升降横移式立体车库报告.doc

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1、升降横移式立体车库简述关键词: 立体车库 控制系统 PLC 人机界面升降横移式立体车库简述1第一章绪论21.1课题研究背景及意义21.2自动化立体车库主要结构组成及类型31.2.1 升降横移式31.2.2 巷道堆垛式41.2.3垂直提升式51.2.4垂直循环式51.3升降横移式车库概况61.4本报告主要完成任务7第二章 智能立体车库总体方案设计82.1系统功能要求82.2系统重要组成部分92.2.1控制部分102.2.2 升降和横移传动部分102.2.3钢结构框架112.2.4载车板112.2.5安全防护部分12第三章 升降横移式立体车库存取车原理与操作流程133.1存取车原理133.2控制系

2、统方案的确定153.2.1电气控制方案的确定153.2.2电气控制系统的整体框架16第四章 升降横移式立体车库控制系统硬件设计184.1控制系统功能概述184.2 升降横移装置的驱动方式及电机的选择204.2.1驱动方式的选择204.2.2 电机的选择214.3变频器选择22第五章 控制系统软件设计235.1程序设计原则235.2 PLC程序编制原则与程序设计流程245.3 上位机的监控26第一章 绪论1.1 课题研究背景及意义随着我国经济的飞速发展、汽车拥有率的迅速上升，城市停车难问题不断恶化，而作为解决城市停车难的有效措施立体车库，以其占地面积少、停车率高、布置灵活等优点，越来越受到人们的

3、青睐。智能立化体车库以其操作方便、安全可靠、高效低耗等优点，正受到在国内外的关注。机械式立体停车设备顺应市场经济的发展，在市场需求的迫切影响下应运而生了，这一新生型设备一改传统的停车场单层平面停放方法，向空中或地下发展，这在用地紧张，车多位少的状况下，将车辆多层存放。在日本等国土面积小，汽车数量众多的国家，立体停车设备已经占据了70的绝对优势地位，但在我国，目前机械式车位所占的比例仅为2至3，有关专家预测，立体停车设备将会成为未来中国停车场的主流。专家指出，其实自助式停车场每平方米造价达2000元，一部车位建筑面积约为35平方米50平方米，因此一个车位的造价约需数万元。但如果把自助停车位的空间

4、充分利用，可以建造23层的立体停车位，这样一来，每个停车位的造价将大大缩减，不仅可以减少成本，而车位却可以翻一翻。从长远看，无论是投资还是经营，立体停车场都有着广阔的市场前景。同时机械式立体停车设备还有更为明显的优势特点：一是占地面积约为平面停车场的12125，空间利用率大大提高；二是投资金额不高，每个车位投资约3万12万元；三是存取快捷，一般一次存取车时间不超过120秒。由于看好停车经济所蕴藏的市场商机，国内一些商家已开始抢滩。尤其是在一些商业旺地，开始规划建设大型立体停车场，以留住这些商业区的人气和商气。在全国，有关停车场技术与设备的研究与产业开发已初露端倪。本文主要以升降横移式智能立体车

5、库为研究对象，对其进行控制系统研究与设计。1.2自动化立体车库主要结构组成及类型目前，立体车库主要有以下四种形式:升降横移式、巷道堆垛式、垂直提升式和垂直循环式。1.2.1 升降横移式如图1.1所示，升降横移式立休车，采用模块化设计，每单元可设计成两层、三层、四层、五层、半地下等多种形式，车位数从几个到上百个。此立体车库可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式与配置灵活，造价较低。该类的主要特点在于:a.节省占地，配置灵活，建设周期短。b价格低，消防、外装修、上建地基等投资少。c.可采用自动控制，构造简单，安全可靠。d存取车迅速，等候时间短。e.运行平稳，工作噪声低。f.适用

