采用 H 型鋼、槽鋼、鋼板焊接成型，用高強(qiáng)度螺栓連接成框架結(jié)構(gòu)，具有較好的強(qiáng)度和剛度。為了使鋼架部分的外觀美觀以及具有抗腐蝕、防銹能力，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)部分噴漆之前采用了機(jī)械除銹處理，使停車設(shè)備整體表面防護(hù)水平達(dá)到了較高的檔次。另外，整套設(shè)備可進(jìn)行二次拼裝和組合，能可靠保證安裝質(zhì)量，有利于運(yùn)輸和縮短現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)間。3.2 載車板載車板是用來(lái)承載庫(kù)存車輛的。載車板由 δ2.3mm 的鍍鋅板壓彎成型，左右邊梁采用 δ4.5mm 的鍍鋅板折彎成型。邊梁用高強(qiáng)度螺栓和載車不板聯(lián)接，以保證載車板的剛度和強(qiáng)度。載車板設(shè)有阻車與限位裝置。3.3 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)停車設(shè)備的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用鏈條傳動(dòng)或鋼絲繩曳引傳動(dòng)。該停車設(shè)備上層載車板由升降電機(jī)減速機(jī)通過(guò)鏈條驅(qū)動(dòng)帶動(dòng)卷筒，再由卷筒通過(guò)鋼絲繩驅(qū)動(dòng)載車板升降。二層采用橫移框架結(jié)構(gòu)，每個(gè)橫移框架分別裝有升降和橫移兩個(gè)電機(jī)，既框架結(jié)構(gòu)通過(guò)橫移電機(jī)可在軌道上橫移，同時(shí)也可通過(guò)升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)載車板升降到達(dá)地面層，實(shí)現(xiàn)存取車。上述傳動(dòng)方式與其它方式比較，具有運(yùn)行平穩(wěn)，安全可靠，養(yǎng)護(hù)方便等特點(diǎn)，另外，它的環(huán)保性能也優(yōu)于其它傳動(dòng)方式。下層載車板由電機(jī)減速機(jī)通過(guò)鏈傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)行走輪沿橫移軌道運(yùn)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)電機(jī)減速機(jī)集減速機(jī)、電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)器為一體，體積小、重量輕、噪音低，采用長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂，性能穩(wěn)定可靠，使用壽命長(zhǎng)，長(zhǎng)期免維護(hù)，質(zhì)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯。3.4 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)的主要控制對(duì)象是橫移小電機(jī)和升降大電機(jī)，使它們根據(jù)存取車的要求利用按鈕操作，以達(dá)到通過(guò)改變電源相序?qū)崿F(xiàn)載車臺(tái)的左右或上下移動(dòng)。其次是控制車庫(kù)內(nèi)的各種輔助裝置，如：指示燈及其各種安全設(shè)施等。為了保證載車板能橫移和上升或下降到指定位置，采用了行程開(kāi)關(guān)定位。為了判斷載車板上有無(wú)車輛，采用了光電開(kāi)關(guān)。一般小型車庫(kù)選用按鈕操作即可，亦可采用觸摸屏操作。全是開(kāi)關(guān)量輸入輸出的升降橫移式立體停車庫(kù)電路簡(jiǎn)單、對(duì)環(huán)境要求不高，憑可編程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，使車庫(kù)系統(tǒng)能有條不紊的準(zhǔn)確工作?？刂葡到y(tǒng)核心部分采用可編程控制器（PLC） ，具有抗干擾性強(qiáng)、穩(wěn)定性強(qiáng)、系統(tǒng)可靠、結(jié)構(gòu)模塊化等特點(diǎn)。該套控制系統(tǒng)是目前機(jī)械車庫(kù)領(lǐng)域中適用的控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)檢測(cè)裝置靈敏度高、工作準(zhǔn)確可靠，反饋及時(shí)。接觸器輸出單元?jiǎng)幼黛`敏、可靠、技術(shù)先進(jìn)、維護(hù)簡(jiǎn)便，過(guò)載及短路等保護(hù)環(huán)節(jié)齊全。這套控制系統(tǒng)的 PLC 主機(jī)、接觸器、斷路器、行程開(kāi)關(guān)、按鈕、光電開(kāi)關(guān)等關(guān)鍵部件，采用日本富士、日本三菱、韓國(guó) LG 等進(jìn)口電子元器件。3.5 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)為按鈕箱人工操作或觸摸屏操作。通常機(jī)械立體停車庫(kù)上的車位都有固定編號(hào)，在存取車輛時(shí)，一層車輛無(wú)需通過(guò)操作箱操作，司機(jī)可直接將車輛開(kāi)進(jìn)或開(kāi)出載車臺(tái)，達(dá)到存取車輛的目的；三層在存取車輛時(shí)，首先，操作人員選取車位號(hào)，確認(rèn)無(wú)誤后，按下相應(yīng)操作按鈕，啟動(dòng)相應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，PLC程序能自動(dòng)使所選取的三層載車臺(tái)下對(duì)應(yīng)的二層、一層（進(jìn)出車地面層） ，同時(shí)先要向左或向右移動(dòng)留出空位，然后三層載車板通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)下降到地面層，從而達(dá)到存取車輛的目的。同理，二層在存取車輛時(shí)，同樣先選取車位號(hào)，確認(rèn)無(wú)誤后，按下相應(yīng)操作按鈕，啟動(dòng)相應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，PLC 程序能自動(dòng)使所選取的二層載車板下對(duì)應(yīng)的一層（進(jìn)出車地面層） ，先要向左或向右移動(dòng)留出空位，然后二層載車板通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)下降到地面層，從而達(dá)到存取車輛的目的。存車或取車完畢后按下確認(rèn)按鈕，車臺(tái)自動(dòng)復(fù)位，等待下一次操作指令。在需要手動(dòng)操作時(shí)，可通過(guò)按鈕組合轉(zhuǎn)化為手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)操作，即按住按鈕設(shè)備運(yùn)行，松開(kāi)按鈕設(shè)備停止，分步操作完成存取車輛。3.6 安全系統(tǒng)設(shè)有斷電、缺相、斷相和相序保護(hù)；延時(shí)保護(hù)；防人、異物誤闖入紅外線檢測(cè)裝置；車輛定位；防止載車板墜落裝置；緊急停止裝置等。4.結(jié)論與展望以可編程控制器作為升降橫移式立體停車庫(kù)的控制核心單元，是綜合考慮了各種客觀影響因素的情況下提出的?？删幊炭刂破饕云淇刂菩阅芰己?、體積小、功能強(qiáng)大、開(kāi)發(fā)周期短和抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在車庫(kù)的控制系統(tǒng)中。立體停車庫(kù)集中了現(xiàn)代多方面的先進(jìn)技術(shù)，是科技含量較高的車庫(kù)，其中升降橫移式立體停車庫(kù)的停車方便、存取速度快、車庫(kù)結(jié)構(gòu)靈活、造價(jià)低的特點(diǎn)，成為今后停車庫(kù)發(fā)展的主要形式。如果 PC 機(jī)作為控制系統(tǒng)的上位機(jī)，通過(guò)靈活、友好的人機(jī)界面，以互聯(lián)網(wǎng)作為信息通道，可實(shí)現(xiàn)對(duì)停車庫(kù)的遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)化控制和管理。