升降橫移式立體停車庫控制系統總體方案研究

尹波 楊瑋

文章介紹了升降橫移式立體停車庫的結構和原理，構建了三層十八工位停車庫模型。分析了基本結構和工作原理。對控制系統整體方案進行了設計說明，根據功能要求研究了車庫的硬件組成，控制系統各部分功能，控制系統的輸入輸出信號。

立體停車庫，是在有限的空間內最大量存放車輛的機械設備。本文所設計的模型主要為3×6地面上布置的升降橫移式立體車庫。

一、停車庫模型的結構

停車庫模型的結構有以下五部分組成：一，支撐裝置主框架。為確保車輛的存放的安全性與可靠性，支撐裝置采用的是具有較好的強度和剛度的熱軋H型鋼、槽鋼、扁鋼、鋼板通過焊接制成，再采用高強度螺栓連接成框架結構；二，用來存放車輛的載車板，它也有兩種結構形式。一種是采用型鋼和鋼板焊接而成，中間有突起，上面鋪上鋼板。另一種是采用鍍鋅鋼板沖壓或滾壓成組裝件的拼版結構，這種結構采用咬合拼裝成載車板，再用高強度螺栓連接而成。三，停車庫傳動系統，包括這幾個方面：將車輛提升的升降傳動機構、將車輛橫移的橫移傳動機構、既能升降又能橫移的傳動機構。其中升降傳動機構由這幾部分組成：提供動力的電機、控制電機轉速的減速器、制動裝置；橫移傳動機構除了有電機、制動器、減速器外還有驅動輪、從動輪、導軌等組成。升降傳動機構和橫移傳動機構的結合就構成了升降橫移傳動機構。四，停車庫的控制系統。控制系統的電路有主回路和控制回路兩部分組成。車板的升降、橫移主要由主回路電路來控制；為人、車安全而設計的由控制回路來控制。其采用PLC控制形式。五，車庫安全防護裝置，一般裝有以下安全防護裝置：急停開關、限位開關、防止人及車輛誤入的光電開關、防止載車板墜落的裝置、警示裝置等。

二、車庫工作原理

圖1是在地面上布置的3層，每層6位的升降橫移式立體停車庫，共18個停車位，只有16個載車板，每個停車位停一輛車，最多停16輛車，n號載車板上停放的是n號車。地面這一層只能在該層做平移運動，頂上的這一層只能做上下升降運動，地面層和最頂層之間的中間層既可做平移運動又可做升降運動。頂層6個載車板，6個車位，中間層和底層都是5個載車板6個停車位，供進出車升降之用。圖中底層1、2、3、4、5號車直接存取；中間層停放的車則需1、2、3、4、5號車橫移出空位后下降到地面層后再存取車。頂層車位通過底層車位先橫移出空位，中間層車位橫移出空位再下降讓出車位后，頂層車輛才下降到地面層再存取車輛。如需在7號車位存取車則2、3、4、5號車位向右橫移，7號車位下降即可。

根據運動的特點，分析的出，存車取車過程中，與其相關的有三個方面：一是為了給中間層和頂層讓出空位，底層或中間層的載車板需要橫移；二是為了存取車，中間層或頂層的載車板需要升降；三是載車板需要左右橫移到一個準確的停車位位置和升降到準確的位置。

三、停車庫控制系統分析

本停車庫模型的控制系統中，主要有兩方面的開關信號，一種是控制電動機的啟停信號，另一種是傳感器的檢測信號。控制模式有邏輯控制以及順序控制這兩種控制模式。選擇可編程控制器作為主控單元進行控制系統設計。傳感器的信號輸入到系統的PLC，PLC再根據這些信號測量值進行分析判斷，然后經過運算，將信號通過輸出通道下傳實現對升降電動機、橫移電動機等執行元件的控制從而完成對載車板橫移、升降以及定位的精準控制。橫移定位利用安裝在橫移導軌上規定位置的行程開關來完成，升降定位通過安裝在地面以及車位架規定位置的行程開關來完成。橫移電機和升降電機的控制可以看作是控制系統信號的輸出，行程開關可以看作是控制系統的信號輸入。

（一）控制系統的輸入檢測器件

（1）車輛進入庫口時，光電傳感器對車輛的長寬高進行檢測。若超出允許值，系統發出報警，車輛駛出。若未超出允許值，車輛可以進入載車板。

（2）限位開關對升降的位置進行限制和對載車板進行精準定位。

（3）光電傳感器實時對車庫的空位進行檢測并通過總線傳給顯示器顯示。

（二）系統輸出信號及聯動連鎖控制

PLC驅動升降電機正反轉接觸器，載車板控制電機運行接觸器。可編程控制器將控制信號發至接觸器線圈，接觸器的接通與關斷受其控制。控制要求如下：

（1）升降機的牽引，電動機的正反轉制動。

（2）上層載車板沒能正確歸位，下層載車板和汽車不能向上移動，下層載車板沒能正確歸位，上層載車板和汽車不能向下移動。

（3）車輛長寬高檢測，超過允許范圍不能.進到載車板上，也不能啟動升降機牽引電機。汽車未進入載車板的導軌時候，也不能啟動升降電機。

（4）緊急制動按鈕按下，立即斷開所有電機電源開關。

四、結語

本模型通過對3×6升降橫移式立體停車庫的結構，工作原理分析，確定了總體控制方案，包括控制系統分析，輸入輸出信號及聯動連鎖控制。為進一步研究與開發立體車庫奠定了基礎。（作者單位為陜西科技大學）