全智能車庫系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)穩(wěn)定增長和人民生活水平的不斷提高，我國轎車保有量直線上升，轎車進(jìn)入家庭已成為必然趨勢。于是，停車難的問題逐漸成為各個城市迫切需要解決的問題。城市停車場的建設(shè)成為越來越多的人關(guān)注的話題。如何把有限的空間最大的利用且不需要較大的人力成為新的研究課題。全智能停車庫系統(tǒng)，以其充分利用空間，節(jié)約占地面積等顯著特點(diǎn)，成為解決難停車問題的重要方法。全智能停車庫是為城市建設(shè)提供的簡單便利的附屬設(shè)施，可以充分的利用城市有限的空間來解決停車難的重要舉措，可以緩解和解決繁華地段亂停車等問題，其社會效益極其顯著。本文設(shè)計(jì)完成了智能立體車庫系統(tǒng)控制系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)。采用PLC智能停車控制系統(tǒng)，并

2、介紹其工作原理，采用智能化的車位監(jiān)控管理，進(jìn)出自動識別車輛進(jìn)出的方法大大節(jié)省了停車時間及占地空間。本文也對車庫的自動控制系統(tǒng)中的電力拖動系統(tǒng)進(jìn)行了研究，著重介紹了升降機(jī)，平移存取機(jī)構(gòu)及門電機(jī)。本文最后部分對智能立體車庫的安全措施的設(shè)置及控制系統(tǒng)的軟硬件抗干擾能力進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從而提高了車庫的安全性與可靠性，保證了系統(tǒng)的正常工作。關(guān)鍵詞：PLC控制； 智能控制； 控制策略ABSTRACTAlong with our country economy stabilizes growth continuously and the improvement of peoples living standar

3、ds, Chinese car retains the volume rises sharply, the car enters a family to already made inevitable trend.So, the problem of parking has become urgent problems to be solved in each city.City parking construction become more and more people focus on the topic.How to use limited space maximum utiliza

4、tion and do not need much manpower is becoming a new research task.Intelligent parking system, in order to make full use of space, save covers an area of and other notable features, become solve difficult parking question important method.The intelligent parking garage is for the city to provide a s

5、imple and convenient facilities, can make full use of limited space of the city to solve the parking significant move, can solve the problems such as the downtown area of parking, the social benefit is remarkableThis paper completed the design of intelligent stereo garage control system software and

6、 hardware system.Using PLC intelligent parking control system, and introduces its principle, adopts the intelligent parking management, import and automatic recognition of vehicle access method greatly saves the parking time and space.This article also to the garage in the automatic control system o

7、f electric drive system are studied, introduced emphatically the lift, translational access mechanism and door motor.In the last part of Intelligent Stereo Garage security settings and the control system hardware and software anti interference ability of design, thereby improving the safety and reli

8、ability of the garage, to ensure the normal operation of the system.Key words: PLC control; intelligent control; control strategy目 錄緒論31.1 智能停車場概述41.1.1 智能停車場的作用41.1.2 智能停車場在中國的發(fā)展42 智能停車場的介紹以及設(shè)計(jì)內(nèi)容52.1智能停車場的組成部分52.1.1 智能出口控制系統(tǒng)52.1.2 智能入口控制系統(tǒng)62.1.3 實(shí)時監(jiān)控62.1.4 智能停車場管理軟件設(shè)計(jì)63. 智能停車場的具體設(shè)計(jì)63.1 元器件73.1.1 模板

9、及鐵柱73.1.2 按鈕開關(guān)73.1.3限位開關(guān)93.1.4電機(jī)103.1.5 傳感器113.1.6 中間繼電器133.1.7 繼電器插座143.1.8 開關(guān)電源153.1.9 讀卡器163.1.0 車位指示燈164.硬件匯總表18結(jié)論1致謝2參考文獻(xiàn)31 緒論1.1 智能車庫系統(tǒng)的概述智能車庫結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，定位精準(zhǔn)，功能全面，存儲量大，布局美觀大方，設(shè)計(jì)人性化，系統(tǒng)穩(wěn)定，存取便捷。正是由于作品具有以上特點(diǎn)，具有很大的市場應(yīng)用前景。智能立體車庫管理系統(tǒng)采用非接觸式智能IC卡作為車輛出入停車場的憑證，以先進(jìn)的圖像對比功能實(shí)時監(jiān)控出入場車輛，以超大的LED顯示屏引導(dǎo)車主尋找其所分配的車庫車位

10、，以穩(wěn)定的通訊和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫管理每一輛車及車位信息，以先進(jìn)的電子地圖實(shí)時監(jiān)控現(xiàn)場車輛停放的動態(tài)信息;完全解決了現(xiàn)有停車場 存在的安全隱患問題。中國停車場大都是自走式，遠(yuǎn)不能滿足汽車的增長對車位的要求.智能立體停車庫具有高密度的特點(diǎn)，是停車庫中最為先進(jìn)的形式。這種形式的車庫容量大，大型的容量可達(dá)10003000個車位，調(diào)車速度快，自動化程度高，是各大城市解決停車難的最佳選擇。智能立體停車庫是集自動化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的智能化、立體 化的物流儲運(yùn)系統(tǒng)，能夠自動而可靠地完成車輛的存取以及相關(guān)信息的管理。對該系統(tǒng)的開發(fā)與研究，可以解決中國停車難的問題，具有非常大的理論意義和實(shí)用價值。1

11、.1.1 智能車庫系統(tǒng)的作用智能停車場管理系統(tǒng)采用圖形人機(jī)界面操作方式，具有操作簡單、使用方便、功能先進(jìn)等優(yōu)點(diǎn)，車場使用者可以在最短的 時間進(jìn)入或離開停車場，以提高車庫管理質(zhì)量，取得高的經(jīng)濟(jì)效益和良好的社會效益。智能停車場管理系統(tǒng)設(shè)立自動收費(fèi)站，無需操作員即可完成其收費(fèi)管理工作。按其所在環(huán)境不同可分為內(nèi)部智能停車場管 理系統(tǒng)和公用智能停車場管理系統(tǒng)二大類。內(nèi)部停車場綜合管理系統(tǒng)主要面向該停車場的固定車主與長期租車位的單位、公司及個 人。一般多用于單位自用停車場、公寓及住宅小區(qū)配套停車場、辦公樓的地下停車場、長期車位租借停車場與花園別墅小區(qū)停車場 等。此種停車場的特點(diǎn)是使用者固定，禁止外部車使用

