基于PLC的垂直升降類立體車庫的設(shè)計(jì)

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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 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摘 要隨著社會的進(jìn)步，轎車進(jìn)入家庭已不再是什么新鮮事了，而人們買車后卻發(fā)現(xiàn)他們辛苦買來的車竟然找不到停車的地方，那是因?yàn)榕c日俱增的車與有限的停車空間兩者的矛盾越來越深化。針對這一問題，我認(rèn)為立體車庫的研究時(shí)必要的，所以在此次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我選擇了公共場所停車用立體車庫的設(shè)計(jì)。目前社會上有很多成熟技術(shù)的停車設(shè)備比如：升降橫移類；垂直循環(huán)類；水平循環(huán)類；平面移動類；巷道堆垛類；垂直升降類；簡易升降類。通過對這些車庫類型特點(diǎn)的比較與分析，我最終選擇了垂直升降類作為設(shè)計(jì)的車庫類型。論文以研究工作的進(jìn)展順序?yàn)樾?，分章、?jié)逐一論述了課題的背景，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，目的意義，設(shè)計(jì)過程。在設(shè)計(jì)過程部分，詳細(xì)論述了設(shè)備總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、PLC 程序設(shè)計(jì)和安全防護(hù)設(shè)計(jì)等。關(guān)鍵詞 立體車庫，控制系統(tǒng)，PLC，安全性畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊AbstractWith the advancement of our society, into the family car is nothing new. And people buy a car only to find that their hard work has not bought the car parking place. That is because the growing and the limited car parking space to deepen the growing contradictions between the two. To solve this problem, I think that the parking study is necessary. Therefore, in the graduation project, I chose a public place parking garage with three-dimensional design. At present in the society has very many mature technical parking facility for instance :Rises and falls horizontally moves the kind; Vertical circulation class; Level circulation class; Plane migration class; The tunnel piles up the kind; Vertical fluctuation class; Simple fluctuation class. Through to these garage type characteristics comparisions and the analysis, I has finally chosen the Vertical fluctuation class achievement design garage type. The paper take research work progess order as foreword, divided chapter,the festival elaborated the topic background one by one, comparing with foreign research and domestic research, the goal and the significance, the design process. At partial in the design process ,in detail elaborated the equipment overall structural design, the control system, procedure design of plc and the safe protection design.KEYWORDS mechanical parking system，control system，PLC，secrity畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目錄摘 要 .1ABSTRACT2第一章 緒 論 51.1 課題的背景和意義 .51.