天津职业技术师范大学本科生毕业设计

4.传感器的选择 （1）光电开关的选择

光电开关使用光学元件发出信号，通过被测车辆对光束的影响，是同步回路选通电路，来检测车辆的有无、车辆是否停入指定区域以及车辆是否超长。而且光电开关不仅仅能检测车辆，当载车板上有人员、杂物或者其他影响车库运动安全的物品时，光电开关会检测到，避免因为上述物品造成的损失。

在载车板上安装红外对射式光电开关，这种光电开关由发射器和接收器组成，当光束被阻挡时，会产生开关信号变化。有车辆、用户阻挡了信号时，光电开关无信号，而没有车辆挡住信号阻挡，光电开关有信号。

本设计使用欧姆龙E3JK-5M1对射式，检测距离5M。机械寿命可达5000万次以上，应答时间30ms以下 （2）变频器的选择

随着对立体车库的不断深入研究，立体车库的使用和工作如何更高效成为研究的重点。立体车库中，使用两台三相异步电动机控制载车板的升降和平移，而工频直接使用，会造成较大的电流及机械冲击，会缩短电动机寿命。通过研究发现，使用变频器可以有效缓解电流冲击，还能增加电气控制系统的准确性，让电机可以平稳的运行，减少机械磨损，增加电动机使用寿命。

电机在负载较大时，不在工作速度启动，而是逐渐提速。若电机直接启动拖动载车板，不仅会增加电机磨损，而且可能对车辆造成危害；若电机保持低速运动，则取车时间过长。所以，让PLC与变频器结合。

本设计选用安川VS-616G5通用变频器，其具有可在启动前加入直流制动功能，运动中加入失速防止功能，及制动保护回路。还可自行设置速度曲线的特点，能实现电机控制系统和精确控制。VS-6165G使用在任何场合，低速下平稳启动，并精准的运行。

（3）称重传感器的选择

电阻应变式称重传感器主要由弹性元件、电阻应变片、测量电路和传输电缆4部分组成。电阻应变片贴在弹性元件上，当汽车驶入载车板时弹性元、应变片变形，电阻发生变化，通过测量电路转化为电信号，做到将外力转化为电信号。这种传感器工作范围从数十g到数百t，结构简单，可靠性好。

在本设计中，使用的是余姚赛尔斯公司的ＣＳ－１２型称重传感器，选用量程为5t，它不需引轨，动态性能更佳；灵敏度为1.0mv/v。

5.界面部分：液晶屏作为人机交互的窗口，还应设有密码设置及保护，刷卡器等设施，来保证存取车管理等功能。界面上还应设置多种按键。

（1）总开关：应设置在界面侧方，在立体车库中无车辆停放时，可切断电源，

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减少PLC等设备待机工作的时间，一方面减少电量损耗，另一方面避免机械设备待机时间过长引发的老化问题。

图3-3余姚赛尔斯CS-12型称重传感器

（2）急停按钮：设置在界面上，用红色按钮，并写明急停按钮，为有事故发生时能及时停止系统，减少损失。但应安装保护措施，防止误触，避免因为误触急停装置造成系统混乱。

（3）手动/自动开关：在立体车库的运行过程中，有手动和自动两种运行方式，通过选择开关进入不同的运行方式。

日常使用时采用自动方式，当用户选定存车位的指令发出后，通过PLC系统自动规划载车板运动方式，自动控制载车板运行到指定位置，车辆存入完毕后再自动回到原来位置。

而手动运行方式适用于日常设备维护和调修，利用PLC的点动控制，实现通过按键控制载车板的升降平移运动。手动方式更利于问题的发现和检修。

自动模式手动模式都可以通过对PLC的编程来实现，保障立体车库的安全运行。

3.3升降横移式立体车库的检测部分

1.载车板上有无车检测：

在载车板斜对角上装载感应器，用来感应载车板是否空载。 2.载车板平移运动检测：

仅有最底层载车板做平移运动，在载车板的下方轨道上装载行程开关，用来检测载车板有无运行到指定位置。 3.载车板升降运动检测：

仅有二层载车板会做升降运动，每个载车板做升降运动的轨道的一层和二层安装行程开关，用来检测载车板是否升降到指定位置。

立体车库的升降平移运动的定位装置使用的是行程开关，行程开关的使用可以将

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机械运动转换为电信号传输给PLC，来完成PLC对机械运动的控制。 4.车辆正确停放检测：