12、。公用智能停車場管理系統(tǒng)一般設(shè)在大型的公共場所，使用者通常是一次性 使用者，不僅對散客臨時停車，而且對內(nèi)部用戶的固定長期車輛進(jìn)行服務(wù)，該停車場特點(diǎn)是：對固定長期車輛與臨時車輛分別管理 ，共用出入口，分開管理。1.1.2 智能車庫系統(tǒng)在中國的發(fā)展2000年以后，我國汽車的銷售量逐年攀升，特別是最近兩年，2010和2011年分別銷售了1800萬輛，預(yù)計(jì)2012年將超過2000萬大關(guān)。汽車銷量穩(wěn)居世界第一。2010年我國汽車保有量超過7000萬今年則以過億。如此龐大的基數(shù)使現(xiàn)有的停車位處于爆棚的狀態(tài)，而對于我國的交通而言更是巨大的挑戰(zhàn)。由最早的人挨人到現(xiàn)在的車擠車，我們需要用科技來改變這種狀況，所以

13、我國早在上個世紀(jì)80年代初就開始研制和使用智能停車車庫設(shè)備。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，智能停車車庫設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大性。首先，智能停車車庫具有突出的節(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(jī)械車庫，可使地面的使用率提高8090，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。智能停車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(zhǔn)

14、位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，智能停車車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。1.1.3 智能車庫系統(tǒng)在國外的發(fā)展隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和汽車的大量增加，世界各國的大城市在不同時期，都出現(xiàn)了城市交通擁堵及停車難問題。歐美國家和亞洲國家采取的措施雖不盡相同，但立體化停車是各國都積極采用的措施，尤其是全自動化的智能式停車。發(fā)展較早較好的有日本、韓國、德國、法國、意大利、荷蘭、美國等。在亞洲，日本、韓國及我國臺灣省因地少車多，智能停車庫應(yīng)用最早、最廣，其中日本的技術(shù)最為成熟先進(jìn)。在日本，智能式停車場已超出了單純用于停車的功能，智能車庫用大型廣告牌和頂棚綠化裝飾了起來，沒有了冰冷機(jī)械鋼架子

15、的生硬，反而多了一種與城市商業(yè)、生態(tài)氣息相吻合的問道，在一些主要街道，智能車庫成了一道獨(dú)特的景觀，發(fā)展成了與城市環(huán)境融為一體，具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和經(jīng)濟(jì)開發(fā)價值的城市建筑。韓國智能停車設(shè)備的發(fā)展歷程比較平穩(wěn)。上世紀(jì)70年代中期為起步階段， 90年代為供應(yīng)使用階段.現(xiàn)在有停車設(shè)備制造企業(yè)400多家，主要通過引進(jìn)日本的技術(shù)和自我開發(fā)，每年車庫設(shè)備以30%的速度發(fā)展。 1.2 智能車庫系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn) 智能車庫具有以下的優(yōu)點(diǎn)，已成為解決城市“停車難”問題的重要途徑和發(fā)展方向: 1. 節(jié)省占地面積，節(jié)省大量投資。采用機(jī)械式停車方式所需要的立體空間。而更可觀的是占地面積的減少，傳統(tǒng)的10層樓的停車庫占地面

16、積為2.5動車位(通常，傳統(tǒng)的停車庫很少超過10層)，而30層的機(jī)械自動化停車庫只占0.7m今車位。對于城市寸土寸金的面積不大的黃金地帶，建立體車庫無疑是很好的選擇，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。 2. 出入庫管理方便，省時省力。立體車庫不需要車主找車，出入庫管理全由電腦控制，操作簡單，庫內(nèi)的存車數(shù)量、存車位置、存車時間等均可以顯示在操作盤上，一目了然。自動化程度相當(dāng)高，存取車時間一般不超過120秒，省時省力。 3可避免車輛的丟失和損壞。完善的閉鎖裝置可保證汽車安然無恙，外部人員不能隨意進(jìn)出，汽車不會受到人為的損傷和丟失，車主可大為放心。 4. 配置靈活。規(guī)?？纱罂尚。瑢訑?shù)可多可少，可依附建筑物也可在建筑

17、物內(nèi)，可設(shè)在地上、地下，也可設(shè)在半地下，形式多樣，適應(yīng)性廣。以高科技裝備解決停車問題將是我國城市建設(shè)的必由之路，這一方面是國情使然，另一方面則是現(xiàn)代化建設(shè)的必然。1.3 論文的主要研究內(nèi)容與任務(wù)本課題以智能立體車庫為研究對象，著重對其控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，主要的內(nèi)容和任務(wù)包括：（1）智能立體車庫總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)智能立體車庫的總體方案，著重研究車庫的自動控制系統(tǒng)中的控制器以及控制方案的選擇。（2）智能車庫存取車策略的研究 優(yōu)化智能車庫的存取車控制策略，對存車優(yōu)先、取車優(yōu)先、原地待命三種工作方式存取車時間和能耗進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，得出最優(yōu)的存取車策略以實(shí)現(xiàn)立體車庫存取車效率和耗能的最優(yōu)化。（3）控制

18、系統(tǒng)的電力拖動系統(tǒng) 研究車庫控制系統(tǒng)中的電力拖動系統(tǒng)。（4）安全性與可靠性設(shè)計(jì) 設(shè)置智能車庫系統(tǒng)的安全措施，設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)軟硬件的抗干擾措施，提高智能車庫系統(tǒng)的安全性與可靠性，以保證系統(tǒng)正常工作。1.5本章小結(jié)本章主要介紹了課題的研究背景和研究意義，智能車庫的國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀和主要發(fā)展趨勢，最后簡要介紹了本課題的研究內(nèi)容和任務(wù)。2智能立體停車場的分類及介紹2.1智能立體停車場的分類汽車保有量的快速增長，導(dǎo)致了城市停車場不足，這已經(jīng)成為社會化問題，迫使我們在城市緊湊的地域內(nèi)對停車空間、停車方式進(jìn)行新的探索，停車設(shè)備也由地面向地下、由單層向多高層發(fā)展，停車方式亦由坡道式向機(jī)械式發(fā)展，智能立體停車設(shè)

19、備也由此應(yīng)運(yùn)而生。智能立體停車設(shè)備按照結(jié)構(gòu)類型，可分為以下幾種：2.1.1 升降橫移類這是智能立體停車設(shè)備最普遍的一種結(jié)構(gòu)類型。（右側(cè)的照片為應(yīng)用于日本的升降橫移式的停車設(shè)備產(chǎn)品）升降橫移式從結(jié)構(gòu)上講，它通過載車板的垂直升降和水平移動來進(jìn)行車輛的存取，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，適用車型比較廣泛，而且相對其他車庫，安裝和布置比較靈活，非常適用于地下以及室外停車。升降橫移式智能立體停車設(shè)備結(jié)構(gòu)非常靈活，可以根據(jù)具體應(yīng)用情況將車庫布置為兩層或者兩層以上，通過增加停車層數(shù)可以增加停車容量。整個單元由鋼結(jié)構(gòu)框架、托板、升降機(jī)構(gòu)、平移機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成。托板的寬度試車輛大小而定。托板可以采用液壓驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)或電機(jī)升降