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀 71.2.1 國外現(xiàn)狀分析 .71.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .71.3 車庫選型 .91.3.1 立體車庫的主要技術(shù)指標(biāo) 91.3.2 車庫選型 .91.4 本課題研究內(nèi)容 .11第二章 系統(tǒng)介紹 122.1 垂直升降式停車設(shè)備概況 122.2 鋼架結(jié)構(gòu) .132.3 升降裝置 .142.4 立體車庫車位 .142.5 存取裝置 .152.5.1 存取方式的選擇 162.5.2 鏈動載車板式 162.5.3 載車板結(jié)構(gòu) 162.6 回轉(zhuǎn)升降裝置 .172.7 存取車過程 .182.8 安全防護(hù)裝置設(shè)置 .22第三章 升降機(jī)構(gòu)拖動系統(tǒng) .223.1 升降機(jī)構(gòu)的總體布置 223.2 升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動系統(tǒng) 25畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊3.2.1 升降電機(jī)的選擇 253.2.2 曳引電機(jī)容量計(jì)算 25第四章控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 264.1 立體車庫控制系統(tǒng)的主要要求 264.2 立體車庫控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 264.3 控制系統(tǒng)的硬件構(gòu)成 274.3.1 升降機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)主電路 274.3.2 垂直立體車庫控制系統(tǒng)保護(hù) 274.4 控制系統(tǒng)的核心元件 304.4.1 PLC 型號選擇要求 .304.4.2 西門子 s7-200PLC 簡介 314.4.4 本系統(tǒng) PLCI/O 分配點(diǎn)布置 .344.5 電氣安全裝置 .364.6 電氣設(shè)備選型 .394.6.1 升降機(jī)構(gòu)主電機(jī)的選擇 394.6.2 斷路器選擇 404.6.3 車位、車架電機(jī)及轉(zhuǎn)盤電機(jī)的選擇 .404.6.4 熔斷器選擇 404.7 控制程序 .414.7.1 主程序 414.7.2 部分子程序 42第五章 結(jié)論與展望 435.1 結(jié)論 .445.2 展望 .44致謝 .45參 考 文 獻(xiàn) .46畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章 緒 論1.1 課題的背景和意義近幾年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)和汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，汽車保有量快速增長。北京、上海等大城市以每年 15 萬輛的速度增加，而道路建設(shè)及停車位的建設(shè)遠(yuǎn)低于此。停車難所導(dǎo)致的占道停車、占用綠地停車，不僅使交通堵塞問題更加嚴(yán)重，而且涉及到投資環(huán)境和城市現(xiàn)象，日益引來各方人士的關(guān)注。如果停車難問題和交通擁擠問題得不道妥善解決，將同時(shí)影響了轎車進(jìn)入家庭的步子，影響汽車制造業(yè)的迅速發(fā)展，影響國民經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步持續(xù)發(fā)展。 以西安為例，目前西安市區(qū)的停車難問題，一部分是因客觀上車位過少以及車場缺乏造成的。比如鐘樓商業(yè)核心街區(qū)，周邊道路擁擠，商場改造后雖然建了地下車庫，但仍難以滿足需要。隨著汽車數(shù)量日益劇增，解決停車問題日益嚴(yán)重，尤其是居民小區(qū)、人型公共消費(fèi)場所等，寸一上如金，停車場向空間發(fā)展，己勢在必行。根據(jù)有關(guān)市場調(diào)查，目前在大中型城市對立體車庫的年需求量至少為 10 萬個(gè)車位，但該類產(chǎn)品供應(yīng)量很少，國內(nèi)只有 30 家左右企業(yè)的少量產(chǎn)品供應(yīng)市場。外國的相關(guān)公司吞好這一巨大的市場，目前開始有產(chǎn)品向中國出口，但足其價(jià)格高，使用成本與收費(fèi)高，使國內(nèi)市場難以接受，限制其推廣使用在我國，除北京、上海等特大城市外，沿海工業(yè)發(fā)達(dá)、人口密集的城市和地區(qū)也已經(jīng)陸續(xù)開始安裝和使用立體停車庫，表現(xiàn)出強(qiáng)勁的市場需求。