光电传感器的立体车库控制系统设计
【】进入21世纪以来，汽车保有量的迅速增加，使得研发新型的立体车库控制系统成为必要,以ASRS系统为模版，西门子PLC为核心处理器,由传感器电路、电机驱动电路、读码器电路和上位机监控模块组成。当光电传感器检测到车辆存取信号时,读写条形码上数据信息,自动搬运小车和堆垛机同时启动,输送机把车位输送到同一水平线上的自动搬运小车,转动的位置移量通过光电传感器传送给PLC,输出控制信号控制电机停止。自动搬运小车收到信号启动，传送至堆垛机，由堆垛机对车辆进行储存，完成车辆存取后,PLC通过与上位机通信,将存取信息记录在数据库中。试验证明,该系统的基本构造比较简单, 用户存车取车所花费的时间少,并且简洁省事，系统运行起来非常安全可靠,整套系统的自动化控制水平处于一个较高的水准。
目 录
引言 1
（一）课题的提出和意义 1
（二）国内外立体车库系统的发展现状 1
一、设计方案论证 2
二、系统总体硬件设计 5
（一）系统的功能与硬件组成 5
（二）升降机的结构 5
（三）旋转系统的结构 6
（四）输送机的结构 6
（五）自动搬运小车的结构 6
三、PLC的概述 7
四、系统的光电传感器设计 9
（一）升降机传感器 9
（二）旋转系统传感器 9
（三）输送机限位开关 10
（四）自动搬运小车传感器 11
五、传感器概述 15
（一）槽型光电传感器 15
（二）反光板型光电传感器 16
（三）扩散反射型光电传感器 16
（四） 传感器的基本指标 17
六、堆垛机系统 18
（一）堆垛机的结构 18
（二）堆垛机的光电传感器 19
（三）读码器 20
结束语 21
参考文献 22
附录一 图 23
致 谢 26
引言
车辆难停放，无处停放的问题是中国城市的通病，是社会、经济、交通三者脱节发展到一定程度产生的结果，它将会对老百姓的日常生活造 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
成严重影响，并且在不久的将来会变得越来越严重。因此立体车库的出现是必然的。
（一）课题的提出和意义
进入21世纪以来,中国特色社会主义迅速发展，人民生活水平日益提高，汽车保有量不断突破历史新高，拥有汽车的相关发布的报告根据公安部交通管理局,2016年底的数据显示,全国机动车共有2.93亿辆汽车,其中1.95亿辆,3.65亿机动车驾驶人,驾驶超过3.17亿人。而在苏州，短短五年时间，苏州市的机动车保有量从2012年7月底的230万辆增长到今年2月底的331万辆，涨幅高达43.9%，与此同时，车位的数量，道路的建设却停滞不前，出门难使得越来越多人有车却不愿开。所以，立体车库将会迎来一个大的机遇与发展。 （二）国内外远程控制系统的发展现状
立体车库设备的开发，在国外特别是在日本已经有近三十到四十年的时间，在技术上和经验上都是成功的。20世纪90年代初，中国开始研究并开发了近二十年前的机械立体停车设备。因为许多新建小区内居民停车位达到了1:1的比例,为了解决停车位占地面积与商业区域和居民的矛盾，机械立体停车设备以其独特的特点,较小的占地面积,得到了广大用户接受。
一、设计方案论证
对立体车库的设计方案，可有不同的架构思路，分别举例如下：
1．升降横移立体模型
系统控制信号稳定，不易遭受干扰，且信息量大，自动化程度高，安全性好；无法实现高级的远程控制，也没有先进的人机交互界面，而且不能变换控制地点，对大规模停车场没有太大有用的价值，适用于中型停车场。
图一 升降横移立体模型示意图
2．垂直循环系统
比较方便人员操作。但设备比起升降横移式要贵，必须有专门的控制设备，不容易受干扰。控制那一方必须要有配套控制系统，成本比较高，但是占地少，能够有效利用大量空间，提高数倍利用率，并且存车取车操作方便，不用像以往一样花费太多时间，车辆可以直接快速无障碍的进行出入，这套系统主要采用的控制单元是PLC。目前在大型商场已经有开始试运行的。
图二 商场垂直循环系统实物图
3．简易升降式
