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    垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫設(shè)計

    2022-03-17 08:33:04許家豪
    電子測試 2022年4期
    關(guān)鍵詞:存車旋轉(zhuǎn)式立體車庫

    許家豪

    (商洛學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院,陜西商洛,726000)

    0 引言

    隨著經(jīng)濟的發(fā)展,私人汽車的市場保有量越來越高,已連續(xù)五年年均增速超過7%,截止2020年底,私人轎車有保量1.4674億輛。然而,由于土地資源的緊缺,城市停車位的建設(shè)增速還遠趕不上實際需求,進而出現(xiàn)城市道路的車輛違停增多、小區(qū)的消防通道頻繁被占用等城市管理問題[1]。為了改善此類問題,立體車庫的設(shè)計和使用逐漸得到了普及。市場上已經(jīng)投入或正在研究的立體車庫有升降橫移式[2]、巷道堆垛式[3]、垂直升降類[4],均具有空間利用率高、存取簡單等特點。本文針對住宅小區(qū)、商務(wù)酒店等可用土地“碎片化”“小塊化”的特點,設(shè)計了一種垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫。該車庫占地面積小、車輛存取方便、安全可靠,對場地要求相對較低,對現(xiàn)代立體車庫的設(shè)計具有較好的參考借鑒意義。

    1 立體車庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

    垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫系統(tǒng)主要由機械結(jié)構(gòu)部分和電氣控制部分組成。機械結(jié)構(gòu)主要包括車庫門裝置、旋轉(zhuǎn)式車庫輪及其支撐架構(gòu)成。電氣控制部分主要是以PLC為控制核心,結(jié)合光電傳感器、限位開關(guān)、電動機、車輛感應(yīng)傳感器等電氣設(shè)備,通過程序編寫實現(xiàn)控制功能。垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。垂直旋轉(zhuǎn)車庫輪的減速交流電機通過主軸帶動車庫輪轉(zhuǎn)動。主軸上帶有主齒,主齒與副齒通過鏈輪鏈接。車庫輪外框有內(nèi)齒,內(nèi)齒與副齒緊密齒合。副齒軸心相對車庫輪的位置不變,隨著車庫輪的轉(zhuǎn)動而移動,副齒繞著自身軸心自轉(zhuǎn),自轉(zhuǎn)角速度與車庫輪的角速度相同,但轉(zhuǎn)動方向相反,從而確保在車庫輪旋轉(zhuǎn)的過程中,載車板相對副齒靜止,即載車板能夠始終保持水平不變。車庫輪的下半部分可放置于地下,利于系統(tǒng)穩(wěn)固、美觀。

    圖1 垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

    2 系統(tǒng)控制電路設(shè)計

    2.1 PLC I/O地址分配

    為了識別請求車位是否到達車庫門位置處,在車庫門處安裝有限位開關(guān)。為了判斷車位上是否有車輛,在每個載車板上安裝有車輛感應(yīng)傳感器。為了判斷車庫門開閉狀態(tài),在車庫門的適當位置安裝有兩個限位開關(guān)。為了減少設(shè)備成本和直觀展示取車功能,本文采用由不同車位編號按鈕的觸發(fā)作為車位請求的命名。根據(jù)系統(tǒng)功能和電氣設(shè)備選取,共需要PLC 24個輸入點和7個輸出點,可選西門子PLC CPU226型號,PLC控制系統(tǒng)的I/O地址分配如表1所示。

    表1 PLC I/O地址分配表

    2.2 PLC 硬件接線

    根據(jù)系統(tǒng)工作過程和I/O地址分配,設(shè)計PLC硬件接線圖,如圖2所示。

    圖2 PLC硬件接線圖

    3 系統(tǒng)程序流程

    取車時,車主刷卡驗證,點擊“取車”按鈕(本文直接點擊對應(yīng)車位編號按鈕進行取車),車庫旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動,當指定車輛到達車庫門所在位置時,車庫旋轉(zhuǎn)輪停轉(zhuǎn),車庫門打開,車庫照明燈接通。車主進入到載車板開車離開,車庫門自動關(guān)閉或者由車主或工作人員點擊“關(guān)門”按鈕,車庫門關(guān)閉,照明燈熄滅,取車結(jié)束。

    存車時,車主或工作人員點擊“存車”按鈕,車庫旋轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動,當空車位到達車庫門所在位置時,車庫旋轉(zhuǎn)輪停轉(zhuǎn),車庫門打開,車庫照明燈接通。車主將車輛開進載車板上,下車取卡離開。由車主或工作人員點擊“關(guān)門”按鈕,車庫門關(guān)閉,照明燈熄滅,存車結(jié)束。當所有車位已被占用時,無空車位指示燈點亮,若此時點擊“存車”,無空車位指示燈閃爍3秒后,重新等待命令。

    垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫工作流程如圖3所示。

    圖3 垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫工作流程

    4 系統(tǒng)測試

    為了驗證系統(tǒng)的設(shè)計方案和軟硬件設(shè)計可行性,通過程序調(diào)試、監(jiān)控、仿真,實體裝置制作和各項功能的測試,結(jié)果表明,垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫響應(yīng)迅速,車位??繙蚀_,能夠滿足車主對存取車方便、快捷的需求。PLC的加入,使垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫變得更加靈活、高效。

    5 結(jié)語

    為了節(jié)省占地面積、提高安裝靈活度,提出垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫的思想;為了降低成本、增加結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,系統(tǒng)采用框架結(jié)構(gòu)設(shè)計;為了提高使用穩(wěn)定性和維護方便性,提出基于PLC的傳動控制方案。通過電氣控制部分的理論分析、軟硬件設(shè)計、程序仿真和實際應(yīng)用,結(jié)果表明,垂直旋轉(zhuǎn)式立體車庫不僅能夠?qū)崿F(xiàn)各車位和車庫門的有效控制,還具有設(shè)備運行安全可靠、占地空間小、建設(shè)成本低等特點,為住宅小區(qū)、酒店等環(huán)境的停車場建設(shè)提供較好的參考方案。

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