摘要
设计立体车库主要是考虑到现如今交通拥挤、车位数量有限。立体机械停车设备以其平均单车占地面积小的独特特性，已被广大用户接受广泛推广。一个立体车库不仅可以解决停车难的社会问题，还可以节省土地资源。本论文设计的立体车库，是以电机为动力通过链条传动带动车体移动，采用PLC编程控制，垂直提升平移式立体车库
立体车库模型采用垂直提升式的类似于电梯的工作原理，在提升机的两侧布置车位由电机为动力，用行程开关限位控制，可以准确的定位。在构架方面我们采用不锈钢材料，安全性高、轻巧与其他建筑材料相比，钢的强度高材质也好，可靠性强。在控制方面我们采用的PLC可以自动化控制电机，不需要太多的人工操作。造价与传统的平面停车场相比要低。而且可利用空间多了，不但节约了制造方的成本，与节约了停车的费用。
设计的立体车库有许多特点，而最突出的就是设备可以实现无人值守，只需要有一个控制室操作就行了，存车取车还不用倒车，方便了停车。维护也比较容易，主要的电路都是设计在外面，电路故障很容易排除。在许多的场所都可以运用，所受的限制很少。
关键词：FX2N编程器、控制电路、升降机构
1．1控制系统
空气开关主要有起到通断线路和保护线路过载、短路。变压器与整流电路的作用是，提供线路所需的稳定电压和所需的直流电压。交流接触器的作用主要是，实现自锁、互锁和电动机的正反转。按钮的作用主要是，通过按钮的通断来控制FX2N 编程器的信号的输入。FX2N编程器的作用主要是，控制所有电路的运行。这些元件形成一个自动存车，自动取车系统，并且，通过管理系统的支持下，实现全自动化。
1.2平移系统
主要有横移轨道，电梯框架、220V交流电机、行程开关、链条和齿轮，主要作用是通过交流电机的正反转带动电梯架左右横移，来实现小车车位左右移动的目的。经过检测系统的排查，确认哪个车位是空库，经横移将电梯架移动到空库位置，来实现车的存取。
1.3升降系统
主要有6~24V直流电机、行程开关、绳索、滑轮、电梯架和电梯厢，主要作用是，通过直流电机的正反转带动电梯厢的升降，来实现小车到达楼层的目的。升降系统是立体车库的中枢部分，它能把检测系统的指令实现，在得到指令后，第一个执行机构由平移系统完成，将车位对应；第二个执行机构就是升降系统，待车位对应后，电梯就会运作，将车送到检测楼层，并在车离开车厢（电梯厢）后，车厢会在3秒后自动回到底层，以致不影响下一步运作。
第二章：电梯式立体车库的主体结构及工作原理
本次设计中的电梯式立体车库能够完成如下功能：
1）汽车停靠在停车板指定的位置上。
2）通过移动电梯架来实现汽车前后移动，移动到指定的位列。
3）通过电梯的上下移动来实现汽车上下移动，移动到指定的楼层。
4）移动电梯里的移动托板来实现汽车的存取，移动到指定的停车位。
本车库实物模型的结构如下图1所示：
图1：电梯式立体车库实物模型
钢结构框架主要由电梯架、电梯厢、停车库等部件组成
电梯：用6~24V直流电机、220V交流电机、升降绳、轿厢、行程开关、轮子和钢片焊接框架而成。直流电机电机特点是一断电可以自锁抱紧不用外接自锁，使电梯升降能准确到位。轮子安装在电梯底部使它可以横移动作，电梯平移运动用220V交流电机加链条带动，行程开关定位可以自动到达一、二、三位和往返。
停车架：全部用钢片钻孔和螺丝拧紧组成，做成三层9车位框架。
1 控制系统
本车库模型的控制系统方框图如下图2所示：
图2：电梯式立体车库控制器方框图
工作原理：当合上空气开关，AC电源通过变压器变压为6V和24V电源低压电源，6V通过整流电路后给直流电机供电，直流电机的控制，由接触器主触头完成，并且通过变换加在电机上面电压的极性来控制直流电动机正反转。24V交流电源给交流接触器线圈，由PLC的输出端控制其是否得电，从而实现电路的通断。
2 平移系统
本车库模型的平移系统方框图如下图3所示
图3：电梯式立体车库平移系统方框图
工作原理：控制系统的编程器得到车位空缺的指令，通过KM1线圈得电，使交流电动机正转，带动齿轮使链条动作，从而电梯架开始平移到对应的车位，撞击行程开关后线圈断电。
3 升降系统
本车库模型的升降系统方框图如下图4所示
图4：电梯式立体车库升降系统方框图
工作原理：平移到位后，得到编程器指令，KM3线圈得电，直流电动机正转，通过滑轮拉动绳索令电梯厢到达指定楼层，撞击行程开关后停止。三秒后KM4线圈得电，直流电动机反转，电梯厢回到一层。
第三章系统设计
3.1硬件设计
