机械工程论文
立体车库是用来最大量存取储放车辆的机械或机械设备系统。是针对专业车场管理公司提高停车场容量、提高收益、增加停车费收入的有效工具。下面我们就为大家介绍几篇关于立体车库论文范文，供给大家作为一个参考。
立体车库论文范文第一篇：PLC技术在智能立体车库设计中的应用
作者：党梦宇
作者单位：陕北矿业张家峁矿业公司
摘要：本文针对城市中停车难的问题，开展PLC技术在智能立体车库设计研究。应用PLC自动控制技术设计智能操作平台，从任务分析与PLC接口分配、车位定位功能设计、车位升降功能设计、车辆查找定位功能设计、客户身份识别功能设计等功能项完成智能立体车库的设计。能够有效提高车库智能化水平，经实验验证，设计的智能车库降低了停车位使用面积，有效改善停车难的现象。
关键词： PLC;智能；立体车库；
作者简介：党梦宇（1982-），男，陕西省杨陵人。大学本科学历，中级职称。研究方向为机电。；张群（1987-），陕西省乾县人。大学本科学历。研究方向为机电。；
1 引言
随着我国经济的发展，私人交通工具的形态也在发生着巨大的变化。据不完全统计，中国的汽车销量在半年中就同比增长12.7%.随着未来的发展，人们对私家车的需求不断增加，中国的私家车数量将继续增加[1].然而，越来越多的私家车不仅给我们带来了方便，也给我们带来了很多负面影响。其中停车位的数量远远不能满足汽车存储的需要就是一个难以解决的矛盾[2].在这种情况下，立体车库逐渐在各大停车场初见雏形，慢慢走进人们的视野。和平面停车库相比较，立体车库的自动化程度更高，停车位更多，并且占地面积更小，能快速解决停车难的问题[3].提出一套将PLC技术应用于车库控制系统的方案，研究车库访问策略，最可行的车库进入实时监控和数据收集，目的是改善整个车库的自动化控制效率，减少车辆访问时间，提升顾客的舒适度。
2 基于PLC技术设计智能立体车库
2.1 任务分析与PLC接口分配
车库控制系统的目的是保证车库变速杆的开合、地面感应开关、装载板的升降、电子换向机构、指示灯、从而有效的控制整个立体车库的操作过程，完成车库进出车的要求，如表1所示。
结合设计的车库运营和场地使用要求，本文采用了更适合自动控制的控制技术来设计一个立体车库控制系统。人机交互系统是信息技术发展的产物，用来实现人与设备之间的对话功能。现场控制系统系统框图如图1所示。
由于立体车库中有大量的中继器、接触感应器、指示灯等输出点，以及光电位置传输感应器、操控按键、限位开关、触碰地面感应线圈等输入点，且到车架的距离较远，接线十分不便。采用分布式模块将输入、输出与机架远距离连接。在车库运行过程中，串口模块控制刷卡、语音和电子倒车机构。串口模块选择串口扩展模块。车库外，有少量的输入输出，与扩展模块相连并放在机架上。为了实现对设备的有效控制，现场采用总线路网的网络控制系统设计，为现场工作的科学性开展和便捷性操作提供便利。现场总站的主站设计为主控设备西门子控制器，系统的从站设计西门子触摸屏、变频器和分布式模块。现场的网络设计是一个主设备，一个触摸屏设备，两个分布式站点、四个变频器站点，每个站点都设置网站地址，主站点和次站点在整个总线设计上都有且只有唯一一个站址作为识别标志，可以有效区分不同功能的模块。
表1:PLC硬件设置
2.2 车位定位功能PLC设计
通过PLC、西门子MM440矢量控制、绝对编码器构成闭环系统，以实现电机运行的精确定位[4].首先介绍车库充装的设计，楼层的初始状态是列出三个荷载板都在地面以上，并且在每次进出车移动后，楼层的荷载控制系统都要复位到初始状态，第一层的地板负载由于其平行于地面，所以汽车不需要访问车库控制系统，第二和第三层地面上方悬挂在初始位置，所以需要控制控制系统进行相应的操作。进一步，车板运动包括四种情况：第一寻址访问，第二回初始位置（重置），第三层运动（访问），第三层回到初始位置（重置）。每一层的访问和重置部分是相同的，只是方向不同，但在相应的速度在本质上是相同的，所以只有两种速度曲线模型。