两台车一个车位，构造简易，对环境地面基础要求，移动性好，容易搬迁和拆卸，独立于其他设备，适合于家庭。这个模式也是未来一个重要的发展方向，对与拥有多辆车辆的家庭来说，这无疑是种很好的选择。
图三 简易升降式实物图
图四 简易升降式示意图
4．平面移动式
整机特点：每层车库的输送机与升降机之间可以分别进行机械动作，这将对车辆的出入库速度有极大的提升，设计人员可充分自由的安排地下空间的使用，停车场将会拥有数千辆的停车，这能满足很多人的需求。大型停车场适合。
更重要的是，在短时间内无法解决的故障区域不影响其他区域的正常运行，在某些区域出现故障时不影响其他区域的方便使用，。采用以人为本的设计理念，提高用户的舒适性和机动性。
安全方面采取多重保险措施，在用户使用方面，通过对触摸屏界面对计算机系统和用户系统中的综合管理，可以控制设备的运行状态并进行全面监控。操作起来简单快捷。适用于专门的停车场。
图五 平面移动式车库外观图
图六 平面移动式搬运小车
5．巷道堆垛模型
利用终端控制器可以进行远程控制，立体车库可以设置于以往无法使用的空间，它可以充分利用一切有效的空间，带来相当可观的回报比与利用率。在确保车辆安全的前提下，堆垛机的升降与行走将同时启动运行，使得存车取车变得更加方便快捷而且确保有效。巷道堆垛模式立体车库进行全封闭式管理，运行起来安全可靠，将会最大程度保障人与车的安全。
通过升降机、自动搬运小车及堆垛机输送载车母栈板实现存车取车操作，整个过程由PLC控制，全程自动完成。
固定式升降机+各层自动搬运小车的配置形式，可实现多个人同时存车取车。
图七 巷道堆垛机实物图
图八 巷道货架实物图
二、系统总体设计
综上所述，利用现有平面移动式与巷道堆垛模型相结合进行远程控制将会是多种可行设计方案中最有发展前景，最高效的。这种控制方式实现起来有一定难度，建设费用比较高，但是用户体验，自动化程度将大大提高。立体车库的存车取车都将可以由用户自己在操作页面进行控制，
系统的功能与硬件组成
这套立体车库的程序控制和资料管理部分，原理将仿造ASRS系统即自动化仓库系统来搭建，在流体系高度发达的今天，将车与货等价易位，进行存取，具有极高的操作性，取货变取车，存车变入库，利用其自动存取和高效的电脑控制方法，来取代老式的工业控制器，完善用户体验，降低整个立体车库系统的维护成本，并且ASRS系统杰出的性能会使车库变得更加快捷有效。
目 录
引言 1
（一）课题的提出和意义 1
（二）国内外立体车库系统的发展现状 1
一、设计方案论证 2
二、系统总体硬件设计 5
（一）系统的功能与硬件组成 5
（二）升降机的结构 5
（三）旋转系统的结构 6
（四）输送机的结构 6
（五）自动搬运小车的结构 6
三、PLC的概述 7
四、系统的光电传感器设计 9
（一）升降机传感器 9
（二）旋转系统传感器 9
（三）输送机限位开关 10
（四）自动搬运小车传感器 11
五、传感器概述 15
（一）槽型光电传感器 15
（二）反光板型光电传感器 16
（三）扩散反射型光电传感器 16
（四） 传感器的基本指标 17
六、堆垛机系统 18
（一）堆垛机的结构 18
（二）堆垛机的光电传感器 19
（三）读码器 20
结束语 21
参考文献 22
附录一 图 23
致 谢 26
引言
车辆难停放，无处停放的问题是中国城市的通病，是社会、经济、交通三者脱节发展到一定程度产生的结果，它将会对老百姓的日常生活造 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
成严重影响，并且在不久的将来会变得越来越严重。因此立体车库的出现是必然的。
（一）课题的提出和意义
进入21世纪以来,中国特色社会主义迅速发展，人民生活水平日益提高，汽车保有量不断突破历史新高，拥有汽车的相关发布的报告根据公安部交通管理局,2016年底的数据显示,全国机动车共有2.93亿辆汽车,其中1.95亿辆,3.65亿机动车驾驶人,驾驶超过3.17亿人。而在苏州，短短五年时间，苏州市的机动车保有量从2012年7月底的230万辆增长到今年2月底的331万辆，涨幅高达43.9%，与此同时，车位的数量，道路的建设却停滞不前，出门难使得越来越多人有车却不愿开。所以，立体车库将会迎来一个大的机遇与发展。 （二）国内外远程控制系统的发展现状
