智能停车装置

立体车库控制系统设计选自：西安交通大学研究生论文组员：周鹏，王朝阳，颜晓珞喜迎十九大青山依旧在，几度夕阳红。前景 随着我国经济的高速发展,大中型城市家用轿车迅速普及与城市中心地价的增长所形成的矛盾逐步显现,停车难的问题日益成为困扰城市交通的一大顽疾。由于无处停车而导致的占道停车、违规停车等问题又使停车难问题由静态交通领域延伸到了动态交通领域,因此解决好停车难问题已经成为综合解决城市交通问题的一个重要环节。集机电一体化的自动化立体停车设备具有土地利用效率高、地形适应性好、可根据客户需求灵活集成、安全可靠、节能性好等优点,为统筹解决城市交通问题提供了一种可行的新途径。各位车库的分析1.升降横移类优缺点：由于其可以由不同的模块组合，所以车库结构配置灵活，停车场的规模可大可小，造价比较低。但是取车时间长，大部分只能单次取车。2.巷道堆垛类：优缺点：巷道堆躲类的立体车库的规模一般是建立大型的立体车库，封闭式设计可 以有效的保证车辆存取的安全性，但是设备比较复杂，运动起来噪声较大，并且故障率较高，不能同时进行多个作业任务，大大浪费了存取车辆的时间。3.垂直循环类优缺点：比较节省土地，约在58的面积上，可以存放34辆车。进入车辆托盘时间较短。但是该种设备结构较为复杂，运动起来噪声较大，非常的耗电，并且故障率较高，车辆存取时间较长。不能同时进行多个作业任务4.水平循环类优缺点：适合拥有一定的土地资源，并对车辆停车位有较大需求的大中型建筑物或公共设施中，两台车辆可以同时出入库，按排列方式可分为纵列或横列布置方式但是存取车辆时间较长，并且耗电量较大。5.简易升降式优缺点：结构简单，便于操作，价格比较便宜，但是停车数量有限，不适合多辆车停放。土地的使用率比较低，每辆车平均能耗较大，每次存取最上层车辆时候，均需要将整个车库进行移动，能耗高。本文已解决城市停车难问题为出发点,对我国静态交通领域存在的矛盾、发达国家解决此问题的经验、国内外停车产业的发展现状进行了深入了解,分析总结立体车库在我国的应用现状及市场前景,通过比较市场上现有的各类立体车库,确定以最适合我国场地条件、最能广泛应用的升降横移式立体车库升降横移式立体车库为对象,提出总体设计方案,分别设计其硬件和软件系统,并对其部分元器件、监控系统、接地保护等提出了选用方案。立体车库总体结构为了满足设计,采用上下升降左右平移的设计方案设计中车库分为三层,每层个车位,一二层右边各空出一个位第三层采用满位,因为它只要上升下降就能满足设计的要求。立体车架结构升降横移式立体车库主要由结构框架部分、载车板部分、横移系统、提升系统、控制系统、安全防护系统六大部分组成。1.结构框架立体车库一般主要以钢结构和钢筋混凝土为主,在升降横移式车库中我们选用钢架结构。有以下优点：可靠性高，材料的强度高，钢结构自重性小，材料的塑性韧性好，钢结构制造简便，施工工期短，钢结构一般会涂上防锈材料，耐锈蚀性好，结构主体采用热制型钢、槽钢、角钢和钢板等型材制造,具有较好的强度和刚度,轻巧、美观,并可二次拆卸安装,运输方便。2.载车板与动力系统需上下移动的载车板都配有一套独立的减速电机与链传动组合的传动系统。电机顺时针旋转时,载车板上升,电机逆时针旋转时,载车板下降。根据载车板及车重确定链条所需的传动力。根据传动力及载车板的移动速度确定电机功率。根据车身高度确定上下载车板间的距离,根据这个距离确定链条的长度,最后根据传动力确定链轮大小,链节形状及大小。需左右平移的载车板除了有一套独立的减速电机传动系统外,载车板底部还装有四只钢轮,可以在导轨上行走,其中两只为主动轮,装于长传动轴两端,另两只为独立安装的从动轮。