根据选择的移动距离和合适的速度，以时间为横坐标，设置相应的速度曲线，然后在变频器中设置相应的曲线相关数据。研究中最常见的研究速度的曲线模型有三种，分别是抛物线型、梯形、和抛物线直线型，对比这三类模型，梯形模型是运算最简易的，但其影响比其他两个大；抛物线模型具有机械结构简单和最低的机械影响，效率比梯形模型更好，但电机在整个运动时间恒定加速度减速，运行缺乏稳定性；抛物线-直线模型不仅可以减少对机械的冲击力，还具有较高的系统运行效率，但存在加速度变化不稳定的弊端，系统实现较为复杂。结合前面三类速度曲线的特点，融合编码器和精准定位操作系统以及变频器控制，在保证一定操作效率和易于实现的前提下，适当提高了机器的抗冲击力，满足了控制结构。
图1:PLC现场控制框图
图2:传感器故障控制流程图
所选的速度模型除了在几个变速点处的电弧缓冲外，其他特性都是对称的。缓冲弧在上坡速度为0.5s,下坡速度为0.3s.曲线设计有3个这样的转速变化点，所以缓冲圆弧的时间为2.4s,转速变化点通过编码器反馈到PLC电机的具体固定位置作为触发信息。上文的数据计算结果是载车板上下滑动的技术值。在实际编程时，需要根据具体的电机选型和传动特性，将相应的技术值转换为电机运动的数值。
2.3 车位升降功能PLC设计
在实现进出车和车库重新定位的过程中，需要涉及到车厢板在牵引传动系统的作用下上升或下降的运动。如何使托盘准确稳定地停留在控制系统要求的位置，是托盘运动中必须解决的问题。考虑到车板的停放位置是否准确，仍然对用户存放/检索车辆的便捷性有很大的影响。如果车厢板的停放位置不再与地面水平平面，就会给车主的车的存放或取回造成很大的麻烦和困难，甚至存在一定的安全风险。车厢板的安全、稳定、准确停车对控制系统提出了更高的要求。
立体车库控制系统来控制合理的负载板运动从两个方面，一个是相应的接近开关探测到顶板运动到相应的位置，然后将信息PLC,PLC为相应的中继功率控制，并控制接触器控制电机功率，从而切断控制负载板运动的电机电源；二是从动力源角度考虑牵引电机的运动动力和效率，本文用来作为闭环系统来控制电机的运行速度和车辆的定位的设备是PLC、西门子MM440变频器以及编码器在控制系统的传感器和旋转编码器。用于第二，和光电开关传感器系统辅助设备，只有在前者到后者的失败，同时顶部和底部框架极限开关配有较强的检测能力，防止载体板移动"顶"或"底".这样，车库的控制系统就配置了三段保险措施，保证设备和车辆不会发生碰撞或掉落等破坏性的事件，更大力度保障了车库在运行过程中的安全。
2.4 车辆查找定位功能PLC设计
传送感应器的自我诊断是根据查询车辆车库中的硬件系统中的各个转送感应器是否正在工作，检测发出信号是否符合逻辑并进行留存，给其他的运行程序提供判断的依据和保障，是系统运行的后方保障。图2为传感器故障控制流程图。
控制系统可以通过查询传导感应器的信号，快速调出每个停车位的信息，是否有汽车承载板，承载板上的停放的车辆是否停在正确和安全，以及安全钩是否和保险杆的承载板正确等。在复位操作之前，可以用它来确定车库的状态；在泊车位的进出操作中，可以用来判断所要执行的动作是否安全可行。如果检测到的状态与系统认为的不一致，甚至是错误的操作，系统将取消要执行的动作指令，并发出警告。
2.5 客户身份识别功能PLC设计
车主身份的验证方法有很多，车主可以用账户登录的方式，输入正确的密码即可，或是进行刷卡验证。对于固定用户，车主可以在管理室向管理员申请新卡时进行用户注册，设置用户名、密码、车辆信息、有效期等。固定卡车车主可以选择账户名登录或者刷卡两种方式，检验有效期是否到期。车主进入汽车后，只需要在车库入口的读卡器上刷卡以验证身份[5].常驻车主在申请领卡和延期的时候缴纳了相关时长的费用，之后的每次操作验证身份即可无需再进行缴费操作，进一步节省了停车时间。如果是短时间停车，顾客需要按下车库门口的按钮，人机交互系统即可开始运行，在收到外来用户的申请之后，后台会检测车库内剩余车位并判断是否提取临时停车卡。如果停车位剩余足够，后台会控制取卡机出卡，卡片被取出开始计时。取车时，读卡器刷卡付款后即可从仓库卸下。访问车辆的过程因车主身份验证方式的不同而不同。
