基于PLC和MCGS的自动立体化停车库自动控制系统设计(2)

2019-08-02 00:36

(3)水平循环类采用一个水平循环运动的车位系统存取停放车辆的机械式设备的存车库叫做水平循环类立体车库,如图1-3所示。

图1-3水平循环类立体车库

(4)多层循环类多层循图环式机械立体车库是通过使载车板作上下循环运动,来实现车辆多层循环式停车的,从而实现减少占地面积,提高存取车自动化程度的机械式立体车库。多层循环式立体车库最适宜建造于地形细长且地面只允许设置一个出入口的场所,如建筑的地下室、广场、便道的地下以及高架桥的下面,如图1-4所示。

(5)平面移动类采用在同一层上用搬运台车或起重机平面移动车辆,或使载车板平面横移实现存取停放车辆,亦可用搬运台车和升降机配合实现多层平面移动存取停放车辆的机械式停车设备叫平面移动类立体车库,如图1-5所示。

图1-5平面移动类立体车库

构使汽车存入或取出的简易机械式停车设备叫做简易升降类机械式停车设备。简易升降类机械式停车设备一般为准无人方式,即人离开后移动汽车的方式,如上图1-8所示。

(9)汽车专用升降机汽车专用升降机是专门用于处于不同平面汽车搬运的升降机,它只起搬运作用,无自接存取的作用。当前,由于土地资源的稀缺,建设立体车库时,往往会遇到土地狭小而无法采用建设自走式坡道车库的情况,这个时候,就可以采取利用汽车升降机的办法,将汽车自接升降,替代汽车进入车库的斜坡道,大大节省了空间,提高了车库的利用效率。汽车升降机适用于小区、医院、酒店、写字楼、空港等多层车库,替代汽车自走坡道,节省了大量的土地,如上图1-9所示。

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图1-9汽车专用升降机

1.2立体车库的国内外发展状况

1.2.1国外的发展状况

机械立体停车是解决大都市出现的停车难问题的有效方法。土地资源紧张是大都市的现状,在亚洲各国大城市表现的尤为突出,所以机械式立体停车在亚洲的应用比较广泛,目前统计结果表明,市场都在亚洲的日本、韩国、中国等地。

我国机械停车设备经过了十多年的研制、开发与使用,现有产品可以说已基本上能够满足国内的需求,而且产品的质量也有很大的提高尤其是变频调速、激光测距、PLC、IC卡触摸屏等新兴智能控制技术、信息技术、传感器技术在停车设备上的应用,大大提高了产品的高技术含量和现代化水平。

1.3论文的目的与意义

随着我国经济持续快速的发展,大中型城市建设的不断加强,城市交通拥堵和停车成了影响城市发展的重要因素,路边停车和传统的自走式停车库已经不能适应城市发展的要求,再加上我国汽车保有量的不断增加,机械式立体车库成为解决这一问题的必然途径。

第二章 升降横移式立体停车库

1概述

2升降横移式立体停车库的主要组成部分

升降横移式立体停车库主要由主框架部分、载车板部分、传动系统、控制系统、安全防护措施五大部分组成。本文主要研究其控制系统。

3升降横移式立体车库车位结构

升降横移立体车库车位结构为N×M二维矩阵形式,可设计为多层、多列,车库提供的总车位容量为:P=N×M一(N一1)

其中:N为二维矩阵的行,即车库的层数 M为二维矩阵的列,即车库的列数

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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),以2, 3层者居多,可根据泊车的多少决定停车库的规模。假如要设计一座能提供16车位的三层升降横移式立体车库。由公式可知,N=3, P=16则M=6,即设计3×6立体车库完全可满足要求。本论文就以3×6地面上布置的升降横移立体车库为例,介绍其运行原理。

2.4升降横移式立体停车库的结构及运动规律

图2-1是全地上布置型式的3×6升降横移式立体停车库,共18个车位,16个托盘,最多停16辆车,n号托盘上为n号车。车在库内运行的情况是这样的:图中1、 2、3、4、5号车直接存取车;16号车下降到地面层后存取车;6、7、8、9、10号车需通过1、2、3、4、5号车横移出空位后下降到地面层存取车。11、12、13、14、15、16号车位通过1、2、3、4、5号车位和6、7、8、9、10号车位的横移让出空位后,再下降到地面层存取车。如需在13号车位存取车,则将8、9、10号车位和3、4、5号车位向右移动,13号车位下降即可,如需在6号车位存取车则1、2、3、4、5号车位向右横移,6号车位下降即可。同样n层m排的存取车原理都是相同。

