基于PLC的升降横移式立体车库的设计.doc

1、 车辆无处停放的问题是城市的社会、经济、交通发展到一定程度产生的结果。在国外发达国家，尤其在日本已有近3040年的历史。近些年来，随着我国国民经济的快速发展，城市规模不断扩大，人民生活水平的不断提高，机动车数量大幅度增加，停车难问题在我国愈发明显，已经成为影响城市发展和管理的重大问题。立体车库是近年来迅速发展起来的一种先进停车方式，它为城市中已经出现的日益严重的汽车停放问题提供了一条较为有效的解决途径。本文以一个两层二列十行式四十车位升降横移式自动化立体停车库为主要研究对象，在深入分析了升降横移式自动化立体停车库工作原理的基础上，对立体车库的车位自动存取控制、安全性和快速性控制及上位机监控等方

2、面进行研究和设计。主要内容为：1、立体车库研究的理论及现实意义，立体车库的发展历史及现状。2、以两层双列十行式四十车位升降横移式自动化立体停车库为例，研究了升降横移式车库结构设计、工作流程及控制系统方案设计等。3、详细研究了升降横移式自动化立体车库的硬件设计，主要包括控制器PLC的设计、检测装置的设计及安全联锁联动装置的设计等。4、详细研究了升降横移式自动化立体车库的软件设计，主要包括车库程序设计原理、存取车控制算法的设计与实现及其它控制的设计与实现等。5、详细研究了升降横移式自动化立体车库基于OPC协议的通讯监控系统设计，主要包括WinCC监控画面的设计、上位机WinCC与下位机PLC通信的

3、设计等。本文在设计过程中，采用模块化设计，结构灵活，通过PLC软件设计及其优化，实现立体车库的自动控制。同时兼有基于OPC协议的立体车库监控系统，充分利用OPC通信协议的高速性及实时性特点，实现了立体车库的有效控制及管理。此设计配备完善的安全装置及运作系统，实现存取车的安全性和快捷性，整体效果良好。该停车库可以提高大中城市土地利用率及空间利用率，做到有限的土地停放更多的车辆，有效解决城市停车难问题。关键词：升降横移；自动化立体车库；可编程控制器；控制系统I、ABSTRACTWith the economic and urban transportation development, the H

4、ard-to-Park Problem has become a common phenomenon. The problem has of three or four decades history in developed countries, particularly in Japan. With the rapid growth of Chinas national economy, the urban scale expand promptly and the improvement of peoples living standards, the volume of the veh

5、icles increase enormously .This problem cause nowhere parking which has been seriously affect city administration.The Cubic Car-base Technology is a main direction of the park reformation and it is the tendency of park development. The issue studies the type mechanical parking system which named up-

6、down and translation stereo garage of 2 floors 10 ranks 40park-units. According to analyzes in-depth the working principles of the garage, the control of automated accessing and the characteristic of stabilization, speediness, the supervisory control system were researched and designed.The main cont

7、ents of this paper are:1. The theories and realistic meaning of research and domestic and international research present conditions.2.Up-down and translation stereo garage of 2 floors 10 ranks 40 park-units take as example，research its structural design, workflow and the design scheme of control sys

8、tem, and so on.3.Detailed research on lifting shifting type of automatic 3d park hardware design, including the controller design, detection device of PLC design and safety interlocking interlock design.4.Detailed research on lifting shifting type automatic three-dimensional garage software design,

9、including the garage programming principle, access car control algorithm of design and implementation and other control design and implementation.5.Detailed research on lifting hifting type automated garage OPC protocol communications monitoring system design, including the design of monitoring menu

10、 WinCC, PC with lower monitor PLC communications design.6. In order to check the correctness of system design, expounds the control system programming and WinCC monitoring menu debugging operation process.The platform is built to a modular design with structural flexibility，control program design an

11、d its optimization. At the same time, control and supervision systems are based on OPC agreement, the dimensional garage full use of the high-speed feature and the effectiveness which bring manage and control effectively. This design is equipped with perfect safety device and operation system, reali

