升降横移式立体停车库控制系统总体方案研究

尹波 杨玮

文章介绍了升降横移式立体停车库的结构和原理，构建了三层十八工位停车库模型。分析了基本结构和工作原理。对控制系统整体方案进行了设计说明，根据功能要求研究了车库的硬件组成，控制系统各部分功能，控制系统的输入输出信号。

立体停车库，是在有限的空间内最大量存放车辆的机械设备。本文所设计的模型主要为3×6地面上布置的升降横移式立体车库。

一、停车库模型的结构

停车库模型的结构有以下五部分组成：一，支撑装置主框架。为确保车辆的存放的安全性与可靠性，支撑装置采用的是具有较好的强度和刚度的热轧H型钢、槽钢、扁钢、钢板通过焊接制成，再采用高强度螺栓连接成框架结构；二，用来存放车辆的载车板，它也有两种结构形式。一种是采用型钢和钢板焊接而成，中间有突起，上面铺上钢板。另一种是采用镀锌钢板冲压或滚压成组装件的拼版结构，这种结构采用咬合拼装成载车板，再用高强度螺栓连接而成。三，停车库传动系统，包括这几个方面：将车辆提升的升降传动机构、将车辆横移的横移传动机构、既能升降又能横移的传动机构。其中升降传动机构由这几部分组成：提供动力的电机、控制电机转速的减速器、制动装置；横移传动机构除了有电机、制动器、减速器外还有驱动轮、从动轮、导轨等组成。升降传动机构和横移传动机构的结合就构成了升降横移传动机构。四，停车库的控制系统。控制系统的电路有主回路和控制回路两部分组成。车板的升降、横移主要由主回路电路来控制；为人、车安全而设计的由控制回路来控制。其采用PLC控制形式。五，车库安全防护装置，一般装有以下安全防护装置：急停开关、限位开关、防止人及车辆误入的光电开关、防止载车板坠落的装置、警示装置等。

二、车库工作原理

图1是在地面上布置的3层，每层6位的升降横移式立体停车库，共18个停车位，只有16个载车板，每个停车位停一辆车，最多停16辆车，n号载车板上停放的是n号车。地面这一层只能在该层做平移运动，顶上的这一层只能做上下升降运动，地面层和最顶层之间的中间层既可做平移运动又可做升降运动。顶层6个载车板，6个车位，中间层和底层都是5个载车板6个停车位，供进出车升降之用。图中底层1、2、3、4、5号车直接存取；中间层停放的车则需1、2、3、4、5号车横移出空位后下降到地面层后再存取车。顶层车位通过底层车位先横移出空位，中间层车位横移出空位再下降让出车位后，顶层车辆才下降到地面层再存取车辆。如需在7号车位存取车则2、3、4、5号车位向右横移，7号车位下降即可。

根据运动的特点，分析的出，存车取车过程中，与其相关的有三个方面：一是为了给中间层和顶层让出空位，底层或中间层的载车板需要横移；二是为了存取车，中间层或顶层的载车板需要升降；三是载车板需要左右横移到一个准确的停车位位置和升降到准确的位置。

三、停车库控制系统分析

本停车库模型的控制系统中，主要有两方面的开关信号，一种是控制电动机的启停信号，另一种是传感器的检测信号。控制模式有逻辑控制以及顺序控制这两种控制模式。选择可编程控制器作为主控单元进行控制系统设计。传感器的信号输入到系统的PLC，PLC再根据这些信号测量值进行分析判断，然后经过运算，将信号通过输出通道下传实现对升降电动机、横移电动机等执行元件的控制从而完成对载车板横移、升降以及定位的精准控制。横移定位利用安装在横移导轨上规定位置的行程开关来完成，升降定位通过安装在地面以及車位架规定位置的行程开关来完成。横移电机和升降电机的控制可以看作是控制系统信号的输出，行程开关可以看作是控制系统的信号输入。

（一）控制系统的输入检测器件

（1）车辆进入库口时，光电传感器对车辆的长宽高进行检测。若超出允许值，系统发出报警，车辆驶出。若未超出允许值，车辆可以进入载车板。

（2）限位开关对升降的位置进行限制和对载车板进行精准定位。

（3）光电传感器实时对车库的空位进行检测并通过总线传给显示器显示。

（二）系统输出信号及联动连锁控制

PLC驱动升降电机正反转接触器，载车板控制电机运行接触器。可编程控制器将控制信号发至接触器线圈，接触器的接通与关断受其控制。控制要求如下：

（1）升降机的牵引，电动机的正反转制动。

（2）上层载车板没能正确归位，下层载车板和汽车不能向上移动，下层载车板没能正确归位，上层载车板和汽车不能向下移动。

（3）车辆长宽高检测，超过允许范围不能.进到载车板上，也不能启动升降机牵引电机。汽车未进入载车板的导轨时候，也不能启动升降电机。

（4）紧急制动按钮按下，立即断开所有电机电源开关。

四、结语

本模型通过对3×6升降横移式立体停车库的结构，工作原理分析，确定了总体控制方案，包括控制系统分析，输入输出信号及联动连锁控制。为进一步研究与开发立体车库奠定了基础。（作者单位为陕西科技大学）