减速电机驱动长传动轴运转,长传动轴上的主动钢轮在导轨上滚动行走从而使下载车板作横向平移运动。根据载车板及车辆的重量、行走速度、滚轮与导轨间的摩擦系数确定横移电机的驱动功率。3，安全装置上层载车板上装有上下行程极限开关和防坠落安全装置。防坠落安全装置装在纵梁与上载车板上停位之间,在纵梁两测各装两只挂钩,上载车板两侧相应位置处各装两只耳环,当上载车板上升到位后,纵梁下面的四只挂钩便自动套入四只耳环内,以防止升降电机常闭制动器慢释放后,上载车板在汽车和载车板本身的重力作用下慢慢下滑,压坏下层汽车。另外也防止制动器一旦失灵,上载车板从上停车位坠落,砸坏下层汽车。底层载车板的安全装置主要是行程极限开关和防碰撞板。行程极限开关的作用是使载车板横移到位后自动停止。防碰撞板的作用是下载车板横移时,如果碰撞到人、遗留行李或车主宠物时,切断横移电机电源,横移停止。4，控制系统 目前类似设备的控制系统主要有三种控制方式继电路控制系统“早期安装的多位继电器控制系统、控制系统、微机控制系统。继电器控制系统由于故障率高、可靠性差、控制方式不灵活以及消耗功率大等缺点,目前已逐渐被淘汰。微机控制系统虽在智能控制方面有较强的功能,但也存在抗扰性差,系统设计复杂,一般维修人员难以掌握其维修技术等缺陷。而PLC控制系统由于运行可靠性高,使用维修方便,抗干扰性强,设计和调试周期较短等优点。因此本设计的控制系统采用可编程序控制器控制,主要有手动、自动、复位、急停四种控制方法。自动控制应用于平时的正工作状态,手动控制应用于调试、维修状态,复位应用于排除故障场合,急停应用于发现异常的紧急场合。对于本文中所列的车位升降横移式立体停车设备,主要要控制二、三层五个升降电机的正反转和一、二层四个横移电机的正反转。此外要控制上层车位上安全钩的电磁铁和系统报警显示装置等动力与传动1.电机的选择1.P1=FV1=mgV1=2000(车重)*10*0.08=1.6KW 2.F=ma V=at t=0.1 s由于:V=0.1 m/s 则a=1 m/s P2=FV2=maV2=2000(车重)*1 *0.1=0.2KW（P1为汽车上升自身负载，p2位车辆左右平移摩擦作用下负载）升降要求功率:Pl=PLI/=1600/80%=2000W2.2KW平移要求功率:P2=PL2/l200/85%=235.294W0.25KW根据电机型号、设备的电机功率和负载的情况:选用Y90L-2型号电机作21台作为升降电机 选用Y2-63M-2型号电机20台作为平移电机，由上表知道，这两种电机已经适合设计要求。2，传动系统从方案经济及可行性角度考虑,选择链传动更为有利在横移运动中,采用异步电机驱动,通过链驱动,也能达到精确、稳定地传动。3，传感监测系统 1.车库所有车位到位及限位检测采用了光电对管,立体车库共有个上下到位检测光电对管和个左右到位检测光电对管2.车盘上有无车辆检测 载车板上有无车检测在每个载车板上的一条对角线上安放一套光电开关,用于检测载车板上有无车3.防坠钩安全钩的状态检测 控制吊钩动作的电磁铁上有一反馈信号,可用于指示吊钩是否已把载车板挂好4.载车板运动是否到位检测 只有下层载车板有平移运动,在每个车位上分别安装一只限位开关,用于检测载车板平移运动是否到位。只有上层载车板有升降运动,在每个载车板垂直运动的轨道上,在低层和上层分别安装一只限位开关,用于检测载车板下降和上升是否到位5.车辆在车盘上停放在准确位置的检测 采用光电开关在底层进行扫描检测。