3 结束语
PLC是一个较为复杂的自动化控制系统。虽然融入PLC技术设计的立体车库控制系统达到了预期的效果，系统界面操作流畅，可以更好的实现立体车库的稳定运行。然而，由于缺乏设计经验，所设计的控制系统仍需进一步的改进和完善。当今世界信息技术高速发展，智能硬件和软件操作系统的发展日趋完善，以及对海外各类先进技术的积极学习引进，立体车库的实际操作将越来越多样化。
参考文献
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文献来源：党梦宇，张群。PLC技术在智能立体车库设计中的应用[J].电子技术与软件工程，2021（18）：116-117.
立体车库论文范文第二篇：立体车库无线振动噪声监测系统的研究
作者：金之明
作者单位：江苏立泊客自动化科技有限公司
摘要：近年来，我国社会经济及人均生活水平得到大幅度提升，使国内私家车保有量呈逐年递增的趋势，但同时也逐渐暴露出一系列城市"停车难"的问题。并且，车辆停放需要占有大量城市土地资源，如果停车场设计规划缺乏合理性，这会浪费大量的土地资源。而机械式立体车库的出现，成为了解决"停车难"问题的一项有力举措。因此，本文以机械式立体车库的研究现状为切入点，在分析机械式立体车库的特点及应用种类的基础上，对机械式立体车库发展趋势进行展望总结，希望以此为机械式立体车库应用价值的提升提供有效价值建议。
关键词：机械式立体车库；研究现状；特点；应用种类；发展趋势；
作者简介：金之明（1968-），男，江苏苏州人，大专，毕业于西安电子科技大学，工程师，现从事于立体车库设计和建设工作。；
Abstract:In recent years, China's socioeconomic and per capita living standards have been greatly improved, so that the number of domestic private car has been increasing year by year, but also gradually exposed a series of urban "parking difficult" problem. And, the parking needs to occupy a large number of urban land resources, if the parking lot design and planning is not reasonable, this will waste a large number of land resources. And the emergence of mechanical three-dimensional Garage, has become a solution to the "parking difficult" problem of a strong measure. Therefore, based on the analysis of the characteristics and application types of the mechanical threedimensional garage, this paper summarizes the development trend of the mechanical three-dimensional garage, it is hoped to provide effective value suggestions for the application value promotion of the mechanical three-dimensional garage.