图3-1全地上布置型式的PSH16D/5K升降横移式立体停车库

我们发现地面上布置的升降横移立体车库结构特点为:底层只能平移,顶层只能升降,中间层既可平移又可升降。除顶层外,中间层和底层都必须预留一个空车位,供进出车升降之用。当底层车位要存取车时,无需移动其它托盘就可直接进出车;中间层、顶层进出车时,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和进出车动作,进出车后托盘再上升回到原位置。其运动总原则是:升降复位,平移不复位。地下布置、半地上半地下布置车库的结构与此类似。

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第三章 升降横移式立体停车库的控制系统

3. 1升降横移式立体停车库控制原理及控制系统组成

升降横移式立体停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。升降横移式立体停车库的控制系统是整个车库系统的重要组成部分,也是车库系统的核心。执行机构是“四肢”,框架是“区体”,那么控制系统就是“大脑”。它指挥着车库的每个运作过程,并对整个系统的状态过程进行监控。

控 制 系 统 界面 执行机构 车库 现场 检 测 系 人 统

图3-1车库系统控制原理框图

升降横移式立体停车库的系统控制原理:操作者(人)要通过控制系统信息交流的平台(界面)把操作信息传送给控制系统,经系统处理后,系统把可识别的控制信息通过辅助设备驱动执行结构,来完成车库现场的运作。其系统控制原理框图,如图3-1所示。

广义上来说,车库的控制系统主要有以下几部分组成:控制核心单元、接口、驱动单元和界面。控制核心单元是整个控制系统的“脑件”,它可随着控制形式的不同而不同,可以是继电器组成的逻辑电路,也可以是可编程控制器PLC或单片机系统。可编程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。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、数字量接口电路和模拟量输入/输出接口电路。升降横移式立体停车库控制系统应用的接口电路为开关量接口电路。

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元件来驱动的。

界面是操作人员与车库控制核心单元交流信心的平台。操作人员可以通过界面向

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车库系统发送动作意图,车库系统可以向操作人员反馈系统运作状况。简单的界面可以是一个操作盒,而复杂的界面可以为利用微机通过运用专用的应用软件建立的人机界面。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。

3. 2升降横移式立体停车库系统的控制形式

升降横移式立体停车库控制形式是根据车库的具体情况选定,要综合考虑到其规模、应用场合等各方面因素而定,在车库众多的控制系统中有三种比较常见的控制形式:继电器逻辑电路控制、可编程控制器控制、单片机控制。

3.2.1继电器控制

在升降横移式立体停车库的应用初期,继电器控制形式比较常用。它主要是利用多个主交流接触器、中间接触器以及过载热继电器等电器元件经合理的联接构成具有简单控制功能的逻辑电路。随着电子技术的飞速发展,诞生了许多其它形式的控制元器件,并已经很快的取代了这种早期的控制形式。但对于小型低成本的升降横移式立体停车库,继电器控制还在继续被使用。

在小型的升降横移式立体停车库中,其控制元件比较少,专用性比较强,利用继电器控制,其电路也相应的简单,电路搭载用时少,成本也很低,适合于家庭用升降横移式立体停车库。继电器控制也有许多不足之处。第一,难以实现智能模块化控制;第二,不适合应用于大规模、大容量的立体停车库;第三,元器件的损坏率比较高,车库运行的可靠性不佳;最后,随着驱动部件的不断增加,其逻辑电路的搭载难度也大大增加了。所以对于大中型升降横移式立体停车库,其控制形式就不适合运用继电器的控制形式。

3. 2. 2可编程控制器(Programmable Logic Controller)控制

国内外现有的升降横移式立体停车库,它们的系统控制形式大都采用可编程控制器控制,特别是应用在智能化要求程度高、多车尾、大容量的现代化升降横移式立体停车库中。

可编程控制器与继电器、单片微机相比有着比较独特的优点: 1.灵活、通用

在继电器控制系统中,使用的控制器件是大量的继电器,整个系统是根据设计好的电器控制图,由人工布线、焊接、固定等手段组装完成的,其过程费时费力。如果因为工艺上的稍许变化,需要改变电器控制系统的话,那么原先的整个电器控制系统将被全部拆除,而重新进行布线、焊接、固定等工作,耗费了大量的人力、物力和时间。而可编程控制器是通过存储在存储器中的程序实现控制功能的,如果控制功能需要改变的话,只需要修改程序以及改动极少量的接线即可。而且,同一台可编程控制器还可以用于不同的控制对象,只要改变软件就可以实现不同的控制要求,因此具有

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