20、系統(tǒng)，電機(jī)功率為 2.2-3.7kw ,平移機(jī)構(gòu)電機(jī)功率為 0.2kw ,升降平移時均為20s 。在安全裝置方面除緊急斷電開關(guān)和自動急停的光電開關(guān)外，還有防止墜毀的安全鎖。圖 2.1 是升降橫移式智能立體停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。2.1.2電梯式電梯式智能停車設(shè)備是指以固定的或安裝于可移動構(gòu)架上的升降機(jī)作為汽車運(yùn)輸工具，并在電梯轎廂底部機(jī)構(gòu)可將汽車做水平移動傳送，使汽車自動平移至螃道兩側(cè)泊車位并進(jìn)行存放的機(jī)械式智能立體停車設(shè)備。電梯式智能立體停車設(shè)備包括一個有入口的垂直框架結(jié)構(gòu)，轎車通過入口被引導(dǎo)進(jìn)來。停車空間是按照一排或者多排垂直排列。一個電梯包括一個可以在框架結(jié)構(gòu)里上下移動的升降機(jī)。升降機(jī)適合

21、于接收一個裝載有轎車的載車盤；在升降機(jī)上有一個推進(jìn)器，這個推進(jìn)器可以朝停車空間推進(jìn)；在每一個停車空間里都有一個擱板，而且這個擱板不受推進(jìn)器的約束；擱板適用于支撐載車盤；并且有一個旋轉(zhuǎn)器轎車旋轉(zhuǎn)到適合的姿態(tài)停泊在載車盤上面。如圖2.3示，為了把一部汽車(C)儲存至車庫，可以采取如下步驟: 除了一個存儲空間之外，載車盤(P)在所有存儲空間都被放置在架子11并且車輛(C)被放置在處于原始靜態(tài)位置的升降機(jī)2上的載車盤(P,)里。升降機(jī)2在沒有載車盤的情況下被驅(qū)動上升到達(dá)存儲空間3(如圖3-7中箭頭U,所指方向).升降機(jī)2停放在某一層，而在這一層推進(jìn)器4上面的載車盤(P2)的下表面比架子13的位置要更高

22、。然后推進(jìn)器4開始推進(jìn)進(jìn)入到相應(yīng)的存儲空間11(如圖3-7所示的S1箭頭方向)，與此同時升降機(jī)開始輕微的下降，然后由架子1支撐載有車輛的載車盤。電梯式智能立體停車設(shè)備的出入口地面可以在整個停車設(shè)備的最上一層，最下一層或中間位置任一層，即所謂的上部出入式、下部出入式或中間出入式。車輛的出口和入口可以是同一個(折返式)，也可以前后分別設(shè)立1個(直通式)，使車輛比較方便地前門進(jìn)，后門出。 電梯式立體停車庫與其它類型停車庫相比較，具有以下特點(diǎn):(1)平面和空間的利用率較高；(2)控制系統(tǒng)先進(jìn)，存取車迅速，運(yùn)行平穩(wěn)，運(yùn)轉(zhuǎn)效率較高；(3)具有安全可靠的機(jī)械及光電安全裝置，同時由于封閉可防火、防盜、防異物傷

23、害:(4)與垂直循環(huán)類相比，整個系統(tǒng)不作整體運(yùn)動，節(jié)省電能:(5)噪聲較低；(6)電腦操作，使用方便。因此電梯式停車庫適用于如城市中的繁華中心區(qū)等需要車輛集中停放的場所。當(dāng)然，這類停車設(shè)備也有一定缺點(diǎn):(1)升降機(jī)構(gòu)的通道不能作為停車位使用；(2)垂直升降和水平橫移動作之間有間歇，而使存取車周期加長:(3)一次性投資設(shè)置需要較多資金。2.1.3循環(huán)式循環(huán)式智能立體停車設(shè)備的工作原理是將停車用的托運(yùn)盤在存儲空間內(nèi)成圓形布置，通過大型循環(huán)鏈條或者鋼絲繩傳動使其連續(xù)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且托運(yùn)盤上設(shè)有導(dǎo)軌和導(dǎo)輪，防止循環(huán)運(yùn)動時發(fā)生搖晃。循環(huán)式智能立體停車設(shè)備在結(jié)構(gòu)分為垂直循環(huán)式立體停車設(shè)備、水平循環(huán)式立體停車

24、設(shè)備、索道循環(huán)式立體停車設(shè)備、圓形循環(huán)式立體停車設(shè)備和箱型循環(huán)式立體停車設(shè)備。在傳動方案上可以采用鏈條和鋼絲繩傳動。循環(huán)式智能立體停車設(shè)備可以獨(dú)立設(shè)置，也可附設(shè)在建筑物內(nèi)，存車數(shù)可多可少，大型車庫可用多套設(shè)備并列布置。與其他方式相比，此類車庫不需要運(yùn)輸車輛所需的車道，因而所需的面積與容積量小，可根據(jù)建筑物和地形的不同來靈活配置，但由于受到傳動功率的限制，循環(huán)式智能立體停車設(shè)備的停車容量比較小，一般停車數(shù)量在 12 個車位以下。循環(huán)式智能立體停車設(shè)備在其出入口處一般都設(shè)置了回轉(zhuǎn)盤，這樣入庫時車輛可前行進(jìn)入，而出庫時須倒車至轉(zhuǎn)盤上轉(zhuǎn)向掉頭。垂直循環(huán)式的出入口可以布置在車庫的下端，存車空間向上發(fā)展，

25、也可以設(shè)置在中間，將存車空間分成地上和地下兩個部分，如圖 2.4 所示水平循環(huán)式立體停車庫的出入口可以布置在兩端以及車庫的中間，以適應(yīng)不同場合的應(yīng)用要求。循環(huán)式立體停車設(shè)備特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)十分龐大，需要驅(qū)動力大，并且傳動的距離相對較遠(yuǎn)，因此發(fā)出的振動和噪音也大。為降低振動和噪音，目前開發(fā)了共同基座式方式，將驅(qū)動裝置與基座一體化。循環(huán)式立體停車庫采用計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了高度化自動化。按鍵輸入所選的車位號，就能自動化完成存取車的全過程，它具有選擇最佳運(yùn)動方向、自動運(yùn)算運(yùn)行步數(shù)、自動顯示選取的車位號、車位有車或無車、引導(dǎo)存取等功能；設(shè)備安全可靠，設(shè)有遠(yuǎn)紅外線檢測系統(tǒng)，配以聲、光顯示，確保使用安全；存取車時

