1 绪论
1.1 本题设计的背景
随着我国城市经济和汽车工业的迅速发展，拥有私家车的家庭越来越多，而与此相对应的是城市停车状况的尴尬。以北京市为例，截止2007年底，市区仅有公共停车场828处，共计车位5.7万个，仅占市区机动车拥有量的8.6％，停车环境与城市规划的矛盾十分突出。上海的情况也让人无法乐观，仅有的229个地下车库使用面积不足60万平方米，只能满足1.3万辆机动车停放的要求，路边停车渐呈泛滥之势，比例高达64％，而且还有继续上升之势。据建设部城市交通工程技术中心对全国15个大城市停车现状的调查，城市机动车保有量与停车位之比平均为4：84：1，这一比值对于渴望“车者有其位”的车主来说，形式不容乐观。停车难产生最主要的原因是城市建设规划上的准备不足。上世纪80年代初期，北京市权威部门对2000年北京汽车发展数的预测仅仅是70万－80万辆，而事实上到新世纪钟声敲响之前，北京市汽车总量则足足比预期多了100万辆，其中私人小客车的数量就高达45万辆。面对迅速发展的城市车流，停车设施建设的落后也就不足为奇。据建设部停车技术开发推广中心介绍，北京市停车设施的“欠账”最保守估计应为20－30％。
停车问题是城市在发展过程中出现的静态交通问题，静态交通是相对于动态交通而存在的一种交通形态，二者相互联系，互相影响，停车设施是城市静态交通的主要内容，随着城市的不断发展，各种车辆的不断增加，对停车设施的需求也在不断增加，如果两者之间失去平衡，城市里就会出现停车难的一系列问题。数据显示，最近几年我国城市机动车辆平均增长速度在15%-20%，而同时期城市停车基础设施的平均增长速度只有2%-3%，特别是大城市的机动车拥有量的增长速度远远超过停车基础设施的增长速度，因此，我们必须重视城市停车难的问题，并积极探求解决的措施。
专家们指出，解决城市静态交通问题，大体分为软硬两种措施。所谓软措施，就是通过政策法规，限制路面停车，提高停车场利用效率，使部分车主更愿意改乘公共交通工具，以减少机动车对停车场的需求。而硬措施，主要包括增建停车场，建设地下及立体停车场、利用其它空间满足停车需求。而无论采取什么措施，在规划后再收拾残局，
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于局限内弥补不足，政府和管理部门所需投入得精力和资金都不小。
自动化停车库是机电合一的大型复杂产品,机械部分相当于人的躯体,电器部分相当于人的神经。机与电的高度合一,使自动化停车库成了现代科学技术的综和产品。 随着社会的发展，人们的生活水平有了极大的提高，现代交通工具家庭式轿车也逐渐进入千家万户，但受到土地的限制，停车场的数量有限，立体式自动化停车库，可以提高了土地利用率及空间利用率，做到有限的土地可以更多的停放车辆。而升降横移式立体车库以“安全、快捷”着称，配备完善的安全装置及其运作系统，实现存取车的快捷，整体效果优良。同时立体式自动化停车装置还可向地下发展，建成大型地下停车装置，使有限的城市土地发挥最大的功能。
地上型升降横移式立体车库的运行原理是取上层车时，将下层车板移开留出空位。该设备下层为左右横移，上层为上下升降。 并可根据客户的场地及需要，实现2-6层的多车位设计。由于升降横移类停车设备规模可大可小，对场地的适应性较强，以最少的投资获取最具价值的回报。如今可编程控制器(PLC)是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点，使用PLC进行升降横移式自动化停车的电气控制是必然的趋势。
目前对升降横移式自动化停车库的电气控制普遍采用可编程控制器（ PLC）取代微机实现信号集选控制,拖动控制则由变频器来完成。本设计是基于PLC的原理而做成的，整个系统由钢结构部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护措施等组成，由PLC、变频器、条码打印机和条码扫描器组合控制。用PLC内的预置程序来控制车位的上下左右移动，用变频器的正反转及输出停止来控制电机移动和急停，电机则由皮带来带动车位的上下左右移动，存车则由条码打印机来打出凭条，取车则把该凭条用条码扫描器扫进PLC，实现存取车的自动化。该系统分为三个工作过程：自动运行、手动运行和停止运行，可用转换开关来控制。该系统有以下特点：
1、模块化设计，车位数从几个到上百个均可采用。可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式灵活，造价较低； 2、充分利用空间，可数倍提高停车数量；
3、系列化、标准化设计，结构合理，多种保护装置，安全可靠；
4、布局灵活，组合方便，可采用多种型式，形成大型停车场。
5、适应性强，地上、地下均可建造，可作2-6层，可多种单元组合，既有单列式，又有重列式。