12、ze the safety and quick access to car, the overall effect is good. The stereo garage can use land resource sufficiently and bring space advantage into play, and maximize the number of parking cars. It has become an important way for static traffic problem of cities.Keywords: lifting and transferring

13、; automatic parking equipment; PLC; control systemIII目 录引 言1第一章 绪论21.1自动化立体车库的发展与现状简介21.2研究自动化立体车库的意义41.2.1现实意义41.2.2理论意义41.3自动化立体车库的技术分类及其特点51.4本论文的研究内容6第二章 升降横移式立体车库控制系统总体方案72.1升降横移式立体车库的结构、工作原理以及建设方案72.1.1立体车库的结构72.1.2立体车库的工作原理92.2升降横移式立体车库控制系统简介与分析102.2.1立体车库控制系统分析102.2.2立体车库控制系统组件102.2.3立体车库控制系

14、统的输入输出信号分析122.3本章总结13第三章 升降横移式立体车库系统硬件的研究与设计143.1控制方式的选择143.2 PLC介绍143.3 PLC的特点173.4车库自动控制系统的硬件设计183.4.1 PLC的选型183.4.2 信号检测装置的安装位置及作用203.4.3 电机驱动电路203.4.4能耗制动交流低压变压器213.4.5晶体管直流稳压电路223.5本章总结23第四章 升降横移式立体车库控制系统程序的研究与设计244.1控制系统程序的设计原理244.2控制系统信息流程分析244.2.1设备自动流程过程分析244.2.2设备手动流程过程分析284.3本章总结30第五章 升降横

15、移式立体车库通讯与监控系统的设计及调试315.1 立体车库上位机监控系统的功能315.2 西门子WinCC V6.0介绍315.3 OPC通讯协议介绍31结论和展望33致谢34参考文献35VII插图清单图 2-1 升降横移式立体车库设备结构示意图17图 2-2 升降横移式立体车库设备结构示意图28图 2-3 升降机横移式立体车库控制系统结构图11图 3-1 PLC扫描过程流程图16图 3-2 能耗制动交流低压变压器原理图22图 4-2 车库控制系统取车流程图27图 4-3 车库控制系统手动流程图128图 4-4 车库控制系统手动流程图228图 4-5 车库控制系统流程图329表格清单表格 3-

16、1 输入端口地址表18表格 3-2 输出端口地址表19引 言 随着国民经济的高速发展，我国轿车保有量直线上升。据中国汽车工业协会公布的数据表明：1997年全国汽车保有量1100万辆，其中轿车400万辆。当年轿车生产量48.2万辆，微型车生产量38.2万辆；1998年轿车生产量50万辆；1999年55万辆，2000年57万辆。2002年中国汽车产量达到了325万辆，比上年增长38%。全球排位由2001年的第八位上升至第五位。2005年的轿车保有量已达到1108万辆。按前述数据预测：2013年将达到2000万辆。因此，停车问题也就逐渐成为大城市迫切需要解决的难题。城市和已建小区有限的地面面积已无法

17、提供足够的停车车位，向空间发展成为当前解决问题的一条重要途径。在现在这个社会，随着经济的不断发展，科技的不断进步，人们的生活水平越来越高。慢慢的，人们开始选择汽车作为出行工具，因此私家车日益增多。随着私家车的不断增加，渐渐地，人们发现城市里的停车位越来越少了，经常会出现开着车没地方停的尴尬局面。由于现在城市发展很快，土地越来越紧缺。于是，如何让停车场能停更多的车而不占用更多的土地便成为了一个问题。这个时候，立体车库便成为了一种可能的选择。立体车库拥有占同样的土地面积但却能容纳更多汽车的特点，它可以在大厦林立的小区中摆放，也可以大面积的组合使用，还能和地下停车场，车库等组合使用，能有效的解决停车

