2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p><b>  摘要</b></p><p>  隨著科技的不斷進(jìn)步,城市人口的不斷增加,人與地的矛盾也日益凸顯出來。近年來我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速增長(zhǎng),人們的生活水平不斷提高的同時(shí)汽車擁有率也迅速上升,以往那種單平面的停車場(chǎng)或者停車坪已經(jīng)不能夠滿足人們的需求。多停車位、少用空間、操作簡(jiǎn)單、安全可靠是人們對(duì)車庫改造的目標(biāo),而立體車庫的出現(xiàn)則消除了車多地少、有車沒處停的局面。</p&g

2、t;<p>  立體車庫在中國(guó)是一個(gè)新興行業(yè),立體車庫可以緩解城市動(dòng)靜態(tài)交通問題、改善居住環(huán)境有效利用土地價(jià)值。立體車庫是一種以單層平面停車場(chǎng)為核心、多平面的空間停車車庫,通過可程序設(shè)計(jì)控制器(programmable logic controller ,簡(jiǎn)稱PLC)控制車位空間位置的變化,使汽車的位置發(fā)生從平面到空間的變化,實(shí)現(xiàn)了單層平面??慷噍v汽車的可能。升降橫移式立體車庫利用托盤位移產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)多層車位的升降來

3、存取車輛。</p><p>  目前,立體車庫主要有一下幾種升降橫移式、垂直循環(huán)式、簡(jiǎn)易升降式、垂直升降式、平面移動(dòng)式、巷道堆垛式等。本文主要通過對(duì)升降橫移式立體車庫原理的研究,探討了應(yīng)用可程序設(shè)計(jì)控制器PLC在計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,介紹了3x6立體車庫模型實(shí)現(xiàn)情況。由于系統(tǒng)采用了PLC 控制,按動(dòng)控制按鈕即可完成汽車的存取過程,操作簡(jiǎn)單、存取方便??刂齐娐凡糠植捎媒涣鹘佑|器的傳統(tǒng)控制方式,運(yùn)行安全可靠。

4、機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)以往的地下車庫要留出足夠?qū)挼男熊囆诺?,平均一輛車就要占據(jù)40平米的面積,而采用立體車庫可使地面的使用率提高80%-90%,如果采用地上多層(21層)立體車庫的話,50平米的面積就可以停放40輛車,這可以大大的節(jié)省有限的土地資源,并節(jié)省土地開發(fā)成本。這對(duì)眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。</p><p><b>  目錄</b></p>

5、<p><b>  1 緒論1</b></p><p>  1.1立體車庫概述1</p><p><b>  1.1.1概述1</b></p><p>  1.1.2立體車庫的分類及其特點(diǎn)1</p><p>  1.2立體車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況6</p><p&g

6、t;  1.2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展情況6</p><p>  1.2.2國(guó)外發(fā)展情況7</p><p>  2 部分立體車庫控制方式的比較9</p><p>  2.1立體車庫的控制形式9</p><p>  2.1.1 繼電器控制9</p><p>  2.1.2可編程控制器(PLC)控制9</p>

7、<p>  2.1.3單片微機(jī)(Single Chip MicroComputer)控制10</p><p>  2.2 立體車庫控制方式的比較11</p><p>  2.2.1 升降橫移立體車庫的控制系統(tǒng)11</p><p>  2.2.2垂直循環(huán)式車庫的控制系統(tǒng)12</p><p>  2.2.3巷道堆垛式12&l

8、t;/p><p>  2.2.4水平循環(huán)式13</p><p>  2.3 幾種立體車庫的特點(diǎn)及比較14</p><p>  2.4 選擇設(shè)計(jì)的立體車庫15</p><p>  3 升降橫移式立體車庫16</p><p>  3.1 升降橫移式立體車庫的主要組成部分16</p><p> 

9、 3.2 升降橫移式立體車庫車位結(jié)構(gòu)16</p><p>  3.3 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖16</p><p>  4 升降橫移式立體停車庫的硬件系統(tǒng)18</p><p>  4.1控制系統(tǒng)控制核心單元的選擇18</p><p>  4.2 傳感器的選擇19</p><p>  4.3 行程開關(guān)

10、20</p><p>  4.4 驅(qū)動(dòng)元件21</p><p>  4.5 生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖22</p><p>  5 升降橫移式立體停車庫的軟件系統(tǒng)24</p><p>  5.1軟件所要完成的控制任務(wù)24</p><p>  5.2控制程序流程圖24</p><p>

11、;  5.3控制程序優(yōu)化24</p><p>  6 升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)27</p><p>  6.1升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)27</p><p>  6.2升降橫移式立體停車庫3×6控制系統(tǒng)28</p><p>  6.2.1升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制任務(wù)28</p><p&g

12、t;  6.2.2升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的基本要求30</p><p>  6.3 PLC的I/O口資源配置32</p><p>  6.4 升降橫移類立體車庫的梯形圖33</p><p><b>  總結(jié)42</b></p><p><b>  致謝43</b></p>

13、<p><b>  1 緒論</b></p><p><b>  1.1立體車庫概述</b></p><p><b>  1.1.1概述</b></p><p>  機(jī)械式立體車庫就是以立體化的方式用機(jī)構(gòu)來存取、停放車輛的整個(gè)停車設(shè)施,即用機(jī)械設(shè)備將汽車存放到立體化的停車位或從停車位元取

14、出的方式。機(jī)械式立體停庫是近幾十年順應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,在市場(chǎng)需求的迫切影響下應(yīng)用而生的一種新型停車系統(tǒng),與傳統(tǒng)的自走式停車庫不同,用地緊張、車多地少的狀況下,將車輛多層存放,其最大優(yōu)點(diǎn)是能夠大量節(jié)省有限的地表面積,將停車位向空間和地下發(fā)展,采用光機(jī)電方式存取汽車,自動(dòng)化程度較高,代表了停車場(chǎng)的發(fā)展方向。</p><p>  1.1.2立體車庫的分類及其特點(diǎn)</p><p>  機(jī)械式立體車庫

15、種類較多運(yùn)行原理和組成結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn),目前我國(guó)把機(jī)械式停車設(shè)備共分為九大類,即:升降橫移式(psh)、垂直循環(huán)式(pcs)、簡(jiǎn)易升降式(pjs)、垂直升降式(pcs)、平面移動(dòng)式(ppy)、巷道堆垛式(pxd)、多層循環(huán)式(pds)、汽車專用升降機(jī)式(pqs)。上述各類型的停車設(shè)備,采用不同的工作原理和技術(shù),適用于不同的場(chǎng)地條件,各有特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。</p><p> ?。?)升降橫移式立體車庫:采用以載車板升降或橫移

16、存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備的立體車庫叫做升降橫移機(jī)械式車庫。升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計(jì),車位數(shù)從幾到上百均可采用,能夠利用多種場(chǎng)地條件,運(yùn)用多種組合方式,有效利用場(chǎng)地現(xiàn)有空間,也能廣泛適用于地下停車場(chǎng)及地面停車場(chǎng)的改造,主要應(yīng)用在住宅小區(qū)的的公用停車場(chǎng)、機(jī)關(guān)單位、商用寫字樓、賓館的地上地下停車場(chǎng),存取車快捷便利,獨(dú)特跨梁設(shè)計(jì),車輛出入無障礙。采用PLC控制,自動(dòng)化程度高。環(huán)保節(jié)能,低噪音。如圖1-1所示。</p>&l

17、t;p>  1-1 升降橫移式立體車</p><p>  (2)垂直循環(huán)式立體車:庫采用垂直方向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)的停車系統(tǒng)存取車輛的停車設(shè)備直循環(huán)類立體車庫。這種停車庫設(shè)被動(dòng)力單一、控制簡(jiǎn)單、占地面積小,適合散地塊、下小規(guī)模停車場(chǎng),也可用于機(jī)關(guān)單位車輛不多、停車區(qū)域小又分散車場(chǎng)。在58m2的地方建起大型垂直循環(huán)類機(jī)械停車庫,可容納34輛轎車或24兩面包車。</p><p>  方便:使用