本系统模型采用不锈钢结构材料作为主要支架，其简图及尺寸标注如下图：
电梯框架采用不锈钢焊接而成，停车框架采用不锈钢钻孔，用螺丝螺母拧紧。根据立体车库的概念型设计和取材便利的原则，选择了小功率元件来实现系统的硬件配置，如下表1所示。
表1：电梯式立体车库模型硬件配置清单
名称参数代号数量交流接触器CJX2-1210 380V 220V KM1 4个
空气开关DZ47LE-83 220V QF 1个
变压器BK-50 50-60HZ 220-380V T 1个
编程器FX2N-48MR 1台
按钮3A/250V SB 17个220V交流电动机单相50HZ（220V）M1 1台电容CBB61 0.47Uf 50/60HZ C 1个
齿轮7齿12.7mm内径2个
行程开关CXW-5CB 5A/25V-250V SQ 3个链条100CM 1条
轮子3个
滑轮10.0MM内径1个
绳索尼龙绳50CM 1条行程开关CXW-5CB 5A/25V-250V SQ 3个
3.2 软件设计：
由于本系统的控制器核心，采用了三菱PLC主机作为控制核心元件，根据控制要求对FX2N-48MR进行I/O分配（见表2）后，进行了软件的编程和系统调试，其控制系统的软件程序指令表，如表3所示。
表2：电梯式立体车库PLC控制器I/O分配表
输入输出
元件作用输入点元件作用输出点SB1 急停X0 KM1 电梯上升继电器Y1 SB2 复位X1 KM2 电梯下降继电器Y2 SB3 自动运行X2 KM3 电梯横移前进继电器Y3 SB4 手动运行X3 KM4 电梯横移后退继电器Y4 SQ1 一层行程开关X11 HL1 到位指示灯Y5 SQ2 二层行程开关X12
SQ3 三层行程开关X13
SQ4 一位电梯横移行程开关X14
SQ5 二位电梯横移行程开关X15
SQ6 三位电梯横移行程开关X16
SB10 一层电梯按钮X20
SB11 二层电梯按钮X21
SB14 二位电梯横移按钮X24
SB15 三位电梯横移按钮X25
SB16 二层电梯下降按钮X26
SB17 二位电梯横移后退X27
主电路
接线图
0M8002
SET S0 X000
4STL S0 5ZRST S20S34
10X001
SET S1
13STL S1
14X011
Y002
16X011X014
Y004 X014X002
SET S20 X003
SET S34
30STL S20
31X020
SET S21
34X021
SET S22
37X022
SET S23
40STL S21
41X023
SET S24
44X024
SET S25
47X025
SET S26
50STL S22
51X023
SET S27
54X024
SET S28
57X025
SET S29
梯形图
60STL S23
61X023
SET S30
64X024
SET S31
67X025
SET S32
70STL S24
71X011X014
Y005
T0
K20
X000
SET S33
80STL S25
81X011X015
Y003 X015
Y005
T1
K20
T1
SET S33
94STL S26
95X011X016
Y003 X016
Y005
T2
K20
T2
SET S33
108STL S27
109X014X012
Y001 X012
Y005
T3
K20
T3
SET S33 122STL S28
123X015
Y003
125X015X012
Y001 X012
Y005
T4
K20
T4
SET S33
138STL S29
139X016
Y003
141X016X012
Y001 X012
Y005
T5
K20
T5
SET S33
154STL S30
155X014X013
Y001 X013
Y005
T6
K20
T6
SET S33
168STL S31
169X015
Y003
171X015X013
Y001 X013
Y005
T7
K20
T7
SET S33 184STL S32
185X016
Y003
187X016X013
Y001 X013
Y005
T8
K20
T8
SET S33
200STL S33
201X011
Y002
203X011X014
Y004 X014
S20
211STL S34
212X021X012Y002
Y001 X022X013
219X026X012Y001