26、間短，調(diào)車時間最長不超過 130s 。但是，此類系統(tǒng)需要不停地循環(huán)，對于不是存取車高峰期來講，造成較大的能源浪費(fèi)。有時為了存取一輛車，需要循環(huán)一周才能實(shí)現(xiàn)，一旦系統(tǒng)的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，則整個系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，呈癱瘓狀態(tài)，因此從長遠(yuǎn)效益來看并非最佳。2.2 智能立體停車庫概念(1)智能立體停車設(shè)備。 設(shè)備是停車服務(wù)的主體。智能立體停車設(shè)備由以下幾個功能模塊構(gòu)成: 一、墓于經(jīng)濟(jì)實(shí)用性的機(jī)械系統(tǒng)人性化設(shè)計(jì)； 二、基于安全可靠性的電氣設(shè)備控制系統(tǒng)； 三、留有未來多元化功用的智能模塊擴(kuò)展接口:(2)車庫信息管理系統(tǒng)。 車庫的智能性，最大體現(xiàn)在其信息管理系統(tǒng)中。該信息管理系統(tǒng)由以下幾個功能模塊構(gòu)成: 一、

27、本地停車信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)； 二、基于三層次安全數(shù)據(jù)庫型智能車庫聯(lián)機(jī)控制系統(tǒng)； 三、基于XML與WEB技術(shù)的城市交通管理中心的數(shù)據(jù)通訊接口模塊。未來的停車業(yè)應(yīng)是集停車服務(wù)、洗車服務(wù)、維修服務(wù)、資訊服務(wù)等服務(wù)功能為一體的多功能綜合行業(yè)。在智能立體停車庫的智能模塊擴(kuò)展接口上加入洗車控制模塊，我們就可以實(shí)現(xiàn)對洗車設(shè)備的智能控制；與此同時，我們也可以實(shí)現(xiàn)給予駕駛員最及時的交通路面信息和導(dǎo)航數(shù)據(jù)更新服務(wù)。但這些功能模塊的建立都離不開一個主體 即智能立體停車庫的設(shè)計(jì)。2.3 本章小結(jié)本章探討了常見各類型停車設(shè)備的功能、特點(diǎn)與基本結(jié)構(gòu)。從靜態(tài)交通的層面探討了各類型停車設(shè)備的適用場合與各自優(yōu)勢，并結(jié)合資料歸納

28、了我國智能停車設(shè)備行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。最后展望了未來停車設(shè)備發(fā)展的趨勢與行業(yè)前景。3. 全智能車庫系統(tǒng)自動控制設(shè)備硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)在本章中，我們選用智能立體停車設(shè)備作為設(shè)計(jì)的基本單元:(1)智能立體停車設(shè)備具有構(gòu)造緊湊、伸縮性強(qiáng)、搭配靈活的優(yōu)點(diǎn)，特別適合己有的地下停車空間的改造，而不必另在地面構(gòu)建大型倉儲式停車庫。(2)配備智能立體停車設(shè)備的車庫更便于依照統(tǒng)一的接口模式標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)控制。3.1智能立體停車設(shè)備組成智能立體停車設(shè)備從單排雙層車位來看，與升降橫移式?jīng)]有太多的差別，如下我們稱單排雙層車位為智能立體停車設(shè)備的基本型。如圖3.1與圖3.2所示，智能大廈單個車位由如下幾個子系統(tǒng)組成：(1)升降、橫

29、移傳動系統(tǒng)該系統(tǒng)包括驅(qū)動電機(jī)、減震底座；套筒滾子鏈、鏈輪；傳動軸、花鍵；起重專用鏈條、鏈輪、鏈條備置箱；梳鏈系統(tǒng)等。升降、橫移載車板系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括車架結(jié)構(gòu)、地板、起吊減震裝置、防搖裝置:移動滾輪、導(dǎo)軌等。(2)鋼結(jié)構(gòu)部分包括整個車庫的固定鋼架，以及智能大廈特有的組合接口部分。(3)安全防護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)由安全掛鉤、反饋元件(光電傳感器、上下限位開關(guān)(沖頂開關(guān))、橫移(限位開關(guān)等)組成.由反饋元件輸出監(jiān)測信號至PLC，安全鉤的收放動作由PLC控制繼電器予以執(zhí)行。(4)控制箱與走線系統(tǒng)在該類型的魔方設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)中，單獨(dú)地把控制系統(tǒng)放在主設(shè)備的一側(cè)，而不是將控制柜放置在上層電機(jī)的旁邊，以利于智能大廈搭配

30、時的集中走線，并提高設(shè)備有效利用空間。3.2智能立體車庫升降系統(tǒng)機(jī)械構(gòu)造設(shè)計(jì)大多數(shù)停車設(shè)備車板的升降牽引基本采用三種模式之一:鋼絲繩十滑輪式；套筒滾子鏈(片式關(guān)節(jié)鏈)+鏈輪式；起重專用環(huán)形鏈條+鏈輪式.下面對這三類模式進(jìn)行分析。:(1)鋼絲繩十滑輪式。優(yōu)點(diǎn): 采用鋼絲繩+滑輪式作為停車板的提升形式的優(yōu)點(diǎn)是安裝比較方便，不需要考慮鏈?zhǔn)桨惭b過程中的鏈扭轉(zhuǎn)或鏈纏繞鋼絲繩+滑輪式對于滑輪出現(xiàn)傾斜現(xiàn)象的適應(yīng)性強(qiáng)。從成本上考慮，鋼絲繩+滑輪式成本最低。缺點(diǎn): 停車設(shè)備從安全性的角度考慮，自然希望鑰絲繩的直徑d越大越好，以獲得更高的承載能力，提高提升系統(tǒng)的安全系數(shù)。但鋼絲繩直徑d的增大，繩自身所能承受的撓度

31、極限降低，為了讓鋼絲繩在正常撓度范圍內(nèi)工作，必須增大滑輪的直徑De鋼絲繩所受撓度與滑輪的曲率半徑有關(guān)。但滑輪直徑的增大，將增大整個提升裝置的占用空間，勢必影響整個車庫的空間設(shè)計(jì)。鋼絲繩靠本身的表面細(xì)繩紋路和滑輪的間摩擦來確保車板提升和降落時的不打滑。但隨著時間推移，紋路的磨損和導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動的不靈活將使滑動摩擦現(xiàn)象發(fā)生。鋼絲繩的承載能力在這三類提升方式中是最差的。隨著時間的推移，鋼絲繩本身會發(fā)生拉長的現(xiàn)象，這樣會導(dǎo)致車板的傾斜而產(chǎn)生一系列的安全問題。鋼絲繩的使用壽命也是其缺陷之一，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會“TS”規(guī)定車庫類提升鋼絲繩每5年應(yīng)更換一次，這也給車庫使用和維護(hù)帶來了額外的負(fù)擔(dān)。 另外在升降過程中，