6、于商业、机关、住宅小区配套停车场的使用。图1.1 3X3升降横移式车库韩国和德国公司的这类产品比较多，二层升降横移式立体车库特别适应于原有地库自走式停车场的改造工程。多层升降横移式主要适应于高度不受限制的平面自走式停车场的改造，结构简单且都已模块化。1.2.2 巷道堆垛式如图1.2所示，巷道堆垛式立体车库采用堆垛机作为存取车辆的工具，所有车辆均由堆垛机进行存取，因此对堆垛机的技术要求较高，单台堆垛机成本较高，所以巷道堆垛式立体车库适用于车位数需要较多的客户使用。 图1.2巷道堆垛式 图1.3垂直提升式1.2.3垂直提升式如图1.3所示，垂直提升式立体车库类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置

7、车位，一般地面需一个汽车旋转台，可省去司机调头。垂直提升式立体车库一般高度较高(几十米)，对设备的安全性，加工安装精度等要求都很高，因此造价较高，但占地却最小。目前在南京市也有该类车库，占地225平方米、能停224辆车。据了解，该垂直提升式立体车库高50多米，28层，车库的两个门可同时进出车辆。车辆进入后，计算机管理系统将使车辆自动运转至合适的位置，停、取l辆车的时间大约为90秒。1.2.4垂直循环式如图1.4所示，此类型的车库具有如下特点:a.占地少，两个泊位面积可停6至10辆车。b.外装修可只加顶棚，消防可利用消防栓。图1.4垂直循环式c.价格低，地丛、外装修、消防等投资少，建设周期短。d

8、.可采用自动控制，运行安全可靠。1.3升降横移式车库概况升降横移式立体车库主要组成为五部分，分别为控制部分、升降和横移传动部分、框架结构部分、载车板部分和安全防护部分。每个车位均有载车板，所需存取车辆的载车板通过升降、横移运动到达地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在车库内地面的车只作横移，不必升降，上层车位或下层车位需通过中间层横移出空位，将载车板升或降到地面层，驾驶员才可以进入车库内将汽车开进或开出车库，升降由电机驱动，通过钢丝绳拖动载车板，也是利用一台电机便可实现车位的移动。存车操作：司机驾驶车辆从车库入口处进入，操作员从上位机处获取存车位信息并且写入IC信息磁卡，司机在

9、入口处领取IC磁卡（卡上记录存车时间和车位号）后，司机开车进入车库到指定停车位存车，下车后按指定按钮确认已经从车里走出。PLC收到信号后控制车库托盘进行升降横移操作，自动完成存车过程。取车操作:司机在入口处交还IC卡，根据磁卡信息缴纳停车费用后。操作人员通过上位机向相关PLC发出取车命令，PLC进行相关操作，待车辆降至地面一层，司机取走车辆，完成取车操作。现在越来越多的应用智能立体停车库系统，它是集设备、操作、安全、监控、维护、管理为一体的智能化系统。其高度的智能检测和完善的服务体系可实现零故障运行。它最大的特点就是分时控制功能，实现分时段、分层停车控制，有效提高车位利用率。智能化立体车库也可

10、以利用计算机智能控制，实现自动存、取车业务，并可实现一系列的智能化功能的立体停车库系统，是集自动化技术、计算机技术为一体的智能化、立体化的物流储运系统。1.4本报告主要完成任务本课题通过对升降横移式智能化立体车库的研究，采用综合比较的方法进行系统选型与控制系统方案的确定，并尽量实现对系统的智能化设计。通过对立体车库的主体结构进行电气控制系统的硬件和软件设计，探讨智能化立体车库的存取车的原理、智能化的设计方案。对升降横移式智能化立体车库通过采用可编程序控制器完成对车辆自动存取功能的实现，用软件通过上位机实现存取过程的实时监控仿真研究，最后提出系统的外围部分人机界面的实现方案，突出了操作的便捷性、