所以從技術(shù)、市場、政策等諸多因素分析，該項(xiàng)目已經(jīng)具備了良好的開發(fā)條件 就有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著人類社會的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅--停車場也有了長足的發(fā)展，由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計(jì)算機(jī)管理高度自動化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù) 40 平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高 80％—90％，如果采用地上多層（21 層）立體式車庫的話，50 平方米的土地面積上便可存放 40 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。立體車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫想比，有許多方面多顯示出優(yōu)越性：首先，立體車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的底下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù) 40 平方米的面積，如果采用雙層立體車庫，可以使地面的使用率提高 80%-90%。例如采用地上多層立體車庫，50 平方米的地面積上便可存放放 10 輛車，這可以大大地節(jié)省有限的上地資源，少量節(jié)省建設(shè)開發(fā)成本。其次，立體車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)條便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，立體車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。立體車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立立體車庫。這對目前車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了有效途徑。近年來 ，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。但與此同時(shí)，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī) 械 式立 體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998 年 1 月 1 日起執(zhí)行的《國家計(jì)委 6 號令》把機(jī)械式停車序和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國家海關(guān)總署對機(jī)械式停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會。可以預(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1.2 課題的關(guān)鍵技術(shù)及其國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國外現(xiàn)狀分析早在 50 多年前，立體停車就在國外有所發(fā)展，先后出現(xiàn)了針對家庭使用的雙層停車設(shè)備；利用住宅空地建起 2-4 層升降橫移停車設(shè)備；適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔；利用廣場、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自 70 年代末起，世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，汽車逐漸普及，保有量不斷增加，迫使地少人多、車多的國家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國、德國等為代表的發(fā)達(dá)國家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平，韓國和我國的港、澳、臺地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)--移植制造，得到了蓬勃發(fā)展，較好地解決了本地區(qū)的停車難，并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。日本是最早應(yīng)用機(jī)械式車庫的國家之一，其在上世紀(jì) 60 年代初就開發(fā)并使用可最大限度的利用空間的機(jī)械式停車設(shè)備。