32、鋼絲繩更容易發(fā)生搖晃。(2)片式關(guān)節(jié)鏈?zhǔn)X輪式.優(yōu)點(diǎn):也是停車設(shè)備常用的提升方式之一。其最大的優(yōu)點(diǎn)是與鏈輪配合緊密，不會出滑移，上升下降定位準(zhǔn)確，車板平穩(wěn)。具有比較大的承載拉力。久用后，片式關(guān)節(jié)鏈也不會出現(xiàn)鏈被拉長而導(dǎo)致的車板傾斜。缺點(diǎn):片式關(guān)節(jié)鏈?zhǔn)溳喪叫枰ㄆ诩佑?，本身的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)使得其很容易生銹而導(dǎo)致銷軸鏈節(jié)的轉(zhuǎn)動失靈。另外鏈輪在安裝及運(yùn)行過程中不能出現(xiàn)傾斜，片式關(guān)節(jié)鏈易發(fā)生扭斷現(xiàn)象。同鏈輪尺寸相比，片式關(guān)節(jié)鏈的承受拉力沒有環(huán)形鏈條+鏈輪式高。價格最為昂貴。(3)環(huán)形鏈條+鏈輪式智能立體停車設(shè)備選用環(huán)形鏈條+鏈輪式作為提升結(jié)構(gòu)形式，了機(jī)械設(shè)計(jì)的兩大指導(dǎo)思想:安全可靠性、緊湊實(shí)用性。環(huán)形鏈

33、條+鏈輪式既有鋼絲繩+滑輪式的對輪傾斜適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，又具備片式關(guān)節(jié)鏈?zhǔn)溳喪綗o打滑、起升平衡性好的優(yōu)點(diǎn)。鏈條本身由于是環(huán)扣聯(lián)接，所以對鏈輪的直徑?jīng)]有要求，這樣就可以將提升裝置設(shè)計(jì)得緊湊，而不用去擔(dān)心本身鏈條提升能力的問題?？臻g緊湊性得以實(shí)現(xiàn)。但采用鏈條+鏈輪式的時候，為防止鏈條本身潤滑的不足而產(chǎn)生扣鏈現(xiàn)象而跑出鏈輪，在鏈條進(jìn)出鏈輪附近，我們采用了梳鏈裝置。3.3動力電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能立體車庫由5個可移動的車板組成(參見圖3.1),由3個電動機(jī)進(jìn)行升降控制、2個電動機(jī)進(jìn)行車板的水平運(yùn)動控制.車庫車板的運(yùn)動參數(shù):垂直升降行程：1800mm速度：5m/min電動機(jī)功率：2.2KW水平橫移行程：250

34、0mm速度：10m/min電動機(jī)功率：0.2KW參照以上參數(shù)，選定控制車板移動的電動機(jī)如下：型號額定功率（KW）滿載轉(zhuǎn)速（r/min）堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩質(zhì)量（kg）額定轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩水平橫移Y810-40.5513902.42.317垂直升降Y100L1-42.214202.22.334對于三層三列單排的智能大廈停車設(shè)備的電機(jī)安裝原則是:底層兩個車板各自裝有一個電動機(jī)一(如圖3.4)，以控制車板的左右水平移動；中間層的兩個車板每個裝有兩個電動機(jī)，分別控制車板在中間層導(dǎo)軌上的左右水平移動和垂直方向上的升降移動；頂層的三個車板不需要做左右水平移動，只需要在相應(yīng)列的下兩層空出車位時做升降移動，所以，這三

35、個車板分別只裝有控制升降運(yùn)動的電動機(jī)。LA, LB, LC為三相動力電源，v為零線，在開關(guān)KO前安裝熔斷器FU1-FU3 o控制水平運(yùn)行的電機(jī)Ml, M3, M4, 516, 117, M9,.M22需要變頻調(diào)速，故將變頻器與上述電機(jī)相連。熱繼電器起到保護(hù)作用。由于本次設(shè)計(jì)為三級調(diào)速，所以用到變頻器的輸出口2，3，40。 電動機(jī)淞，MS，MS控制升降臺的運(yùn)動，不需調(diào)速，故不用變頻器.但是因?yàn)樾枰舷逻\(yùn)動，并不是單相運(yùn)動，所以用開關(guān)kZ，k3，ks，k6，ks，kg控制?？刂粕蹬_水平運(yùn)動的電機(jī)Mll，M33只需控制單向，也不需調(diào)速，所以只用熱繼電器保護(hù)。 本次設(shè)計(jì)采用外部制動器YB，由整流器V

36、C提供電源。供電電路為220V的交流電源，LAI、N。(見圖3.8)。具體元器件構(gòu)成如下:電源經(jīng)過系統(tǒng)總開關(guān)和熔斷器，接下來是開關(guān)、急停和自保持系統(tǒng)。1) 開關(guān)SBI為控制電路總開關(guān)。2) 開關(guān)SBZ與后面的接觸器KO構(gòu)成了系統(tǒng)控制電路、動力運(yùn)動電路的啟動與自保持系統(tǒng)，當(dāng)SBZ按下后線圈KO得電，在SBZ松開后，KO保持閉合。3)常閉按鈕SB3是“緊急停止”按鈕，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生意外時，按下此按鈕使得所有部件斷電并停止動作。4) 220V電源便開始為“PLC”、“系統(tǒng)工作指示燈”、“及其相應(yīng)的傳感器進(jìn)行供電。5)控制系統(tǒng)中除了220V電源的器件以外，還需要使用24V直流電來作為其電源。所以電路中還需

37、要一個220V AC-24V DC的低壓電源。6)當(dāng)電壓由交流220V轉(zhuǎn)換為直流24V以后，再通過起過載保護(hù)的熔斷器便可以對各“光電開關(guān)”等元器件進(jìn)行供電了。3.4智能立體停車設(shè)備安全檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)智能車庫系統(tǒng)的安全檢測系統(tǒng)是智能停車設(shè)備安全性可靠性的保證。安全檢測系統(tǒng)包括光電傳感器、限位開關(guān)、撞針等構(gòu)成的檢測系統(tǒng)與安全鉤、梳鏈器等構(gòu)成的安全系統(tǒng)。3.4.1光電傳感器原理及布光電傳感器的原理是利用被檢測物體對紅外光束的遮檔或反射，由同步的檢測回路選通與否來確定光路上物體的有無。在光電發(fā)射端，發(fā)射器先對AC電源進(jìn)行整流穩(wěn)壓，送至調(diào)制器進(jìn)行A-D轉(zhuǎn)換，數(shù)字直流分量導(dǎo)通光電二極管對外發(fā)射光信號。在光電