11、简单化，从而实现立体车库的智能化设计。在系统中，PLC作为控制器直接控制车库运行，工控机作为上位机通过网络通信监视整个车库的运行状态，实现车库的安全运行和管理。第二章 智能立体车库总体方案设计2.1系统功能要求整个车库设计由一台上位机对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车托盘纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。系统提供现场总线建立PLC与上位机的通信，上位机监控车库运行状态并且分析计算最佳停车位。各区域内车辆的调入调出由PLC根据调车命令和当前各区域内车位的车辆存放情况，按照相应的调度策略调度车辆进出。立体车库的自动存取车控制系统包括弱电与强电两套系统。弱电系统主要包括各种信号的采集、

12、报警与控制输出。PLC输出信号给接触器线圈，控制接触器的接通与关断。强电系统包括载车托盘电机控制线路、控制电机正反转接触器、到位限位及载车板的上下行程限位。车库采用层面车位检测装置代替人工找位，用升降装置输送汽车到位。存车时，司机驾驶车辆从车库入口处进入，操作员从上位机处获取存车位信息并且写入IC信息磁卡，司机在入口处领取IC磁卡（卡上记录存车时间和车位号）后，司机开车进入车库到指定停车位存车，下车后按指定按钮确认已经从车里走出。PLC收到信号后控制车库托盘进行升降横移操作，自动完成存车过程。取车时，车主将卡插入读卡机，系统会自动寻找对应的车辆并自行将其取出。实现车库的智能化的关键在于解决车辆

13、的自动存入对位及自动取出问题。同时，为了缩短存取车所用的时间，通过运算自动判断最优停车位与取车路线。系统在面板处设有急停开关，当发生意外时，按下急停开关，断掉所有电机的电源，使载车盘无法继续运行，以保护人员及设备的安全。系统输出控制信号包括控制电机运行方向信号，控制电机运行信号，控制电磁铁得、失电信号，控制灯光报警信号，控制车库照明信号。综合起来立体车库系统需要解决的问题如下:1）管理立体车库设备对车辆停放、进出、收费、读卡、制卡等作业。2）自动分配用户的停泊车位。3）向PLC发送各种作业指令，监控设备工作状态和车位使用状态。4）接收操作员的工作指令。5）管理数据库，产生各种需要的报表。6）完

14、善的当前数据和历史数据查询功能。7）友好的人机界面，使用各种图形技术，可以全面显示车库各运转设备，工作位置、设备工作状态、车位占用图，计算车库使用效率等各种财务管理数据。2.2系统重要组成部分升降横移式立体车库主要组成为五部分，分别为控制部分、升降和横移传动部分、框架结构部分、载车板部分和安全防护部分。2.2.1控制部分升降横移式立体停车库的控制系统是存取车的指挥中心，是实现智能化的前提。主要由主回路和控制回路组成。其中主回路主要控制载车板的升降和横移，其设备主要是横移小电机和升降大电机，为了实现电机的平稳运行、无噪声、低能耗，高速准确，横移小电机主要采用减速机，升降大电机主要采用专用带刹车减

15、速机，调速系统采用交流变频调速;控制回路主要是针对人、车的安全而设计的各种控制回路。控制系统分为硬件部分和软件部分。控制系统主要运行方式分自动运行方式和手动运行方式两种。所谓自动运行方式是指，当操作人员输入进出车库的密码和车位号码后，按下确认键，系统进行远程的控制和操作，车库托盘进行的升降、横移动作都会自动完成，当设定的车位到达地面时，用户可将车开到该载车板上，或从该车位的载车板把车取出。自动方式主要是为正常使用者所用，操作人员输入信号远程控制车库的运行。所谓手动(或点动)运行方式是指操作人员单独操作某一个运行动作的连续或断续运转，如某车位的单独升降、单独横移等，该运行方式多为车库的管理人员或

