两起机械式停车设备砸车事故的技术分析

池永兵 陈时雨 李文都

1北京市特种设备检测中心 北京 100029 2北京科正平工程技术研究院有限公司 北京 100000

0 引言

随着城市规模的不断扩大，机械式停车设备作为存取储放车辆的机械或机械设备系统，在现代社会城市体系中得到长足发展与应用，各种类型的智能停车设备层出不穷。与传统平面停车场相比，机械式停车设备能在有限的空间最大限度地停放车辆，从管理上可以做到彻底的人车分流，更加有效地保证人身和车辆的安全，降低剐蹭、划痕受损、物品失窃等事故的发生，缓解大城市停车难、机动车乱停乱放带来的小区消防通道占用、道路通行能力下降等诸多问题。但在使用上也存在许多问题，作为特种设备并未对机械式停车设备管理要求必须签订具有维护保养资质的维保单位，使用单位或物业公司对设备维保不到位，许多设备年久失修，使用人员杂乱，尤其是一些准无人和无人操作的设备，电气元件老化失灵、金属结构锈蚀严重，导致事故发生率很高。

本文讨论的升降横移类机械式停车设备（以下简称立体车库）以其结构简单、适应性强、操作方便、造价较低、维护简单等优点，在国内市场广泛使用。立体车库一般为准无人方式，即司机将汽车开上载车板后停好汽车，然后人离开汽车移动载车板，通过升降横移装置将汽车移动到指定位置，完成存车过程。停车位的立体化设置，使得停车位更为集中，更加便于停车库的管理，更能保证司机和车辆的安全。该类型的立体车库早期以接触器控制为主，现在一般由PLC智能控制，实现了停车设备的自动运行和安全高效管理[1]。

1 事故情况

1.1 案例1

某单位地下1组2层立体车库，共有29个车位，在存取上层停置车辆时，由于下层车辆平移时载车板卡阻，上层车辆未得到下层到位信号前就下降，砸坏下层车辆，造成设备故障，并导致车主、物业、维保三方发生纠纷。

1.2 案例2

某小区地面1组2层立体车库，共有7个车位，在取上层停置车辆时，由于下层载车板平移时带动杂物运行，杂物提前触碰横移限位开关，导致下层车辆未完全离开上层载车板下降区域，而上层载车板得到下层到位信号后即下降，发生挤压下层车辆的事故。

2 问题分析

立体车库横移部分的正常运行是存取储放车辆的关键，横移限位保护功能正是其安全运行的保障。上述2个案例都是在取上层车辆时，下层需要横移的载车板还未运行到位，上层的载车板便开始下落，导致砸车事故。造成此类事故的主要原因归纳为横移限位保护功能的缺失或失效，事故原因包括：

1）横移限位开关未触发 横移限位开关偏离工作位置，横移限位开关损坏，载车板运行不到位，包括横移导轨偏移或变形，滚轮磨损或变形，载车板脱轨，载车板运行区域有物体阻挡[2]。

不考虑供电电压或电动机本身故障的前提下，一般包括载车板上的汽车是否超重，导致横移电动机过载。

2）横移运行超时或欠时 电气系统缺少时间继电器与横移限位开关的联锁控制，时间继电器损坏或调整不正确，PLC未编写该功能程序，程序中设置的时间不合理[3]。

结合上述分析可知，案例1的主要原因是横移载车板过载后的运行超时，案例2的主要原因是载车板横移运行没有欠时保护。

3 解决方法

1）横移限位开关未触发时，应更换限位开关及滚轮，调整横移限位开关工作位置，调整横移导轨，清理载车板运行区域。限制超载车辆进入载车板，定期检查供电电压或者电动机，防止横移电动机过载。

2）横移运行超时或欠时，应调整或更换电气时间继电器，调整时间继电器与横移限位开关的联锁控制，重新编写PLC控制程序，设定合理地运行时间。

3）PLC控制程序实现横移限位保护功能 横移载车板以恒定速度从左限位移动到右限位，此过程时长是确定的，计时起点、终点与左右限位的状态有关，一旦限位状态有误或运行时间不符，PLC就会判断超时或者欠时故障。

3.1 横移限位保护

如图1所示，一层201车位相关限位开关：hyxw201b、hyxw202b。根据高层的取车信号，判断一层需要横移的车位，进而根据其相关联的限位开关的信号有无，判断车位是否正常运行，如果出现非正常运行，则立刻报警，停止车位运行。