Y002 X020X011
226X024X015Y004
Y003 X025X016
233X027X015Y003
Y004 X023X014
240RET
241END
指令表
表3：电梯式立体车库PLC控制指令表
0 LD M8002 88 OUT T1 K20 173 ANI X013
1 OR X000 9
2 SET S3
3 17
4 OUT Y001
2 SET S0 94 STL S26 175 MPP
4 STL S0 9
5 LD X011 17
6 AND X013
5 ZRST S20 S34 9
6 MPS 17
7 OUT Y005
10 LD X001 97 ANI X016 178 OUT T7 K20
11 SET S1 98 OUT Y003 181 AND T7
13 STL S1 99 MPP 182 SET S33
14 LDI X011 100 AND X016 184 STL S32
15 OUT Y002 101 OUT Y005 185 LDI X016
16 LD X011 102 OUT T2 K20 186 OUT Y003
17 MPS 105 AND T2 187 LD X016
18 ANI X014 106 SET S33 188 MPS
19 OUT Y004 108 STL S27 189 ANI X013
20 MPP 109 LD X014 190 OUT Y001
21 AND X014 110 MPS 191 MPP
22 MPS 111 ANI X012 192 AND X013
23 AND X002 112 OUT Y001 193 OUT Y005
24 SET S20 113 MPP 194 OUT T8 K20
26 MPP 114 AND X012 197 AND T8
27 AND X003 115 OUT Y005 198 SET S33
28 SET S34 116 OUT T3 K20 200 STL S33
30 STL S20 119 AND T3 201 LDI X011
31 LD X020 120 SET S33 202 OUT Y002
32 SET S21 122 STL S28 203 LD X011
34 LD X021 123 LDI X015 204 MPS
35 SET S22 124 OUT Y003 205 ANI X014
37 LD X022 125 LD X015 206 OUT Y004
38 SET S23 126 MPS 207 MPP
40 STL S21 127 ANI X012 208 AND X014
41 LD X023 128 OUT Y001 209 OUT S20
42 SET S24 129 MPP 211 STL S34
44 LD X024 130 AND X012 212 LD X021
45 SET S25 131 OUT Y005 213 ANI X012
47 LD X025 132 OUT T4 K20 214 LD X022
48 SET S26 135 AND T4 215 ANI X013
50 STL S22 136 SET S33 216 ORB
51 LD X023 138 STL S29 217 ANI Y002
52 SET S27 139 LDI X016 218 OUT Y001
54 LD X024 140 OUT Y003 219 LD X026
55 SET S28 141 LD X016 220 ANI X012
57 LD X025 142 MPS 221 LD X020
58 SET S29 143 ANI X012 222 ANI X011
60 STL S23 144 OUT Y001 223 ORB
61 LD X023 145 MPP 224 ANI Y001
62 SET S30 146 AND X012 225 OUT Y002
64 LD X024 147 OUT Y005 226 LD X024
65 SET S31 148 OUT T5 K20 227 ANI X015
67 LD X025 151 AND T5 228 LD X025
68 SET S32 152 SET S33 229 ANI X016
70 STL S24 154 STL S30 230 ORB
