兩起機械式停車設備砸車事故的技術分析

池永兵 陳時雨 李文都

1北京市特種設備檢測中心 北京 100029 2北京科正平工程技術研究院有限公司 北京 100000

0 引言

隨著城市規(guī)模的不斷擴大，機械式停車設備作為存取儲放車輛的機械或機械設備系統(tǒng)，在現(xiàn)代社會城市體系中得到長足發(fā)展與應用，各種類型的智能停車設備層出不窮。與傳統(tǒng)平面停車場相比，機械式停車設備能在有限的空間最大限度地停放車輛，從管理上可以做到徹底的人車分流，更加有效地保證人身和車輛的安全，降低剮蹭、劃痕受損、物品失竊等事故的發(fā)生，緩解大城市停車難、機動車亂停亂放帶來的小區(qū)消防通道占用、道路通行能力下降等諸多問題。但在使用上也存在許多問題，作為特種設備并未對機械式停車設備管理要求必須簽訂具有維護保養(yǎng)資質(zhì)的維保單位，使用單位或物業(yè)公司對設備維保不到位，許多設備年久失修，使用人員雜亂，尤其是一些準無人和無人操作的設備，電氣元件老化失靈、金屬結構銹蝕嚴重，導致事故發(fā)生率很高。

本文討論的升降橫移類機械式停車設備（以下簡稱立體車庫）以其結構簡單、適應性強、操作方便、造價較低、維護簡單等優(yōu)點，在國內(nèi)市場廣泛使用。立體車庫一般為準無人方式，即司機將汽車開上載車板后停好汽車，然后人離開汽車移動載車板，通過升降橫移裝置將汽車移動到指定位置，完成存車過程。停車位的立體化設置，使得停車位更為集中，更加便于停車庫的管理，更能保證司機和車輛的安全。該類型的立體車庫早期以接觸器控制為主，現(xiàn)在一般由PLC智能控制，實現(xiàn)了停車設備的自動運行和安全高效管理[1]。

1 事故情況

1.1 案例1

某單位地下1組2層立體車庫，共有29個車位，在存取上層停置車輛時，由于下層車輛平移時載車板卡阻，上層車輛未得到下層到位信號前就下降，砸壞下層車輛，造成設備故障，并導致車主、物業(yè)、維保三方發(fā)生糾紛。

1.2 案例2

某小區(qū)地面1組2層立體車庫，共有7個車位，在取上層停置車輛時，由于下層載車板平移時帶動雜物運行，雜物提前觸碰橫移限位開關，導致下層車輛未完全離開上層載車板下降區(qū)域，而上層載車板得到下層到位信號后即下降，發(fā)生擠壓下層車輛的事故。

2 問題分析

立體車庫橫移部分的正常運行是存取儲放車輛的關鍵，橫移限位保護功能正是其安全運行的保障。上述2個案例都是在取上層車輛時，下層需要橫移的載車板還未運行到位，上層的載車板便開始下落，導致砸車事故。造成此類事故的主要原因歸納為橫移限位保護功能的缺失或失效，事故原因包括：

1）橫移限位開關未觸發(fā) 橫移限位開關偏離工作位置，橫移限位開關損壞，載車板運行不到位，包括橫移導軌偏移或變形，滾輪磨損或變形，載車板脫軌，載車板運行區(qū)域有物體阻擋[2]。

不考慮供電電壓或電動機本身故障的前提下，一般包括載車板上的汽車是否超重，導致橫移電動機過載。

2）橫移運行超時或欠時 電氣系統(tǒng)缺少時間繼電器與橫移限位開關的聯(lián)鎖控制，時間繼電器損壞或調(diào)整不正確，PLC未編寫該功能程序，程序中設置的時間不合理[3]。

結合上述分析可知，案例1的主要原因是橫移載車板過載后的運行超時，案例2的主要原因是載車板橫移運行沒有欠時保護。

3 解決方法

1）橫移限位開關未觸發(fā)時，應更換限位開關及滾輪，調(diào)整橫移限位開關工作位置，調(diào)整橫移導軌，清理載車板運行區(qū)域。限制超載車輛進入載車板，定期檢查供電電壓或者電動機，防止橫移電動機過載。

2）橫移運行超時或欠時，應調(diào)整或更換電氣時間繼電器，調(diào)整時間繼電器與橫移限位開關的聯(lián)鎖控制，重新編寫PLC控制程序，設定合理地運行時間。

3）PLC控制程序實現(xiàn)橫移限位保護功能 橫移載車板以恒定速度從左限位移動到右限位，此過程時長是確定的，計時起點、終點與左右限位的狀態(tài)有關，一旦限位狀態(tài)有誤或運行時間不符，PLC就會判斷超時或者欠時故障。

3.1 橫移限位保護

如圖1所示，一層201車位相關限位開關：hyxw201b、hyxw202b。根據(jù)高層的取車信號，判斷一層需要橫移的車位，進而根據(jù)其相關聯(lián)的限位開關的信號有無，判斷車位是否正常運行，如果出現(xiàn)非正常運行，則立刻報警，停止車位運行。