18、PLC自動(dòng)調(diào)車, 一次按鍵即可完成存取車。</p><p>  迅速:調(diào)車時(shí)間短,取車快速。</p><p>  靈活:可設(shè)置在地面上或半地上半地下,可獨(dú)立或附設(shè)在建筑物內(nèi),還可多臺(tái)組合。   </p><p>  經(jīng)濟(jì):可省去購(gòu)置土地的大量費(fèi)用,有利于合理規(guī)劃和優(yōu)化設(shè)計(jì)。   </p><p>  省電:一般不需要強(qiáng)制通風(fēng),無大面積照明,耗

19、電量?jī)H為普通地下車庫的35%。如圖1-2所示</p><p>  1-2 垂直循環(huán)式立體車庫</p><p> ?。?)水平循環(huán)式立體車庫:采用一個(gè)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的車位系統(tǒng)存取停放車輛的機(jī)械設(shè)備的車庫叫做水平循環(huán)式立體車庫。</p><p>  1-3 水平循環(huán)式立體車</p><p> ?。?)多層循環(huán)式立體車庫:是通過使載車板作上下循環(huán)運(yùn)動(dòng)

20、,來實(shí)現(xiàn)車輛多層循環(huán)式停車的,從而減少占地面積,提高存取車自動(dòng)化程度的機(jī)械式立體車庫。多層循環(huán)式立體車庫最適宜建造于地形細(xì)長(zhǎng)且地面只允許設(shè)置一個(gè)出入口的場(chǎng)所,如建筑在地下室、廣場(chǎng)、便道的地下及高架橋下面,如圖1-4所示。</p><p>  1-4 多層循環(huán)式立體車庫</p><p>  (5)平面移動(dòng)式立體車庫:采用在同一層上用搬運(yùn)臺(tái)車或者起重機(jī)平面移動(dòng)車輛,或使載車板平面橫移實(shí)現(xiàn)存取

21、停放車輛,也可用搬運(yùn)平臺(tái)和升降機(jī)配合實(shí)現(xiàn)多層平面移動(dòng)存取停放車輛的機(jī)械式停車設(shè)備叫平面移動(dòng)類立體車庫。整機(jī)特點(diǎn):每層的車臺(tái)和升降機(jī)分別動(dòng)作,提高了車輛的出入庫速度,可自由利用地下空間,停車規(guī)??蛇_(dá)到數(shù)千臺(tái)。部分區(qū)域發(fā)生故障時(shí),不影響其他區(qū)域的正常運(yùn)行,因此使用更加方便;采用以車輛駕駛員為中心的設(shè)計(jì)方法,提高了舒適性。采取多重保險(xiǎn)措施,安全性能卓越;通過計(jì)算機(jī)和觸屏接口進(jìn)行綜合管理,可全面監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀況,并且操作簡(jiǎn)單。如圖1-5所示:

22、</p><p>  1-5 平面移動(dòng)式立體車庫</p><p> ?。?)巷道堆垛式立體車庫:采用以巷道堆垛機(jī)或橋式起重機(jī)將進(jìn)到搬運(yùn)機(jī)器的車輛水平且垂直移動(dòng)到存車位,并用存取機(jī)構(gòu)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。這種停車設(shè)備是20世紀(jì)60年代后歐洲更具自動(dòng)化立體倉庫原理設(shè)計(jì)的一種專門用于停放小汽車的立體車庫。該種立體車庫的設(shè)備采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制,是一種集機(jī)光自動(dòng)控制的為一體的全自動(dòng)化立體停車

23、庫,它的出現(xiàn)解決了人們希望解決的大型自動(dòng)化停車難題:巷道堆垛式立體車庫主要適用于需要大型密集式停車的地方,可設(shè)置于地上或地下,充分利用有效空間。載車板的升降和行走同時(shí)運(yùn)行,存取車方便快捷。全封閉式管理,安全可靠,保障人、車安全。如圖1-6所示:</p><p>  1-6 巷道堆垛式立體車庫</p><p>  (7)垂直升降式立體車庫:也稱為塔式機(jī)械式立體停車庫,它是通過升降機(jī)的升降和

24、裝在提升機(jī)上的橫移機(jī)構(gòu)將車輛或載車板橫移,實(shí)現(xiàn)存取車輛的機(jī)械式停車設(shè)備。它又稱為塔式機(jī)械式立體停車庫或電梯式立體停車庫。垂直升降式立體車庫在我國(guó)發(fā)展比較快,特別是一些電梯企業(yè)因這類設(shè)備的升降機(jī)構(gòu)部件與電梯類似,而對(duì)其進(jìn)行了大量的研究,并且大量生產(chǎn)。垂直升降式立體車庫類似于電梯的工作原理,在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位元,一般地面需要一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái),可以省去司機(jī)調(diào)頭。如圖1-7所示:</p><p>  1-7 垂直升降式

25、立體車庫也稱</p><p> ?。?)簡(jiǎn)易升降式立體停車庫:分為上下兩層或二層以上,借助升降機(jī)構(gòu)或俯仰機(jī)構(gòu)使汽車存入或取出的簡(jiǎn)易機(jī)械式停車設(shè)備叫做簡(jiǎn)易升降式立體停車庫。簡(jiǎn)易升降類機(jī)械式停車設(shè)備一般為準(zhǔn)無人方式,即人離開后移動(dòng)汽車的方式。一個(gè)車位泊兩臺(tái)車 。(最適宜多車型家庭用)構(gòu)造簡(jiǎn)單實(shí)用,無需特殊地面基礎(chǔ)要求。適合裝置于工廠、別墅、住宅停車場(chǎng)。可任意遷移,搬遷安裝容易或根據(jù)地面情況,獨(dú)立及多臺(tái)設(shè)備。備有專用鎖

26、匙開關(guān),防止外人開動(dòng)設(shè)備。車板防下滑保險(xiǎn)裝置。如圖1-8所</p><p>  1-8 簡(jiǎn)易升降式立體停車庫</p><p> ?。?)汽車專用升降機(jī)是專用于處于不同平面的汽車搬運(yùn)的升降機(jī),它只起搬運(yùn)作用,無自接存取功能。當(dāng)前,由于土地資源稀缺,建設(shè)立體車庫時(shí)往往會(huì)遇到土地狹小而無法采用建設(shè)自走式坡道車庫的情況,這個(gè)時(shí)候就可以采取汽車升降機(jī)的辦法,將汽車直接升降,替代汽車進(jìn)入車庫的斜坡道

27、,大大節(jié)省了空間,提高了車庫的利用率。汽車升降機(jī)適用于小區(qū)、醫(yī)院、酒店、寫字樓、空港等多層車庫,替代汽車自走坡道,節(jié)省了大量的土地。如圖1-9所示:</p><p>  1-9 汽車專用升降機(jī)</p><p>  1.2立體車的國(guó)內(nèi)外發(fā)展情況</p><p>  1.2.1國(guó)內(nèi)發(fā)展情況</p><p>  進(jìn)入20世紀(jì)以來,在國(guó)內(nèi)舉辦了多個(gè)

28、與停車設(shè)備相關(guān)的展覽會(huì),2006年十月在上海舉辦的“2006上海國(guó)際停車設(shè)備和智能系統(tǒng)展覽會(huì)”同樣熱鬧非凡,它吸引了來自德、日、美等世界上知名的停車設(shè)備制造商,全自動(dòng)立體停車設(shè)備的容車能力及其技術(shù)完備,先進(jìn)程度已被世界廣泛承認(rèn)和接受</p><p>  我國(guó)機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始,90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備,在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國(guó)標(biāo)準(zhǔn)制定的我國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于

29、近幾年出臺(tái),目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家,生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備,有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑,不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備,其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域,就停車設(shè)備本身而言,其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征,需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與,把國(guó)外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國(guó)停車產(chǎn)業(yè),

