升降横移式立体车库简述关键词: 立体车库控制系统 PLC 人机界面升降横移式立体车库简述 (1)第一章绪论 (2)1.1 课题研究背景及意义 (2)1.2自动化立体车库主要结构组成及类型 (3)1.2.1 升降横移式 (3)1.2.2 巷道堆垛式 (4)1.2.3垂直提升式 (5)1.2.4垂直循环式 (5)1.3升降横移式车库概况 (6)1.4本报告主要完成任务 (7)第二章智能立体车库总体方案设计 (8)2.1系统功能要求 (8)2.2系统重要组成部分 (9)2.2.1控制部分 (10)2.2.2 升降和横移传动部分 (10)2.2.3钢结构框架 (11)2.2.4载车板 (11)2.2.5安全防护部分 (12)第三章升降横移式立体车库存取车原理与操作流程 (13)3.1存取车原理 (13)3.2控制系统方案的确定 (15)3.2.1电气控制方案的确定 (15)3.2.2电气控制系统的整体框架 (16)第四章升降横移式立体车库控制系统硬件设计 (18)4.1控制系统功能概述 (18)4.2 升降横移装置的驱动方式及电机的选择 (20)4.2.1驱动方式的选择 (20)4.2.2 电机的选择 (21)4.3变频器选择 (22)第五章控制系统软件设计 (23)5.1程序设计原则 (23)5.2 PLC程序编制原则与程序设计流程 (24)5.3 上位机的监控 (26)第一章绪论1.1课题研究背景及意义随着我国经济的飞速发展、汽车拥有率的迅速上升，城市停车难问题不断恶化，而作为解决城市停车难的有效措施——立体车库，以其占地面积少、停车率高、布置灵活等优点，越来越受到人们的青睐。
智能立化体车库以其操作方便、安全可靠、高效低耗等优点，正受到在国内外的关注。
机械式立体停车设备顺应市场经济的发展，在市场需求的迫切影响下应运而生了，这一新生型设备一改传统的停车场单层平面停放方法，向空中或地下发展，这在用地紧张，车多位少的状况下，将车辆多层存放。
在日本等国土面积小，汽车数量众多的国家，立体停车设备已经占据了70％的绝对优势地位，但在我国，目前机械式车位所占的比例仅为2％至3％，有关专家预测，立体停车设备将会成为未来中国停车场的主流。
专家指出，其实自助式停车场每平方米造价达2000元，一部车位建筑面积约为35平方米－50平方米，因此一个车位的造价约需数万元。
但如果把自助停车位的空间充分利用，可以建造2—3层的立体停车位，这样一来，每个停车位的造价将大大缩减，不仅可以减少成本，而车位却可以翻一翻。
从长远看，无论是投资还是经营，立体停车场都有着广阔的市场前景。
同时机械式立体停车设备还有更为明显的优势特点：一是占地面积约为平面停车场的1／2－1／25，空间利用率大大提高；二是投资金额不高，每个车位投资约3万－12万元；三是存取快捷，一般一次存取车时间不超过120秒。
由于看好停车经济所蕴藏的市场商机，国内一些商家已开始抢滩。
尤其是在一些商业旺地，开始规划建设大型立体停车场，以留住这些商业区的人气和商气。
在全国，有关停车场技术与设备的研究与产业开发已初露端倪。
本文主要以升降横移式智能立体车库为研究对象，对其进行控制系统研究与设计。
1.2自动化立体车库主要结构组成及类型目前，立体车库主要有以下四种形式:升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式和垂直循环式。
1.2.1 升降横移式如图1.1所示，升降横移式立休车，采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。
此立体车库可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式与配置灵活，造价较低。
该类的主要特点在于: a.节省占地，配置灵活，建设周期短。
b价格低，消防、外装修、上建地基等投资少。
c.可采用自动控制，构造简单，安全可靠。
d存取车迅速，等候时间短。
e.运行平稳，工作噪声低。
f.适用于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。
图1.1 3X3升降横移式车库韩国和德国公司的这类产品比较多，二层升降横移式立体车库特别适应于原有地库自走式停车场的改造工程。
多层升降横移式主要适应于高度不受限制的平面自走式停车场的改造，结构简单且都已模块化。
1.2.2 巷道堆垛式如图1.2所示，巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。
图1.2巷道堆垛式图1.3垂直提升式1.2.3垂直提升式如图1.3所示，垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。
垂直提升式立体车库一般高度较高(几十米)，对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。
目前在南京市也有该类车库，占地225平方米、能停224辆车。
据了解，该垂直提升式立体车库高50多米，28层，车库的两个门可同时进出车辆。
车辆进入后，计算机管理系统将使车辆自动运转至合适的位置，停、取l辆车的时间大约为90秒。
1.2.4垂直循环式如图1.4所示，此类型的车库具有如下特点:a.占地少，两个泊位面积可停6至10辆车。
b.外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。
图1.4垂直循环式c.价格低，地丛、外装修、消防等投资少，建设周期短。
d.可采用自动控制，运行安全可靠。
1.3升降横移式车库概况升降横移式立体车库主要组成为五部分，分别为控制部分、升降和横移传动部分、框架结构部分、载车板部分和安全防护部分。