圖1 橫移限位保護程序段

當201車位向左移動，3 s后限位開關hyxw202b如仍有信號，且限位開關hyxw201b無信號，觸發(fā)橫移限位錯誤報警。

當201車位向右移動，3 s后限位開關hyxw201b如仍有信號，且限位開關hyxw202b無信號，觸發(fā)橫移限位錯誤報警。

3.2 橫移定時保護

橫移定時保護即是超時保護程序，由圖2程序可知，通過使用PLC內(nèi)部計時器功能實現(xiàn)。例如：設定橫移運行時間不超過26 s，若超過時橫移車位仍然在運行，說明橫移限位開關失效或橫移運行出現(xiàn)異常，立即觸發(fā)橫移定時報警。

圖2 橫移定時程序段

3.3 橫移計數(shù)保護

橫移計數(shù)保護即是欠時保護，程序通過運用PLC的計數(shù)和比較功能實現(xiàn)橫移運行時間的判斷，從而確認車位橫移運行是否到位，主要包括橫移計數(shù)程序、橫移計數(shù)清零程序和橫移計數(shù)保護程序，如圖3～圖5所示。

圖3 橫移計數(shù)程序段

圖4 橫移計數(shù)清零程序段

圖5 橫移計數(shù)保護程序段

當設備處于自動運行模式下，如果車位向右移動，則計數(shù)器值增加。當計數(shù)器值處于5～500之間，且相應的限位開關有信號時，說明限位開關誤動作，車位沒有移動到位，此種狀態(tài)下，不滿足高層車位下降條件，需立即觸發(fā)橫移限位報警，停止設備運行。當計數(shù)器值大于500，且相應的限位開關有信號時，說明一層空位滿足高層車位下降條件，高層車位可下降，車位正常運行。

當設備處于自動運行模式下，如車位向左移動，則計數(shù)器值減少，當計數(shù)器值處于15～500之間，且相應的限位開關有信號時，說明限位開關誤動作，車位沒有移動到位，此種狀態(tài)下，不滿足高層車位下降條件，需立即觸發(fā)橫移限位報警，停止設備運行。當計數(shù)器值小于15，且相應的限位開關有信號時，說明一層空位滿足高層車位下降條件，橫移計數(shù)器清零，高層車位可下降，車位正常運行。

4 檢驗問題分析

4.1 機械式停車設備檢驗的追溯

國質(zhì)檢鍋[2004]31號關于公布《特種設備目錄》的通知中，機械式停車設備類別中列出9個品種的設備，但2002版《起重機械監(jiān)督檢驗規(guī)程》未對停車設備做具體的檢驗要求。制訂TSG特種設備安全技術規(guī)范時，TSG Q7016—2008《起重機械安裝改造重大維修監(jiān)督檢驗規(guī)則》對實施安裝監(jiān)督檢驗的機械式停車設備的品種和2004版目錄要求一致，但在項目表中未對停車設備提出具體檢驗要求。在TSG Q7016—2016《起重機械安裝改造重大修理監(jiān)督檢驗規(guī)則》（以下簡稱監(jiān)檢規(guī)）實施安裝監(jiān)督檢驗的起重機械目錄中只提出機械式停車設備一個類別，不分具體的品種，和2014版特種設備目錄的要求一致。

4.2 監(jiān)檢規(guī)中機械式停車設備的檢驗項目

監(jiān)檢規(guī)中在檢驗項目表中除了與其他起重機械一樣的檢驗項目外，11.28項對機械式停車設備專項安全保護和防護裝置提出17項要求，如表1所示，并對汽車專用升降機類停車設備提出9項專項安全保護和防護裝置的要求[5]。

表1 監(jiān)檢規(guī)中機械式停車設備專項安全保護和防護裝置檢驗項目

4.3 針對事故現(xiàn)象的檢驗問題

通過上述事故現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)以及解決方法可知，在立體車庫檢驗過程中，如表1所示，升降橫移類機械式停車設備的要求為 1、2、3、4、5、7、10、11、12、14、16共11項，檢驗手段和方法相對簡單，橫移限位保護功能檢驗驗證，一般通過目測、儀表檢測和運行試驗進行，可在立體車庫幾個不同的運行階段中，通過人為觸發(fā)橫移限位裝置來模擬上層載車板下降擠壓下層橫移載車板進行判斷。早期接觸器控制方式可查閱圖紙發(fā)現(xiàn)問題，如果涉及到PLC控制程序的問題，隨著機械式停車設備的智能化程度越來越高，傳感元件種類豐富，控制系統(tǒng)采用PLC、工控機等裝置所設計的程序也越來越復雜，很多廠家以技術保密借口拒絕提供程序文件，在檢驗現(xiàn)場不易實現(xiàn)。例如上述事故中的橫移限位保護缺失，主要也是因為程序設計的缺陷導致了立體車庫的危險運行，檢規(guī)中的檢驗項目未涉及這方面的要求。諸如此類，如果設備的安全功能主要由程序軟件實現(xiàn)的，檢規(guī)也未有相應的檢驗要求和方法確認。同時現(xiàn)有的檢規(guī)在安全保護和防護裝置的部分檢驗項目中檢驗內(nèi)容描述不具體，缺少可操作性或者量化指標的要求，給檢驗造成一定難度。檢驗方法和技術手段還需要進一步的提高，檢驗規(guī)程需要進一步的細化。

5 結論

綜上所述，通過對2起機械式停車設備砸車事故的技術分析，提出了實現(xiàn)橫移限位保護功能的解決方法，以及針對性的檢驗方法，同時對于現(xiàn)行檢規(guī)中內(nèi)容的提出意見，對保障機械式停車設備的安全運行和完善機械式停車設備的檢驗工作提供一定的借鑒。