彭國(guó)欽

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和汽車的快速普及，購(gòu)置以及使用汽車的人也越來(lái)越多，對(duì)各個(gè)地方停車設(shè)備的要求也越來(lái)越高，尤其突出的是大型商場(chǎng)以及小區(qū)等地方的停車設(shè)備，所以市場(chǎng)對(duì)新型停車設(shè)施的需求就越來(lái)越大。立體車庫(kù)是可以大量存取停放汽車的停車設(shè)施，通過(guò)機(jī)械裝置或者一些控制器來(lái)進(jìn)行控制，很好的解決了目前問(wèn)題，相對(duì)于傳統(tǒng)車位，在原本的停車范圍內(nèi)可以停入更多的汽車。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以通過(guò)限位開(kāi)關(guān)以及光電開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)車庫(kù)內(nèi)停車板的位置以及停車板上停放車輛的情況，通過(guò)按鈕來(lái)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來(lái)使停車板移動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)了在原本三個(gè)停車位內(nèi)可以停入五輛車，使用者可以自主通過(guò)按鈕控制車庫(kù)進(jìn)行停取車操作，比較適用于小區(qū)內(nèi)車庫(kù)的車位擴(kuò)充。

關(guān)鍵詞：智能;升降橫移式;立體車庫(kù);PLC

1 引言

近年來(lái)，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來(lái)越迅速，城市化水平相應(yīng)加快，人們的生活水平也不斷的提高，因此汽車的數(shù)量也不斷的增加。據(jù)最新統(tǒng)計(jì)，我國(guó)私家車總量達(dá)1.8億輛，每百戶家庭擁有40輛，可見(jiàn)我國(guó)個(gè)人汽車的數(shù)量在飛速的增長(zhǎng)，然而停車設(shè)施數(shù)量的增長(zhǎng)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能與之同步，停車位的數(shù)量和汽車數(shù)量的比例已經(jīng)嚴(yán)重失衡，所造成的困難就隨之而來(lái)，違章停車、停車管理困難、停車難，對(duì)維持社會(huì)秩序形成的一定的障礙[2]。目前的處理方式主要有兩種，一種為通過(guò)各種規(guī)定來(lái)規(guī)范駕車者，比如限號(hào)出行就是方式之一，通過(guò)對(duì)車牌尾號(hào)的限行來(lái)制約汽車過(guò)多的情況，還有一種方式就是增加停車設(shè)施，建立各種大型的停車場(chǎng)，但是目前各大一線城市的中心商業(yè)區(qū)等地的空間使用已經(jīng)接近飽和，因此目前需要新型的停車設(shè)施來(lái)改變傳統(tǒng)的按位停車模式，立體車庫(kù)可以很好的解決停車以及車輛管理問(wèn)題。

2 立體車庫(kù)控制系統(tǒng)分析

本次設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)用戶通過(guò)按下按鈕來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車庫(kù)的控制，該設(shè)計(jì)主要是由四個(gè)模塊組成，即主控制器、限位開(kāi)關(guān)、停車和取車按鈕、升降和橫移電機(jī)。使用者通過(guò)停車按鈕，取車按鈕，停、取車完畢按鈕來(lái)進(jìn)行停車、取車的操作，各個(gè)限位開(kāi)關(guān)的輸出信號(hào)傳輸給PLC，可以判斷每個(gè)停車板的位置和停車板上是否停入車輛的情況，各個(gè)按鈕的輸出信號(hào)傳輸給PLC，判斷使用者的意圖和需要的操作，PLC通過(guò)程序判斷后，輸出信號(hào)給各個(gè)繼電器，繼電器控制車庫(kù)中的正反轉(zhuǎn)電機(jī)，使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而進(jìn)行停車板的移位，來(lái)實(shí)現(xiàn)停車和取車的操作。

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 PLC類型選擇

控制模塊的作用是對(duì)采集到輸入信號(hào)進(jìn)行程序分析后輸出信號(hào)控制各個(gè)繼電器的通斷進(jìn)而控制正反轉(zhuǎn)電機(jī)的通斷，從而起到控制作用。

本次設(shè)計(jì)的控制模塊采用的是S7-200 Smart PLC中的ST30，主機(jī)模塊不僅能滿足本次設(shè)計(jì)對(duì)輸入輸出口的個(gè)數(shù)要求，而且它的可靠行高，具有強(qiáng)大的處理能力，且易于操作，性價(jià)比高。

3.2 電機(jī)模塊設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中的電機(jī)，作用為通過(guò)正反轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行停車板的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車位的移動(dòng)。

電機(jī)采用金冀路公司生產(chǎn)的YE2三相異步電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)可廣泛應(yīng)用于各種通用機(jī)械設(shè)備，也可在其他環(huán)境比較惡劣的場(chǎng)所使用，制造是采用高精度模具一次成型，材質(zhì)也比普通機(jī)殼硬度更高，散熱更優(yōu)秀，成型后多次噴漆，高效反腐，成就堅(jiān)固耐用骨骼，線圈采用全新國(guó)標(biāo)銅線，確保機(jī)電高效、穩(wěn)定、完全運(yùn)行，機(jī)身后蓋采用透氣鏤空設(shè)計(jì)，使電機(jī)散熱性能增強(qiáng)，電機(jī)可以長(zhǎng)效使用。

