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第二章 升降横移式立体车库

2.1升降横移式立体车库的简述

升降横移式立体车库因为在很多其他类型立体车库无法建造的地点可以建造而受到瞩目。车位上装载载车板，利用载车板升降、平移使汽车到达空余位置。车主进入车库一层，可以对汽车存取。停在车库内一层的车只能平移，驾驶员可直接存取车。二层的车只可升降，先将一层的车平移出一个空位，再将二层的载车板降至一层空余位置。车主驾驶汽车进入/离开载车板。载车板的上下移动通过电机，利用钢丝绳使载车板上下移动。而水平移动则通过一台电机驱动导轨，达到实现一层载车板水平移动的目的。

升降横移式立体车库建在地上、地下均可，车库建设灵活性很高。因为该车库使用模块化设计，所以该车库设计形式多，配置灵活。每个车库可存车辆从几台到上百台。

2.2升降横移式立体车库的结构及组成部分

升降横移式立体车库由设备有：载车板、传动系统、安全系统及电气控制等几部分组成。拖动元件是由步进电机、直流电机组成的。电气控制是由西门子S-200系列PLC、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。传动系统由动力装置、链轮组、电气装置等组成

2.3 PLC的选择

继电器逻辑电路、单片机、PLC这三种控制形式是大部分立体车库使用的控制系统。

继电器逻辑电路：使用多种继电器的组合能完成逻辑功能的电路。多用于家庭小型立体车库。

优点：只使用继电器来操控，电路简单，售价低。

缺点：不能用于规模较大的立体车库，当车库越大，逻辑电路变得复杂。不能进行程序编程，只是通过硬件控制，而且继电器容易损坏，当硬件损坏时，立体车库就不能使用，不适宜做大型立体车库。

单片机：单片机使用方便，可直接装载到设备上；多用于机电一体化、智能仪器仪表、日常生活及家用电器领域的应用。但少用于立体车库。

优点：单片机体积小，易扩展，结构简单，低电压，性价比高。

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表2-1 立体车库技术参数

2*3立体车库的技术参数

停车规格 （mm） 停车板规格（mm） 停车重量（kg） 停车数量（辆） 升降速度（m/min） 横移速度（m/min） 电源 电机功率(KW) 传动方式 控制方式 操作方式 最大出车时间（s）

长 宽 高 出入层高度 长 宽 5000 1850 1550 ≥1850 4720 2360 ≤2000 5 4-5 8-10 三相 380V 50HZ 12 钢丝绳 PLC全自动控制 按钮/刷卡 70 缺点：抗干扰能力不高；系统使用汇编语言，不如PLC或者继电器简便，编程复杂，需要专业人才；虽然需要的工作电压低是单片机的优点，但是电机是强电系统，所以单片机对电机的控制可靠性降低。

PLC:实质是一种专用于工业控制的计算机；多用在大型、现代化立体车库。PLC的端口多，可根据需要使用端口，对立体车库进行智能化的管理。与上述两种控制形式相比，可靠性高。 优点：

1.灵活、通用

PLC经过多年深入开发，拥有自己多种形式配套硬件设施，能组成用在多种规模的工业控制系统；使用过程中，想改变控制方向，与继电器逻辑电路相比不用重新组装硬件，只需要重新编写程序并下载至PLC中即可。 2.可靠性高

接口使用光电隔离，内外电路不接触；各个组成部分之间屏蔽辐射，还有能进行故障自我诊断，若发现故障，能立刻采取措施，提示灯会发出警报，提高系统的可靠

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性。

3.编程简单、使用方便

PLC现阶段依旧使用“梯形图编程方式”梯形图程序表达清晰，哪一层对哪一部分的控制简单明了，大部分技术人员能够很快掌握。即使在大学里，哪怕没接触过PLC的编程，通过一两节课，都能很快学会使用梯形图编程方式学会控制程序，让不会使用汇编语言的技术人员可以运用智能设备控制工业设施；PLC在人机界面上取得了很大的成就，所以PLC在组成控制系统上使用方便。 4.接线简单，接口与其他设备兼容

因为PLC使用软件来代替各种功能各异的继电器，所以在外部接线方面十分简便，不用实际连接好外部接线，在室内就可以模拟PLC的程序运行，调试完成后，再连接外部接线，而继电器逻辑电路需要先连接好外部接线，才能进行调试，PLC在这方面与之相比不仅节省了人工成本，也节省了连接外部接线带来的材料损耗等。 5.功能强大

PLC可以在内部计数、计时，随着对PLC的深入研究，PLC的功能越来越智能化、多样化，不仅仅是对程序的输入输出，还有出现故障时的自我检测，以及人机对话等等。适用于各种工业控制如温度、位置等； 6.体积小、重量轻

PLC的硬件是高度集成划的，易于嵌入设备之中，实现机电一体化

缺点：造价高于继电器控制和单片机，不过PLC在制造过程中使用的元器件都经过严格的检测，使用高质量的元器件保证了PLC的可靠性；PLC系统结构封闭，各个厂家互不兼容，而且每家PLC厂商都有自己的编程语言。

2.4 PLC核心控制部分

PLC的英文全称是Programmable Logic Controller又名可编程逻辑控制器，现如今，PLC是最重要、最普及、使用场合最多的工业控制设备。

常见的PLC有三菱PLC和西门子PLC。

三菱PLC售价便宜，传输质量高、速度快。但是市场占有率不高,硬件和软件的接口是三菱系列专用接口，所以兼容性不高

西门子PLC虽然价格比三菱PLC高，但是市场占有率远高于三菱PLC,而且软件使用简便，而西门子PLC的硬件软件都比较好和其他设备兼容，所以使用方便，适用于很多地方。

所以使用西门子S7-200CPU226，它是适用多种方面、运转速度高的微型PLC。它的基本指令执行时间只有0.08us，超越很多大型可编程控制器。这款PLC适用于多方面，经济实惠，抗干扰能力强。所需的交流电在58-265V。集成式 2 V 编码器/负载

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电源:用于直接连接传感器和编码器。 具有 400 mA 输出电流，它也可用作负载电源。220V AC供电。有24个输入点，16个输出点。

2.5 2×3式升降横移式立体停车库的运动分析

图2-1 2×3式立体车库车位图

上图是2×3式升降横移式立体停车库的示意图，车库中一共有6个车位，其中有5块载车板，可停放5辆车。由图可知，3号位置为空位，不可停车。1/2号位置可直接存取车。6号位置可直接升降至3号位置。4/5号位置的存取车是先将1/2号平移至空位后，先检测下方是否有人或车，之后4/5号下降至1/2号平移后的空位中，车主操作后确认无人，则上升回原来位置，1/2号平移回原位。

本款车库的使用特点为：第一层只能左右移动，第二层只能上下移动。若继续建造3×3、4×4等更高更大型的立体车库，原理相同。第一层的只能左右平移，留有一空余位置，中层既可以左右平移，也可以上下升降，每层也留一空余位置，最顶层只能上下升降。

最底层可把车开入/开出车位，不移动载车板。二层存取车时，一层需要调整空余位置，并确认安全后，二层载车板下降，存取车后，一层、二层载车板回到原位。下面我们详细说明每个位置存取车的步骤：

移动方案（1）：

把3号位设为空余位置，1、2号位置可直接将车开入/开出。

若要存至4号位车，应先检测其1号位是否有车辆。如图所示，图中4号位置下方1号与2号皆有车，所以要将1、2号车向右平移至2、3号位置。

1、2号车到位后，4号应再检测下方是否空余，然后把4号下降至1号，将车开入。存放车之后，1、2、4号位平移/提升至原来的位置。

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