每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。
停泊在车库内地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库，升降由电机驱动，通过钢丝绳拖动载车板，也是利用一台电机便可实现车位的移动。
存车操作：司机驾驶车辆从车库入口处进入，操作员从上位机处获取存车位信息并且写入IC信息磁卡，司机在入口处领取IC磁卡（卡上记录存车时间和车位号）后，司机开车进入车库到指定停车位存车，下车后按指定按钮确认已经从车里走出。
PLC收到信号后控制车库托盘进行升降横移操作，自动完成存车过程。
取车操作:司机在入口处交还IC卡，根据磁卡信息缴纳停车费用后。
操作人员通过上位机向相关PLC发出取车命令，PLC进行相关操作，待车辆降至地面一层，司机取走车辆，完成取车操作。
现在越来越多的应用智能立体停车库系统，它是集设备、操作、安全、监控、维护、管理为一体的智能化系统。
其高度的智能检测和完善的服务体系可实现零故障运行。
它最大的特点就是分时控制功能，实现分时段、分层停车控制，有效提高车位利用率。
智能化立体车库也可以利用计算机智能控制，实现自动存、取车业务，并可实现一系列的智能化功能的立体停车库系统，是集自动化技术、计算机技术为一体的智能化、立体化的物流储运系统。
1.4本报告主要完成任务本课题通过对升降横移式智能化立体车库的研究，采用综合比较的方法进行系统选型与控制系统方案的确定，并尽量实现对系统的智能化设计。
通过对立体车库的主体结构进行电气控制系统的硬件和软件设计，探讨智能化立体车库的存取车的原理、智能化的设计方案。
对升降横移式智能化立体车库通过采用可编程序控制器完成对车辆自动存取功能的实现，用软件通过上位机实现存取过程的实时监控仿真研究，最后提出系统的外围部分人机界面的实现方案，突出了操作的便捷性、简单化，从而实现立体车库的智能化设计。
在系统中，PLC 作为控制器直接控制车库运行，工控机作为上位机通过网络通信监视整个车库的运行状态，实现车库的安全运行和管理。
第二章智能立体车库总体方案设计2.1系统功能要求整个车库设计由一台上位机对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车托盘纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。
系统提供现场总线建立PLC与上位机的通信，上位机监控车库运行状态并且分析计算最佳停车位。
各区域内车辆的调入调出由PLC根据调车命令和当前各区域内车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。
立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电两套系统。
弱电系统主要包括各种信号的采集、报警与控制输出。
PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。
强电系统包括载车托盘电机控制线路、控制电机正反转接触器、到位限位及载车板的上下行程限位。
车库采用层面车位检测装置代替人工找位，用升降装置输送汽车到位。
存车时，司机驾驶车辆从车库入口处进入，操作员从上位机处获取存车位信息并且写入IC信息磁卡，司机在入口处领取IC磁卡（卡上记录存车时间和车位号）后，司机开车进入车库到指定停车位存车，下车后按指定按钮确认已经从车里走出。
PLC收到信号后控制车库托盘进行升降横移操作，自动完成存车过程。
取车时，车主将卡插入读卡机，系统会自动寻找对应的车辆并自行将其取出。
实现车库的智能化的关键在于解决车辆的自动存入对位及自动取出问题。
同时，为了缩短存取车所用的时间，通过运算自动判断最优停车位与取车路线。
系统在面板处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关，断掉所有电机的电源，使载车盘无法继续运行，以保护人员及设备的安全。
系统输出控制信号包括控制电机运行方向信号，控制电机运行信号，控制电磁铁得、失电信号，控制灯光报警信号，控制车库照明信号。
综合起来立体车库系统需要解决的问题如下:1）管理立体车库设备对车辆停放、进出、收费、读卡、制卡等作业。
2）自动分配用户的停泊车位。
3）向PLC发送各种作业指令，监控设备工作状态和车位使用状态。
4）接收操作员的工作指令。
5）管理数据库，产生各种需要的报表。
6）完善的当前数据和历史数据查询功能。
7）友好的人机界面，使用各种图形技术，可以全面显示车库各运转设备，工作位置、设备工作状态、车位占用图，计算车库使用效率等各种财务管理数据。
2.2系统重要组成部分升降横移式立体车库主要组成为五部分，分别为控制部分、升降和横移传动部分、框架结构部分、载车板部分和安全防护部分。
2.2.1控制部分升降横移式立体停车库的控制系统是存取车的指挥中心，是实现智能化的前提。
主要由主回路和控制回路组成。
其中主回路主要控制载车板的升降和横移，其设备主要是横移小电机和升降大电机，为了实现电机的平稳运行、无噪声、低能耗，高速准确，横移小电机主要采用减速机，升降大电机主要采用专用带刹车减速机，调速系统采用交流变频调速;控制回路主要是针对人、车的安全而设计的各种控制回路。
控制系统分为硬件部分和软件部分。
控制系统主要运行方式分自动运行方式和手动运行方式两种。
所谓自动运行方式是指，当操作人员输入进出车库的密码和车位号码后，按下确认键，系统进行远程的控制和操作，车库托盘进行的升降、横移动作都会自动完成，当设定的车位到达地面时，用户可将车开到该载车板上，或从该车位的载车板把车取出。