18、难的问题。在当今社会，自动化控制技术使用的地方越来越多，而PLC技术已经成为了自动化控制的主要方式之一。将PLC控制技术应用到立体车库上可以大大的方便人们停车的过程。论文的主要研究内容 ，立体车库的出现很好的解决了大城市停车难的问题。但是利用什么来控制立体车库呢？答案就是PLC。PLC可靠性高，抗干扰能力强，能实现很复杂的动作，这使得PLC在立体车库控制系统中的应用十分广泛。36 第一章 绪论随着国民经济的持续发展，人们的生活水平的不断提高，现代交通工具家庭轿车逐渐进入千家万户，使得我国机动车保有量大幅增加，于是城市停车矛盾显现，停车难问题不断恶化。给城市管理和民众便捷生活带来极大的挑战。解决

19、城市静态交通的有效措施一向空间、向高层发展的自动化立体停车设备，以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠、操作简单、环保等优点，越来越受到人们的青睐。与传统的地面及地下停车场相比。城市中心区智能化立体停车场有着很大的优势：一是节约了土地资源。既然是立体化，也就是说可以向地下、向空中甚至向海底拓展，占地面积非很小，有效面积很大。提高土地利用率，十分适合在城市中心区土地资源相当紧张的地段采用。二是方便和高效率。智能立体停车场系统能够自动收集停车场所停车辆的信息，并且在停车场入口处显示出空车位的具体情况。所以司机没有必要到处找车位，而可以交给停车系统来完成全部工作，从而免去了

20、停车的繁杂过程。三是保障了停车安全。由于实行了封闭式智能化控制，24小时不断的监视，在停车过程中实现人车分离。可以大大地增加了停车的安全系数，让车主真正放心。四是投资效益可观。现代城市寸土寸金。同样的面积，智能化立体停车场要比传统的停车场利用率高很多。可以停放数倍的汽车，同时人工费用大大减少，虽然维护费用较高，但是在用地紧张昂贵的大城市繁华商业中心区，综合效益较传统型停车场反而高。1.1自动化立体车库的发展与现状简介1920年，世界上第一个用机械升降的停车库在美国建成，从上世纪50年代开始，随着欧洲的复兴和经济的飞速发展，机械升降停车库在欧洲一些发达国家取得较大的技术进步，德国和意大利等欧洲发

21、达国家陆续出现了从事机械停车设备的研发生产企业，比较著名的有德国的Palis公司，意大利的Sotefin和Interpark公司等。但是欧洲国家人口稀少，土地资源并不十分紧缺，停车难问题并不突出，机械停车设备的需求也不是很大，因此机械停车设备在欧洲没有取得更大的突破，欧洲机械停车技术多采用巷道堆垛类。随着战后60年代日本在经济上的迅速崛起，加之日本土地狭窄，人口拥挤，因此交通问题，尤其是都市圈停车问题，一直是日本政府长期致力于解决的问题。从60年代开始，日本各大著名机械设备厂商开始从事机械停车设备的研发生产，到现在己经有50年的时间。新明和、石川岛播磨、日精、三菱重工等日本重工业企业一直走在机

22、停车设备技术的前列，全日本从事机械式停车库设备研发、制造的公司约有200多家。在日本土地狭小，人口密度大，汽车保有率高的特点下，日本的机械设备停车技术多采用立体停车车库，占据了70%以上的市场占有率。近些年来日本每年新运行的机械停车泊位均超过10万，全日本使用的机械停车车位超过了300万，升降横移类停车设备占据着绝对优势。日本的机械停车技术多采用横移升降类，垂直升降类，垂直循环类等空间立体类停车技术。韩国的机械停车技术多来自于日本，70年代开始，韩国本国的机械设备制造企业开始研究机械停车技术，80年代中期引进日本的设备，学习日本的技术并进行技术转移，在90年代韩国己经具备了生产研发机械停车设备

23、的能力。在这期间，韩国政府高度重视本国的技术研究，机械停车设备得到了普遍开发和应用，每年的增长率高达30。目前韩国的机械停车技术进入成熟发展期。我国台湾从事机械停车设备开发研究的理念与技术同样来自口本。台湾主要的停车设备厂商都是与日本的企业进行技术合作，德国的品牌在台湾只占据一小部分市场。70年代初期双层式停车设备由日本引入台湾，进过10年的技术消化，在80年代以后，出现了本土企业自行开发的停车设备。各类新兴技术在台湾出现，技术更加复杂，设备利用率越来越高，功能也趋于多样化，从简易升降式到横移升降式，由双层开发至多层。到了90年代制造厂商越来越多，竞争日趋激烈，1991年台湾政府制定停车场法，