當(dāng)時(shí)日本全國汽車保有量大約為 500 萬輛，大多采用的是垂直循環(huán)式停車設(shè)備。從 80 年代開始，日本開始向亞洲地區(qū)的韓國、中國及臺灣地區(qū)出口產(chǎn)品及技術(shù)。韓國機(jī)械車庫技術(shù)是日本機(jī)械停車技術(shù)的派生。其機(jī)械停車產(chǎn)業(yè)從 20 世紀(jì) 70 年代中期開始起步，80 年代開始引進(jìn)日本技術(shù)，經(jīng)過消化生產(chǎn)和本土化，90 年代開始為供應(yīng)使用階段。由于這幾個(gè)階段得到政府的高度重視，各種機(jī)械停車設(shè)備得到普遍開發(fā)和利用，韓國近幾年增長速度都在 30%左右。目前韓國停車設(shè)備行業(yè)進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展階段。由于歐洲國家土地資源比較豐富，停車問題表現(xiàn)不是很突出，停車應(yīng)用設(shè)備不是很多，產(chǎn)品形式多為垂直升降式，多層升降橫移式應(yīng)用也不錯(cuò)。德國的停車業(yè)比較發(fā)達(dá)，生產(chǎn)設(shè)備的廠家有 30 家左右。德國和意大利等歐洲國家的停車庫優(yōu)勢在垂直升降式產(chǎn)品上。1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國立體車庫設(shè)備的產(chǎn)品經(jīng)引進(jìn)技術(shù)和自我研究開發(fā)，生產(chǎn)水平有了很大的提高，許多設(shè)備采用了當(dāng)前機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，如采用交流變頻調(diào)速系統(tǒng)，使運(yùn)行高速、平穩(wěn)、省電、減少振動和噪聲；控制形式有按鈕式、IC 卡式、觸摸屏式、、密碼鑰匙式、遙控式等，有些設(shè)備還采用了總線控制技術(shù)；傳動裝置采用內(nèi)藏式，以增大停車空間并保護(hù)各種傳動元件不受污染和腐蝕，提高了設(shè)備的耐久性；機(jī)械結(jié)構(gòu)中采用了模塊化設(shè)計(jì)，便于組合使用，易于安裝拆卸，縮短施工周期；還采用一些新材料、新工藝，如采用“H”型鋼做鋼梁，組合的鍍鋅板或一體成型的鍍鋅板做載車板；安全保護(hù)方面采用了聲光引導(dǎo)及定位裝置，自動消防滅火系統(tǒng)等。目前品種的滿足率已達(dá) 90%左右，有的品種填補(bǔ)了國內(nèi)空白，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊產(chǎn)品國產(chǎn)化率達(dá)到 50%以上。目前，立體停車設(shè)備的研究工作在國內(nèi)也得到逐步的重視，國內(nèi)許多研究院所和高等院校都投入技術(shù)力量，對立體停車設(shè)備的各個(gè)方面，例如結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)、存取策略、可靠性分析、以及生產(chǎn)工藝等方面進(jìn)行研究，取得了一系列的成果。與此同時(shí)，國家也進(jìn)一步發(fā)展和完善與停車產(chǎn)業(yè)相關(guān)的法規(guī)和各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，先后制定了多項(xiàng)停車設(shè)備的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范，加強(qiáng)規(guī)劃引導(dǎo)、技術(shù)開發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化工作。同時(shí)，從中央到地方，都頒布了一系列的法規(guī)條文，對停車行業(yè)的發(fā)展進(jìn)行規(guī)劃管理。從 2004 年起，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局對停車設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行許可證評審工作，規(guī)定在 2005 年 3 月 31 日前未取得生產(chǎn)許可證的企業(yè)，不得從事停車設(shè)備的生產(chǎn)工作。我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從 80 年代中期開始，90 年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。1.3 車庫選型機(jī)械式車庫在設(shè)計(jì)和選擇庫型時(shí)應(yīng)考慮以下因素：停車庫的容量、停放車的規(guī)格、停車庫的存（取）車時(shí)間、停車庫所服務(wù)的區(qū)域半徑、車位周轉(zhuǎn)率等。同時(shí)必須考慮土地價(jià)格、土建成本，設(shè)備投資及投資回報(bào)率等因素。