71 LD X011 155 LD X014 231 ANI Y004
72 AND X014 156 MPS 232 OUT Y003
73 OUT Y005 157 ANI X013 233 LD X027
74 OUT T0 K20 158 OUT Y001 234 ANI X015
77 AND X000 159 MPP 235 LD X023
78 SET S33 160 AND X013 236 ANI X014
80 STL S25 162 OUT T6 K20 237 ORB
81 LD X011 165 AND T6 238 ANI Y003
82 MPS 166 SET S33 239 OUT Y004
83 ANI X015 168 STL S31 240 RET
84 OUT Y003 169 LDI X015 241 END
85 MPP 170 OUT Y003
86 AND X015 171 LD X015
87 OUT Y005 172 MPS
3.3效果
在设计立体车库的时候，所要实现的功能是汽车可以自动停放，在车停下后可以被机器自动运送到所设计的车库里。经过不懈的努力克服技术困难，我们做出了三乘三一共九个车位。
车库和一个垂直平移的电梯组成概念模型，这个作品可以实现车的定位移动，当车停下后可通过按钮操作，电梯先平移撞到行程开关后停在空余的车位，停下后电梯垂直上升碰到行程开关停在指定的层数。以上就是概念模型所实现的功能和效果。
第四章电路设计
由五个普通二极管，一个稳压二极管，两个电容1000uF、100uF，组成桥式整流电路。把交流电24V整流成直流稳压电24V。用在电梯升降直流电机上。
电路图如下图4：
图4：桥式整流电路原理图（参考课本电子技术）
总结
随着汽车工业的迅速发展和人民生活的不断提高，汽车保有量迅速增长，汽车停放车位紧张的问题越来越突出，对立体车库的需要越来越迫切。如何设计建造占地面积少、停车车辆多而且存取速度的立体车库已是现在许多企业和研究立体车库的发展技术与现状的基础上，对升降横移式立体车库进行了研究，完成了升降横移立体车库的设计。
2011年12月，我开始了我的毕业论文工作，时至今日，论文基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。
9月初，在与导师的交流讨论中我的题目定了下来，是“立体车库设计”。当选题报告，开题报告定下来的时候，我当时便立刻着手资料的收集工作中，当时面对浩瀚的书海真是有些茫然，不知如何下手。在导师细心的指导下，终于使
我对自己现在的工作方向和方法有了掌握。
9月中旬，资料已经查找完毕了，我开始着手制作毕业设计。在制作过程中遇到困难我们就及时和导师联系，并和同学互相交流，请教专业课老师。
12月初，在大家的帮助下，困难一个一个解决掉，“立体车库”也慢慢成型。
我不会忘记这难忘的几个月的时间。毕业设计的制作给了我难忘的回忆。
脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，也会对我未来的学习和工作有很大的帮助。
在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。
致谢
感谢田玉瑛老师、李阳老师在学习工作上的指导，感谢同学们的支持帮助，互相配合共同完成这项任务。
在我的学业和论文的研究工作中无不倾注着老师们辛勤的汗水和心血。老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在此我要向我的导师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
参考文献
1、PLC编程100例/肖峰，贺哲荣主编——北京：中国电力出版社，2009
2、可编程序控制器及其应用/王国海主编——2版——北京：中国劳动社会
保障出版社，2007
3、可编程序控制器及编程实例/王全友，夏国宏主编——北京：机械工业出版
社，2009.11
4、钳工工艺（第四版）——北京：中国劳动社会保障出版社，2007
5、电机与变压器（第四版）——北京：中国劳动社会保障出版社，2007
6、杨兰春《电梯曳引机设计.安装.维修机》
7、张启君《立体车库的主要型式及技术特点》
8、电子技术基础（第四版）——北京：中国劳动社会保障出版社，2007