图1 横移限位保护程序段

当201车位向左移动，3 s后限位开关hyxw202b如仍有信号，且限位开关hyxw201b无信号，触发横移限位错误报警。

当201车位向右移动，3 s后限位开关hyxw201b如仍有信号，且限位开关hyxw202b无信号，触发横移限位错误报警。

3.2 横移定时保护

横移定时保护即是超时保护程序，由图2程序可知，通过使用PLC内部计时器功能实现。例如：设定横移运行时间不超过26 s，若超过时横移车位仍然在运行，说明横移限位开关失效或横移运行出现异常，立即触发横移定时报警。

图2 横移定时程序段

3.3 横移计数保护

横移计数保护即是欠时保护，程序通过运用PLC的计数和比较功能实现横移运行时间的判断，从而确认车位横移运行是否到位，主要包括横移计数程序、横移计数清零程序和横移计数保护程序，如图3～图5所示。

图3 横移计数程序段

图4 横移计数清零程序段

图5 横移计数保护程序段

当设备处于自动运行模式下，如果车位向右移动，则计数器值增加。当计数器值处于5～500之间，且相应的限位开关有信号时，说明限位开关误动作，车位没有移动到位，此种状态下，不满足高层车位下降条件，需立即触发横移限位报警，停止设备运行。当计数器值大于500，且相应的限位开关有信号时，说明一层空位满足高层车位下降条件，高层车位可下降，车位正常运行。

当设备处于自动运行模式下，如车位向左移动，则计数器值减少，当计数器值处于15～500之间，且相应的限位开关有信号时，说明限位开关误动作，车位没有移动到位，此种状态下，不满足高层车位下降条件，需立即触发横移限位报警，停止设备运行。当计数器值小于15，且相应的限位开关有信号时，说明一层空位满足高层车位下降条件，横移计数器清零，高层车位可下降，车位正常运行。

4 检验问题分析

4.1 机械式停车设备检验的追溯

国质检锅[2004]31号关于公布《特种设备目录》的通知中，机械式停车设备类别中列出9个品种的设备，但2002版《起重机械监督检验规程》未对停车设备做具体的检验要求。制订TSG特种设备安全技术规范时，TSG Q7016—2008《起重机械安装改造重大维修监督检验规则》对实施安装监督检验的机械式停车设备的品种和2004版目录要求一致，但在项目表中未对停车设备提出具体检验要求。在TSG Q7016—2016《起重机械安装改造重大修理监督检验规则》（以下简称监检规）实施安装监督检验的起重机械目录中只提出机械式停车设备一个类别，不分具体的品种，和2014版特种设备目录的要求一致。

4.2 监检规中机械式停车设备的检验项目

监检规中在检验项目表中除了与其他起重机械一样的检验项目外，11.28项对机械式停车设备专项安全保护和防护装置提出17项要求，如表1所示，并对汽车专用升降机类停车设备提出9项专项安全保护和防护装置的要求[5]。

表1 监检规中机械式停车设备专项安全保护和防护装置检验项目

4.3 针对事故现象的检验问题

通过上述事故现象的发现以及解决方法可知，在立体车库检验过程中，如表1所示，升降横移类机械式停车设备的要求为 1、2、3、4、5、7、10、11、12、14、16共11项，检验手段和方法相对简单，横移限位保护功能检验验证，一般通过目测、仪表检测和运行试验进行，可在立体车库几个不同的运行阶段中，通过人为触发横移限位装置来模拟上层载车板下降挤压下层横移载车板进行判断。早期接触器控制方式可查阅图纸发现问题，如果涉及到PLC控制程序的问题，随着机械式停车设备的智能化程度越来越高，传感元件种类丰富，控制系统采用PLC、工控机等装置所设计的程序也越来越复杂，很多厂家以技术保密借口拒绝提供程序文件，在检验现场不易实现。例如上述事故中的横移限位保护缺失，主要也是因为程序设计的缺陷导致了立体车库的危险运行，检规中的检验项目未涉及这方面的要求。诸如此类，如果设备的安全功能主要由程序软件实现的，检规也未有相应的检验要求和方法确认。同时现有的检规在安全保护和防护装置的部分检验项目中检验内容描述不具体，缺少可操作性或者量化指标的要求，给检验造成一定难度。检验方法和技术手段还需要进一步的提高，检验规程需要进一步的细化。

5 结论

综上所述，通过对2起机械式停车设备砸车事故的技术分析，提出了实现横移限位保护功能的解决方法，以及针对性的检验方法，同时对于现行检规中内容的提出意见，对保障机械式停车设备的安全运行和完善机械式停车设备的检验工作提供一定的借鉴。