30、開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品,滿足國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。</p><p>  在我國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題,如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國(guó)外技術(shù)制造,技術(shù)水準(zhǔn)低;缺少具有一定規(guī)模的企業(yè),生產(chǎn)能力不足;市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)無序,個(gè)別企業(yè)為搶占市場(chǎng),采取低價(jià)競(jìng)爭(zhēng);缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與,技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足;政策不配套,對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯后等。解決上述問題,需要我們?cè)谡呤袌?chǎng)、管理和技術(shù)多方

31、面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國(guó)家的有關(guān)政策法規(guī),規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量,實(shí)現(xiàn)投資主體多元化,確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),給予投資和經(jīng)營(yíng)者相應(yīng)的優(yōu)惠政策,使其有利可圖。市場(chǎng)方面應(yīng)建立車庫市場(chǎng)運(yùn)行機(jī)制,利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn),逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場(chǎng)規(guī)則經(jīng)營(yíng)車庫,并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控,使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。</p><p>  1.2.2國(guó)外發(fā)展情況</p>

32、<p>  早在60多年前,立體停車就在國(guó)外有所發(fā)展,自動(dòng)立體停車裝備系統(tǒng)在世界各地的發(fā)展是極不均衡的,德國(guó)開發(fā)最早,技術(shù)居于領(lǐng)先地位,在二層及多層平面式立體停車庫系列中,它已發(fā)展了H型、U型和V型。日本由于國(guó)土面積小而應(yīng)用最廣,自從1959年引進(jìn)了建造機(jī)械式立體停車庫技術(shù)之后,到1983年,就已經(jīng)在本土上共建造了25454座多種形式的機(jī)械式車庫,平均每座容車量達(dá)到十輛左右,最多的能達(dá)到百輛以上。從上世紀(jì)七十年代末期起,車庫

33、容量年遞增率為5%-7%,已經(jīng)趕上了同期汽車擁有量的年遞增率4%-6%,從技術(shù)特征上看,日本更重視豎式自動(dòng)立體車庫的發(fā)展,即密集型自動(dòng)立體停車庫的發(fā)展。進(jìn)入20世紀(jì)以來,在國(guó)內(nèi)舉辦了多個(gè)與停車設(shè)備相關(guān)的展覽會(huì),全自動(dòng)立體停車設(shè)備的容車能力及其技術(shù)完備,先進(jìn)程度已被世界廣泛承認(rèn)和接受。國(guó)內(nèi)正處于經(jīng)濟(jì)與建設(shè)發(fā)展階段,目前已有國(guó)外多種立體車庫進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。</p><p>  先后出現(xiàn)了針對(duì)家庭使用的雙層停車設(shè)備;利用

34、住宅空地建起2-4層升降橫移停車設(shè)備;適合城市中心商住區(qū)使用的停車樓和停車塔;利用廣場(chǎng)、建筑物下面的空間建設(shè)地下車庫。自70年代末起,世界經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,汽車逐漸普及,保有量不斷增加,迫使地少人多、車多的國(guó)家、地區(qū)和一些發(fā)達(dá)國(guó)家積極開展了機(jī)械式停車技術(shù)的研究開發(fā)和制造應(yīng)用。以日本、美國(guó)、德國(guó)等為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在停車技術(shù)領(lǐng)域的研究處于世界領(lǐng)先水平,韓國(guó)和我國(guó)的港、澳、臺(tái)地區(qū)的停車業(yè)也通過引進(jìn)--移植制造,得到了蓬勃發(fā)展,較好地解決了本地區(qū)的

35、停車難,并開始向外輸出技術(shù)和出口產(chǎn)品。</p><p>  車庫往往是建筑后期才會(huì)考慮的事情。他們往往寬大而偏重實(shí)用性,只為車輛提供必要的停放空間而不過多考慮審美需要。它也是開發(fā)商不愿花費(fèi)成本,卻又無法回避的一個(gè)部分,然而,隨著城市規(guī)模的擴(kuò)大和運(yùn)輸技術(shù)的進(jìn)步,車庫的角色和作用必須重新定義。</p><p>  2 部分立體車庫控制方式的比較</p><p>  2.

36、1立體車庫的控制形式</p><p>  車庫控制形式是根據(jù)車庫的具體情況選定,要綜合考慮到其規(guī)模、應(yīng)用場(chǎng)合等各方面因素而定,在車庫眾多的控制系統(tǒng)中有三種比較常見的控制形式:繼電器邏輯電路控制、可程序設(shè)計(jì)控制器控制、單片機(jī)控制。</p><p>  2.1.1 繼電器控制</p><p>  在立體停車庫的應(yīng)用初期,繼電器控制形式比較常用。它主要是利用多個(gè)主交流接觸

37、器、中間接觸器以及超載熱繼電器等電器組件經(jīng)合理的聯(lián)接構(gòu)成具有簡(jiǎn)單控制功能的邏輯電路。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,誕生了許多其它形式的控制元器件,并已經(jīng)很快的取代了這種早期的控制形式。但對(duì)于小型低成本的立體停車庫,繼電器控制還在繼續(xù)被使用。 </p><p>  在小型的立體停車庫中,其控制組件比較少,專用性比較強(qiáng),利用繼電器控制,其電路也相應(yīng)的簡(jiǎn)單,電路搭載用時(shí)少,成本也很低,適合于家庭用立體停車庫。繼電器控制也有

38、許多不足之處。第一,難以實(shí)現(xiàn)智慧模塊化控制;第二,不適合應(yīng)用于大規(guī)模、大容量的立體停車庫;第三,元器件的損壞率比較高,車庫運(yùn)行的可靠性不佳;最后,隨著驅(qū)動(dòng)部件的不斷增加,其邏輯電路的搭載難度也大大增加了。所以對(duì)于大中型立體停車庫,其控制形式就不適合運(yùn)用繼電器的控制形式。</p><p>  2.1.2可編程控制器(PLC)控制</p><p>  國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的立體停車庫,它們的系統(tǒng)控制形式

39、大都采用可程序設(shè)計(jì)控制器控制,特別是應(yīng)用在智慧化要求程度高、多車尾、大容量的現(xiàn)代化立體停車庫中。 </p><p>  可程序設(shè)計(jì)控制器與繼電器、單片微機(jī)相比有著比較獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn): </p><p><b>  1.靈活、通用 </b></p><p>  在繼電器控制系統(tǒng)中,使用的控制器件是大量的繼電器,整個(gè)系統(tǒng)是根據(jù)設(shè)計(jì)好的電器控制圖,由人工

40、布線、焊接、固定等手段組裝完成的,其過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。如果因?yàn)楣に嚿系纳栽S變化,需要改變電器控制系統(tǒng)的話,那么原先的整個(gè)電器控制系統(tǒng)將被全部拆除,而重新進(jìn)行布線、焊接、固定等工作,耗費(fèi)了大量的人力、物力和時(shí)間。而可程序設(shè)計(jì)控制器是通過存儲(chǔ)在內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)控制功能的,如果控制功能需要改變的話,只需要修改程序以及改動(dòng)極少量的接線即可。</p><p>  2.可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 對(duì)于立體停車庫而言,可靠性是一個(gè)非常

41、重要的指標(biāo),如何能在各種惡劣的工作環(huán)境和條件(如電磁干擾、低溫潮濕、灰塵超高溫等)下,平穩(wěn)可靠的工作,將故障率降至最低,是研制每一種控制器件必須考慮的問題。PLC的研制者在這一方面采取了許多有利的措施,使PLC具有很高的可靠性和抗干擾能力,因此被稱為“專為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)”。 </p><p>  3.程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、使用方便 </p><p>  用單片計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)控制,使用

42、的是匯編語言,難于掌握,要求用戶具有一定水平的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識(shí)。而PLC采用面向控制過程、面向問題的 “自然語言”程序設(shè)計(jì),容易掌握。PLC易于程序設(shè)計(jì),程序改變時(shí)也容易修改,靈活方便。</p><p><b>  4.接線簡(jiǎn)單 </b></p><p>  PLC的接線只需將輸入設(shè)備(如按鈕、開關(guān)等)與PLC輸入端子連接,將輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥等)與PLC