16、操作维护人员所使用。2.2.2 升降和横移传动部分升降传动是车库传动系统的主要部分，负责托盘与车辆的升降运动。它利用电动机、链条等拖动装置将车板从底层车位提升到上层车位，或将车板从上层车位下降至底层车位，实现升降存取车，升降传动部分由电动机、变频器、链轮、链条等组成，运行时，电动机带动链轮转动，链轮带动链条，通过电动机的正反转控制实现托盘的上下升降运动。在存取车操作时，升降系统将所要存取的车辆通过停车托盘提升到指定位置，或将载有车辆的托盘从指定位置落下。横移传动系统负责停车托盘在横梁上的横移运动。横移传动机构一般由电机、变频器、驱动轮和从动轮、导轨组成。底层横移传动系统与载车板做成一体，其它层

17、的横移传动系统均置于车位架上，传动轴工作性能好坏将直接影响到整个车库的工作状况，由升降横移式立体停车库的工作原理可知，除了顶层的载车板不需横移外，其它层载车板均需要通过每层的横移导轨左右移动，为上层的载车板升降提供空位。2.2.3钢结构框架钢结构框架主要由横梁、纵梁、导轨、停车架、托盘等部件组成。主要作用是承重和内置多个停车位，并安装机械传动、电气控制、消防系统、排水等相关设备。框架结构是整个车库的支撑部分，主框架体系由水平方向的梁和垂直方向的柱通过钢性结点连接而成，该结构体系通过结构构件的抗弯刚度来抵抗侧向力。2.2.4载车板载车板是用来承载车辆的装置，按结构形式有框架式和拼板式两种。框架式

18、载车板多数采用中间突起结构，用型钢和钢板焊接承载框架，在两侧的车通道和中间凸起的顶面用不同厚度的钢板铺设。优点是具有较好的导入功能，可按需要设置行车通道宽度，适合车型变化较多的小批量生产。拼板式载车板用镀锌钢板一次冲压或滚压成组装件，通过电镀、烤漆等对组件进行相关的表面处理后队组件咬合拼装，并用螺栓紧固连接，使载车板牢固、轻巧、美观，横移机构设置在行走小车长框架两头的横梁上。2.2.5安全防护部分智能立体车库在运行中要保障人员、设备的安全，这是设计者进行系统设计的很重要内容之一。系统由安全挂钩、光电传感器、反馈元件、上下限位开关、横移限位开关等组成。由反馈元件输出监测信号至PLC，安全钩的收放

19、动作由PLC控制继电器予以执行。该部分充分利用各种限位开关、接近开关、行程开关、光电开关检测托盘、车体的位置与运行状态，采用接触器、继电器执行对电动机的起停控制，系统要求开关逻辑严格互锁，保障存取车的安全可靠。首先是通过在电路中设置的断电保护、断相保护、缺相和相序保护装置，确保在电路主电源发生缺相故障时，或设备发生断相、反相故障时，相应的保护器件如熔断器、漏电保护器、继电器等动作，切断设备主电源，达到保护人员、设备安全的目的。其次，立体车库系统中采用了一系列的接近开关和传感器来完成对车辆、人员、位置、环境等自动检测，如光电传感器、感温烟传感器、位移传感器等。再次，动作区域还配有其他安全系统，采

20、取传动系统自锁保险设计，如采用制动电机，无论发生什么情况，都可以处于自我保护状态;采用安全挂钩保险设计来保证载车板运行过程的安全性，如控制安全挂钩运动的电磁铁上采用一反馈信号，指示挂钩是否已挂好托盘;另外系统在多处设置急停开关，如载车板的边缘、升降层的限位处、进出车库的门口等，当有意外发生时，如车辆停放或升降位置偏离正常，可以按下急停开关，切断所有电机的电源，从而保护系统、人员及设备的安全。为使系统能够适应不同的环境，提高性能的可靠性，采取了一定的措施，如为防止电源的干扰，交流电源需经自动空气开关后再送入PLC。如果电源干扰特别严重，则可以安装隔离变压器用以增强抗干扰的能力。系统通过精确定位来