6、电动钢索(或链条)式升降驱动系统，运行平衡可靠；
7、操作方式采用类似电子储物柜的存取方式，（即存车时按存车按钮打印凭条，取车时把凭条的信息扫入系统取车）；
8、广泛适用于办公写字楼、居民集中住宅区等处的地下室停放车辆； 可充分利用地下室的有效空间高度和柱间距宽度来布置停车位。
9、多层升降横移式停车设备，可以创造多层停车位，就同类型设备而言，空间利用率最高。
10、直接于地面空地架设，布置较为简单，工期施工短。 11、整体设计与楼面容为一体，美观大方。
12、安全系数大，系统具有以下安全保护装置：防坠落装置、紧急停止按钮、光电检测开关、离车保护、断电保护、超长报警装置。
1.2 本题设计的内容
本课题的主要内容是基于三菱FX2N系列PLC的立体车库控制系统的设计，升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道,实现高层车位升降存取车辆。其车位结构为2维矩阵形式,可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制,一般为2~4层(国家规定最高为4层),2层、3层者居多,现以典型的地上3×4升降横移式为例,说明停车库的运行原理。
立体车库结构特点是：底层只能平移,顶层只能升降，中层既能平移又能升降。除顶层外,底层和中层都必须预留一个空车位,供进出车升降之用。当底层车位进出车时,无需移动其他托盘就可直接进出车;顶层和中层进出车时,先要判断其对应的下方位置是否为空,不为空时要进行相应的平移处理,直到下方为空才可进行下降动作,进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是：升降复位,平移不复位。
1.3 本题设计的目的及意义
作为现代大都市的标志，城市中心商住区高楼大厦林立，社区道路、高架交通干道、立交桥和地下铁路，编织出城市立体交通网，汽车的住宅--停车场也有了长足的发展，由平面停车向立体停车，由简单的机械车库向计算机管理高度自动化的现代立体停车演变，成为具有较强的实用性、观赏性和适合城市环境的建筑。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期，随着人们生活水平的不断提高，汽车进入家庭的步伐正在加快，停车产业市场前景广阔。机械式立体车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下车库和停车楼组合实施，是解决城市停车难最有效的手段，机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上21层立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。
机械车库与地下车库相比可更加有效地保证人身和车辆的安全，人在车库内或车不停准位置，由电子控制的整个设备便不会运转。应该说，机械车库从管理上可以做到彻底的人车分流。在地下车库中采用机械存车，还可以免除采暖通风设施，因此，运行中的耗电量比工人管理的地下车库低得多。机械车库一般不做成套系统，而是以单台集装而成。这样可以充分发挥其用地少、可化整为零的优势，在住宅区的每个组团中或每栋楼下都可以随机设立机械停车楼。这对眼下车库短缺的小区解决停车难的问题提供了方便条件。当以往的路边、人行道上停车、地下或地面停车场均解决不了上述问题时，采用机械式立体停车设备是一个非常有效的措施。机械式立体停车设备又名立体车库，它占地空间小，并且可最大限度地利用空间，安全方便，立体车库的设计目的：是解决城市用地紧张，缓解停车难的一个有效手段。可以预见立体车库具有非常广阔的市场前景。
1.4 课题的关键技术及其国内外研究发展现状
1.4.1 国外研究现状
早在50多年前，立体停车就在国外有所发展，先后出现了针对家庭使用的双层停车设备；利用住宅空地建起2-4层升降横移停车设备；适合城市中心商住区使用的停车楼和停车塔；利用广场、建筑物下面的空间建设地下车库。自70年代末起，世界经济高速发展，汽车逐渐普及，保有量不断增加，迫使地少人多、车多的国家、地区和一些发达国家积极开展了机械式停车技术的研究开发和制造应用。以日本、美国、德国等为代表的发达国家在停车技术领域的研究处于世界领先水平，韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进--移植制造，得到了蓬勃发展，较好地解决了本地区的停车难，并开始向外输出技术和出口产品。
国外高容量的立体车库
目前世界停车产业正向多元化发展，其停车技术几乎包含了当今机械、电子、液压、光学、磁控和计算机技术等领域的所有成熟先进技术。机械方面，应用了许多新材料、新工艺。设备结构采用模块化设计，便于组合使用，易于安装拆卸。钢结构选用新型优