立体车库设备的开发，在国外特别是在日本已经有近三十到四十年的时间，在技术上和经验上都是成功的。20世纪90年代初，中国开始研究并开发了近二十年前的机械立体停车设备。因为许多新建小区内居民停车位达到了1:1的比例,为了解决停车位占地面积与商业区域和居民的矛盾，机械立体停车设备以其独特的特点,较小的占地面积,得到了广大用户接受。
一、设计方案论证
对立体车库的设计方案，可有不同的架构思路，分别举例如下：
1．升降横移立体模型
系统控制信号稳定，不易遭受干扰，且信息量大，自动化程度高，安全性好；无法实现高级的远程控制，也没有先进的人机交互界面，而且不能变换控制地点，对大规模停车场没有太大有用的价值，适用于中型停车场。
图一 升降横移立体模型示意图
2．垂直循环系统
比较方便人员操作。但设备比起升降横移式要贵，必须有专门的控制设备，不容易受干扰。控制那一方必须要有配套控制系统，成本比较高，但是占地少，能够有效利用大量空间，提高数倍利用率，并且存车取车操作方便，不用像以往一样花费太多时间，车辆可以直接快速无障碍的进行出入，这套系统主要采用的控制单元是PLC。目前在大型商场已经有开始试运行的。
图二 商场垂直循环系统实物图
3．简易升降式
两台车一个车位，构造简易，对环境地面基础要求，移动性好，容易搬迁和拆卸，独立于其他设备，适合于家庭。这个模式也是未来一个重要的发展方向，对与拥有多辆车辆的家庭来说，这无疑是种很好的选择。
图三 简易升降式实物图
图四 简易升降式示意图
4．平面移动式
整机特点：每层车库的输送机与升降机之间可以分别进行机械动作，这将对车辆的出入库速度有极大的提升，设计人员可充分自由的安排地下空间的使用，停车场将会拥有数千辆的停车，这能满足很多人的需求。大型停车场适合。
更重要的是，在短时间内无法解决的故障区域不影响其他区域的正常运行，在某些区域出现故障时不影响其他区域的方便使用，。采用以人为本的设计理念，提高用户的舒适性和机动性。
安全方面采取多重保险措施，在用户使用方面，通过对触摸屏界面对计算机系统和用户系统中的综合管理，可以控制设备的运行状态并进行全面监控。操作起来简单快捷。适用于专门的停车场。
图五 平面移动式车库外观图
图六 平面移动式搬运小车
5．巷道堆垛模型
利用终端控制器可以进行远程控制，立体车库可以设置于以往无法使用的空间，它可以充分利用一切有效的空间，带来相当可观的回报比与利用率。在确保车辆安全的前提下，堆垛机的升降与行走将同时启动运行，使得存车取车变得更加方便快捷而且确保有效。巷道堆垛模式立体车库进行全封闭式管理，运行起来安全可靠，将会最大程度保障人与车的安全。
通过升降机、自动搬运小车及堆垛机输送载车母栈板实现存车取车操作，整个过程由PLC控制，全程自动完成。
固定式升降机+各层自动搬运小车的配置形式，可实现多个人同时存车取车。
图七 巷道堆垛机实物图
图八 巷道货架实物图
二、系统总体设计
综上所述，利用现有平面移动式与巷道堆垛模型相结合进行远程控制将会是多种可行设计方案中最有发展前景，最高效的。这种控制方式实现起来有一定难度，建设费用比较高，但是用户体验，自动化程度将大大提高。立体车库的存车取车都将可以由用户自己在操作页面进行控制，
系统的功能与硬件组成
这套立体车库的程序控制和资料管理部分，原理将仿造ASRS系统即自动化仓库系统来搭建，在流体系高度发达的今天，将车与货等价易位，进行存取，具有极高的操作性，取货变取车，存车变入库，利用其自动存取和高效的电脑控制方法，来取代老式的工业控制器，完善用户体验，降低整个立体车库系统的维护成本，并且ASRS系统杰出的性能会使车库变得更加快捷有效。
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