21、提高人员在存取车过程中的安全可靠性，如行程开关的设置保证托板能平移到预定位置以及托盘能上升或下降到准确位置，行程开关逻辑要严格互锁，系统联动联锁控制如下:急停按钮按下，立即断所有电机电源;任何载车盘触发上、下极限限位开关，立即断所有电机电源;上层载车盘不在上位或运行不到上位，中层载车盘不能运行;中层载车盘运行不到位，上下层载车盘不能运行;下层载车盘不在下位或运行不到下位中层载车盘不能运行;安全挂钩不在开启位置，无下降动作;前后超长开关被遮挡，所有载车盘都不能动作;入口处人员误入被遮挡，所有载车盘都不能动。第三章 升降横移式立体车库存取车原理与操作流程3.1存取车原理升降横移停车库利用托盘移位产

22、生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆，全部逻辑过程均由PLC进行控制。地面上布置的升降横移立体车库结构特点是: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。如图2-1所示，3*3升降横移立体车库运动原理第一层和第二层都有两个停车位，一个空位

23、;第三层有三个停车位，无空位。假如停车库的状态如图(a)所示，除了A32是空的，其它车位有车。现在要把车停放到A32停车位上，则首先应将A32停车位下的车位移开，即将A12, A22,向左移，如图(b)，最后将A32降至底层，如图(c)，车停到A32上，然后托盘复位，如图(d)。图2-3为停车全过程的运动示意图，同样N层M排的存取车原理相同。图3-1三层升降横移式立体停车库运动示意图3.2控制系统方案的确定3.2.1电气控制方案的确定根据升降横移式立体车库结构特点，除顶层外的其它层都必须留出一个空位，供载车托盘上升和下降用。当车辆位于底层时，无需移动其他托盘就可直接取出车;若准备将车存于底层，

24、同样不需要移动其它层的载车盘，直接将车驶入即可。但若车辆存于中间层或顶层，在取车时，则需要通过横移将该车位以下的托盘位置调整为空，才可进行车辆的下降;同样若存车到中间层或顶层，也需判断欲停放的车位处所在的下方是否为空，进行平移操作后，在进行下降至1层，车辆驶入后再上升回到原位置。整体操作时，遵循底层托盘只进行平移操作，顶层托盘只能进行升降操作，中间层既可平移又可升降操作的原则。升降横移式立体车库的控制系统是整个车库的核心，设计的优劣直接影响到设备的安全性能和工作性能，影响到系统智能化程度的高低。所以在进行设计时，要求一定要考虑到控制系统安全可靠性与操作方便性，要求能自动完成进出车辆并显示相应信

25、息。PLC(可编程控制器)是已经完成系统设计的一种控制设备，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等突出特点。只要规划好输入输出信号，再用PLC指令根据控制要求编排出PLC控制程序即可。同时，PLC指令比较汇编语言或C语言要容易掌握得多。综合以上各种优点选用PLC作为立体车库的控制核心。立体车库根据库容量情况，如3*3或3*4或3*5立体车库最大存车数分别为7、10、13，根据设备的控制要求，都可选择西门子300型号的PLC为主控单元口。升降横移立体车库系统逻辑框图如下所示: 图3-2 小型车库系统组成逻辑框图控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库内的横移电机和

26、升降电机，控制系统使它们在不同的时间内实现正反转;其次是车库内的各种辅助装置，如:指示灯及其各种安全设施等。为了保证搬运器能将托盘能横移到预定位置以及使托盘能上升或下降到指定位置，采用了行程开关。为了判断托盘上有无车辆，采用了光电开关。一般小型车库选用按钮操作，但对于大型车库来说要用上位机来对其进行控制。3.2.2电气控制系统的整体框架升降横移式智能立体车库控制系统由上位机和下位机共同组成。其中，上位机以工控计算机为核心，处于监控室或值班室中，主要起监控和管理作用，可以适当配备打印机、收款机等;下位机采用PLC，实现对现场进行直接的控制。利用系统中上位机的监控作用，通过数据处理、图形显示和多媒