一般情況下，不同類別的機(jī)械式停車庫都有其獨(dú)特的優(yōu)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊點(diǎn)和特點(diǎn)，只有正確選用才能充分發(fā)揮停車設(shè)備的作用。1.3.1 立體車庫的主要技術(shù)指標(biāo)（1）適用車型 大多數(shù)汽車都是按標(biāo)準(zhǔn)外形來生產(chǎn)的，根據(jù)汽車尺寸的不同，選擇適用車型，設(shè)計(jì)時(shí)可采用標(biāo)準(zhǔn)車型尺寸，參考下表 1-1，根據(jù)存取設(shè)備的運(yùn)動精度在各個(gè)方向上加大安全余量，一般取 200-300mm，由此而算出車位空間。表 1-1 汽車設(shè)計(jì)車型外廓尺寸及重量外型尺寸（m）車型長 寬 高重量（t）小 4.8 1.7 1.6 1.5中 5.05 1.85 1.6 1.6小型車 大 5.06 2.05 1.65 2.2輕型車 5.05 1.85 2 2（2）庫容與庫容利用率和存取時(shí)間 利用有限的占地面積停放更多的車輛即庫容最大是立體車庫最根本的設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)盡可能縮短停車庫存取時(shí)間。1.3.2 車庫選型各種機(jī)械式立體車庫適用場合及特點(diǎn)見下表 1-2。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊表 1-2 各種機(jī)械式立體車庫特點(diǎn)及使用序號 類型 特點(diǎn)及使用1 升降橫移式 結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便、能耗造價(jià)低、設(shè)置靈活、自動化程度較低、因受力鏈繩及存取時(shí)間的限制，可建停車規(guī)模有限，一般層高不超過 5 層，占地面積大。2 垂直循環(huán)式 占地面積小，存取自動化，存取車速度慢，產(chǎn)生噪音，震動大，能耗高，工作機(jī)動性較差，結(jié)構(gòu)易變形，存取室狹小，存取車不方便，目前較少使用。3 水平循環(huán)式 結(jié)構(gòu)簡單，與垂直循環(huán)式比較，產(chǎn)生的噪音低震動小，能耗低，占地面積大目前較少使用。4 多層循環(huán)式 自動存取，方便快捷，具有較廣的適用性，地下利用率較高，適合地下室安裝。5 平面移動式 形式多樣，適用范圍廣。6 巷道堆垛式 低噪聲，低能耗，自動化技術(shù)高，等待時(shí)間長，進(jìn)出口少。7 垂直升降式 占地面積最小的一類，耗能低，存取高速智能化， ，環(huán)境影響小，對地基消防要求高，平均車位成本較高。8 簡易升降式 結(jié)構(gòu)簡單，操作容易。9 汽車升降機(jī) 節(jié)省空間，提高車庫利用率，但僅起搬運(yùn)作用。比較各種車庫德優(yōu)缺點(diǎn)，垂直升降類車庫具有占地面積消、平面和空間利用率高、技術(shù)性能好、節(jié)能、噪聲低，速度高，出入車快，進(jìn)出入車方式自由、安全裝置齊全可靠、操作簡單易維護(hù)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。垂直升降式立體車庫時(shí)一種綜合性能比較優(yōu)良的車庫，自動化程度價(jià)高，具有廣闊的發(fā)展前景。本文選定垂直升降式立體車庫如圖 1-1，重點(diǎn)討論控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊側(cè)面圖 正面圖圖 1-1 垂直升降式車庫1.4 本課題研究內(nèi)容論文在查閱大量資料的基礎(chǔ)上，完成了一套實(shí)用有效的垂直升降式機(jī)械停車設(shè)備整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，并在文中一次闡述停車設(shè)備中各個(gè)重要環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)過程。主要有以內(nèi)容：1、垂直升降式立體車庫總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究在對國內(nèi)外同類產(chǎn)品進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合造價(jià)、技術(shù)難度以及用戶需求等各個(gè)方面的指標(biāo)，確定垂直升降式立體停車庫的總體布局、運(yùn)行方式，然后進(jìn)行存取車方式、提升系統(tǒng)、鋼結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)等部的總體設(shè)計(jì)。2、垂直升降式立體車庫的升降機(jī)構(gòu)拖動系統(tǒng)研究首先通過比較，選定曳引驅(qū)動方式作為整個(gè)車庫的升降方式。然后設(shè)計(jì)升降平臺、安全機(jī)構(gòu)、配重系統(tǒng)等。并計(jì)算升降系統(tǒng)所需的曳引能力、平很配重的重量等。