38、接收端，接受器接受來自發(fā)射器送出的光信號至光電三極管，并進(jìn)行信號放大，送至解調(diào)器進(jìn)行D-A轉(zhuǎn)換后按固定時鐘邏輯對外輸出反饋信號，即對PLC傳送反饋信號。光電傳感器按照光反射介質(zhì)及反射效應(yīng)類型來分，可以分為：（1）漫反射型ap被測物體自身反射傳感器所發(fā)出的光。這要求被測物體本身表面就具備一定反射光的能力，其檢測可靠性也是最低的。（2）鏡反射型。即光電開關(guān)發(fā)射出的光通過安裝于固定位置的專用反射鏡進(jìn)行反射后接收.而與被檢測物體自身進(jìn)行的反射能力無關(guān)。由此提高了檢測可靠性。（3）對射型.即一對光電開關(guān)相互接受來自對方所發(fā)出的光。這種類型的傳感器的可靠性是最好的。但成本也是別的類型的近兩倍(因?yàn)樾枧湟粚?/p>

39、光電開關(guān))。下圖為光電傳感器分布圖：安全光幕可以保障:在停車設(shè)備運(yùn)行過程、或嚴(yán)禁有人員出入停車設(shè)備的時候，光幕對射的光電信號一旦被阻斷，則PLC緊急進(jìn)入安全控制模式。如此保證整個停車庫的安全運(yùn)作。3.4.1車板到位檢測系統(tǒng)對智能立體停車設(shè)備而言，車板檢測運(yùn)動到位與否，是通過機(jī)械撞針沖頂限位開關(guān)而獲得的反饋信號實(shí)現(xiàn)。下圖為應(yīng)用于智能大廈停車設(shè)備底層橫移車板到位檢測的機(jī)械撞針結(jié)構(gòu)圖：如圖所示，該機(jī)械撞針系統(tǒng)有左塊的彈簧頂針和右塊的彈簧頂盤構(gòu)成。左、右兩塊分別安裝于底層水平橫移的兩個車板的接觸邊緣，這樣當(dāng)兩車板接近時，撞針系統(tǒng)可以相互頂觸限位開關(guān)予以到信號的反饋。在撞針系統(tǒng)的兩邊，即圖 3.10 的

40、兩側(cè)突頂處，分別安裝限位開關(guān)（如右側(cè)圖所示），使車板的到位信號及時反饋至PLC加以控制。撞針系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要點(diǎn)：（1）一對頂針與頂盤所用的彈簧彈力必須接近或均等，建議使用同型號的彈簧。（2）撞針測試時頂針頂盤與限位開關(guān)的安裝位置必須得以調(diào)試恰當(dāng)，如此才能獲得比較可靠的到位信號反饋。對于升降車板的到位檢測，我們用橫式安裝的限位開關(guān)接觸車板的方式。3.5本章小結(jié)本章系統(tǒng)地介紹了全智能車庫設(shè)備的硬件構(gòu)造，基于安全性與穩(wěn)定性所建立的停車設(shè)備在機(jī)械構(gòu)造上對工藝具有很高的要求。詳細(xì)地探討了三種常見提升模式的優(yōu)缺點(diǎn)，并給出了全智能停車設(shè)備選擇提升模式的依據(jù)。4單元停車設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在本章中，全智能立體

41、停車設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括基于安全性、智能性的PLC控制程序設(shè)計(jì)、智能車庫單元組合應(yīng)用的PLC擴(kuò)展程序設(shè)計(jì)。4.1 PLC原理與選型全智能立體停車設(shè)備選用PLC作為核心控制單元。這是基于PLC與單片機(jī)各自不同的運(yùn)作特性決定的。(1) PLC適合工業(yè)控制的多變環(huán)境，全智能停車設(shè)備廣泛適用于地下車庫中，PLC的高穩(wěn)定性和可靠性對整個車庫正常運(yùn)行起決定作用。(2)立體停車設(shè)備本身的運(yùn)行動作和智能控制PLC完全可以勝任，單片機(jī)的選用也沒有價格上的優(yōu)勢。4.1.1可編程邏輯控制器(PLC)工作原理可編程控制器內(nèi)部電路的基本結(jié)構(gòu)與普通微機(jī)是相似的，特別是和單片機(jī)的結(jié)構(gòu)極為相似?？删幊炭刂破魇聦?shí)控制的基本原理

42、是按照一定算法實(shí)現(xiàn)輸入、輸出變換，并加以硬件實(shí)現(xiàn)。這種輸入、輸出變換就是信息處理。 當(dāng)今工業(yè)控制中信息處理最常用的方式是采用微機(jī)處理機(jī)技術(shù)并將其應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，使其專業(yè)化。相對于普通微機(jī)，物理實(shí)現(xiàn)是PLC的特長，因?yàn)槠胀ㄎC(jī)大多只考慮自身的數(shù)據(jù)，信息處理能力和通信等功能，而對于其他性能的考慮較少，而PLC既要考慮數(shù)據(jù)，信息出理能力和通信等功能，又要考慮實(shí)際控制能力及實(shí)現(xiàn)等問題。因此，PLC在硬件設(shè)計(jì)時更注重1/0接口技術(shù)和抗干擾等問題的解決。PLC從外觀上分四個部分。輸入/輸出端子，以實(shí)現(xiàn)輸入/輸出信號線與PLC的聯(lián)接；輸入/輸出LED，在PLC工作時可以通過LED的顯示與否說明各個輸入/

43、輸出端子是否運(yùn)作；擴(kuò)展工/0連接電纜，在PLC點(diǎn)數(shù)不夠的情況下，通過連接電纜連接到擴(kuò)展模塊；擴(kuò)展連接器，通過RS232或RS485實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)之間的通信。PLC從內(nèi)部結(jié)構(gòu)上也可分為四個部分。(1)中央處理單元(CPU)CPU由控制電路、運(yùn)算器、存儲器和總線等部件組成，這些電路一般集成在一塊芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路相連接。(2)存儲器CPU中的存儲器是固化在CPU芯片內(nèi)，起到運(yùn)行時臨時指令和中間數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲作用，這里的存儲器是用來存放由編程器或計(jì)算機(jī)輸入的用戶程序。PLC中常使用兩種類型的存儲器:ROM與RAM，部分也使用EEPROM與EP