27、体技术，显示出各种现场的状况，将PLC从现场采集的各种不同的开关信号、报警信号等，从控制界面显示出来，从而在监控人员和立体车库之间以及在操作人员和立体车库之间都可构造出直观形象的界面，对系统的正常运行和系统故障进行提示或报警。升降横移式智能立体车库整体结构如图2-3所示，在结构中每个单元的PLC相对独立都受控于上位工控机。上位机与显示器、打印机、收款机相连，通过键盘鼠标可进行直接的信息输入。PLC主要完成对托盘位置及运行状态的检测和存取车的操作，将现场传感器、限位开关、安全挂钩等相关信号，通过计算机处理输出信号控制接触器、电磁铁等动作，对拖动电机的起停进行控制。 图3-3 控制系统结构图智能立

28、体车库的操作分为三类，包括故障诊断和处理、联系现场状况的数据I/0操作、执行用户程序以及响应与PLC相连的外部设备的命令操作。在系统运行过程中，当出现存取操作时，PLC会接收人员在上位机的输入指令，经过分析判断检测元件的状态、读取机械驱动的信息后，将输入信号的信息反馈到执行机构如电磁铁、继电器、安全装置、显示指示灯等，实现电机的正反转、托盘的升降横移运动、限位开关的动作等，完成信号的显示与车辆的存取操作。第四章 升降横移式立体车库控制系统硬件设计4.1控制系统功能概述立体车库控制系统通过工作人员操作上位工控机完成对车辆的存取操作。存取车具体操作：存车时，司机驾驶车辆从车库入口处进入，操作员从上

29、位机处获取存车位信息并且写入IC信息磁卡，司机在入口处领取IC磁卡（卡上记录存车时间和车位号）后，司机开车进入车库到指定停车位存车，下车后按指定按钮确认已经从车里走出。PLC收到信号后控制车库托盘进行升降横移操作，自动完成存车过程。取车时，车主将卡插入读卡机，系统会自动寻找对应的车辆并自行将其取出。实现车库的智能化的关键在于解决车辆的自动存入对位及自动取出问题。同时，为了缩短存取车所用的时间，通过运算自动判断最优停车位与取车路线。车库系统主要负载参数如下表 表4-1 车库负载参数升降横移式立体停车库运动的总原则是:升降复位，平移不复位，即车库托盘在上升下降过程后，必须回到原始位置;在实现平移的

30、过程后可以不回到原位置。车库每个车位均由各自独立的机构驱动，利用可编程控制器和计算机系统，可以实现完整的自动存取车控制。在每层车库(除最上层)均留有一个空车位，允许托盘在电机的带动下左右移动一个车位，为上层托板的下移留出通道。在人员进行存车操作时，通过人机界面系统提供合适的车位。如果要存入一层，则用户可以直接将车开入一层停车托盘即可，不需要其它层托盘的横移和升降。如需将车停于非一层的位置，则需将托盘落至第一层，再将车辆开入，检测其停放到位后，再将其升至原所选位置。在停车托盘下降过程中，如果下层对应列上有托盘，则需进行平移操作，留出托盘的下降通道。车库每存取一辆车，要涉及其左右或下面车位托板的移

31、动，所以用可编程控制器进行程序控制，取车过程与存车过程一致。通过上位计算机的数据通信手段，数据处理能力和图形显示。多媒体技术可以对车库操作运行过程给出提示信号和对故障进行报警。系统采用工控计算机、PLC、逻辑开关和执行单元构成控制结构，在不同情况下，以不同方式实现车库的控制与操作管理。4.2 升降横移装置的驱动方式及电机的选择在立体车库中，升降横移机构为升降传动机构与横移传动机构的结合。横移传动包括横移输送小车升降的固定架及车托盘，车托盘是承载车的装置。对于3*3立体车库，下面两层共有4台可以进行横移，第一层和第二层各有两台，这两层各有留有一个空车位，供车盘左右横移之用，输送小车及车盘左右横移

