池永兵 陳時雨 李文都

1北京市特種設(shè)備檢測中心 北京 100029 2北京科正平工程技術(shù)研究院有限公司 北京 100000

0 引言

隨著城市規(guī)模的不斷擴大，機械式停車設(shè)備作為存取儲放車輛的機械或機械設(shè)備系統(tǒng)，在現(xiàn)代社會城市體系中得到長足發(fā)展與應(yīng)用，各種類型的智能停車設(shè)備層出不窮。與傳統(tǒng)平面停車場相比，機械式停車設(shè)備能在有限的空間最大限度地停放車輛，從管理上可以做到徹底的人車分流，更加有效地保證人身和車輛的安全，降低剮蹭、劃痕受損、物品失竊等事故的發(fā)生，緩解大城市停車難、機動車亂停亂放帶來的小區(qū)消防通道占用、道路通行能力下降等諸多問題。但在使用上也存在許多問題，作為特種設(shè)備并未對機械式停車設(shè)備管理要求必須簽訂具有維護保養(yǎng)資質(zhì)的維保單位，使用單位或物業(yè)公司對設(shè)備維保不到位，許多設(shè)備年久失修，使用人員雜亂，尤其是一些準無人和無人操作的設(shè)備，電氣元件老化失靈、金屬結(jié)構(gòu)銹蝕嚴重，導(dǎo)致事故發(fā)生率很高。

本文討論的升降橫移類機械式停車設(shè)備（以下簡稱立體車庫）以其結(jié)構(gòu)簡單、適應(yīng)性強、操作方便、造價較低、維護簡單等優(yōu)點，在國內(nèi)市場廣泛使用。立體車庫一般為準無人方式，即司機將汽車開上載車板后停好汽車，然后人離開汽車移動載車板，通過升降橫移裝置將汽車移動到指定位置，完成存車過程。停車位的立體化設(shè)置，使得停車位更為集中，更加便于停車庫的管理，更能保證司機和車輛的安全。該類型的立體車庫早期以接觸器控制為主，現(xiàn)在一般由PLC智能控制，實現(xiàn)了停車設(shè)備的自動運行和安全高效管理[1]。

1 事故情況

1.1 案例1

某單位地下1組2層立體車庫，共有29個車位，在存取上層停置車輛時，由于下層車輛平移時載車板卡阻，上層車輛未得到下層到位信號前就下降，砸壞下層車輛，造成設(shè)備故障，并導(dǎo)致車主、物業(yè)、維保三方發(fā)生糾紛。

1.2 案例2

某小區(qū)地面1組2層立體車庫，共有7個車位，在取上層停置車輛時，由于下層載車板平移時帶動雜物運行，雜物提前觸碰橫移限位開關(guān)，導(dǎo)致下層車輛未完全離開上層載車板下降區(qū)域，而上層載車板得到下層到位信號后即下降，發(fā)生擠壓下層車輛的事故。

2 問題分析

立體車庫橫移部分的正常運行是存取儲放車輛的關(guān)鍵，橫移限位保護功能正是其安全運行的保障。上述2個案例都是在取上層車輛時，下層需要橫移的載車板還未運行到位，上層的載車板便開始下落，導(dǎo)致砸車事故。造成此類事故的主要原因歸納為橫移限位保護功能的缺失或失效，事故原因包括：

1）橫移限位開關(guān)未觸發(fā) 橫移限位開關(guān)偏離工作位置，橫移限位開關(guān)損壞，載車板運行不到位，包括橫移導(dǎo)軌偏移或變形，滾輪磨損或變形，載車板脫軌，載車板運行區(qū)域有物體阻擋[2]。

不考慮供電電壓或電動機本身故障的前提下，一般包括載車板上的汽車是否超重，導(dǎo)致橫移電動機過載。

2）橫移運行超時或欠時 電氣系統(tǒng)缺少時間繼電器與橫移限位開關(guān)的聯(lián)鎖控制，時間繼電器損壞或調(diào)整不正確，PLC未編寫該功能程序，程序中設(shè)置的時間不合理[3]。