24、鼓励企业利用新技术增加停车空间，并主导成立了立体停车场协会。当时有会员121家，93年增加至253家。然而由于台湾产业规模有限，同时激烈的竞争迫使企业在不断降低成本，打击企业在技术创新上的信心。同时台湾政府修改政策，取消对地方修建停车场的支持，在少数企业启动恶意价格战后，大部分厂商经营遇阻，纷纷退出市场。协会从253家会员迅速跌至99年的73家。台湾机械停车设备产业从此消沉，现在主要以保养维护现有备为主。1988年，我国第一个二层升降横移式机械停车设备在北京建成，标志着我国正式启动机械停车设备技术的探索，为城市停车难的问题寻找新的解决路径。但一直到1997年，我国的机械停车设备一直处于起步阶段

25、，项目不多，产品单一，厂家较少。1997年成立了中国停车设备行业协会，在协会的组织和推动下，通过企业的推广，媒体的宣传，人们从开始认识、了解机械停车设备到接受使用机械停车设备。从1999年开始，在投资与消费的双重拉动下，我国的汽车产业摆脱了长达6年的持续低迷的时期，进入一个快速发展期。近些年来，在实施西部大开发战略后，国内加大基础设施建设，东部沿海发达地区的资金和技术向西部转移，使得西部经济飞速发展，在全国各地形成多个大型经济圈，这些经济圈人口集中，房地产市场火爆，停车难问题不再局限于北京、上海等一线城市，而成为一个各地政府面临的巨大的民生问题。在此情况下，我国的机械停车设备行业抓住机遇，取得

26、了巨大的发展。年销售量在新世纪的前10年间增长上百倍，从事生产销售的企业也由最初的3、4家增加至200多家，截止目前，取得国家资格认定的生产厂商已经超过130家。同时各企业不断发展技术创新，推动行业的进步，促进新产品的不断诞生，使得我国的机械停车产业进入市场与企业相互推进的良性发展循环。随着微电子技术和控制技术的不断发展，立体车库的控制也取得了巨大的进步。从传统的继电器控制到最新工业控制器(如单片机、PLC等)控制，与人机界面技术和网络技术(如工业网络MPI、PROFIBUS、互联网INTERNET)的完美结合，使得立体车库向高智能，高协同，高效率不断发展。环保、先进、安全、效率的理念融入了新

27、型的立体车库控制技术中。但是就目前来看，立体车库依然存在着以下的问题： (1)立体车库机械设备复杂，故障率较高； (2)车库存取车效率依然低下，存取车的耗费时间较长； (3)车库全方位的安全性有待提高，包括车辆、人员和机械设备等； (4)车库监控、操作系统自动化程度还有提升空间； (5)立体车库一般只能建设24层，对于土地的有效利用还需提高； (6)车库其它功能需进一步完善。1.2研究自动化立体车库的意义1.2.1现实意义如前所述，随着城市化水平的不断提高，都市规模的不断扩大，汽车数量必定大幅增停车难问题成为城市管理者极为关注的民生问题，在经济发达，面积狭小的国家和地区尤为明显。在我国，大部分

28、城市都面临着此问题。在城市土地资源极为紧张的今天，如何高效率的利用有限土地解决停车难的问题，最好的方法就是建造立体车库。自动化立体车库与传统的地下车库相比，在许多方面都显示出其优势。首先，自动化立体车库比传统车库具有高土地利用率。传统的车库需要驾驶员自行停放，在车库以及车位中必须保留车辆通过的空间，而自动化的立体车库可以从根本上解决预留空间的问题，使得土地利用率大幅提高。同时立体车库不仅限于地下一层，在地下或地面可以建造多层车库，使得与传统地下车库相比土地面积扩大了数倍。这样可以节省有限的土地资源，降低土地开发的成本。其次，自动化立体车库可以更加有效地保证人员与车辆的安全，人在车库内或车没有停