43、輸出端子連接。接線工具僅為螺絲刀,接線工作極其簡(jiǎn)單、工作量極少。 </p><p><b>  5.功能強(qiáng) </b></p><p>  現(xiàn)代PLC不僅具有條件控制、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和步進(jìn)等控制功能,而且還能完成A/D, D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)字運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理以及通信聯(lián)網(wǎng)和生產(chǎn)過程監(jiān)控等。因此,它既可對(duì)開關(guān)量進(jìn)行控制,又可對(duì)模擬量進(jìn)行控制;既可控制一臺(tái)單機(jī)、一個(gè)車庫,又可控制一個(gè)車

44、庫群。既可現(xiàn)場(chǎng)控制,又可遠(yuǎn)距離控制。既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng),又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。 </p><p>  6.體積小、重量輕和易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化 </p><p>  由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路。因此具有體積小、重量輕、功耗低的特點(diǎn)。且由于PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的專用計(jì)算機(jī),其結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固耐用、體積小巧,并由于具備很強(qiáng)的可靠性和抗干擾能力,使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部,因而成為實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化十

45、分理想的控制設(shè)備。 </p><p>  同樣,可程序設(shè)計(jì)控制器控制也有其不足的地方,在性價(jià)比上要高于繼電器控制和單片微機(jī)控制;其開發(fā)潛力要差于單片微機(jī),不如其功能靈活多樣;通用性不好,不同廠家的可程序設(shè)計(jì)控制器以及其附屬單元都是固定專用等等。 </p><p>  可程序設(shè)計(jì)控制器在升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)中被廣泛的應(yīng)用,并在停車庫的發(fā)展演化中起著非常重要的作用,本文車庫系統(tǒng)即采用

46、可程序設(shè)計(jì)控制器控制形式。 </p><p>  2.1.3單片微機(jī)(Single Chip MicroComputer)控制</p><p>  單片微機(jī)就是我們通常所說的單片機(jī),是將CPU, RAM, ROM(EPROM)、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和1/0界面全部集成在一個(gè)硅片上。單片機(jī)控制在機(jī)電設(shè)備中是一種比較常見的控制形式,由于它的控制功能強(qiáng)、體積小、成本低、功耗小、成本低和使用方便,可以直

47、接裝到儀器設(shè)備上,所以在20世紀(jì)80年代以來得到飛速發(fā)展。理論上也可用于立體停車庫系統(tǒng),但實(shí)際上在立體停車庫的控制系統(tǒng)中,單片微機(jī)控制卻沒有得到廣泛的推廣應(yīng)用,其原因主要有以下幾點(diǎn):</p><p>  1.單片微機(jī)控制系統(tǒng)開發(fā)周期比較長(zhǎng),系統(tǒng)調(diào)試耗時(shí)比較多; </p><p>  2.單片微機(jī)抗干擾能力比較弱,所以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)工作環(huán)境要求很苛刻; </p><p>  

48、3.單片微機(jī)自身就是弱電驅(qū)動(dòng),但是對(duì)于停車庫系統(tǒng)來說,執(zhí)行部件是電機(jī),屬?gòu)?qiáng)電系統(tǒng),這就需要由弱電驅(qū)動(dòng)強(qiáng)電,隨著驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)的增加,系統(tǒng)的可靠性就下降了; </p><p>  4.單片微機(jī)控制系統(tǒng),其控制程序基本上是匯編語言,匯編語言雖然功能比較強(qiáng)大,但是程序編制工作量比較大。 </p><p>  因此,單片微機(jī)在升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)在還不成熟,也是以</p>

49、<p>  停車庫系統(tǒng)研究開發(fā)的一個(gè)方向。</p><p>  2.2 立體車庫控制方式的比較</p><p>  2.2.1 升降橫移立體車庫的控制系統(tǒng)</p><p>  由PLC進(jìn)行統(tǒng)一管理和監(jiān)控,通過PLC控制載車板縱橫傳動(dòng)裝置,以完成對(duì)車輛的存取操作。各車位內(nèi)車輛的調(diào)入調(diào)出由PLC根據(jù)當(dāng)前各車位的車輛存放情況,按照相應(yīng)的調(diào)度策略調(diào)度車輛進(jìn)出。&

50、lt;/p><p>  自動(dòng)存取車控制系統(tǒng): </p><p> ?、?弱電系統(tǒng):主要包括各種信號(hào)的采集、報(bào)警與控制輸出。PLC輸出信號(hào)給接觸器線圈,控制接觸器的接通與關(guān)斷。 </p><p>  ② 強(qiáng)電系統(tǒng):包括載車板電機(jī)控制線路、控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器、到位限位及載車板的上下行程限位。車庫采用車位檢測(cè)裝置代替人工找位,用升降裝置輸送汽車到位。 </p>

51、;<p> ?、?急停開關(guān):系統(tǒng)在面板處設(shè)有急停開關(guān),當(dāng)發(fā)生意外時(shí),按下急停開關(guān),斷掉所有電機(jī)的電源,使載車盤無法繼續(xù)運(yùn)行,以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。 </p><p> ?、?系統(tǒng)輸出控制信號(hào):包括控制電機(jī)運(yùn)行方向信號(hào),控制電機(jī)運(yùn)行信號(hào),控制電磁鐵得、失電信號(hào),控制燈光報(bào)警信號(hào),控制車庫照明信號(hào)。</p><p>  升降橫移式立體車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品,集

52、機(jī)械、電子、信息技術(shù)于一體。其中,電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車庫的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)是整個(gè)車庫系統(tǒng)的重要組成部分,也是車庫系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”,框架是“軀體”,那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。它指揮著車庫的每一個(gè)運(yùn)作過程,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)控。 </p><p>  操作者要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái)(界面)把操作信息傳送給控制系統(tǒng),經(jīng)系統(tǒng)處理后,系統(tǒng)把可

53、識(shí)別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行結(jié)構(gòu),來完成車庫現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。 由于PLC的可靠性、抗干擾能力強(qiáng)。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的升降橫移式立體車庫,它們的系統(tǒng)控制形式大都采用可編程控制器控制,特別是應(yīng)用在智能化要求程度高、多車位、大容量的現(xiàn)代化升降橫移式立體車庫中。</p><p>  2.2.2垂直循環(huán)式車庫的控制系統(tǒng)</p><p>  操作簡(jiǎn)單、快捷,使用方便,安全可靠,維護(hù)量小,為用戶提供一個(gè)安全、

54、簡(jiǎn)易的使用環(huán)境,這是對(duì)自動(dòng)化立體停車設(shè)備的基本要求。</p><p>  該立體車庫控制系統(tǒng)需要完成的控制動(dòng)作包括: 能夠完成自動(dòng)監(jiān)測(cè)(托盤內(nèi)有無車輛、存車的位置、空車位等)、對(duì)電機(jī)能自動(dòng)控制正反轉(zhuǎn)以完成自動(dòng)存取車、可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi).能夠通過遠(yuǎn)程遙感控制來實(shí)現(xiàn)停取車輛, 還要有為了安全設(shè)置消防系統(tǒng)等,因此設(shè)計(jì)的立體車庫的控制系統(tǒng)主要由車庫自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)、自動(dòng)計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)、自動(dòng)存取車系統(tǒng)、消防自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)和自動(dòng)滅火系

55、統(tǒng)組成,考慮通過微型計(jì)算機(jī)、可編程控制器(Programming Logic Controller,簡(jiǎn)稱PLC)來完成控制。</p><p>  車庫只設(shè)一個(gè)存取車口,采用后進(jìn)入庫,前進(jìn)出庫,在口上有IC卡讀卡機(jī)以識(shí)別車主身份,存車時(shí)車主只需在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡,車庫將自動(dòng)將空車輛托運(yùn)盤調(diào)出并打開車庫門,車主開車進(jìn)入車庫,將車駛?cè)胝{(diào)出的空托運(yùn)盤上,停車到位即可離開,車庫門自動(dòng)關(guān)閉:

56、取車時(shí),車主在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡,控制器自動(dòng)讀取車位號(hào),車庫內(nèi)對(duì)應(yīng)的托車盤將自動(dòng)把車輛送出,車庫門打開,車主入內(nèi)開車出來,庫門自動(dòng)關(guān)閉。</p><p>  車庫自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)完成以下功能:</p><p> ?。?)存車時(shí),首先由自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置來檢測(cè)各停車用的托運(yùn)盤上是否有車一在每個(gè)托盤一條對(duì)角線上安裝一套光電開關(guān),可檢測(cè)其上有無車輛。如檢測(cè)到車位上有車,則其

57、結(jié)果為1,反之為0,檢測(cè)結(jié)果存入計(jì)算機(jī)中。 </p><p> ?。?)將車輛停放到托盤上時(shí),檢測(cè)托盤上停放汽車長(zhǎng)寬高重是否超限以及停放是否到位:采用光電開關(guān)在出入口底部進(jìn)行掃描檢測(cè),光電開關(guān)的接收器和發(fā)射器分別安裝在底層左右兩邊,在托盤前后位置均進(jìn)行檢測(cè),當(dāng)有車輛不符合規(guī)定的容車尺寸或停放不到位時(shí),車就把光電開關(guān)光源擋住,此時(shí)系統(tǒng)不能動(dòng)作, 只有車輛停放到位后,系統(tǒng)才能正常工作。</p><

58、p>  (3)取車時(shí),檢測(cè)出入口處托盤上車輛是否被取走,如取走則車庫關(guān)門。</p><p>  2.2.3巷道堆垛式</p><p>  自動(dòng)存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制,包括卡號(hào)識(shí)別與移動(dòng)載車盤兩個(gè)過程。用戶進(jìn)入車庫時(shí),在門口刷卡進(jìn)入,讀卡機(jī)自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng),PLC系統(tǒng)通過判斷卡號(hào),自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的載車盤移動(dòng)到人車交接的位置。存車時(shí),司機(jī)按照指示燈信號(hào)指引入

59、庫,只有當(dāng)車輛停放在安全位置后,停車正常指示燈才會(huì)亮啟。存取車完成后,車庫門自動(dòng)關(guān)閉。移動(dòng)載車盤時(shí),系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測(cè)信號(hào)的狀態(tài)進(jìn)行移動(dòng),檢測(cè)信號(hào)包括超長(zhǎng)檢測(cè)、到位檢測(cè)、極限位置檢測(cè)、人員誤入檢測(cè)、急停信號(hào)檢測(cè)等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長(zhǎng)度超出車庫允許的長(zhǎng)度,所有載車盤將不進(jìn)行運(yùn)作,若檢測(cè)到急停信號(hào),將停止一切運(yùn)作,直至急停信號(hào)消失。</p><p>  除此之外,還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號(hào),比如時(shí)間保護(hù)

60、,以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號(hào)失靈時(shí)主體設(shè)備及車輛的安全。</p><p>  現(xiàn)場(chǎng)控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理,監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)故障時(shí),在控制中心即可解決,方便管理人員、安保人員異地辦公。 </p><p>  2.2.4水平循環(huán)式 </p><p>  水平循環(huán)式立體停車庫可根據(jù)地形及高度條件隨意多層組合,

61、可以建在廣場(chǎng)上、樓房旁、立交橋下或地下室內(nèi),極適合于廠礦企業(yè)、機(jī)關(guān)內(nèi)部和居民小區(qū)內(nèi)停車。</p><p>  本車庫2層8位,上層為U ,下層為D ,水平面為M ;N為機(jī)動(dòng)位。水平面M為出入口,車輛從水平面出口處進(jìn)出,上下層1~8號(hào)車位載車板,</p><p>  通過上下移位進(jìn)入水平面,完成車輛的存取。上下層車位載車板在機(jī)動(dòng)位N處能夠升降移動(dòng);上層停車位載車板U和下層停車位載車板D在電機(jī)

62、的拖動(dòng)下可以水平移動(dòng),從而使車輛在程序的控制下達(dá)到合理的存取動(dòng)作。 車庫的工作原理如下:為安全起見,升降機(jī)的初始狀態(tài)在出入口平層位置,且上面有載車板;當(dāng)有存車動(dòng)作發(fā)生時(shí),且有車輛經(jīng)轉(zhuǎn)盤交接到升降機(jī)上后,控制程序根據(jù)就近原則快速將車輛存入庫內(nèi)。當(dāng)有取車動(dòng)作發(fā)生時(shí),升降機(jī)下降到U層或D層(根據(jù)取車要求)等待載車板的交接—車輛的取出。</p><p>  如圖1所示:1~8號(hào)位置為載車板的停放位置,N為機(jī)動(dòng)停車位。1號(hào)

63、位載車板可以直接上升;8號(hào)位載車板可以上升或下降;2#、3#、4#、5#、6#、7#位載車板橫移,與1#、8#位的升降構(gòu)成內(nèi)部的循環(huán)過程。用戶想要存1 # ~8 # 車輛并按下控制面板上相應(yīng)的車位按鈕時(shí),車庫內(nèi)部的上層載車板按照逆時(shí)針方向在上層拖動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下向出口處移動(dòng),當(dāng)載車板移動(dòng)到1# 車位時(shí),由相應(yīng)的限位開關(guān)和光電開關(guān)檢測(cè),將要運(yùn)送出車庫的載車板是否為用戶所要存儲(chǔ)的車位。到達(dá)1# 車位的載車板是用戶所要求的編號(hào)時(shí),出口處的1號(hào)升

64、降機(jī)將載車板提升到出口處,執(zhí)行存車動(dòng)作。若到達(dá)1# 車位的載車板不是用戶所要求的編號(hào)時(shí),出口處升降機(jī)將載車板降至底層機(jī)動(dòng)位N,當(dāng)載車板和下層平移履帶結(jié)合完畢時(shí),在下層拖動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下,按照逆時(shí)針方向?qū)⑤d車板送至下層存車位,此時(shí)8# 載車板到達(dá)內(nèi)部升降機(jī)底部,當(dāng)8# 載車板和內(nèi)部升降機(jī)鏈條結(jié)合完畢時(shí),內(nèi)部升降機(jī)將8# 載車板提升至上層機(jī)動(dòng)位N,同樣載車板與履帶結(jié)合完畢時(shí),在上層拖動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下繼續(xù)執(zhí)行上層車位的平移工作,直到到達(dá)原1# 車

65、位的載車板為用戶要求的編號(hào)時(shí)為止,系統(tǒng)內(nèi)部的循環(huán)過程告一</p><p>  2.3 幾種立體車庫的特點(diǎn)及比較</p><p>  更具以上幾種車庫的控制方式及特點(diǎn),進(jìn)行以下比較。</p><p>  (一) 升降橫移式 </p><p>  升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計(jì),每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式,車位數(shù)從幾

66、個(gè)到上百個(gè)。此立體車庫適用于地面及地下停車場(chǎng),配置靈活,造價(jià)較低。 </p><p><b>  1. 產(chǎn)品特點(diǎn): </b></p><p>  (1) 節(jié)省占地,配置靈活,建設(shè)周期短。 </p><p>  (2) 價(jià)格低,消防、外裝修、土建地基等投資少。 </p><p>  (3) 可采用自動(dòng)控制,構(gòu)造簡(jiǎn)單,安全可

67、靠。 </p><p>  (4) 存取車迅速,等候時(shí)間短。 </p><p>  (5) 運(yùn)行平穩(wěn),工作噪聲低。</p><p>  (6) 適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場(chǎng)的使用。 </p><p><b> ?。ǘ┫锏蓝讯馐?</b></p><p>  道堆垛式立體車庫采用堆垛機(jī)作為

68、存取車輛的工具,所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取,因此對(duì)堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高,單臺(tái)堆垛機(jī)成本較高,所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。這種車庫自動(dòng)化水平很高,且全封閉式建造,存車安全性高。 </p><p><b> ?。ㄈ┐怪碧嵘?</b></p><p>  垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理,在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位,一般地面需一個(gè)汽車旋轉(zhuǎn)臺(tái),