Keyword:mechanical three-dimensional garage; research status; characteristics; application types; development trend;
0 引言
随着科学技术的快速发展，极大程度上推动了人类社会文明的进步进程，使社会大众的生活生产水平日益提高。与此同时，随着城市规模逐渐扩大，城市内人均活动空间受到较大限制，而充分利用空间则显得尤为重要。比如在人口密度大的大型城市，相继引进立体停车模式，这便符合充分利用空间的发展理念[1].值得注意的是，机械式立体车库属于新型的车库结构，不同于常规停车场，机械式立体车库具有空间资源利用率高、单位车库占地面积小等鲜明特点，而利用其应用优势的基础上，能够有效解决城市规划与停车难之间的矛盾问题。此外，停车场规划设计是城市规划工作的重要环节，由此可见，从提升停车场规划设计效果，并提升机械式立体车库应用价值的角度考虑，本文围绕"机械式立体车库研究现状及发展趋势"进行分析研究具有重要的价值意义。
1 机械式立体车库研究现状
1.1 国外研究现状
自二十世纪六十年代起，在西方发达国家汽车工业快速发展的大环境下，汽车保有量随着得到了快速地增加，以美国、欧洲为典型代表的西方发达国家相继出现停车难等问题，而立体式车库则是缓解城市停车难问题的有力举措。立体式车库不同于普通车库，其专业程度相对较高，涉及计算机、液压、电控及机械等方面的技术内容。同时，因立体式车库技术存在较大的难度，各大国家设计、生产的立体式车库产品存在不同程度的差异。以欧美等西方发达国家为例，因土地资源较为丰富，立体式车库通常采取巷道堆垛式，或采取多层升降横移式。对于日本来说，由于土地资源相对稀缺，因此立体式车库较为多见，并逐渐引进及发展立体式车库技术，使日本的立体式车库技术至今占据行业领先地位。
1.2 国内研究现状
随着我国社会经济的稳步发展，近年来国内汽车保有量呈逐年递增的态势，立体式车库市场缺口持续扩大，但是我国立体式车库的研究水平仍落后于西方发达国家。与此同时，由最初引进、模仿，到目前具备独立研发的能力，我国立体式车库的研发深度得到大幅度提升，使立体车库的类型日趋多样，特别是随着机械式立体车库的出现，使此类产品逐渐变得成熟起来[2].此外，以国内机械行业标准JB/T8713-1998规定为依据，可将立体式车库区分为多个种类，具体包括：水平循环类、简易升降类、巷道堆垛类、平面移动类、垂直循环类、垂直升降类及升降横移类等。由此可见，立体式车库类型繁多，能够满足各类型城市的停车需求。
2 机械式立体车库的特点分析
2.1 占地面积小
对于机械式立体车库的车辆存取操作，需通过电机运行载车板升降，或者横移移动实现。并且，在具体建设期间，需以场地的地形特点为依据，制定合理科学的规划设计方案，选择相适应的停车解决措施，使车位数数倍增加的需求得到有效满足[3].由此可见，利用立体式车库机械结构的特点，可使空间利用率得到有效提升，即在同等面积场地下，机械式立体车库的车辆停放数量远远多于常规平面露天停车场。与此同时，在提升空间利用率的基础上，可使道路资源占用减少，有助于控制单位土地使用成本投入，并在一定程度上减轻城市的停车压力。此外，结合统计数据发现，立体化车库与普通停车场相比，其占地节约面积高达50%.