光电开关的接收器和发射器分别安装在底层左右两边,在载车板前后位置均进行检测,当有车辆停放不到位时,车就把光电关光源挡住,此时系统不能动作,只有车辆停放到位后,系统才能正常工作安全检测防护系统1.、防人、异物误闯入红外线检测装置2.、车辆定位3丶防止载车板坠落装置4丶汽车长度限制装置5丶紧急停止装置6丶防止超限运行装置7丶警示灯及警示蜂鸣器8丶电机自带刹车装置9丶防火措施10丶急停措施11丶人车误入检出装置控制系统 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、报警与控制输出。输出信号给接触器线圈,控制接触器的接通与关断。强电系统包括载车板电机控制线路、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。车库采用车位检测装置代替人工找位,用升降装置输送汽车到位。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。动力电路电气原理图设计主电路设计图如下电路图局部分析：其主要功能是实现电机的正反转，短路保护，过载保护，电涌的吸收保证电机在正反转的转换过程中不至于线圈自感生成的高电压烧毁电机线圈，造成损失。以局部为例:图中FU37,FU39等电路是短路保护，为每一条线路提供短路保护。由于电机启动时产生的瞬间电流可能达到正常工作电流的数倍，因此短路保护的熔点必须是正常工作电流的10倍以上，而对于过载的保护就只能通过图中FR38,FR39等热敏继电器电路来实现。图中KM72,KM73等开关电路通过反接三相电中的任意两相来实现电机的正反转，它们都是由PLC通过继电器来控制。而图中的RC电路则可吸收电机线圈自感生成的高电压，保护电机线圈不被烧毁。电源设计 我国供电网所提供的电源通常为三相交流电，频率为SOHz，电压为380V。作为停车设备所使用的电源，要求尖峰电流时电压波动偏差为士10%，停车设备电源的容量，应满足其额定电源容量的要求;停车设备的电源应单独设置，不宜与其他负载共同使用同一电源;停车设备一般宜采用双路供电，或配备用电源，当停车数量较少，且存取车次数较少或对存取车时间要求不十分高的情况下可以采用单路供电。部分元器件选择继电器型号的选择:继电器的主要作用就是用小电流控制大电流，以下型号的继电器满足设计要求:HiMC-9-W-11-S/220(用于升降和平移电机)电涌吸收器(RC单元):电涌吸收器可以使接触器动作时产生的高于额定电压10-20倍的电涌电压降至额定电压的2.5倍以下，根据设计需求选择型号如下:HRC 300/380(保护升降电机定子线圈)，HRC 40/220(保护继电器线圈)断路器的选择(QF):HIBL-20-3-NEM(整个车库的电机总断路器)，HIBL-I 2.5-3-NEM(升降电机主接线的断路用)，HIBL-2.5-3-NEM(平移电机主接线的断路用)控制电路电气原理图设计(弱电部分)其工作原理是:三层三个车位可以升降，二层两个车位可以升降和平移，一层的两个车位只能横向横移，空车位供三层和二层的车位下降时借用。第一层车盘存取:1、2号车位可以直接存放车辆;7号车位需下降后再存放车辆。第二层车盘存取:3号车位，则需先将1号和2号载车板右移，再将3号载车板下降;4号车位，则需先将2号载车板右移，再将4号存车板下降。第三层车盘存取:5号车位需要先将1,2,3,4号四个载车板右移，再将5号载车板下降;6号车位则需要先将2,4号载车板右移，再将6号载车板降下。存/取车流程图如下PLC控制系统原理图PLC程序编写Ppt制作：周鹏讲解：颜晓珞，王朝阳”演讲完毕，谢谢观看！