29、准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，自动化立体车库从管理上可以做到彻底的人车分离。最后，由于自动化立体车库系统实现人车分离，无需配置与人员相关的设备 (如通风和取暖设备)，降低车库的设备成本。自动化立体车库可以实现模块化和集成化，无需做出成套系统，而是以单台集装而成，具有化整为零的优势，适用于不同的场合。在公寓、城市高层、机关单位，这些具有一定空间的地方都可开发立体车库，这对于眼下车辆集中的地方解决停车难的问题提供了解决方案。现代化的建筑都实现了智能化与网络化，自动化立体车库通过网络成为智能建筑中不可或缺的一部分，将极大地方便用户。1.2.2理论意义从设计思路来看，由可编程序控制器

30、(PLC)构建的控制系统，通过光电开关、限位开关、认趾开关等实现车辆尺寸、位置和进出的信号检测，利用PLC实现自锁互锁等安全保护，用程序实现安全效率的控制思想，驱动电机正反转实现车位的上下左右运行，由PLC设备的高可靠性来保证系统的稳定运行。存取车通过使用IC卡、条码扫描仪等方式与计算机通信并连接PLC，计算机同时兼有上位机人机界面，实现车辆存取过程的实时监控与显示。自动化立体车库的优点在于存取车辆的实时性，安全性，可靠性和快捷性。这样，可充分利用PLC与计算机实现立体车库的自动化管理。1.3自动化立体车库的技术分类及其特点国内立体车库主要采用以下9类技术：(1)升降横移类机械式升降横移机械车

31、库采用载车板进行车辆的存取，这种结构的设备采用模块化与集成化的设计，配置灵活，规模可随意设置，建设方便，成本低廉，同时消防，外装修，基建等投资比其他类设备少；系统运用工业控制器控制，安全可靠，稳定性高，自动化程度较高，存取车辆快捷，适用于各种场合。这种设备目前占到了市场份额的70%以上。 缺点：每组设备必须留空车位实现车辆的移动，设备的安全性还有待提高。(2)垂直循环类机械式垂直循环类车库是现在车库发展的一个重要方向，采用升降机在垂直方向循环实现车辆的存取。这种停车设备的土地利用率更高，建设层数更高，因此有效面积的土地可以停放更多的车辆。这种设备目前在中国处于起步阶段，占到市场份额的5%左右。

32、 缺点：设备结构复杂，可靠程度不高，在安全性方面比横移升降式具有更大的风险，车辆共用存取车垂直通道，导致存取通道拥挤，在高峰期存取车时间过长，最远车位存取车需要数分钟，实用性较低。(3)水平循环类机械式水平循环类机械式车库一般修建于地形狭长的地区，采用水平循环的方式的存取车辆，可以修建多层成为大型停车场，车库设备较为简单，一般不采用自动化结构，车辆共用一个出入口，因此在高峰期存在存取车时间较长的问题。这种车库在我国占的比例较小。(4)多层循环类机械式多层循环类机械式车库具有占地小，自动化程度高，无需坡道等优点，但是其设备较为复杂，设备运行故障率高，车辆共用一个出入通道，也存在高峰期存取车辆等待

33、时间长的缺点，在我国使用得较少。(5)平面移动类机械式平面移动机械式车库采用搬运机与升降机结合的方式进行车辆的存取，在同层上车辆采用搬运机或载车板实现移位，通过起重机实现不同层面的移动。这种设备一般设置在地下，自动化程度较高，降低建设车库的成本。同时地面层可以停放大型车辆或设备。在停车设备中占3%左右的规模。缺点：设备较为复杂，安全性较低，设备故障率高，车辆存取实时性差。(6)堆垛类机械式堆垛类机械式也称桥式起重机式，通过起重机将车辆垂直移动到存车位。这种设备源自于欧洲的自动化仓库的设计原理，集成光、机电、控制等技术于一体。这种车库主要适用于大型密集式场合，在我国应用不多。(7)垂直升降类机械