結(jié)合上述分析可知，案例1的主要原因是橫移載車板過載后的運行超時，案例2的主要原因是載車板橫移運行沒有欠時保護。

3 解決方法

1）橫移限位開關(guān)未觸發(fā)時，應(yīng)更換限位開關(guān)及滾輪，調(diào)整橫移限位開關(guān)工作位置，調(diào)整橫移導(dǎo)軌，清理載車板運行區(qū)域。限制超載車輛進入載車板，定期檢查供電電壓或者電動機，防止橫移電動機過載。

2）橫移運行超時或欠時，應(yīng)調(diào)整或更換電氣時間繼電器，調(diào)整時間繼電器與橫移限位開關(guān)的聯(lián)鎖控制，重新編寫PLC控制程序，設(shè)定合理地運行時間。

3）PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)橫移限位保護功能 橫移載車板以恒定速度從左限位移動到右限位，此過程時長是確定的，計時起點、終點與左右限位的狀態(tài)有關(guān)，一旦限位狀態(tài)有誤或運行時間不符，PLC就會判斷超時或者欠時故障。

3.1 橫移限位保護

如圖1所示，一層201車位相關(guān)限位開關(guān)：hyxw201b、hyxw202b。根據(jù)高層的取車信號，判斷一層需要橫移的車位，進而根據(jù)其相關(guān)聯(lián)的限位開關(guān)的信號有無，判斷車位是否正常運行，如果出現(xiàn)非正常運行，則立刻報警，停止車位運行。

圖1 橫移限位保護程序段

當(dāng)201車位向左移動，3 s后限位開關(guān)hyxw202b如仍有信號，且限位開關(guān)hyxw201b無信號，觸發(fā)橫移限位錯誤報警。

當(dāng)201車位向右移動，3 s后限位開關(guān)hyxw201b如仍有信號，且限位開關(guān)hyxw202b無信號，觸發(fā)橫移限位錯誤報警。

3.2 橫移定時保護

橫移定時保護即是超時保護程序，由圖2程序可知，通過使用PLC內(nèi)部計時器功能實現(xiàn)。例如：設(shè)定橫移運行時間不超過26 s，若超過時橫移車位仍然在運行，說明橫移限位開關(guān)失效或橫移運行出現(xiàn)異常，立即觸發(fā)橫移定時報警。

圖2 橫移定時程序段

3.3 橫移計數(shù)保護

橫移計數(shù)保護即是欠時保護，程序通過運用PLC的計數(shù)和比較功能實現(xiàn)橫移運行時間的判斷，從而確認車位橫移運行是否到位，主要包括橫移計數(shù)程序、橫移計數(shù)清零程序和橫移計數(shù)保護程序，如圖3～圖5所示。

圖3 橫移計數(shù)程序段

圖4 橫移計數(shù)清零程序段

圖5 橫移計數(shù)保護程序段

當(dāng)設(shè)備處于自動運行模式下，如果車位向右移動，則計數(shù)器值增加。當(dāng)計數(shù)器值處于5～500之間，且相應(yīng)的限位開關(guān)有信號時，說明限位開關(guān)誤動作，車位沒有移動到位，此種狀態(tài)下，不滿足高層車位下降條件，需立即觸發(fā)橫移限位報警，停止設(shè)備運行。當(dāng)計數(shù)器值大于500，且相應(yīng)的限位開關(guān)有信號時，說明一層空位滿足高層車位下降條件，高層車位可下降，車位正常運行。

當(dāng)設(shè)備處于自動運行模式下，如車位向左移動，則計數(shù)器值減少，當(dāng)計數(shù)器值處于15～500之間，且相應(yīng)的限位開關(guān)有信號時，說明限位開關(guān)誤動作，車位沒有移動到位，此種狀態(tài)下，不滿足高層車位下降條件，需立即觸發(fā)橫移限位報警，停止設(shè)備運行。當(dāng)計數(shù)器值小于15，且相應(yīng)的限位開關(guān)有信號時，說明一層空位滿足高層車位下降條件，橫移計數(shù)器清零，高層車位可下降，車位正常運行。