69、可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高(幾十米),對(duì)設(shè)備的安全性,加工安裝精度等要求都很高,因此造價(jià)較高,但占地卻最小。 </p><p> ?。ㄋ模┐怪毖h(huán)式 產(chǎn)品特點(diǎn): </p><p>  1) 占地少,兩個(gè)泊位面積可停6~10輛車。 </p><p>  2) 外裝修可只加頂棚,消防可利用消防栓。 </p><p>  3)

70、 價(jià)格低,地基、外裝修、消防等投資少,建設(shè)周期短。 </p><p>  4) 可采用自動(dòng)控制,運(yùn)行安全可靠。 </p><p>  2.4 選擇設(shè)計(jì)的立體車庫</p><p>  由于升降橫移式立體車庫由于適應(yīng)性強(qiáng)而倍受青睞,該類車庫每個(gè)車位均有在載板(即托盤),所需存取車輛的載車板通過升、降、橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層,駕駛員進(jìn)入車庫,存取車輛,完成存取過程。停泊在這類

71、車庫地面的車輛只做橫移,不必升降,上層車位或下層車位需通過中間層移出車位,將載車板升或降到地面層,駕駛員才可以進(jìn)入車庫內(nèi)將汽車開進(jìn)或者開出車庫,升降由一臺(tái)電機(jī)拖動(dòng),通過鋼絲繩拖動(dòng)搬運(yùn)器垂直升降,橫向移動(dòng)的借助導(dǎo)軌,也是利用一臺(tái)電機(jī)便可實(shí)現(xiàn)車位移動(dòng),它的主要優(yōu)點(diǎn)在于同一層的車位移動(dòng)獨(dú)立,可以自由動(dòng)作并且時(shí)間短,縮短了存取車的時(shí)間。因此,本文選擇升降橫移式立體車庫進(jìn)行設(shè)計(jì)。</p><p>  3 升降橫移式立體車庫

72、</p><p>  3.1 升降橫移式立體車庫的主要組成部分</p><p>  升降橫移式立體車庫主要由主框架部分、載車板部分、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護(hù)措施五大部分組成。本文主要研究其控制系統(tǒng)。</p><p>  3.2 升降橫移式立體車庫車位結(jié)構(gòu)</p><p>  升降橫移式立體車庫結(jié)構(gòu)為N×M二維矩陣模式,可設(shè)計(jì)為多

73、層、多列,車庫提供總?cè)萘寇囄辉獮椋篜=N×M-(N-1)</p><p>  其中:N 為二維矩陣的行,即車庫的層數(shù)</p><p>  M 為二維矩陣的列,即車庫的列數(shù)</p><p>  3.3 升降橫移式立體車庫的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行規(guī)圖</p><p>  由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時(shí)間的限制,一般為2-4層(因?yàn)閲?guó)家規(guī)定最高為4層),以

74、2、3層居多,可根據(jù)泊車的多少?zèng)Q定停車庫的規(guī)模。假如設(shè)計(jì)一座能提供16車位的三層升降橫移機(jī)械式車庫。由公式可知,N=3,P=16,則M=16,即設(shè)計(jì)3×6立體車庫完全可以滿足要求。本論文就以3×6地面上布置的升降橫移式立體車庫為例,介紹其運(yùn)行原理。2-1是全地上布置形式的3×6升降橫移式立體車庫,共18個(gè)車位,16個(gè)托盤,最多停16輛車,n號(hào)托盤上為n號(hào)車。車庫內(nèi)運(yùn)行的情況是這樣的:圖中1、2、3、4、5號(hào)

75、車直接存?。?6號(hào)車下降到地面層后存取車:6、7、8、9、10號(hào)車則需1、2、3、4、5號(hào)車橫移出空位后下降到地面層存取車。11、12、13、14、15、16號(hào)車位通過1、2、3、4、5號(hào)車位和6、7、8、9、10號(hào)車位的橫移讓出空位后再下降到地面層存取車。如需在13號(hào)位存取車,則將8、9、10號(hào)車位和3、4、5號(hào)車位向右移動(dòng),,13號(hào)車位下降即可,如需在6號(hào)車位存取車則1、2、3、4、5號(hào)車位向右橫移,6號(hào)車位下降即可。同樣n層m排的

76、取車原理都是相同的。</p><p>  圖3-1 升降橫移式立體停車庫</p><p>  我們發(fā)現(xiàn)地面上布置的升降橫移立體車庫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為:底層只能平移,頂層只能升降,中間層既可平移又可升降。除頂層外,中間層和底層都必須預(yù)留一個(gè)空車位,供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄灰嫒r(shí),無需移動(dòng)其它托盤就可直接進(jìn)出車;中間層、頂層進(jìn)出車時(shí),先要判斷其對(duì)應(yīng)的下方位置是否為空,不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處

77、理,直到下方為空時(shí)才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動(dòng)作,進(jìn)出車后托盤再向上回升到原位。其運(yùn)動(dòng)總原則是:升降復(fù)位,平移不復(fù)位。地下布置、半地上半地下布置車庫的結(jié)構(gòu)與此類似。</p><p>  4 升降橫移式立體停車庫的硬件系統(tǒng)</p><p>  控制系統(tǒng)硬件確定主要包括系統(tǒng)控制形式及控制核心單元的選擇、輸入?yún)⒘康臋z測(cè)和傳感器的選擇、輸出驅(qū)動(dòng)方式和驅(qū)動(dòng)組件的選擇、人機(jī)聯(lián)系方式的選擇,最后生成硬件接線圖

78、。</p><p>  4.1控制系統(tǒng)控制核心單元的選擇 </p><p>  升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制核心單元確定與控制任務(wù)有關(guān),3×6升降橫移式立體停車庫有11個(gè)提升大電機(jī),10橫移小電機(jī),由控制單元的輸出點(diǎn)控制,并要求實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn),故需要42個(gè)輸出點(diǎn);托盤行程開關(guān):橫移定位開關(guān)20個(gè),升降定位有22個(gè),行程開關(guān)的位置監(jiān)測(cè)信號(hào)可作為控制系統(tǒng)的輸入,即需 42個(gè)輸入點(diǎn)。

79、此外車庫的控制系統(tǒng)要對(duì)車庫運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控、安全監(jiān)測(cè)等。所以控制系統(tǒng)的輸入/輸出點(diǎn)至少在100以上,對(duì)于如此眾多的輸入/輸出點(diǎn),繼電器和單片微機(jī)控制系統(tǒng)很難達(dá)到,而對(duì)于可程序設(shè)計(jì)控制器就顯得很簡(jiǎn)單,它在理論上,可無限制的擴(kuò)展輸入/輸出模塊。從功能、性能、經(jīng)濟(jì)等各方面考慮,3×6升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的控制核心單元采用CP1H系列的非集成式可擴(kuò)展型可程序設(shè)計(jì)控制器。只要選擇與輸入/輸出模塊相匹配的電源和CPU單元,可程序設(shè)計(jì)控

80、制器便可完成3×6升降橫移式立體停車庫控制任務(wù)??沙绦蛟O(shè)計(jì)控制器的系統(tǒng)框圖如下圖4-1:</p><p>  圖4-1 可編程控制器的系統(tǒng)框圖</p><p>  S7-200 PLC的CPU模塊包括一個(gè)中央處理單元、電源以及I/O點(diǎn),這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序,輸入部分從現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中采集信號(hào),輸出部分則輸出控制信號(hào),驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 新一代的CPU模塊

81、按I/O點(diǎn)數(shù)多少不同和效能不同而有五種不同結(jié)構(gòu)配置的品種,即CPU221、CPU 222、CPU224、CPU224XP、CPU226,其中CPU 226集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量10KB,7個(gè)擴(kuò)展模塊,最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn),3K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間,6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器,2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出,具有PID控制器,2個(gè)RS485通訊/編程口,具有PP