34、式垂直升降类汽车停车设备也被称为塔式立体停车设备，通过装在升降机上的横移机构将车辆或载车板横移，实现存取车辆的机械式停车设备。这种车库往往可以修建多达2025层，停放4050辆车，而占地却只有几辆车大小的面积，土地利用率最高。广泛应用于在城市的中心区域及人口车辆密集区域。这种停车设备造价高昂，结构复杂，存取车耗时较长，也不适宜大规模推广。(8)简易升降类机械式简易升降机械式是一种立体车库的辅助设备，借助升降机构或俯仰机构存取汽车，一般为准无人方式，即人车分离。特点：这类停车设备的结构简单、操作容易，适用于私人住宅、企事业单位、地下室等；并可充分利用地下室空间场所，在面积一定时将至少增加二倍以上

35、的停车位。但是车库的结构设计不合理，两层车库较稳定，三层及以上的车库运行时出现摆动，限制了车库向高层发展，且有一定的安全隐患，不适于大规模应用。(9)汽车专用升降机类汽车专用升降机是搬运不同层的汽车的升降机，它只起搬运作用，无直接存取的作用。这类设备可以代替汽车进出车库的斜坡道，省去车辆通道，提高土地的利用率，汽车专用升降机常用于地下或较低的楼层。1.4本论文的研究内容以上研究表明，升降横移类自动化立体车库，以其低成本、高效率、环保、快捷、安全的优点，在国内车库市场占有绝对优势，是未来立体车库的主要发展方向。所以，本文将以基于三菱PLC控制的升降横移式自动化立体车库为主要研究对象。研究内容如下

36、： (1)升降横移式自动化立体车库的优势； (2)升降横移式自动化立体车库控制系统总体设计方案； (3)升降横移式自动化立体车库硬件设计； (4)升降横移式自动化立体车库软件设计； (5)升降横移式自动化立体车库监控系统设计； (6)系统调试的过程及结果； (7)展望及总结。第二章 升降横移式立体车库控制系统总体方案2.1升降横移式立体车库的结构、工作原理以及建设方案根据上一章介绍，通过对9种不同类型车库的比较和分析，本论文拟选取轿车为存放对象，采用升降横移式自动化立体车库进行研究和设计。双层升降横移式立体车库最适用于地下停车库和露天停车库，停车数量可随意增减，控制系统较简单，模块结构随意组合

37、，安装快，施工周期短，拆装方便，如果遇到规模和场地的变更，只需在原有基础上拼装或拆除。因此，它在机械停车设备中一直占有较大的市场份额。2.1.1立体车库的结构本论文具体选用两层双列十行式四十车位升降横移式自动化立体车库进行研究和设计，其设备结构示意如图2-1， 2-2所示： 图2-1 升降横移式立体车库设备结构示意图1图 2-2 升降横移式立体车库设备结构示意图2立体车库分为上下两层，每层又由A、B两库组成，全库共计四十个车位，功能设计只存放小轿车，即最多能存放四十辆小轿车。本车库有自动存车和自动取车功能，当需要存放小车时，只需将小车开到车库的升降机载车板上，控制室的工作人员通过操作控制台控制

38、系统软件，车辆就可自动存放到相应的空车位上，并同时自动生成小车车牌号与车库车位对应号，以方便取车;当需要取车时，车辆主人只需告知工作人员自己的车牌号，工作人员就可通过操作控制台控制系统软件，车辆就可被自动取出并停放在升降机载车板上，车辆主人便可上车将车开走。从结构示意图上可见，本车库所用到的主要机械部件有：牵引车、载车板、升降机、横梁、导轨、机械扣等。下面对这些主要机械部件作一一简要介绍：(1)牵引车：车库上下两层分别配备一台全自动牵引拖车，负责牵引载车板上的车辆。由于牵引车要实现前后左右的移动，所以牵引车主要由前后移动驱动电机，左右移动驱动电机，以及前后运行轮，左右运行轮，前后运行轮升降设备

