西安工业大学继续教育学院毕业（设计）论文
6 升降横移式立体车库的控制系统
6.1升降横移式立体车库的控制系统
升降横移式立体车库是一种比较典型的跨学科机电一体化产品，集机械、电子、信息技术于一体。其中，电子技术、信息技术和传感技术的合理运用与组合构成了车库的控制系统。升降横移式立体车库的控制系统是整个车库的重要组成部分，也是车库系统的核心。执行机构是“四肢”，框架是“躯体”，那么控制系统就是“大脑”。他发挥着车库每个运作过程，并对整个系统的状态过程进行监控。
执行机构 车库 现场 控
制
系 统
检测系界面 统人 升降横移式立体车库的系统控制原理：操作者要通过控制系统信息交流的平台（接口）把操作信息传递给控制系统，经过系统处理后，系统把可是别的控制信息通过辅助设备驱动执行机构，来完成车库现场的运作。其控制框图如3-1图所示。
广义上来说，车库控制系统主要有以下几部分组成：控制核心单元、接口、驱动单元和接口。控制核心单元是整个控制系统的“大脑”，它可随控制系统的不同而不同，也可以是继电器组成的逻辑电路，也可以是可程序设计控制器PLC或单片机系统。可程序设计控制器是现有车库控制系统的首选。
接口在车库的控制系统中是必不可少的，接口是驱动单元与控制核心单元以及执行部件与驱动单元间的连接点。接口电路大致有三种：开关量接口电路、数字量接口电路、模拟量输入\\输出接口电路。升降横移式立体车库控制系统应用的接口电路为开关量接口电路。
界面 6-1 车库控制系统原理框图
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驱动单元是升降横移式立体停车库控制系统的最后一个环节，其种类及范围也很广。但在车库控制系统中，驱动单元比较单调，其驱动部件只有一个专用减速机(带刹车)。所以，智能控制的车库系统的运动是靠受控的驱动组件来驱动的。
接口是操作人员与车库控制核心单元交流信心的平台。操作人员可以通过接口向车库系统发送动作意图，车库系统可以向操作人员回馈系统运作状况。简单的接口可以是一个操作盒，而复杂的接口可以为利用微机通过运用专用的应用软件建立的人机接口。升降横移式立体停车库控制系统的具体组成，要根据具体的控制形式而定，其组成形式也很灵活多样。
6.2升降横移式立体停车库3×6控制系统
升降横移式立体停车库的控制系统必须确保车库的各运动机构能够在规定的时间内准确无误完成所要求的动作，确保对车库现场的工作状况进行实时监控，并把监控信息回馈至系统的控制核心，由它对系统机构的运作进行修正，保证车库整个系统在稳定正常的状态下进行工作。所以，在确定车库控制系统时，首先应该明确系统的控制任务。
6.2.1升降横移式立体停车库控制系统的控制任务
制定升降横移式立体停车库控制系统的控制任务，前提是要深入了解被控对象—车库的结构、运动规律等，并根据客户提出的控制要求和实际的可能性、必要性来确定其任务。本文均以3×6升降横移式立体停车库控制系统为例。
图6-2 3×6升降横移式立体停车库状态1
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现在我们在图3-2中的状态下对13号托盘取车,取车完毕后对8号托盘存车。根据车库的运动原则，8号和2号车位位于其垂直下方，必须要横移让出空位，所以就要求8,9,10号车位各向右横移一个车位，同时1,2号托盘各向左移一个车位,然后13号托盘便在提升机构的作用下，降到底层存车，如图3-3所示。
图6-3 3×6升降横移式立体停车库状态2
现在在8号托盘存车，承接13号托盘取车过程，根据运动原则，8号托盘下必须要求空位，那么13号载车板必须提升到车位架的位置，停放完毕后，3号托盘就可以向左横移一个车位，如图3-4所示
图6-4 3×6升降横移式立体停车库状态3
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这样，8号载车板就可以下降到底层存车，停好车后8号托盘上升方便以后的存
取，从图示状态完成13号托盘存取车，8号托盘存车后的状态如图3-5所示。
图6-5 3×6升降横移式立体停车库状态4
根据运动的规律，不难发现，存取车过程中，涉及最多的就三个方面：
一、为了让出空位，托盘需要横移； 二、为了存取车，需要托盘的升降；
三、托盘左右横移一个准确的停车位行程和升降到准确的位置。 由此看出，控制任务主要就是要完成对横移、升降以及定位的控制。在升降横移式立体停车库中，每一个有效车位都有一组独立的横移和升降系统，分别由一个横移专用小型减速电机和一个升降专用减速大电机组成。横移定位靠安装在横移导轨规定位置的行程开关来完成，升降定位则靠安装在地面和车位架规定位置的行程开关来完成。控制横移电机和升降电机可以看作是控制系统的输出(开关量输出)，行程开关可以看作是控制系统的信号输入（开关量输入）。 6.2.2升降横移式立体停车库控制系统的基本要求
车库现场一般环境比较恶劣(一般为室外)，如高温、粉尘、高湿度、振动、强电设备启动的磁场干扰等，所涉及的控制系统除了要满足控制任务，还需要满足如下的基本要求：
1.可靠性高
车库控制系统在车库现场应能长期、可靠、稳定地工作。一方面，必须具有很强的抗车库现场干扰能力;系统设计时，就应根据使用环境，考虑合适的抗千扰措施。另一方面，控制系统必须能长期稳定的运行。如用下面公式来衡量，有效度A愈接近1，控制系统长
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期运行的可靠性就越高，这取决于合理的系统设计、控制电路的设一计、元器件质量、组装调试时严格的工艺规程等。 有效度=MTBF+MTTR
式中:MTBF—平均无故障工作时间 MTTR—平均修理时问 2.操作性能好
车库控制系统的操作性能好，表现在它的使用性能和可维护性能两个方面，这是在系统硬件和软件设计时就要考虑和注意的坏节。使用性能方面，硬件设计时要尽量降低操作人员的专业知识要求，如控制接口不要太复杂，操作顺序简单、操作出错不会引起人身设备故障等，使操作人员感到容易学习，使用方便。软件开发时，按照软件工程的要求，尽量使用高级语言开发用户程序，使程序具有较好的开放性并易于再开发。在可维护性能方面，硬件设计时，控制柜应有较大的维修操作空间，硬件采用模块式组合结构，出现故障时，容易采用更换方式进行维修，从而缩短维修时间。软件设计时，应配有查错、故障诊断程序，使故障出现时，易于查找故障部位。 3.通用性好
工业控制技术发展迅速，更新换代快，而且被控对象的控制要求也会根据生产的发展不断提出新的要求。因此系统设计时，要考虑所设计的控制系统具第三章升降横移式立体停车库的控制系统益。要达到这一目的，系统设计时，主要采用标准化总线设计，输入输出信道设计。电源设计时，预留一定的余量和空间，这样功能扩充时，可以很方便的增加一些输入通道而不需重新更换控制柜，同时，只要更换CPU模块或模块扩展，就可以达到系统升级的目的。 4.较高的经济指标
设计车库的控制系统时，经济指标是始终要考虑的指标，即要有较高的价格性能比。这要根据实际的控制要求，在车库控制系统核心单元选型、检测传感器与驱动组件的选择、软件开发与运行、系统组装与调试等费用方面综合进行考虑。
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