44、ROM存儲器。(3)電源部分電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成供PLC的CPC、存儲器等所需的直流電源，使PLC能正常工作。PLC內(nèi)部使用的電源是整機(jī)的供給中心，它的優(yōu)劣直接影響到了PLC的功能與可靠性，因此大多數(shù)PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。(4)輸入輸出接口電路輸入接口電路如下圖。輸入接口電路由光電禍合電路和微電腦輸入接口電路組成。光電禍合電路可防止現(xiàn)場的強(qiáng)電干擾進(jìn)入PLC，起到對電信號的隔離作用。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成.微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)存儲器、選通電路和中斷請求電路集成而成。功率放大電路是將PLC的輸出信號加以放大，以適應(yīng)工業(yè)控制的要求。PLC一般采

45、用繼電器輸出、部分PLC采用晶閘管或晶體管輸出。采用繼電器形式的輸出接口電路。電路中，負(fù)載電源由用戶提供，可以是交流也可以是直流，視負(fù)載情況而定。繼電器輸出電路抗干擾能力強(qiáng)，負(fù)載能力大(工作電流可達(dá)2-5A),第一階段:自診斷內(nèi)容分繼續(xù)向下掃描。自診斷。每次掃描用戶生成許之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。I/0、存儲器、CPU等。發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯。若自診斷正常，第二階段:與編程器或計(jì)算機(jī)通信。PLC檢查是否有與編程器或計(jì)算機(jī)等的通信請求，有則進(jìn)行相應(yīng)處理，例如接收由編程器送來的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯信息等發(fā)送給編程器顯示。第三階段:讀入現(xiàn)場信號。PLC的中央處理器對

46、各個輸入端進(jìn)行掃描，將輸入端的狀態(tài)送到狀態(tài)存儲器。即輸入采樣階段。第四階段:執(zhí)行用戶程序。CPC將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對輸入和原輸出的狀態(tài)進(jìn)行處理，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將正確結(jié)果送到輸出狀態(tài)存儲器中，這就是程序的執(zhí)行階段。第五階段:輸出結(jié)果。當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢，集中把輸出狀態(tài)存儲器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段。PLC經(jīng)過這5個階段的工作過程，稱為一個掃描周期。完成一個掃描周期后，又重新執(zhí)行上述的過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一，PLC在正常工作的情況下，掃描周期T為: T=(運(yùn)算速度X程

47、序步數(shù))+1/0刷新時間+故障診斷時間采用循環(huán)掃描的工作方式是PLC區(qū)別于微機(jī)和其他控制設(shè)備最大的特點(diǎn)。4.1.2 PLC的選型全智能停車設(shè)備中的PLC選型考慮下列因素: (1) PLC控制點(diǎn)數(shù)經(jīng)濟(jì)合理，既滿足未來擴(kuò)展需要，又不至于浪費(fèi)太多。 (2) PLC運(yùn)算速度與穩(wěn)定性。 (3) PLC聯(lián)網(wǎng)兼容性與上位通信接口擴(kuò)展性。世面上的高性能PLC產(chǎn)品主要為國外產(chǎn)品。通常使用的為德國Siemens公司、日本Omron公司系列的PLC產(chǎn)品，采用它們的產(chǎn)品不僅考慮到良好的性價比，也考慮了服務(wù)網(wǎng)絡(luò)便捷等因素。但隨著國內(nèi)PLC或高穩(wěn)定性控制器品質(zhì)的不斷提升，將給停車控制設(shè)備更多的選擇空間。4.2控制程序設(shè)計(jì)

48、全智能立體停車設(shè)備選用OMRON CPM2A型PLC進(jìn)行設(shè)備控制。整個控制策略采用圖4.4所示：PLC控制程序按照圖4.4所示框圖實(shí)現(xiàn)。4.2.1開機(jī)處理該程序段置于全部程序的最開頭，其中包括了只在PLC開機(jī)的時候執(zhí)行一次(只在程序第一次循環(huán)時執(zhí)行)的硬件初始復(fù)位和指針賦值指令。除此，該程序段里還有許多較常用的通用控制指令和狀態(tài)檢測輸出指令。各指令按功能具體劃分如下:(1)開機(jī)預(yù)處理執(zhí)行車庫硬件復(fù)位、等待隊(duì)列指針賦值、復(fù)位“子程序調(diào)用”標(biāo)志位。其中前兩個操作只需在程序進(jìn)行首次軟件掃描時執(zhí)行，所以其執(zhí)行條件為“凡First_ Cycle(第一次循環(huán)標(biāo)志)”。而最后一個操作每次循環(huán)都要執(zhí)行且無執(zhí)行

49、條件，所以其執(zhí)行條件為“P一n(常通標(biāo)志)”。(2)車庫硬件復(fù)位由開機(jī)預(yù)處理的車庫硬件復(fù)位指令以及其他需要進(jìn)行車庫復(fù)位操作時按下的“車庫復(fù)位按鈕”產(chǎn)生的指令進(jìn)行控制。在所有車盤復(fù)位過程中，先進(jìn)行第二層車盤上升復(fù)位，在進(jìn)行第一層車盤的水平復(fù)位。這樣做的好處是防止了上層車盤處于下降位置時其位置無法明確測定，而產(chǎn)生的車盤碰撞事故。(3)車庫運(yùn)轉(zhuǎn)指示當(dāng)車庫中有電動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，發(fā)出 “車庫運(yùn)轉(zhuǎn)指示”。此時，控制車庫運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈的接觸器閉合，車庫運(yùn)轉(zhuǎn)指示燈點(diǎn)亮。這樣既可以對車庫中的人員起到警示作用，以防止人員進(jìn)入危險區(qū)域，發(fā)生不必要的安全事故；也可以得到“車庫電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中”的開關(guān)量信號，在以后的程序編制中進(jìn)行

50、利用。(4)檢測車盤有無車信號在程序中，設(shè)置了通道 1 中的 5 個地址與通道 2 中的 5 個地址，分別接受來自各車盤傳感器反饋回的檢測信號，各地址所對應(yīng)的狀態(tài)注釋請參閱下表：(5)安全光幕的防護(hù)這里的安全光幕由 2 對射的光電傳感器構(gòu)成，當(dāng)某一列的安全光幕探測到有物體進(jìn)入車盤運(yùn)動的危險區(qū)域時，安全光幕發(fā)出信號，使得所有可能影響到該列安全光幕防護(hù)范圍內(nèi)人員等安全的車盤電機(jī)停止轉(zhuǎn)動并抱死；當(dāng)防護(hù)信號消失后，車庫繼續(xù)動作。4.3車盤存取排隊(duì)邏輯上層車盤(前排的號車盤、后排的)號車盤)中因?yàn)橹豢赡芡瑫r一個車盤處于可存取位置(狀態(tài))，對其中多個車盤在短時間內(nèi)的存取命令(置位/復(fù)位)必須通過隊(duì)列進(jìn)行緩