4 檢驗問題分析

4.1 機械式停車設(shè)備檢驗的追溯

國質(zhì)檢鍋[2004]31號關(guān)于公布《特種設(shè)備目錄》的通知中，機械式停車設(shè)備類別中列出9個品種的設(shè)備，但2002版《起重機械監(jiān)督檢驗規(guī)程》未對停車設(shè)備做具體的檢驗要求。制訂TSG特種設(shè)備安全技術(shù)規(guī)范時，TSG Q7016—2008《起重機械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗規(guī)則》對實施安裝監(jiān)督檢驗的機械式停車設(shè)備的品種和2004版目錄要求一致，但在項目表中未對停車設(shè)備提出具體檢驗要求。在TSG Q7016—2016《起重機械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗規(guī)則》（以下簡稱監(jiān)檢規(guī)）實施安裝監(jiān)督檢驗的起重機械目錄中只提出機械式停車設(shè)備一個類別，不分具體的品種，和2014版特種設(shè)備目錄的要求一致。

4.2 監(jiān)檢規(guī)中機械式停車設(shè)備的檢驗項目

監(jiān)檢規(guī)中在檢驗項目表中除了與其他起重機械一樣的檢驗項目外，11.28項對機械式停車設(shè)備專項安全保護和防護裝置提出17項要求，如表1所示，并對汽車專用升降機類停車設(shè)備提出9項專項安全保護和防護裝置的要求[5]。

表1 監(jiān)檢規(guī)中機械式停車設(shè)備專項安全保護和防護裝置檢驗項目

4.3 針對事故現(xiàn)象的檢驗問題

通過上述事故現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)以及解決方法可知，在立體車庫檢驗過程中，如表1所示，升降橫移類機械式停車設(shè)備的要求為 1、2、3、4、5、7、10、11、12、14、16共11項，檢驗手段和方法相對簡單，橫移限位保護功能檢驗驗證，一般通過目測、儀表檢測和運行試驗進行，可在立體車庫幾個不同的運行階段中，通過人為觸發(fā)橫移限位裝置來模擬上層載車板下降擠壓下層橫移載車板進行判斷。早期接觸器控制方式可查閱圖紙發(fā)現(xiàn)問題，如果涉及到PLC控制程序的問題，隨著機械式停車設(shè)備的智能化程度越來越高，傳感元件種類豐富，控制系統(tǒng)采用PLC、工控機等裝置所設(shè)計的程序也越來越復(fù)雜，很多廠家以技術(shù)保密借口拒絕提供程序文件，在檢驗現(xiàn)場不易實現(xiàn)。例如上述事故中的橫移限位保護缺失，主要也是因為程序設(shè)計的缺陷導(dǎo)致了立體車庫的危險運行，檢規(guī)中的檢驗項目未涉及這方面的要求。諸如此類，如果設(shè)備的安全功能主要由程序軟件實現(xiàn)的，檢規(guī)也未有相應(yīng)的檢驗要求和方法確認。同時現(xiàn)有的檢規(guī)在安全保護和防護裝置的部分檢驗項目中檢驗內(nèi)容描述不具體，缺少可操作性或者量化指標的要求，給檢驗造成一定難度。檢驗方法和技術(shù)手段還需要進一步的提高，檢驗規(guī)程需要進一步的細化。

5 結(jié)論

綜上所述，通過對2起機械式停車設(shè)備砸車事故的技術(shù)分析，提出了實現(xiàn)橫移限位保護功能的解決方法，以及針對性的檢驗方法，同時對于現(xiàn)行檢規(guī)中內(nèi)容的提出意見，對保障機械式停車設(shè)備的安全運行和完善機械式停車設(shè)備的檢驗工作提供一定的借鑒。