基于plc控制的塔式立体车库毕业设计

基于plc控制的塔式立体车库毕业设计内容摘要：

出九大类近百个品种的立体停车设备，拥有停车设备制造企业 400 多家，车库设备年增长率达 30％；台湾拥有停车设备制造企业 268 家，产量几乎两年翻一翻；韩国现在拥有停车设备制造企业 400 多家，通过引进日本技术和自我开发，每年车库设备以 30％ 的速度发展 [1]。 我国立体车库的发展，始于二十世纪八十年代，河北承德的华一机械车库集团有限责任公司于 1989 年建造起国内第一台垂直循环类机械式停车车库，填补了国内机械式停车车库的空白。 虽然从二十世纪八十年代就开始研制和使用机械式立体车库，但由于市场需求原因，经历了十多年的温和发展。 近年来，中国经济腾飞，城市化进程加快，汽车工业和汽车需求市场也得到快速发展，汽车保有量的不断增加，城市停车设施的增长青岛大学毕业设计论文 2 却长期落后于车辆的增长。 立体车库产业在二十世纪九十年代迅速兴起，步入了引进、开发、制造和使用的快车道，国内立体停 车库市场正以直线上升的态势在飞速发展 [2]。 到目前为止，国内从事立体车库研发的企业已有 100 余家，其中主机生产的企业有 50 多家，首批获得国家颁发的立体停车设备制造企业资质的有 22 家。 为适应立体车库行业迅猛发展的需要，保证产品质量和可靠性，以规范立体车库的生产和建设，国家已出台了《机械式停车设备类别、型式与基本参数》 JB／ T87130． 1998 等 6 个标准，对推动我国立体车库事业起到了极大的促进作用 [3]。 立体车库的优点 以立体化形式存放车辆的机械式停车库叫做机械式立体停车库，是一种技术密集型的机电一体化产品 ，发展潜力很大，具有很多优点： （ 1） 节省占地面积。 一般约为平面停车场的 1／ 3～ 1／ 20，立体车库可以打破常规纵向向上向下延伸而非单一的平面扩张，从而有效地节省土地资源，极大限度的增加停车位 [4]。 （ 2） 建设成本低。 由于机械式立体停车库主要向垂直空间扩展，虽然工程费用较高，但可省去大量的土地使用费等开支，因此就单个泊位的建设成本而言，一般低于同等规模的平面停车场。 （ 3） 自动化操控，使用方便。 机械式立体停车库自动化程度高，用户通过简单操作，就能实现车辆的自动存取；配备自动检测系统以及安全保护措施，安全性能好。 立体车库的分 类 到目前为止，立体车库发展到现在有九种主要类型：升降横移类 (PSH)、巷道堆垛类(PXD)、垂直升降类 (PCS)、垂直循环类 (PCX)、水平循环类 (PSX)、多层循环类 (PDX)、简易升降类 (PJS)、平面移动类 (PPY)、汽车升降机 (PQS)[5]。 升降横移式停车设备利用载车板的升降或横移来实现车辆的存取，此类停车库将载运和存放汽车的载车板与升降装置组合在一起使用，构成立体化存车的形式，多为中、小型车库，泊位数目从几辆至几十辆不等，一般设计为 2 或 3 层。 结构上，除顶层外，每层均有一个空车位，作为交换车位。 这种类型的立体车库造价不高，车位的布置紧凑，易于实现自动控制，在楼字地下室或住宅小区的空地上布置较为方便。 缺点是每块载车板都需要配套的驱动机构，结构比较复杂，可靠性不易保障；层数不宜设计太高，车位数不宜太多，否则存取流程过于冗杂，能源浪费很大 [6]。 青岛大学毕业设计论文 3 垂直循环式立体停车库是循环式中最有代表性的，主体是垂直回转链式输送机，车辆停放在呈圆形或长圆形配置的数个托盘上，由链条带动做垂直循环运动，在平动机构控制下保持车位水平。 这种车库由单一大型电机驱动，最大的优点是电气控制系统简单，但缺点也很明显，例如泊位数受电机 功率及结构等因素限制、传动噪音大、存取速度慢、能耗高等，因此呈逐步淘汰之势。 垂直升降类立体停车设备利用升降机构将车辆提升到目标层，再启动横移机构把车存入泊位中，工作方式类似于电梯。 这种车库有几十米高，每层可设 2 个或多个泊位，可单独建设或安装于建筑物内，一般采用可编程序逻辑控制器构成其自动控制系统，实现车辆的全自动存取等功能 [7]。 