智能立体车库结构与系统设计

1、智能立体车库结构与系统设计摘要：随着经济的不断发展，人们生活水平越来越高，私家车数量激增。现在 出行停车在很多城市都是大难题，如何在有限的土地上解决居民停车，是一个亟 待解决的问题。要想在一定地面面积上存放更多车辆，立体车库是必要选择。关键词：智能立体车库结构；系统设计随着人民生活水平不断提升，私家车数量在短时间内急剧增长，当前城市土地资源紧张，停 车难问题越来越突出。智能立体车库是现代化车库建设的主流方式，可以妥善解决停车难问 题。PLC立体车库控制系统的应用，实现了车库智能化运行的控制。一、智能立体车库结构在综合考虑技术难度、占地面积、经济实用性以及用户需求等各种因素后，决定选取每 层两个

2、库位的布局作为垂直升降式立体停车库的整体结构。与其他形式相比，这种布局结构 相对简单、适用性强、易于推广。提升机构到达目标楼层后，横移机构便可存取车辆。钢结构框架。其主要由立柱、横梁、斜撑、车位架等组成，用于承受车库自身部件重 量和存入车辆重量、内置停车位并且安装机械传动和电气控制部件。载车板。每个停车位都有一块对应的载车板，用于搬运和支托车辆，实质就是通过对 载车板的存取实现车辆的存取。载车板应采用非燃烧材料制造，重量要轻但需有足够的强度 和刚度，且能防止液体滴漏车库正常运行时，存在某个停车位的载车板在升降台上的情况。升降装置。为提高运行效率，垂直升降式立体车库要求升降系统具有较高提升速度和

3、 良好可靠性，选用曳引驱动技术。采用成熟的升降机提升装置，驱动电机的性能决定了提升 系统的启动、制动和平层精度。在选择提升电机时，不但要有足够的输出功率，还必须具有 较硬的机械特性，以保证不同负载情况下提升系统的动态响应能力。选用高效节能的异步电 动机作为动力源，控制方式采用变频变压调速技术，不仅能实现良好的调速性能和运行平稳 性，还可满足停车库对平层精度的要求。升降装置包括：1）曳引驱动机、减速机构和制动 器；2）传动部件，包括钢丝绳和滑轮等；3）对重和平衡链；4）载车台，用于升降时支托 车辆；5）升降导轨和对重导轨曳引机通过钢丝绳驱动载车台升降，同时对重也相应运行。 对重可称为重量平衡系统

4、，其功能是在工作中使升降台和对重间的重量差保持在某一限额内， 保证电动机正常运转。此外，还可减少驱动功率，减小钢丝绳与绳轮之间的曳引力，延长钢 丝绳的使用寿命。对重由对重架、对重块、导轨、缓冲器碰块、压块以及钢丝绳组成。升降 装置的传动机构（包括电机，滑轮等）设在停车库顶部。横移装置。与滑叉、链轮、履带等需要中间传动机构的存取方式不同，本车库的横移 装置采用直线电机直接驱动。去除了中间的机械传动环节，横移电机直接作用于载车板，能 够实现运行的快速动态响应，节省时间和能耗，从而有效提高车库的运行效率。直线电机是 一种将电能直接转换成直线运动机械能，不需要任何中间转换机构的传动装置。二、系统的设计

5、1.控制系统的构成分析。立体车库控制系统可概括性分为两部分，也就是硬件部分和软 件部分。载车盘平移和升降过程是立体车库运行中较易出现问题的环节，为了抑制不良故障 问题发生，控制系统升降处理软件增加了欠时保护、超时保护设置。为了避免车辆在立体车 库运行中出现坠落情况，所以最顶层车位设计了防坠落电磁铁装置，这一措施与安全挂钩共 同构成了防坠落体系。安全挂钩防坠落装置由控制系统进行控制，通电后打开、停电后关闭， 从而保证停电状态中车辆也不会出现坠落事故。检测装置信号主要为完成车辆精准性定位， 保证车位运行的安全性。立体车库运行中为了降低外界因素对系统运行造成不良干扰，信号 线都使用携带金属屏蔽网的电

6、缆，这样能有效提高信号线路的抗干扰性能，保证定位信号稳 定可靠。PLC控制系统的设计。该系列PLC采用CPU1214C为基本单元，选用扩展模块增加输入 输出点数，具有可靠性高、指令丰富、易于掌握、操作简捷、扩展模块丰富、小型化等特点， 完全可以满足立体车库的控制需要。PLC控制系统程序设计。PLC控制系统程序设计主要目的是完成存、取车操作。结合目 前立体车库运行控制的多元化要求，程序设计中选择了模块化结构布置方式，程序整体概括 性分为三部分，分别为初始化程序、主控制程序与故障报警程序。初始化程序的任务是对众 多端口以及设备运行状态进行检测，根据实际检测结果进行程序切换，如果发现存取车辆存 在一

7、定的安全隐患，故障报警系统会在第一时间发出警报信息，设备会立即停止所有操作， 各个端口也会进行清零处理，可避免出现较严重的事故。主控制程序是较关键的内容，更是 软件设计的难点所在，设计中应用了大量安全联锁，系统运行时设置欠时保护、超时保护， 避免检测开关出现运行故障使设备立即停止。同时光电检测、防坠落保护等多种安全措施， 可以保证立体车库运行的安全性、稳定性，体现出立体车库的优势。立体车库系统硬件的设计。在第一个电源总开关前设有熔断器，防止过高电流流入电 路烧坏电气元件，起保护整个电路的作用。取220V的交流电供给PLC，而这个220V交流电 又接一个变压器，从而得到24V的直流电供给操作面板

8、和行程开关等低压元件。在主接触器 之前接有相序保护器，其作用是在交流电发生相序不正常时使电路断路，从而保护电气元件 不被破坏。PLC由220V交流供电，并与操作面板以及工控机直接连接，这样就可以利用操作 面板或工控机上的组态软件对PLC实现控制，还可以给电气部分提供控制信号。打开APP后 先进入用户登录，如用户忘记登录密码，可点击忘记密码跳转到用户密码找回界面。用户输 入手机号码，获取验证码，输入手机短信验证码、新密码，点击提交即可修改新密码并登录 到系统中。用户进入系统主界面后点击我要停车，进入图1显示的附近车库列表界面，点击 某一车库详情界面（红色代表车位已被锁住，绿色代表可以停车预约），

9、点击某一可预约车 库，选择是直接停车或预约停车。点我要停车进入如图1我要停车界面，点击确认停车即可 进行停车；点击我要预约进入我要预约界面，选择支付方式后点击确认预约即可进行预约。图1三、展望随着时代和科技的进步，垂直升降式立体车库必然会有更加广阔的发展前景。在以下几 方面继续努力：1）垂直升降式立体车库对机械方面要求较高，需提高机械系统设计的可靠 性；2）上位机监控和管理功能有待完善，自动计费功能有待开发；3）车位分配算法的优化; 4）存取策略的优化；5）设计回转台，这样用户取车时就无需倒车；6）多台立体车库并列 运行，或者增加单台立体车库的运行维数，实现横向扩展。结束语：立体车库系统采用PLC和工控机为控制的主要部件，提高了操作系统的可靠性和车库的 自动化程度，减轻了软硬件开发的工作量，同时操作简单，性价比高。立体车库节