畢業設計---基于plc的四層四列式立體車庫的設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 下空位上方的汽車，取出汽車，最低層汽車無須倒車，便可直接開出。 以四層四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、提升系統、控制系統、安全防護系統六大 4 部分組成。 升降橫移式立體車庫是利用在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用過升、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或降到地面層，駕駛員才可進入車庫內將汽車開進或開出車庫。現在以四層四列 13 位個車位的立體車庫說明車庫的具體動作如圖 所示。 圖 車庫的具體動作 假如停車庫的狀態如圖 （ b） 所示，其它車位有車，只有 A42 是空的，現在要把車放到 A42 停車位上，則首先 將 A42 停車位下的車位移開，再將 A43 向上移至頂層，然后將 A32， A22， A12 向左移，最后將 A42 降至底層，車就可以停到A42 上，圖 為停車全過程的運動示意圖，同樣 n 層 m 列的存取車原理相同。 立體車庫機械部分部件結構和功能 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、提升系統、控制系統、安全防護系統六大部分組成。下面我們重點對車庫的主要組成 (圖 )進行分析。 A41 A42 A43 A44 A31 A21 A11 A32 A22 A12 A33 A23 A13 A41 A31 A22 A12 A21 A11 A42 A13 A43 A33 A23 A321 A44 （ a） （ d） （ c） （ b） A41 A42 A43 A44 A31 A21 A11 A32 A22 A13 A23 A33 A12 A41 A21 A11 A13 A23 A33 A44 A12 A22 A32 A43 A31 A42 5 圖 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 )。鋼架結構與其它建筑結構相比，具有如下特點： 鋼材在生產時，整個過程可嚴格控制，質量比較穩定，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 。 ，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。 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。破壞前一般都會產生顯著的變形，易于被發現，可及時采取補救措施，避免重大事故發生。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，抗震性能優越。 ，施工工期短 鋼結構一般在專業工廠制造，易實現機械化，生產效率和產品精度高，質量易于保證，是工程結構中工業化程度最高的一種結構。構件制造完成后，運至施工現場拼裝成結構。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，可盡快發揮投資的經濟效益。由于鋼結構具有連接的特性，故易于加固、改建和拆遷。 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。 在沒有腐蝕介質的一般環境中，普通鋼材制成的鋼結構經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境中，所以對 6 鋼結構本身的維護費用低 [3]。 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 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。其工作原理如圖 ，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。根據載車板及車重確定鏈條所需的傳動力。根據傳動力及載車板的移動速度確定電機功率。根據車身高度確定上下載車板間的距離，根據這個距離確定鏈條的長度，最后根據傳動力確定鏈輪大小，鏈節形狀及大小。 由于載車板升降所需功率較大，故選用交流電機。搬運器的升降由電機的正反轉控制。 ③下載車板及其橫移系統 由于下載車板不需懸掛鏈條，所以為了節省材料，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，藏于載車板內。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。根據載車板及車輛的重量、行走速度、滾輪與導軌間的摩擦系數確定橫移電機的驅動功率。 橫移電機使用小型交流電機，通過橫移電機的正反轉控制載車板的橫移運動。 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，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內，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 升降橫移式立體停車設備的控制系統采用 PLC 可編程序控制器控制，主要有手動、自動、復位、急停四種 種控制方法。自動控制應用于平時的正常工作狀態，手動控制應用于調試、維修狀態，復位應用于排除故障場合，急停應用于發現異常的緊急場合。對于本文中所列的 13車位升降橫移式立體停車設備， PLC 主要 控制二、三 、四層十 個升降電機的正反轉和一、二 、三 層 九 個橫移電機的正反轉。此外要控制上層車位上安全鉤的電磁鐵和系統報警顯示裝置等 [4]。 7 3 立體車庫電氣控制系統設計 電氣控制系統整體設計 整個 車庫設計由一臺 PLC 對車庫進行統一的管理和監控，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。各車位內車輛的調入調出由 PLC 根據當前各車位的車輛存放情況，按照相應的調度策略調度車輛進出 [5]。 用戶進人車庫時，在人口處的非接觸式讀卡機前感應區域晃一下自己的 IC卡，讀卡機自動把數據傳送到 PLC 控制系統， PLC 系統通過判斷卡號，自動把對應的載車盤移動到人車交接的位置的置 , 門盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機開車進入，按照指示燈信號指引入庫，只有當車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈 才會亮啟，司機停車到位，下車走出車庫，在車庫出口處晃一下 IC 卡，車庫單元門自動關閉。移動載車盤時，系統嚴格按照各種檢測信號的狀態進行移動，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，還可以控制軟件設置保護信號，比如時間，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時主體設備及車輛的安全。 立體車庫的自動存取車控制系統包括弱電與強電兩套系統。弱電系統主要包括各 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 [6]。系統在面