39、，左右运行轮升降设备组成。且具备能耗制动功能；(2)载车板：每个车位上都配有载车板，存取车时车辆均位于载车板上，由牵引车拖拽着前后左右移动，以实现存取车。车辆一旦进入存取车程序，即车辆就位于载车板上，全程移动均由拖车控制，为方便运动，考虑在载车板上安装万向轮；(3)升降机：当存取车辆要用到上层车库时，就必须使用升降机，它是联系上下两层车库的枢纽。升降机由四柱支撑框架，垂直升降变频器及电机控制系统，水平位置传感器系统，抱刹系统组成；(4)档梁：车库下层有档梁横跨，可根据车库存车状况实现自动开闭功能，避免存取车的误操作。档梁以电机驱动，由控制系统软件自动控制；(5)导轨：导轨是载车板和牵引车在车库

40、中移动的轨道；(6)电磁式机械扣：机械扣起固定作用，确保车库存取车过程中的安全。载车板移至升降机后，由电磁式机械扣固定，而当拖车将载车板拖离升降机时，牵引拖车和载车板也由电磁式机械扣使二者相连。除了机械部件，本车库还用到了大量的电气设备。主要有：PLC、变频器、电动机、定位传感器等。本文后面有专门的叙述。此外，本车库还设有工作人员操作室，用于存放操作台，完成车辆的自动存取。操作台安装有相应的手动调节装置、电气保护及警示装置。2.1.2立体车库的工作原理本立体车库可实现自动存车和自动取车的功能，其结构如图2-1，2-2所示。为单向入口，单向出口。存车由入口进，取车由出口出。存车和取车过程在设备的

41、运行操作上相似，下面选取存车过程简述其工作原理。当用户需要存车时，可根据车库外的电子显示牌(“车位有空”或“车位己满”)判断是否有空车位。当电子显示牌显示“车位有空”时，车辆在入口处接受尺寸检测，当尺寸未超限时，车库档梁打开，车辆主人就可将小车开到升降机的载车板上停稳，下车后向车库工作人员示意停车即可。工作人员在控制室操作控制软件，车辆便可自动存放。存放过程中，为保证存车无干扰及系统的安全性，档梁只有在车库有空位且载车板在升降机上到位时才打开，汽车上到载车板到位后，档梁关闭。存车时，各部件具体动作为：用户发出存车请求后，控制系统优先查找车库1层是否有空余车位，若有空车位，则车库1层的牵引车运行

42、到该空车位的载车板旁，固定牵引车与载车板的电磁扣，然后将空车位的载车板拖拽到升降机上待命。这时档梁打开，用户将车开到升降机的载车板上停稳后下车，在控制室工作人员的操作下，牵引车拖拽着载有小车的载车板回到原空车位，然后松开载车板与牵引车的电磁扣，即完成一次存车任务；若车库1层没有空车位则控制系统再查找车库2层的空余车位，车位一旦确定，便执行存车任务。首先升降机在电机驱动下上到车库2层，然后位于车库2层的牵引车运行到该空车位的载车板旁，固定牵引车与载车板的电磁扣，然后将空车位的载车板拖拽到升降机上，打开载车板与牵引车的电磁扣，升降机在电机驱动下下到车库1层，这时档梁打开，用户将车开到升降机的载车板

43、上停稳后下车，在控制室工作人员的操作下，升降机上到车库2层，固定载车板与牵引车的电磁扣，牵引车拖拽着载有小车的载车板回到原空车位，然后松开载车板与牵引车的电磁扣，即完成一次存车任务。其间，升降机的上下移动由电机驱动，且安装有水平位置传感器系统、抱刹系统等保障其安全稳定工作。牵引车工作时，牵引车首先在前后轮放下左右轮收起的条件下由前后运行电机驱动运行，根据各个存车位位置传感器判断是否到位，到位则能耗制动，然后放下左右轮，收起前后轮，由左右运行电机驱动运行，在到达存车位牵引车停靠位后停止，然后将载车板通过电磁扣固定于存车位。固定载车板后方可打开牵引车与载车板电磁扣。工作人员操作室安装有PLC等控制

