馬洪波

(黑龍江林業(yè)職業(yè)技術(shù)學院，黑龍江 牡丹江 157011)

0 引言

隨著人們生活水平的不斷提高，私家車的保有量得到快速增長，在提高人們生活水平的同時，停車難的問題也嚴重困擾著人們。在人們的生活環(huán)境中，無論是小區(qū)地下停車位還是商場、醫(yī)院、辦公樓等的地下車庫，都因為面積有限，難以滿足眾多車輛的停放需求，導致部分小區(qū)、辦公場所周邊存在大量車輛違規(guī)停放問題，嚴重的甚至會影響道路交通秩序。針對這一突出問題，仍然以傳統(tǒng)的形式擴大停車場的建造規(guī)模已經(jīng)難以滿足社會和生活的需要，因此，利用有限的空間實現(xiàn)最大化車輛停放功能的立體停車庫是未來車輛停放的主要方式之一，立體停車庫不僅具有節(jié)省土地資源的優(yōu)點，更使停車過程變得簡單舒適，因此具有高度自動化功能的升降式立體停車場將成為替代現(xiàn)階段地下停車位的有效途徑。

1 自動升降停車庫的結(jié)構(gòu)原理

1.1 基本結(jié)構(gòu)

自動化升降停車庫的優(yōu)勢是最大化利用了空間資源，使傳統(tǒng)的平層停放優(yōu)化為多層的矩陣式停放模式。盡管現(xiàn)階段的自動升降停車庫形式和應用的技術(shù)各不相同，但是基本結(jié)構(gòu)和工作原理大體相似，如圖1所示為5層停放升降停車庫，其主要功能結(jié)構(gòu)包括以下幾大部分。

圖1 升降停車庫結(jié)構(gòu)示意

(1)支撐架體。主要采用工業(yè)常用型材焊接而成，例如工字鋼、槽鋼、角鋼等，通過總成焊接后再進行螺紋連接裝配的形式實現(xiàn)多層架體的固定，形成對各個車位的支撐作用。

(2)汽車托板。既作為傳統(tǒng)的停車入位作用，同時還能夠承載汽車重量進行升降和移動，汽車托板多是通過矩形鋼管或角鋼焊接成架體，再與鋼板進行裝配或焊接制造而成的，汽車托板的尺寸根據(jù)常見的停車位尺寸進行設計，方便汽車的快速停入。

(3)傳動結(jié)構(gòu)。傳動的形式主要包括垂直升降和水平移動兩種。通常來說垂直升降通過液壓系統(tǒng)、電機裝置和減速器組成，并具有上升至指定位置的制動功能；水平移動功能通過電機提供動力，減速器帶動汽車托板在導軌上實現(xiàn)水平位置的移動。

(4)控制系統(tǒng)。主要對汽車的升降、轉(zhuǎn)移、空位移動等動作進行控制，包括了自動控制、手動控制兩種形式。其中自動控制功能，包括對監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析、空車位自動供給、停車完畢后自動轉(zhuǎn)移、停車狀態(tài)檢測等；手動控制通過人工控制空車位下降和人工轉(zhuǎn)移已停車位等功能。此外，控制系統(tǒng)還包括了手動急停、自動檢測車長、超重警報、人員誤入檢測等安全功能。

1.2 工作原理

當有車輛需要停放或已經(jīng)停放的車輛需要駛出時，駕駛員或停車場工作人員應先選擇相應的功能按鍵，目標汽車托板則被選定并進行垂直和水平移動，最終運行到最下層，以便于汽車停入或駛出車位。若目標車位位于最底層，則只進行水平移動而無需升降，若二層及以上車位為目標車位，則不僅需要水平移動，還必須通過下方每一層的水平移動調(diào)整出空位才能逐漸下降至一層，通常情況下，一層的初始車位只進行水平移動，頂層的初始車位只進行升降移動，而中間層的初始車位既進行水平移動又同時進行升降移動。

2 智能控制功能設計

2.1 控制功能與流程設計

控制系統(tǒng)的主要功能如圖2所示，包括了停車功能選擇與安全檢測、PLC自動控制、停車動作執(zhí)行及狀態(tài)顯示三大主要功能，智能停放過程首先對車輛信息進行讀取，讀取的方式通過車牌自動錄入進行，通過攝像頭自動獲取車牌號碼使車輛與待停放車位相關聯(lián)，車輛選擇停放功能后，PLC控制器自動供給一個空車位到一層，空車位的確定通過光電直返式傳感器檢測實現(xiàn)，駕駛員駕駛車輛進行停車入位并通過傳感器檢測車輛位置、長度、重量是否符合停車要求。待駕駛員離開車輛到達安全位置后，停車保護相關裝置執(zhí)行到位，保證車身固定，控制器控制汽車托板攜帶車輛回到托板的初始位置進行停放，利用中間繼電器對接觸器的自鎖互鎖功能實施控制，同時傳感器檢測車輛是否到位，如出現(xiàn)異常警示器會自動報警。

圖2 控制系統(tǒng)的主要功能

2.2 主要硬件選型標準

2.2.1 PLC選型

現(xiàn)階段市場上的PLC產(chǎn)品呈多樣化趨勢，由于不同種類的PLC產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)、安裝形式、性能等方面存在較大差異，因此，對于自動升降停車庫的PLC選型，應以實際功能需求為主。建議選用具有模塊化結(jié)構(gòu)的PLC，以適應多種工況的停車要求，并便于未來的功能擴展，由于停車入位的運行方案相對簡單，通常選用小型的集中式PLC安裝即能實現(xiàn)控制策略功能要求，PLC只需要具備運算、定時、計數(shù)等功能即可滿足升降停車庫的功能需求。

2.2.2 電機選型

為滿足汽車托板升降和移動的需求，通常需要電機與減速器進行合理匹配，以保證汽車托板運動過程的速度均勻與平穩(wěn)。通常情況下，用于垂直升降的電機功率要比水平移動的電機功率高一些，對于家用車的停放來說，水平移動電機的功率通常在0.75 kW左右即可，而垂直升降的電機功率需要在3.75 kW以上，才能保證升降過程的安全性。

2.2.3 其他硬件選型

其他硬件主要包括了限位開關、光電開關、各種按鈕及多種傳感器等。限位開關主要用來實現(xiàn)設備運行到某一位置的限位保護功能，限位開關多安裝于汽車托板上，當限位開關與觸點接觸即開始制動工作，常用的限位開關包括WL系列、LXP1系列、CD4N系列行程開關；光電開關主要用于檢測汽車托板上是否有車輛停放，常用的光電傳感器包括OMRONE32-T16、坤式GBL41X等。

2.3 停車流程圖設計

對于目標車位的停車流程圖設計如圖3所示，考慮到了停車過程可能出現(xiàn)的故障問題，并有針對性地進行了檢測與故障自動處理，有效提高了停車過程的可靠性。

圖3 目標車位的停車流程圖

3 結(jié)語

自動升降停車庫是解決現(xiàn)階段停車困難的有效手段，也提高了環(huán)境利用率，降低了建造停車場的成本，但同時，要想快速實現(xiàn)自動升降停車場的應用與普及，就必須通過提升自動化和智能化程度來優(yōu)化使用體驗，使停車更為便捷、高效。

(03)