巷道堆垛类立体停车设备是利用巷道堆垛机或桥式起重机作为搬运装置，进入到搬运装置中的车辆可同时进行两维的运动，快速到达指定车位，再用存取机构将车存入泊位。 这种车库类似于立体仓库， 最早出现在美国，适合于上百个、甚至是上千个停车位的大型自动化立体停车库，当然造价也是很高的。 毕业设计内容及研究思路 (1)认真阅读相关书籍资料，仔细研究各种类型立体车库的特点，通过对比的方面的原理和特点，选择性价比较高的车库类型。 (2)根据车库选型，参考一些成熟技术，设计立体车库的硬件部分，在此基础上考虑车库整个运行流程，考虑车库的高效性、可靠性、安全性，分析设计方案。 (3)根据车库运行流程及其实现功能，选择合适的控制系统和软件实现方案，并进行编制相应的程序，在逐步完善相应功能。 (4)调试运行程序，发现问题，解决问题，优化 功能。 青岛大学毕业设计论文 4 第 2章 立体车库的 结构及运行原理 车库选型 通过分析比较各种立体车库类型的优缺点，结合技术可行性和经济性可行性，本文的立体车库类型设计为塔式即垂直升降式立体车库，这是因为在众多的立体车库类型中，塔式（垂直升降式）是本文认为综合性能最好的一种，塔式立体车库空间利用率高、自动化程度高、配置灵活、运行噪声小、能源消耗低、维护方便，所以具有广阔的发展前景。 立体车库的总体结构 垂直升降式立体车库的机械结构比较复杂，必须对关键机构进行重点设计，其中主要包括钢架结构，升降装置、存取装置、载车台回转装置、安全保护装置等 [8]。 本论文研究的塔式（垂直升降式）立体车库以 4 层 8 库位为例，每层 2 库位，分 A 区、 B 区，塔式立体车库结构如图 所示。 由 1 台电磁制动三相异步电动机 (22kW)作为主拖动电动机（曳引电机）， l 台安全门控制电动机， 1 台举升电机， 1 台旋转电机， l台横向移动取送电动机组成。 图 塔式立体车库结构图 青岛大学毕业设计论文 5 钢结构框架 钢结构框架主要由立柱、横梁、车位架等组成，用于承受车库自身部件重量和存入车辆重量、内置停车位并且安装机械传动和电气控制部件。 每个车位初定长宽高尺寸为。 升降装置 为了提高运行效率，塔式（垂直升降式）立体车库要求升降系统具有较高的提升速度和良好的可靠性。 在参照和比较几种现有升降驱动方式的基础上，决定选用曳引驱动技术，采用成熟的升降机提升装置。 我们选用高效节能的三相异步电动机作为动力源，控制方式 采用变频变压调速技术，不仅能够实现良好的调速性能和运行平稳性，还可满足停车库对平层精度的要求。 升降装置包括： 1)曳引驱动机、减速机构和制动器； 2)传动部件，包括钢丝绳和滑轮等； 3)对重和平衡链； 4)载车台，用于升降时支托车辆； 5)升降导轨和对重导轨。 曳引机通过钢丝绳驱动载车台升降，同时对重也相应运动。 对重可称为重量平衡系统，其功能是在工作中使升降台和对重间的重量差保持在某一限额内，保证电动机正常运转，对重由对重架、对重块、导轨、缓冲器碰块以及钢丝绳组成。 升降装置的传动机构 (包括电机，滑轮等 )设在停车库的顶 部 [8]。 回转升降装置 升降回转装置由回转支撑、回转台等部分组成。 通过比较分析现存同类立体车库的横移与旋转机构的优缺点，把旋转装置与横移装置全部放在升降机上，采用内置式转盘。 旋转机构通过回转支承、电机实现平台旋转，从车辆进入载车平台后，通过电机正反转触碰行程开关来实现旋转到位。 需要回转时，通过旋转电机驱动齿轮减速箱，其输出小齿轮驱动回转大齿轮完成回转动作 [9]。 例如左侧车位，需要电机正转触发平台左限位开关后，表示旋转到位。 存取装置 伸缩叉梳式交接系统机构简单，传 动部件少，运行效率高，更适合中小型车库使用。 考虑到存取车时间是一个影响立体车库使用的重要因素，所以选择效率较高的叉梳式存取方式。 叉梳的推出方式有双向和单向两种方式，单向推出叉梳的横移机构简单，但是安装叉梳的旋转台必须能作旋转才能实现左右方向存取车辆；双向推出叉梳不需要作旋转就青岛大学毕业设计论文 6 能实现左右方向存取车辆，但是要实现双向推出，其横移机构就。