32、的动力源是横移输送电机，左右横移终点由限位开关进行定位保护。升降传动机构包括升降固定架及车盘，车盘作为承载车装置，除第一层不需要车盘升降外，其它层每个车盘都要可以进行升降，第二层有两台车盘可以进行升降，第三层设有三台车托盘可以进行升降，升降拖盘的动力源是升降电机，由限位开关对车托盘升降到位时进行定位保护。在车库的运行过程中，顶层托盘只有升降运动，其余层都有横移运动。电机选用上要求具备制动、减速于一体的电机， 针对本车库的情况，升降系统采用链传动。4.2.1驱动方式的选择 目前在有轨起重设备的运行中，横移机构的驱动方式通常有:1）液压驱动。是普通电机驱动的2-4倍，具有大的驱动扭矩和简便的速差控

33、制方式、较低的速差。但是设备成本较高，对液压系统以及电控系统要求极高，且液压联接点较多容易泄漏，因此对液压元件的质量和可靠性均有严格的要求。2）一角驱动。主要用于小跨度轻型起重设备中。3）对角驱动。主要用于中小型的臂架型起重机。当轨道铺设平整时、它能基本上保证驱动轮轮压之和不随臂架位置的变化而变化。4） 四角驱动。用于大中型的管架型和轿架型起重机。能保证驱动轮轮压之和不变。对于本升降横移式立体车库、其一设计承重(轿车自垂)小于1800kg，托盘自重与托架自重约1600kg，其横移速度要求在0.10.2m/s，之间。因此，托盘和轿车的总重为3400kg左右。4.2.2 电机的选择假设减速器的减速

34、比B，链轮的外径为D，电机的输出转速为W有WD/(2B)=0.10.2。 又因为电机选为三相交流电机，查表可知横移电机功率在0.20.4kw即可。目前国际上流行采用集电机、制动器、减速器于一体的“三合一”交流电机，它具有起动转矩大，制动可靠，结构紧凑，体积小、重量轻、噪声低，可频繁起动等一系列优点。根据立体车库横移机构的上述参数(横移速度、承载录、结构尺寸)，本立体车库横移机构的驱动方式采用仅用“三合一”一角单轮驱动。如图4-1所示:图4-1一角单轮驱动方式示意图它的特点是传动轴大大缩短，运行驱动装置简化轻巧，占用空间小。布置安装灵活，维修方便，工作可靠，传动效率高。在一般情况下，单轮驱动依靠

35、托架金属结构的良好刚度，可以实现同步远行。如果结构刚度不够，会导致从动轮跑偏、啃轨等现象。由于该驱动方式结构简单，日前市场上已有成功使用的例子。4.3变频器选择变频器选型时要确定以下几点:l)采用变频的目的:恒压控制或恒流控制。2)变频器的负载类型:叶片泵或容积泵等，特别注意负载的性能曲线，性能曲线决定了应用时的方式方法。3)变频器与负载的匹配问题。电压匹配:变频器的额定电压与负载的额定电压相符。电流匹配:普通的离心泵，变频器的额定电流与电机的额定电流相符。对于特殊的负载如深水泵等则需要参考电机性能参数，以最大电流确定变频器电流和过载能力。转矩匹配:这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生

36、。在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。对于一些特殊的应用场合，如高温、高海拔，会引起变频器的降容，变频器容量要放大一挡。在选型过程中变频器如果要长电缆运行时，要采取措施抑制长电缆对地藕合电容的影响，避免变频器出力不足，所以在这样情况下，变频器容量要放大一档或者在变频器的输出端安装输出电抗器。第五章 控制系统软件设计5.1程序设计原则1）简化原则尽量使用以低成本能完成工作的简单系统，因为系统越简单，操作和维护成本越低，可靠性越高，系统响应速度越快。2）灵活性原则系统设计时应该考虑到系统将来