44、装置，并由操作人员在里面完成存车、取车等操作。取车程序在设备的运行操作上与存车相似，在后面的流程分析中详细介绍实现原理。不再加以赘述。2.2升降横移式立体车库控制系统简介与分析2.2.1立体车库控制系统分析立体车库控制系统以可编程序控制器(PLC)为控制核心，对车库进行自动管理和监控。同时车库的控制方式还包括手动控制方式，PLC单独控制以及PLC和上位机构成完整的监控系统。三种方式具有各自的功能，手动控制可以实现系统的单步工作，用于系统的检修和调试，PLC独立控制用于车库规模较小，不需要高自动化高智能化的场合，而PLC和上位机构成的控制系统，由上位机发出指令，PLC执行，将车库的实时运行状态反

45、映在上位机上，系统具有高度的自动化，适用于高级小区、商厦和企业。车辆在进入车库前先进行尺寸的检测，如果符合停放标准(标准见前面)，车库档梁打开，汽车进入载车平台，驾驶员离开汽车，载车平台的升降机将车辆提升至有空余车位的楼层，载车板再将汽车拖至合适的位置，汽车准确进入车位后，将通过检测装置告知CPU，CPU实时刷新车位信息并予以显示。每一个存车动作都可以进行检测，发生故障立即报警等待处理；取车时只需在键盘上键入所存取的车位号，系统再按照相反的顺序完成取车动作。车主将车驶离载车平台后系统再次刷新车位信息，同时车库档梁关闭等待下一个动作。整个车库的运行状态全部实时反映在监控上位机上，实现车库的安全、

46、快捷和有效管理。2.2.2立体车库控制系统组件立体车库控制系统包括上位机、PLC及其他输入输出设备组成。系统在上位机组态监控画面，上位机通过OPC(OLE for Process Control)协议与PLC进行通讯，再以PLC为控制核心，控制现场操作机构。同时上位机配有打印机、操作器、键盘、语音提示设备、收款机、IC卡读卡器、显示器等，PLC的输入信号部分包括光电传感器信号、限位开关信号、控制面板输入信号、认趾开关信号等PLC的输出部分主要包括升降机电机上下运行控制、横移电机左右运行控制、继电器、接触器、电磁阀、显示屏及安全保护装置等组成。车库控制系统结构如图2-3所示。图 2-3 升降机横

47、移式立体车库控制系统结构图PLC是一种工业计算机，是自动化技术、微电子技术、计算机技术和通讯技术发展到相当高的阶段所诞生的产物。具有可靠性高、性能稳定、高性价比、易于扩展、操作简单等特点，适用于各种控制场合，是当代控制技术的主流。在车库中以PLC控制为控制核心，是由系统的高自动化需求决定的。PLC收集现场的输入信号，实时响应PLC外部中断，执行车库的控制程序。当有存车操作时，PLC检测是否有空余车位，然后按照预先的程序做出动作：判断检测元件的状态，读取车库机械驱动部分的信息，再将信息反馈到PLC，由PLC发出指令拖动载车板，实现其位移，同时将车辆的存取操作在显示屏上予以显示。该系统以PC机作为

48、监控机，利用上位机的数据通信手段，完成数据处理和实时监控，通过OPC高速通讯协议，实时接收和处理PLC从现场采集的各种数据、控制和报警信号，并利用这些信号按程序驱动组态监控界面中的各种图形，实时显示现场的各种状况，形成直观的人机界面，给操作运行和故障给出提示、报警等。升降横移式立体停车库以停放轿车为主，因此车库必须保证车辆和人员的安全。车库多是在露天环境使用，所以设备要有较高的稳定性和可靠性。车库还要具有良好的通风，以及防火、防盗、防雷击等功能，保证车库良好地运行。对于升降机这类的设备，设计稳定的自锁、互锁、制动电路和安全挂钩保险等装置，避免任何可能的重大事故出现，使系统在任何时候，发生任何情况都能实现自我保护。2.2.3立体车库控制系统的输入输出信号分析 (1