3、垂直升降式立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊通過確定立體車庫的控制系統(tǒng)，利用西門子 s7-200 完成對立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。計(jì)算并選擇其中涉及電氣器件4、西門子 s7-200 PLC 介紹。第二章 系統(tǒng)介紹2.1 垂直升降式停車設(shè)備概況垂直升降式停車設(shè)備習(xí)慣上稱為電梯式立體車庫，同時(shí)亦可稱為塔式停車庫，它是將存車位分布在井道周圍，然后通過提升機(jī)構(gòu)在井道內(nèi)做升降運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)該車輛存取功能的機(jī)械式停車設(shè)備。此類車庫一般每層可存兩輛車，整個(gè)車庫一般在 10 層以上，可以停放 20-60 輛汽車，而占地面積不到 50 平方米，所以具有很高的平面和空間利用率，具有高效節(jié)能、噪聲低、安全可靠、操作簡單、維護(hù)方便等特點(diǎn)。最適合建在寸土寸金的城市中心區(qū)。在 20 世紀(jì) 20 年代，已經(jīng)出現(xiàn)了電梯式立體停車庫。當(dāng)時(shí)是以汽車專用電梯作為提升工具，駕駛員（或泊車員）需隨車升降存取車輛。到 60 年代后期，歐、美、日等發(fā)達(dá)國家的大都市都出現(xiàn)了停車難問題，這使得立體車庫開始發(fā)展和普及。歐洲的德國、意大利等國家開始建造大型的電梯式立體停車庫，此時(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械橫移存取車輛，無需駕駛員跟車上下。到 80 年代末90 年代初，隨著微機(jī)技術(shù)、可編程技術(shù)以及交流變頻技術(shù)的發(fā)展和成熟，以電梯位核心的電梯式立體車庫開始在日本、歐、美、韓國、臺灣等地大量興起，稱為機(jī)械式立體車庫的一大主流。垂直升降式停車設(shè)備主要由鋼結(jié)構(gòu)骨架、提升裝置、橫移裝置、停車檢測系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)、自動消防系統(tǒng)等組成，是一種技術(shù)含量很高的科技產(chǎn)品。垂直升降式停車設(shè)備的工作原理是：存車時(shí)，用提升機(jī)構(gòu)將車輛和載車板提升到指定的樓層，然后用安裝在提升轎廂的橫移機(jī)構(gòu)將車輛和載車板存入村車位；取車時(shí)，通過橫移機(jī)構(gòu)將指定車位上的車輛和載車板取出送入提升機(jī)構(gòu)，提升機(jī)構(gòu)下降到出口處，車輛離去。本文研究的垂直升降式立體車庫以 8 層 16 車位為例如圖 2-1，每層 2 個(gè)車位，分 A 區(qū)，B區(qū)。 2.2 鋼架結(jié)構(gòu)整個(gè)停車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架的實(shí)際問題非常復(fù)雜，要建立它受力情況的基本方程很難，甚至不可能。為此，必須應(yīng)用有限單元法進(jìn)行分析，這樣才能對整個(gè)停車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架的受力做出正確的分析。有限單元分析的基礎(chǔ)就是彈性連續(xù)體的離散化，即把整個(gè)連續(xù)停車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架分畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊割成有限個(gè)單元組成的集合體。停車庫鋼結(jié)構(gòu)骨架主要由一些型鋼通過螺栓連接或焊接而成，對它進(jìn)行單元?jiǎng)澐謺r(shí)比較容易，通常以連接點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)。鋼架結(jié)構(gòu)包括：1）主結(jié)構(gòu)架，用于承受車庫自身部件重量和存入車輛重量；2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)支架，用于構(gòu)成存車室和支撐停車庫內(nèi)一些機(jī)械和電氣部件。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合GB/T3811《起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范 》的規(guī)定。必要時(shí)可以對一些鋼結(jié)構(gòu)架侵鋅或電鍍鋅。28 層7 層6 層5 層4 層3 層2 層1 層1 升降裝置 2 鋼架結(jié)構(gòu) 3 回轉(zhuǎn)裝置 4 存取裝置圖 2-1 垂直升降式立體車庫示意圖2.3 升降裝置升降裝置包括：（1）曳引驅(qū)動電機(jī)；（2）傳動部件，包括鋼絲繩和滑輪、傳送履帶等；（3）搬運(yùn)器，由載車臺組成，載車臺是左右豎框和前后橫梁組成的巨型框架，用于升降時(shí)支托車輛；（4）對重和平衡鏈；（5）升降導(dǎo)軌和對重導(dǎo)軌。