37、的功能，用途方面的扩展，以满足未来的需要和变化，当然系统设计的灵活性和系统的经济性是一对矛盾，必须兼顾二者。3）自动化原则最大限度的应用自动化控制进行操作，因为恰当的自动控制能减少差错，降低使用才成本，提高系统的利用率。4）人机工程原则设计时要考虑系统使用人员的方便，而且不容易犯错误。5）易于掌握和操作原则只有容易掌握和使用的系统才会使系统使用人员容易接受。6）可靠性原则系统不因操作人员的误操作造成系统阻塞，甚至死机现象。另外系统要有数据库的备份以及恢复功能，以防止系统因为病毒等原因引起的数据库信息的丢失现象。7）模块化原则因为模块化的程序是设计人员思路是否清晰的重要体现，是系统可靠性的重要保

38、证。5.2 PLC程序编制原则与程序设计流程设计PLC应用程序的基本原则是:第一，最大限度满足车库的控制要求，即完整性原则。第二，确保计算机控制系统的可靠性。第三，力求控制系统简单、实用、合理。第四，考虑到扩展的需要，即接口和通信等留有适当的余地。例如，系统为4*3立体车库，即四层三列立体车库，最多存放量9辆车。存取车控制只针对上层(二、三、四层)车位，而对于下层车位，存取车只需直接开进开出即可，采用梯形图语一言编写。对车位的操作就是控制横移小电机和升降大电机，使它们在不同时间实现正反转。上层升降动作和以下各层的横移动作必须是互锁的，即当上层泊位在升降时，下面各层泊位不能移动，当下层车位在进行

39、升降动作时，上层车位也不能移动，并且每次升降只能有一个车位进行上下运动。在智能化立体车库系统中，用各种光电开关、行程开关检测位置状态;用接触器、继电器执行对拖动电机的起停控制;用PLC来完成对托盘、托板位置及运行状态的检测和存取车的操作。程序设计要求:l)下层停车板左右横方向移动，上层停车板上下升降运动实现存取车;2)手动状态时能够对每个车位单独启动和停止:3)自动状态时，送车时控制系统能够自动寻找车位，取车时，控制系统能够自动将车辆送到地面。该系统中PLC主要完成对托盘、托板位置及运行状态的检测和存取车的操作。所用状态元件、定时器及数据存储器均选用具有掉电保护功能的元件，当系统掉电时元件保持

40、掉电前的状态，以保存现场信息;当发生意外情况时，按下急停按钮中止系统的运行并保存现场断点信息;当出现如电机过载、过热电气或机械故障时，自动中止系统的运行，并发出声光报警，同时系统转入手动方式进行故障处理。在设计不同层进出车程序时可以采取仲各分支流程可同时执行，待各流程动作全部结束后，根据条件汇合状态动作的方式，提高运行速度。如若选择第三层托盘进出车，可使一层二层同时左移或右移，这样，控制系统均能自动处理设备动作顺序之间联锁或双重输出，方便了控制系统的运行及故障检查。在软件设计中为缩短进出车时间，提高工作效率，可采取各分支流程同时执行，待各个分支流程全部结束后根据相应条件会合各相应动作的方式。采用模块化编程形式，如:主程序模块、手动按键子程序模块、紧急停车按键子程序模块、托盘平移运动程序模块、故障报警子程序模块等，车位运行过程中只需调用子程序模块，通过模块化程序，方便了程序的修改，降低了程序的复杂性，还为车位的拓展提供了便利的条件。图5-1存车流程图5.3 上位机的监控上位机的监控，用户通过手工或委托第三方编写VC监控程序实行实时控制。随着管理信息系统和计算机集成制造系统的大量应用，要求工业现场为企业的生产、经营、决策提供更详细和深入的数据，以便优化企业生产经营中的各个环节。所以，组态软件也是一个不错的选择。用户可以根据自身系统的特点决定监控软件的选择。