51、沖。初始化：開辟一個連續(xù)存儲區(qū)，創(chuàng)建一個單元，該單元內(nèi)可存放該連續(xù)存儲區(qū)單元格編號(地址)，作為指針。系統(tǒng)軟件初始化時，該指針指向首單元格 隊(duì)首?！叭腙?duì)”邏輯：當(dāng)鍵入其中任何一個車盤“置位”命令時，程序?qū)⒃撁畹囊粋€信號編碼通過指針存入指針當(dāng)前所指向的單元格。然后，指針向后移動一個單元格，本程序中為指針內(nèi)地址數(shù)據(jù)減一。等待下一個信號編碼的進(jìn)入。此時“入隊(duì)”操作結(jié)束?！俺鲫?duì)”邏輯：將隊(duì)首單元格內(nèi)的信號編碼與各車盤存取命令信號編碼相比較，中的數(shù)據(jù)還原為車盤存取命令。此時，如果執(zhí)行該指令的車庫硬件條件滿足(可以通過車盤的移動來完成號車盤的置位，以便進(jìn)行存取)，可執(zhí)行該命令，否則全隊(duì)等待下一個PLC的

52、掃描周期，直到執(zhí)行該指令的條件滿足為止。在執(zhí)行該命令時的同時，隊(duì)列也要進(jìn)行相應(yīng)的操作:當(dāng)全隊(duì)列所有的單元格的內(nèi)容向隊(duì)首移動一個單元格。此時，已執(zhí)行命令的隊(duì)首內(nèi)信號編碼被丟棄。同時將指針也向隊(duì)首移動一個單元格。4.3.1置位程序4.3.2關(guān)于運(yùn)動子程序調(diào)用的互鎖對PLC進(jìn)行編程所使用的編程語言屬于低級語言，它不像C語言等高級語言，能夠?qū)θ蝿?wù)進(jìn)行描述，而是只能對存儲單元進(jìn)行簡單的操作.因此，它在進(jìn)行子程序調(diào)用時也不能像高級語言一樣。高級語言調(diào)用子程序時在主程序中插入斷點(diǎn)，然后進(jìn)入子程序進(jìn)行操作，當(dāng)子程序結(jié)束條件不具備時返回子程序的開始，重新執(zhí)行子程序，直至跳出條件滿足時，跳回主程序斷點(diǎn)繼續(xù)向下執(zhí)行

53、。而我們對PLC編程所使用的語言是一遍一遍連續(xù)地對全部程序進(jìn)行掃描執(zhí)行(PLC自身設(shè)定的“首次通過特殊寄存器”除外)。這樣一來，在主程序滿足條件，同時調(diào)用幾個車盤運(yùn)動子程序時，系統(tǒng)不能按調(diào)用子程序的先后次序分別按順序接連執(zhí)行幾個子程序。此時，車庫系統(tǒng)便會發(fā)生意想不到的錯誤，導(dǎo)致車盤運(yùn)動出錯，甚至是發(fā)生事故。 因此，在調(diào)用直接命令車盤運(yùn)動的子程序時，必須保證各子程序之間“互鎖”。4.4本章小結(jié)本單元停車設(shè)備進(jìn)行了控制程序設(shè)計(jì)。采用了PLC控制模式，進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，對每個程序模塊的功能做了說明，并給出不影響整體功能的基礎(chǔ)上節(jié)省運(yùn)行時間的控制辦法。最后給出了邏輯容錯辦法與加鎖、解鎖實(shí)現(xiàn)方法。5全

54、智能車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.1全智能車庫系統(tǒng)的工作原理5.1.1工作原理流程控制系統(tǒng)使電機(jī)在不同的時間內(nèi)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，從而使載車廂上升或下降，以便存取車，其次是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈及各種安全設(shè)施等，指示燈用來指引司機(jī)準(zhǔn)確的到達(dá)停車位置，為了保證載車箱能否安全上升或下降到指定位置，采用了行程開關(guān)。在每一個車位上安裝了兩個接近開關(guān)，其中一個用來檢測車位空閑狀態(tài)，另一個安裝在合適位置，用來檢測車輛停放是否安全，如果車輛沒有停放安全，會給PLC一個電平變化信號，從而改變PLC的輸入，蜂鳴器就發(fā)出報警，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(jī)進(jìn)行控制，本次設(shè)計(jì)的車

55、庫有30個車位，其屬于小型車庫，其控制原理框圖：自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動載車盤兩個過程。用戶進(jìn)入車庫時，在人口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，讀卡機(jī)自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應(yīng)的載車盤移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機(jī)開車進(jìn)入，按照指示燈信號指引入庫，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。司機(jī)停車到位，下車走出車庫，在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關(guān)閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測信號的狀態(tài)進(jìn)行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測等。若有載車盤運(yùn)

56、行不到位，車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進(jìn)行動作：若檢測到急停信號，載車盤將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號，比如時間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號失靈時主體設(shè)備及車輛的安全。5.2主控部分簡介主控部分主要由PLC及擴(kuò)展單元組成，控制整個立體車庫的運(yùn)行過程，能夠準(zhǔn)確無誤地完成各種動作。PLC是車庫控制系統(tǒng)的核心，其操作大致分為三類： （1）聯(lián)系現(xiàn)場狀況的數(shù)據(jù)I/O操作，（2）以故障診斷和處理為主的操作，（3）執(zhí)行用戶程序和服務(wù)與外部設(shè)備的命令操作。當(dāng)有存取操作時，PLC分析接受到的信息，作出合理的工控安排，判斷檢測元件的

57、狀態(tài)，讀取車庫機(jī)械驅(qū)動部分的信息，反饋信息到執(zhí)行元件，拖動載車廂實(shí)現(xiàn)其位置移動。完成車輛的存取操作和信號的顯示（指示燈）。為了保證載車廂運(yùn)行過程的安全性，必須采取傳動系統(tǒng)自鎖保護(hù)設(shè)計(jì)。立體車庫使用時涉及到人身和車輛的安全，而且使用的環(huán)境可能是室外露天，所以對設(shè)備的安全性和可靠性要求很高。為此我們對將采用的控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析對比?？删幊炭刂破?PLC)是由工業(yè)微型計(jì)算機(jī)、輸人輸出設(shè)備、保護(hù)及抗干擾隔離電路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置，具有順序、周期性工作的特征，從應(yīng)用角度看可編程控制器具有如下特點(diǎn)：(1)可靠性高：由于可編程控制器的輸入輸出端口均采用繼電器或光電耦合器件，采取r隔離和抗干擾措施，使其具有很高的抗干擾能力，因而能在惡劣環(huán)境下可靠工作；(2)體積?。河捎谠谥圃鞎r采用了大規(guī)模集成電路和微處理器用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實(shí)現(xiàn)了小型化；(3