82、I通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng),具有更多的輸入/輸出點(diǎn),更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力,更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能??赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。 本文3×6升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)總共有97個(gè)數(shù)字量輸入,63個(gè)數(shù)字量輸出,根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù),以及程序容量和控制</p><p>  4.2 傳感器的選擇 </p>

83、<p>  3×6升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)要完成對(duì)車庫現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)位置的檢測(cè)等任務(wù),需要大量的檢測(cè)傳感裝置。在選擇檢測(cè)傳感裝置時(shí),其裝置一般要符合以下要求: </p><p>  1.輸入輸出信號(hào)之間要求一定的函數(shù)關(guān)系。經(jīng)常要求時(shí)單值、直線性的函數(shù)關(guān)系,即符合 </p><p><b>  Sc=

84、ASr+K</b></p><p>  式中:Sc—傳感器的輸出值;</p><p>  A—靈敏度系數(shù),常數(shù);</p><p>  Sr—傳感器輸入值;</p><p>  K—零點(diǎn)輸出,常數(shù)。</p><p>  2.有較高的的靈敏度和較大的信噪比。靈敏度高,意味著被測(cè)量有微小變化時(shí)傳感器就有較大的輸出

85、,但又要求傳感器本身噪聲小,且不易從外界引進(jìn)干擾噪聲。 </p><p>  3.響應(yīng)速度快又不失真。即要求輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的響應(yīng)時(shí)間越短越好。 </p><p>  4.線性范圍寬。任何傳感器都有一定的線性范圍,在線性范圍內(nèi)輸出與輸入成正比關(guān)系。線性范圍愈寬,表明傳感器的工作量程愈大。 </p><p>  5.穩(wěn)定性好,抗干擾能力強(qiáng)。穩(wěn)定性指?jìng)鞲衅鹘?jīng)過長(zhǎng)期

86、使用后其輸出特性不發(fā)生變化。影響傳感器穩(wěn)定性的是時(shí)間和環(huán)境,環(huán)境又包括溫度、濕度、塵埃、振動(dòng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng)干擾等因素。 </p><p>  6.有較高的精確度。傳感器的精確度表明傳感器輸出與被測(cè)量之間的對(duì)應(yīng)程度以及重復(fù)一致的程度。 </p><p>  7.輸出信號(hào)易于微機(jī)接口。對(duì)于控制系統(tǒng)而言,要求傳感器的輸出信號(hào)盡量符合計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)輸入通道的信號(hào)要求,即為0~5V, 1~5V, 0~

87、10V, 0~20mA, 4 ~20mA等標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流。 </p><p>  8.結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,易于安裝更換,易于維護(hù),性價(jià)比要好。 在選擇傳感器監(jiān)測(cè)裝置時(shí),要以上述要求為依據(jù)。下面是3×6升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)中所涉及到的傳感監(jiān)測(cè)裝置: </p><p><b>  紅外探測(cè)器 </b></p><p>  停車庫安裝紅

88、外探測(cè)器有兩種功能:車庫在運(yùn)行時(shí),不允許有其它物體進(jìn)入車庫工作區(qū)域,例如人和小寵物;在夜間或者無管理員時(shí),防止偷盜和蓄意破壞等違法行為。在警戒范圍內(nèi),為什么人在移動(dòng)時(shí)被動(dòng)紅外探測(cè)器能夠發(fā)生報(bào)警信號(hào)?在自然界,任何高于絕對(duì)溫度(-273. 151C)的物體(例如人和小寵物),其釋放的紅外能量的波長(zhǎng)是不一樣的,因此紅外波長(zhǎng)與溫度的高低是相關(guān)的。在被動(dòng)紅外探測(cè)器中有兩個(gè)關(guān)鍵性的元件,一個(gè)是熱釋電紅外傳感器(PTR),它能將波長(zhǎng)為8-12 u

89、m之間的紅外信號(hào)變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),并能對(duì)自然界的白光信號(hào)具有抑制作用,因此在被動(dòng)紅外探測(cè)器的警戒區(qū)內(nèi),當(dāng)無人體移動(dòng)時(shí),熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的只是背景溫度,當(dāng)人體或小寵物進(jìn)入車庫運(yùn)行警戒區(qū),通過菲涅爾透鏡,熱釋電紅外感應(yīng)器感應(yīng)到的是人體溫度與背景溫度的差異信號(hào),因此,紅外探測(cè)器的紅外探測(cè)基本概念就是感應(yīng)移動(dòng)物體與背景物體的溫度的差異。另外一個(gè)器件就是菲涅爾透鏡,菲涅爾透鏡有兩種形式,即折射式和反射式。菲涅爾透鏡作用有兩個(gè):一是聚焦作用,

90、即將熱釋的紅外信號(hào)折射 (反射)在PTR上,第二個(gè)作用是將警戒區(qū)內(nèi)分為若干個(gè)明區(qū)和暗區(qū),使進(jìn)入警戒區(qū)的移動(dòng)</p><p><b>  4.3 行程開關(guān) </b></p><p>  3×6升降橫移式立體停車庫橫移和升降定位所運(yùn)用的檢測(cè)器件為行程開關(guān)。行程開關(guān)是將機(jī)械位移轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的電氣控制,應(yīng)用于車庫系統(tǒng)的限位保護(hù)和行程控制。行程開關(guān)

91、靠外加機(jī)械力使觸點(diǎn)動(dòng)作,可分為三種:快速動(dòng)作、非快速動(dòng)作和微動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)部件移動(dòng)速度小于0. 4m/min時(shí)應(yīng)當(dāng)選用快速動(dòng)作的行程開關(guān)。停車庫中部件的運(yùn)動(dòng)均大于這個(gè)速度,使用的均為非快速行程開關(guān)。</p><p><b>  4.4 驅(qū)動(dòng)元件 </b></p><p>  在此驅(qū)動(dòng)元件是完成車庫托盤的橫移和升降的專用減速電機(jī),查閱相關(guān)資料得知升降速度 >lOm/

92、min;橫移速度 >13m/min;最大提升重量 2800kg;升降機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 4—5.5kW;橫移機(jī)構(gòu)電機(jī)功率 0.37—0.55kW 。則本文橫移選用Y8012-2三相異步電動(dòng)機(jī),升降選用Y132S2-2三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>  由于3×6升降橫移式立體停車庫的控制核心單元選用可編程控制器,可編程控制器內(nèi)部驅(qū)動(dòng)都是弱電直流器件,內(nèi)部最大的電壓不超過+24V,所以電機(jī)應(yīng)外接電源

93、380V工頻交流電。對(duì)于每一部電機(jī),可編程控制器的輸出單元都有兩個(gè)輸出點(diǎn),分別驅(qū)動(dòng)。</p><p>  實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)兩個(gè)接觸器如圖4-2所示:</p><p>  4-2 控制系統(tǒng)電機(jī)示意圖</p><p>  4.5 生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖</p><p>  根據(jù)上述停車庫控制系統(tǒng)的各部分控制硬件及停車庫的具體結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以及

94、在滿足現(xiàn)有技術(shù)和實(shí)際功能的情況下,生成控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖如圖4-3所示。</p><p>  4-3 控制系統(tǒng)PLC硬件接線圖</p><p>  5 升降橫移式立體停車庫的軟件系統(tǒng)</p><p>  5.1軟件所要完成的控制任務(wù) </p><p>  在3×6升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)分析中,硬件配置部分己在前面章節(jié)詳

95、細(xì)的進(jìn)行了說明,并提出硬件配置的依據(jù)基本上是要根據(jù)停車庫所要完成的控制任務(wù)來確定,包括控制核心器件、傳感檢測(cè)裝置等。同樣,在現(xiàn)有控制硬件的條件下,如何來完成控制任務(wù),這就要通過軟件系統(tǒng)對(duì)控制的實(shí)現(xiàn)。本節(jié)將要詳細(xì)的明確軟件所要完成的控制任務(wù)。 總體來說軟件系統(tǒng)就是在硬件系統(tǒng)的支撐下,向驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出控制指令,使執(zhí)行機(jī)構(gòu)在預(yù)想的過程中,準(zhǔn)確無誤的完成所要完成的控制任務(wù)。而控制硬件和軟件都有自己的控制任務(wù)。3×6型升降橫移式立