2.2 存取智能化
对于立体车库，通常使用车牌识别技术与触摸一体机技术，也就是利用人脸识别功能，使自动化存、取车的需求得到有效满足，使车主自主找车或停车的时间得到有效节约。与此同时，在存取智能技术的支持下，车主无需置入设备动作区域，可将停车的安全性、便捷性有效体现出来[4].并且，立体车库能够进行自动化操作，进而可以使人力资源的投入得到有效节省，还能够使管理工作的难度大大降低，且可减少管理费用，为车主提供优惠、便捷、安全的服务。此外，立体化车库相关理论知识较多，融合了液压、电控、自动化及计算机科学技术等知识，能够实现自动化存取车的目标，在人车分离的基础上，能够使人为操作失误造成的安全事故避免发生。
2.3 自动化程度高
对于机械式立体车库来说，其自动化程度高的特点非常鲜明。基于信息技术不断发展的背景下，在机械式立体车库当中合理科学地应用信息技术，可以根据车主的具体需求，考虑到人性化设计元素的融入，可以使停车服务更加便利、高效。与此同时，在机械式立体车库设计期间，由于车主的停车方式有所不同，因此可以将停车底盘设计成自动旋转方式，然后以车主的具体需求为依据，完成车头调换操作，这样车主便可以使车辆快速出库。此外，在机械式立体车库中，以语音提示的方式，可以使车主详细了解到车库内部的情况，例如：车库内部汽车数量、停车位置等相关信息，使车主能够顺利、快速地停车。当然，由于在车库内部进行了相关自动化设备的设置，其通过车库监控系统的应用，与地面系统有效连接的基础上，可有效构建综合性控制系统，进一步能够以汽车停放的需求，对车位进行制动分配，从而实现自动化停车，为车主停车提供极大的便利。
3 机械式立体车库的应用要点分析
3.1 垂直升降式车库
垂直升降式车库，是机械式立体车库的常见类型之一，其应用范围相对广泛，应用优势突出。基于垂直升降式车库运行过程中，一般会采取曳引驱动系统，以此满足控制及管理垂直升降式车库的要求。即：车主停放汽车时，系统操作驱动托盘，然后对托盘加以利用，在升降汽车的基础上，使汽车停至指定的位置当中。同时，采取驱动托盘辅助汽车停放，可以使车库安装流程简化，并使车库升降的速度提升，进一步使汽车停放的可靠性及安全性得到有效保证。此外，对于垂直升降式车库，无需进行匝道、坡道的设置，可使空间利用率得到有效提高，进而在有限空间内停放足够的车辆，以此有助于创设更高的经济价值效益。如图1所示，为垂直升降式车库平面图。
3.2 平面动立体车库
平面动立体车库，通常采取堆垛机实现车辆横向移动，进一步基于横向移动期间，把汽车停放至到指定的位置当中。同时，因堆垛机内部设置了横向运动机，在遵循系统发出的指令的基础上，可以自动停放、存取车辆。并且，平面动立体车库的主要仓储形式为PPY型，基于PPY型仓储内进行专用巷道的设置，巷道内具备轨道2条，其中1条在横移机操作中起到辅助作用，另1条则在车辆存取中起到辅助作用。并且，巷道内两条轨道可能出现同时运行的情况，即同时进行车辆停靠、存入等操作。此外，PPY型仓储形式的内部结构通常是重列式，可使车辆停放的数量增加，进一步还可以利用远程实时监控系统，从而对监控车库的情况进行实时监控，以此使车库内部的安全性得到有效保证。
3.3 升降横移机械式立体停车库
图1 垂直升降式车库平面示意图
对于升降横移机械式立体停车库来说，指的是利用载车板进行升降及横移存取车辆的机械式停车设备，又称为"升降横移式停车库",多实行模块设计，且停车位数量相对较多[5].同时，此类车库可以对若干个场所加以应用，并且运用方式较多，可以使场地空间有效节约，还可以在地下停车场、地面停车场等场所提供使用。此外，在升降横移类机械式停车设备当中，每1个车位均拥有1个载车板，能使系统设备快速到达地面，使停车库的运行效率提高。
4 展望总结
通过本文探究，认识到机械式立体车库广泛应用，能有效解决城市车辆停放难的问题，且有助于平衡车辆停放与城市规划建设之间的用地矛盾问题。以垂直升降式及平面移动式立体车库为例，是常见的机械式立体车库类型，在改变传统车库模式及车辆停放模式的基础上，能够充分利用现有的空间，预防出现浪费城市空间的问题，满足释放大量宝贵土地资源的要求。总之，机械式立体车库以较高的空间利用率、自动化程度及安全性等鲜明优势，深受社会大众的青睐，发展趋势可观，且前景明朗，在城市建设工作开展期间，需充分重视机械式立体车库的设计、建设及应用。
参考文献
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文献来源：金之明。机械式立体车库研究现状与发展趋势研究[J].内燃机与配件，2021（17）：167-168.