3.3 限位開(kāi)關(guān)模塊設(shè)計(jì)

限位開(kāi)關(guān)又稱作行程開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)可以通過(guò)兩個(gè)物體之間的碰撞和接觸來(lái)發(fā)送給控制器相應(yīng)信號(hào)，用于控制生產(chǎn)機(jī)械的行程大小、位置運(yùn)動(dòng)方向以及速度的一種自動(dòng)控制器件，在本次設(shè)計(jì)中用來(lái)檢測(cè)停車板的位置。

限位開(kāi)關(guān)選用了歐賽爾公司生產(chǎn)的WLCA2-2自復(fù)位調(diào)節(jié)式限位行程開(kāi)關(guān)，這款限位開(kāi)關(guān)的適用范圍廣，適用于多種工作環(huán)境，優(yōu)選材質(zhì)，耐磨強(qiáng)度高，且安裝便捷，維修方便。

3.4 光電開(kāi)關(guān)模塊設(shè)計(jì)

光電開(kāi)關(guān)有反射式、對(duì)射式和鏡面反射式三種類型，它具有體積小、功能多、壽命長(zhǎng)、精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，采用了非接觸式，克服接觸式開(kāi)關(guān)的諸多不足的地方，在本次設(shè)計(jì)中用來(lái)檢測(cè)車庫(kù)上部分停車板上的停車情況。

光電開(kāi)關(guān)選用了新森正公司生產(chǎn)的光電開(kāi)關(guān)E3F-5DN1-5L，采用的是對(duì)射式，高靈敏探頭，反應(yīng)靈敏，更敏捷檢測(cè)物體，高品質(zhì)的螺紋外殼的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，耐用，導(dǎo)線柔軟導(dǎo)電性能好，耐油耐彎曲，并采用高品質(zhì)電子元件，磁性穩(wěn)定，安全耐用，最大測(cè)量距離為五米，可以安放在停車板的兩側(cè)。

3.5 中間繼電器模塊設(shè)計(jì)

中間繼電器接收PLC信號(hào)后，電磁裝置得電，控制各個(gè)觸頭，使各個(gè)觸頭進(jìn)行閉合、斷開(kāi)的操作，從而實(shí)現(xiàn)控制電路的目的，在本次設(shè)計(jì)中通過(guò)中間繼電器實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)五個(gè)電機(jī)的控制。

中間繼電器選用了海源自控系統(tǒng)有限公司生產(chǎn)的RXM小型中間繼電器RXM4AB2BD，這個(gè)型號(hào)的中間繼電器體積小，便于安裝，使用壽命相對(duì)更長(zhǎng)，可以長(zhǎng)時(shí)間使用，安全可靠。

4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中以西門子公司的Smart 200 PLC系列為控制核心，采取梯形圖編程語(yǔ)言對(duì)PLC進(jìn)行控制。該設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)在三個(gè)車位內(nèi)停五輛車，當(dāng)車庫(kù)下部分兩個(gè)車位沒(méi)有車停時(shí)，直接停入汽車便可，當(dāng)車庫(kù)下部分車位有車時(shí)，且上部分車庫(kù)有空余車位時(shí)，按下停車按鈕，系統(tǒng)即可判定，使車庫(kù)上部分的一、二、三號(hào)車庫(kù)內(nèi)的停車板按優(yōu)先級(jí)下移，再停入汽車便可，車庫(kù)下部分取車開(kāi)走即可，當(dāng)需要取出車庫(kù)上部分的汽車時(shí)，按下取車按鈕，車位下移后再進(jìn)行取車，停、取車完畢后按下停、取車完畢按鈕，車庫(kù)復(fù)位。且每次按下停車或者取車按鈕后，必須再按下停、取車完畢的復(fù)位按鈕后，系統(tǒng)才能進(jìn)行之后的操作，程序流程圖如下圖所示。

結(jié)論

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了使用以PLC為控制器的升降橫移式小型立體車庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)在原本3個(gè)車位中停入5輛車，采用Smart 200 PLC系列為控制核心，用戶可以自主使用按鈕來(lái)控制，實(shí)現(xiàn)停車和取車功能。

參考文獻(xiàn)：

[1]張學(xué)典，朱士強(qiáng).一種新型升降橫移立體車庫(kù)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)_水運(yùn)，2015，15（10）：313-316.

[2]李果，張廣明，凌祥.多層升降橫移立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[U]I.機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2011（3）：174-175.

[3]王虎軍.基于PLC的垂直升降式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D].蘭州交通大學(xué)，2016.

[4]裴雨紅，垂直軸升降類立體車庫(kù)的研究與設(shè)計(jì)[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2013：1-2.

[5]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)，起重運(yùn)輸機(jī)機(jī)械零部件、操作件和小五金[M].4版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[6]王虎軍，馬殷元.基于PLC的垂直升降式立體車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016（1 ）：82-84.

[7]趙云，楊海栗，繆德祥，等.垂直升降式立體車庫(kù)鋼架：結(jié)構(gòu)分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（9）：16-17.

[8]吳碧金.橋式雙層無(wú)避讓立體停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].集美__大學(xué)學(xué)報(bào)：自然學(xué)科版，2014，19（2）.：133-136.