96、體停車庫中的軟件系統(tǒng)就是要運(yùn)用自身的編程語言(梯形圖)以及相關(guān)的功能塊語言,進(jìn)行合理的排序和邏輯運(yùn)算,再通過合理的判斷和掃描程序運(yùn)算結(jié)果,由硬件系統(tǒng)向驅(qū)動(dòng)單元輸出最終的判斷結(jié)果,從而完成軟件控制。 </p><p>  5.2控制程序流程圖</p><p>  該系統(tǒng)存取車控制只針對(duì)上層(二、三層)車位,而對(duì)于下層車位,存取車只需直接開進(jìn)開出即可??刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫,程序流程圖如圖

97、5-1所示。需要說明的是,托盤用鋼絲繩或鏈條依靠托盤上的吊點(diǎn)懸在托架上,在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),防墜(安全)掛鉤掛住托盤,托盤要下降時(shí),必須移開安全掛鉤才能下降軟件在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時(shí)運(yùn)用了“并行分支與匯合”的技巧,所謂并行分支指的是各分支流程可同時(shí)執(zhí)行,待各流程動(dòng)作全部結(jié)束后,根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件,匯合狀態(tài)動(dòng)作。即如果選擇第三層托盤進(jìn)出車,可以使一層二層同時(shí)平移(左移或右移),這樣,設(shè)備動(dòng)作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時(shí),控制系統(tǒng)均能自動(dòng)處理,而且控

98、制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便,可節(jié)約大量時(shí)間,提高工作效率。 </p><p><b>  5.3控制程序優(yōu)化</b></p><p>  由于上層的托盤升降都必須使其下層車位為空車位之后才能進(jìn)行,以地上三層車位運(yùn)動(dòng)為例,一層空車位位置有N種,二層托盤升降涉及的運(yùn)動(dòng)方式有N2種,三層托盤可能的運(yùn)動(dòng)方式有N3種,隨著車位和層數(shù)的增加,程序會(huì)出現(xiàn)劇烈膨脹,因此,如何尋

99、求簡(jiǎn)便方法,使程序得到優(yōu)化將是該系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。以第二層為例,在變量Dm中存放第二層需要存取的車位號(hào),該車位號(hào)為1~N,如進(jìn)行上層X(1≤X≤N)號(hào)車位存取,則Dm=X;在Dn中存放下層空車位號(hào),設(shè)空車位為Y號(hào)車位,則Dn=Y(jié);在進(jìn)行存取車時(shí),把Dm和Dn中的數(shù)值進(jìn)行比較,其結(jié)果為零,則上層車位的托盤可以直接下移;如果結(jié)果大于零,則表示空車位在左邊,這樣先把空車位右邊第一個(gè)托盤左移到空位上,之后重復(fù)上述過程,直到空車位在上層需要存取

100、的車位正下方時(shí),上層車位的托盤才能進(jìn)行升降運(yùn)動(dòng)。程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖如圖5-2所示三層存取車的處理方法和第二層類似。</p><p>  5-1 停車庫軟件系統(tǒng)控制流程圖</p><p>  5-2 控制程序優(yōu)化結(jié)構(gòu)圖</p><p>  模塊化程序設(shè)計(jì)PLC控制程序采用模塊化編程形式,車位運(yùn)行過程中只需調(diào)用子程序模塊,這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度,方便了程序的修改,

101、而且為車位的拓展提供了便利的條件。整個(gè)程序包括主程序模塊、手動(dòng)按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取車位號(hào)賦值程序模塊、空車位號(hào)與移動(dòng)車位號(hào)賦值程序模塊、托盤平移運(yùn)動(dòng)程序模塊、光電開關(guān)子程序模塊、托盤升降運(yùn)動(dòng)程序模塊和故障報(bào)警子程序模塊。軟件設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的處理程序所用狀態(tài)元件、定時(shí)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件,當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)元件保持掉電前的狀態(tài),以保存現(xiàn)場(chǎng)信息,待上電后繼續(xù)完成被中斷的動(dòng)作;當(dāng)發(fā)生意外

102、情況時(shí),按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場(chǎng)斷點(diǎn)信息;當(dāng)出現(xiàn)如電機(jī)過載、過熱電氣或機(jī)械故障時(shí),自動(dòng)中止系統(tǒng)的運(yùn)行,并發(fā)出聲光報(bào)警,同時(shí)系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動(dòng)方式進(jìn)行故障處理。</p><p>  6 升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)</p><p>  6.1升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)</p><p>  升降橫移式立體車庫是一種比較典型的跨學(xué)科機(jī)電一體化產(chǎn)品,集機(jī)械、電子、信

103、息技術(shù)于一體。其中,電子技術(shù)、信息技術(shù)和傳感技術(shù)的合理運(yùn)用與組合構(gòu)成了車庫的控制系統(tǒng)。升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)是整個(gè)車庫的重要組成部分,也是車庫系統(tǒng)的核心。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是“四肢”,框架是“軀體”,那么控制系統(tǒng)就是“大腦”。他發(fā)揮著車庫每個(gè)運(yùn)作過程,并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的狀態(tài)過程進(jìn)行監(jiān)控。</p><p><b>  執(zhí)行機(jī)構(gòu)</b></p><p><b>  界面

104、</b></p><p><b>  界面</b></p><p>  6-1 車庫控制系統(tǒng)原理框圖</p><p>  升降橫移式立體車庫的系統(tǒng)控制原理:操作者要通過控制系統(tǒng)信息交流的平臺(tái)(接口)把操作信息傳遞給控制系統(tǒng),經(jīng)過系統(tǒng)處理后,系統(tǒng)把可是別的控制信息通過輔助設(shè)備驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),來完成車庫現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)作。其控制框圖如3-1圖所

105、示。</p><p>  廣義上來說,車庫控制系統(tǒng)主要有以下幾部分組成:控制核心單元、接口、驅(qū)動(dòng)單元和接口。控制核心單元是整個(gè)控制系統(tǒng)的“大腦”,它可隨控制系統(tǒng)的不同而不同,也可以是繼電器組成的邏輯電路,也可以是可程序設(shè)計(jì)控制器PLC或單片機(jī)系統(tǒng)??沙绦蛟O(shè)計(jì)控制器是現(xiàn)有車庫控制系統(tǒng)的首選。</p><p>  接口在車庫的控制系統(tǒng)中是必不可少的,接口是驅(qū)動(dòng)單元與控制核心單元以及執(zhí)行部件與驅(qū)

106、動(dòng)單元間的連接點(diǎn)。接口電路大致有三種:開關(guān)量接口電路、數(shù)字量接口電路、模擬量輸入\輸出接口電路。升降橫移式立體車庫控制系統(tǒng)應(yīng)用的接口電路為開關(guān)量接口電路。</p><p>  驅(qū)動(dòng)單元是升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的最后一個(gè)環(huán)節(jié),其種類及范圍也很廣。但在車庫控制系統(tǒng)中,驅(qū)動(dòng)單元比較單調(diào),其驅(qū)動(dòng)部件只有一個(gè)專用減速機(jī)(帶剎車)。所以,智能控制的車庫系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)是靠受控的驅(qū)動(dòng)組件來驅(qū)動(dòng)的。</p><

107、;p>  接口是操作人員與車庫控制核心單元交流信心的平臺(tái)。操作人員可以通過接口向車庫系統(tǒng)發(fā)送動(dòng)作意圖,車庫系統(tǒng)可以向操作人員回饋系統(tǒng)運(yùn)作狀況。簡(jiǎn)單的接口可以是一個(gè)操作盒,而復(fù)雜的接口可以為利用微機(jī)通過運(yùn)用專用的應(yīng)用軟件建立的人機(jī)接口。升降橫移式立體停車庫控制系統(tǒng)的具體組成,要根據(jù)具體的控制形式而定,其組成形式也很靈活多樣。</p><p>  6.2升降橫移式立體停車庫3×6控制系統(tǒng)</p&

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