曳引驅(qū)動級通過鋼絲繩使載車臺升降，同時(shí)對重也相應(yīng)運(yùn)動，平衡重量，這樣有利于減小電機(jī)功率。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.4 立體車庫車位國際中機(jī)械式停車設(shè)備中用來停放車輛的各具體位置稱為車位，一般稱為停車位。停車位的尺寸和布置形式直接影響車庫的占地面積、車庫車輛存取時(shí)間和車庫成本。位了合理利用土地面積、減少車輛存取時(shí)間和降低車庫的成本，需要合理布置停車位。 垂直升降式停車設(shè)備的停車位置在提升井道的兩側(cè)。按載車板沿進(jìn)入停車位方向，布置方式有串列車位布置和并列車位布置兩種。串列車位布置方式是指載車板沿車身縱向進(jìn)入停車位，停車位與提升井道縱向并列。串列車位布置的平面界面是一個(gè)狹長的長方形，存取車輛時(shí)，移動行程需大于車身縱向長度，一般超過 5 米。并列布置方式是指載車板沿車身橫向進(jìn)入停車位，停車位與井道橫向并列，車位布置的平面截面近似于一個(gè)正方形，其存取行程約 2 米。與串列布置形式相比，并列布置具有存取行程短，存取時(shí)間少，布局合理的優(yōu)點(diǎn)，而串列布置形式一般應(yīng)用于對平面截面形狀有特殊要求的場合。垂直升降式立體車庫的停車位采取并列布置形式，沿車輛橫向方向布置在提升井道兩邊。按國家標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合其他要求考慮，將車庫的停車位寬度定 2600mm，長度位 5600mm，高度1800mm。停車位結(jié)構(gòu)如圖 2-2（停車位等軸側(cè)視圖）所示，停車位上演橫向中心線對稱布置兩根鋼梁，用以支撐載車板，鋼梁上安裝有滑輪，減少載車板在進(jìn)入停車位時(shí)的抹茶。承載鋼梁并不是水平安裝在停車位的鋼結(jié)構(gòu)上，而是稍微向提升井道方向傾斜一個(gè)很小的角度，以保證鋼梁上的載車板不會因?yàn)楦鞣N因素影響而向停車位外側(cè)滑動。為確保載車板不會因?yàn)楦鞣N不確定因素從停車位上向井道滑動，在停車位外側(cè)的橫梁上，安裝兩個(gè)保險(xiǎn)鉤。在停放車輛時(shí)，保險(xiǎn)鉤卡住載車板，防止在載車板滑動。在存取車輛時(shí)，橫移機(jī)構(gòu)壓下保險(xiǎn)鉤，存入或取出載車板。動作完成后，保險(xiǎn)鉤在彈簧力的作用下自動復(fù)原，勾住載車板。保險(xiǎn)鉤示意圖見圖 2-3 所示。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊圖 2-2 停車位等軸側(cè)視圖保險(xiǎn)鉤彈簧圖 2-3 保險(xiǎn)鉤結(jié)構(gòu)示意圖2.5 存取裝置在立體車庫中要完成的主要任務(wù)就是如何在最短的時(shí)間內(nèi)安全地完成車輛的存取，而立體車庫中曳引升降機(jī)的速度已經(jīng)設(shè)定，因此設(shè)計(jì)一套合理而安全的存取裝置和一套旋轉(zhuǎn)裝置將成為本車庫設(shè)計(jì)的重要任務(wù)。如果設(shè)計(jì)合理，不僅可以減少存取車輛的時(shí)間，還可以增加車輛存取過程中的安全性。畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙共 頁 第 頁┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.5.1 存取方式的選擇垂直升降式立體車庫存取方式主要有：（1）滑叉載車式：車輛與載車板一起提升，且與載車板一起由三級滑叉裝置橫移至存車室。（2）鏈傳動載車式：車輛與載車板一起提升，且與載車板一起由鏈傳動橫移至存車室。（3）叉梳載車式：車輛由升降裝置的梳叉提升，且通過梳叉橫移把車輛送至存車室相交錯(cuò)的叉齒上。（4）履帶輸送式：搬運(yùn)器在車輛前后輪處有兩個(gè)主動履帶，橫移時(shí)由這兩個(gè)主動履帶帶動存車室上的被動履帶，將車輛送至存車室。其中滑叉載車式和鏈傳動載車式存取車方式是指每個(gè)停車位都有一個(gè)放置車輛的載車板，通過對載車板的存取實(shí)現(xiàn)存取汽車。而本文研究對象為滑叉載車式與履帶輸送式的結(jié)合，即車位上有一履帶還有一載車板。每次存車之前，升降裝置先到車位取載車板；每次取車之后，升降裝置再把載車板送回車位。2.5.2 鏈動載車板式本文研究對象是一個(gè)鏈傳動載車板式，升降機(jī)中有一個(gè)電動機(jī)驅(qū)動升降機(jī)中的履帶，每個(gè)車位中也有一個(gè)電機(jī)驅(qū)動車位履帶傳送載車板。每次存車之前升降機(jī)先到相應(yīng)車位取載車板，而每次存車結(jié)束之后升降機(jī)會將載車板放回相應(yīng)車位 。2.5.3 載車板結(jié)構(gòu)載車板放置在鋼結(jié)構(gòu)架中的載車板架上，用于搬運(yùn)和支托車輛。載車板應(yīng)采用