在将车开入载车板时，汽车一定要停放在指定区域内，不到位或者进入太多都有可能造成危险。为了保证车能够停在指定区域内，要在指定区域的边界安装光电开关，只有车辆停到指定位置时，光电开关不传送信号，当车辆没有停到指定位置时，光电开关传送信号给PLC，同时警报灯亮起，警报铃响起，系统不运作。 5.汽车重量检测：

在载车板上安装重量感应装置，当进入车库的汽车重量超过标准时，感应装置输送信号给PLC，同时警报灯亮起，警报铃响起，系统不运作。 6.汽车长度检测：

因为载车板有一定安全区域，超出这个区域可能给车辆带来危险，所以设置光电开关，当进入车库的汽车尺寸超过标准值时，光电开关输送信号给PLC，同时警报灯亮起，警报铃响起，系统不运作。设置超长光电检测装置。当进入载车板上的车辆超过指定区域时，光电开关传送信号给PLC，同时警报灯亮起，警报铃响起，系统不运作。 7.门前光电检测装置：

车库中载车板运动时，用户或者工作人员不能进入载车板运动区域，因为当载车板运动时，有可能造成人身伤害，所以在车库门前装载光电检测装置，当人员通过光电检测装置时，系统立即控制载车板停止运动。 8.火灾报警器：

高温天气，车辆有可能出现自燃现象，对于立体车库这种高密度车辆存放场所来说，火灾是不容小视的问题，一辆车起火，对车库内存放的其他车辆造成威胁。所以采用烟雾报警装置，当烟雾达到报警界限时，烟雾报警装置启动，发出警报，工作人员能及时灭火，减少财产损失。

3.4升降横移式立体车库的安全措施

立体车库的建设是为了缓解城市停车的压力，而车辆的价格决定了立体车库的安全措施一定要到位。如果立体车库发生起火、车辆滑落等事故，会造成巨大的经济损失。所以，我们应当对立体车库各项安全事宜思虑周全，将事故扼杀在摇篮里。为了车辆的安全，我们应当安装以下防护措施

1．挡板：驾驶员将车停在指定区域后应拉好手刹，但是如果车辆在载车板运动时如果发生滑动时很危险的，所以应该在载车板前后各安装一30mm左右的挡板。

2．限位开关：立体车库的载车板在运动的时候，如果移动不到位，或者移动过头，对车辆是很危险的。平移和升降能否到达准确位置是由行程开关决定的。在底层负责平移的导轨处和载车板的导轨分别装有行程开关。当载车板启动行程开关时，行

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程开关将信号反馈给控制中心，载车板停止动作。

3．载车板固定装置：载车板升到二层，电磁铁控制的挂钩与挂环对接，来避免电机停止运作后，载车板在重力作用下下滑，对下层汽车或用户造成损伤

4．急停按钮：在出现紧急情况时，可按下急停按钮，停止系统运转，减少损失。再取消急停时，可以使用手动形式，恢复系统运行。

3.5升降横移式立体车库的通信设备

AS-i（Actuator Sensor Interface）总线是现阶段最容易建造，性价比最高的现场总线，使用柔性好、可靠性高的单根电缆连接车库中的传感器和执行器。

它功能强大，可以代替普通系统中数量繁多的底层接线，实现了现场设备信号的数字化和故障诊断的现场化、智能化，提高了可靠性。

AS-i的主要特点有：

（1）只有一个主站，从站最多31个。

（2）网络中最多有124个数字量的输入、输出。

（3）数据传输波特率为167kbit/s，最大循环周期为5ms。

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