第一章 绪论

1.1 课题背景及意义

自第一次工业革命开始，世界就打开了机械的大门，各种机械应运而生，而汽车的发明更是改变了人类的出行方式。经过多年的发展汽车如今已是非常的普遍。而随着社会的迅猛发展和人们生活水平的不断提高，世界各国大小城市中汽车的拥有量急剧增长。而中国汽车市场未来发展趋势预测报告中显示，从世界汽车市场排名前7位的国家来看，唯独中国市场需求量逐年增长，以每年5%的速率增长，曲线斜率很高其他6个国家的需求量都是平行的，基本不增长。车辆的增加，交通拥挤所造成的商场、酒店车位限制，使得车主为停车而发愁，扩展停车场引起人们的广泛关注。普通露天停车场和建筑物下的停车库虽然停放方便，但占地面积广，且停车数量有限，尤其是土地价格突飞猛进增长的今天，投资商不得不考虑土地占用的成本，为了充分利用立体空间，规范和科学管理汽车的停放，建造智能立体车库已刻不容缓。目前，在国内一些经济较发达、人口密度较大的城市中，己经着手开发推广立体停车库。立体车库占用土地少、充分利用空间，缓解了城市中道路空间小的矛盾，又适应了城市高节奏快速发展的需要，更重要的是顺应社会的发展，减少了污染，为城市向更大规模发展提供有利的条件。

在我国对立体车库设计方案的合理性研究还处于起始阶段，特别是由于智能化立体车库的发展在我国还是刚刚起步，对该类型的立体车库设计方案的研究虽有一些成果，但还有许多不足。我国的机械式停车库技术发展比较晚，大部分还沿用着日本80年代的技术。随着我国经济的飞速发展，轿车拥有量的迅速膨胀，机械式车库的现有功能已不能完全满足于人们的要求。现有车库技术的不足主要表现在:取车时间比较长，智能化程度比较低，安全程度不够，设计型式比较陈旧。上海和北京等地现有的许多高质量的立体停车库，都是运用大量的外汇从国外进口的，并且售后服务也得不到令人满意的保障。为了打破这种依赖进口的格局，打出具有自身特色的车库产品，就得要在原有技术上有重大突破，从而带动国内车库行业的发展。因此，对升降横移式智能化停车库的研究显得尤为重要。随着微电子技术、通讯技术、控制技术的迅猛发展，计算机更加广泛的进入工业控制的各个领域，并正发挥着越来越重要的作用。计算机技术在车库系统中的应用，可使设施集自动化、系统化、综合化为一体，提高

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立体车库的中存取车辆的速度，提高立体车库工作的可靠性。利用计算机进行实时控制和管理车库运行成为发展趋势，降低车库的投资成本，实现无人化管理，增强车库的智能化程度，将会对我国立体车库的发展起到很好的推动作用。

1.2 自动化立体车库主要结构组成和类型

根据立体车库的修建位置及在空间伸缩方向的不同，立体停车库的主要类型有:升降横移式，垂直升降式、巷道堆垛式和地下停车场等。它们的类型众多，设计各有不同，库容量变化比较大，可满足不同用户要求。但它们都具有建筑面积小，停车层数多，地上和地下空间利用率高的优点。停相同数量车的情况下，在车辆流量大的繁华地段建一座立体停车库比建一地面停车场节省近50%一70%的投资。严格的车库管理还保证了车库运行的安全性和可靠性，为存车人提供了最大的方便，存车人只需把车开到指定位置，下面的事都可由车库控制系统来完成。升降横移式:多层升降横移式立体停车库采用卷筒、滑轮和钢丝绳进行升降，在整个机构中有交流减速横移电机和升降电机、钢丝绳、停车位框架、搬运器和横移导轨等。

升降横移式立体车库主要由三部分组成:机械部分、电机驱动部分和控制管理部分。

(1)机械部分:由车架、起升结构和双向平移结构组成，它是车库的主架。 (2)电机驱动部分:由多个电机组组成，由它来带动平移机构和升降机构的运行，完成搬运器的上下和左右移动，以完成存取车过程。

(3)控制管理部分:立体车库控制系统随着它所采用的控制器智能化程度的不同而不同，参见下节内容。

1.3 设计的主要目的

在2005年我国轿车保有量达1000万辆，到2010年达到2000万辆。根据交通规划专家的总体测算:一个城市停车位数量与机动车数量之比至少为1. 2:1才能基本满足城市的停车需要，也就是说一辆车除去应该拥有一个固定停车位之外，包括工作、娱乐、消费还至少应该有0.2个停车位。从2005年到2010年，我国将总共增加停车位480万个，平均每年要96万个。

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表1一1几个主要城市汽车保有量及停车位现状(2012年)

城市 北京 广州 天津 上海 汽车数量（万） 470.5 232.5 250 248 所缺车位数量（万） 100 50 36.7 35 从以上数据可以看出，有一大半的机动车的停放处于无序状态。 为了缓解这种局面，城市停车场所的建设，尤其是多停车位、少占空间、使用操作简单、安全可靠的“立体停车库”的建设，对现在寸土寸金的大都市有着不可替代的价值。自动立体车库已成为城市交通一个研究热点，并且国家将其列入了重点科技攻关项目之一。 1.4 本设计主要完成的工作 论文在查阅大量资料的基础上，以立体车库车位设备控制为研究对象，通过对可编程控制器PLC以及组态王组态软件的学习和分析，实现了用可编程控制器PLC对3X3升降横移式立体车库模型控制系统的控制，对车库的监控采用组态软件组态王，实现监控系统的模拟仿真。 主要研究的内容包括: （1）升降横移式立体车库存取车策略的分析。 （2）可编程控制器PLC在升降横移式立体车库模型中的分析与实现。 （3）应用组态软件组态王实现升降横移式立体车库监控系统的模拟仿真。 3

第二章 车库控制系统的方案论证

2.1 升降横移式立体车库运行原理

升降横移立体车库车位结构为N*M二维矩阵形式，可设计为多层、多列，车库提供的总车位容量为:P=N*M一(N一1)??

其中: N为二维矩阵的行，即车库的层数 M为二维矩阵的列，即车库的列数

由于受收链装置及进出车时间的限制，一般为2-4层(国家规定最高为4层)，2.3以层者居多，可根据泊车的多少决定停车库的规模。假如要设计一座能提供50车位的4层升降横移式立体车库。由公式2-1可知，N=4, P=50则M=14，即设计4x14立体车库完全可满足要求。

车库可设在地上，也可设在地下，或一半设在地下一半设在地上。其钢结构框架按一定规格的分格单元进行组合，可纵向延伸、分段集中控制，也可横向并列，分排单独控制。车库组合布置的不同形式可适应不同场地条件的需要，配置非常灵活。图2-1为3X3升降横移立体车库运动原理图。升降横移停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆，全部逻辑过程均由PLC进行控制。

图2-1 3*3升降横移式立体车库运动原理图

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