基于三層升降橫移式停車設(shè)備電氣控制系統(tǒng)分析

喻春琪

黑龍江省農(nóng)墾總局建三江分局委員會黨校，黑龍江 佳木斯 156300

隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化，而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體停車設(shè)備，以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點，越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的機械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種，其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點，在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額。

1 三層升降橫移式停車裝置的工作原理

以3×9型式三層升降橫移停車設(shè)備共26個車位說明其工作原理。

該車庫分上層、中層、地下層三層車位，中層與車庫地面平齊，停車位不需移動托板可直接進行存取車。而廣層或下層進出車時，需首先將位于中層的上層或地下層托板復位，然后將中層上的托板移開，串出空位來，這時候上層的托板才可降到中層或地下層的托板上升至中層，汽車方可出庫或入庫，這個過程要經(jīng)過很多動作，整個動作過程是自動控制的，完全由PLC實現(xiàn)。

2 對電氣控制的要求

電氣控制系統(tǒng)是整個裝置的重要部分，其設(shè)計的優(yōu)劣直接關(guān)系到整套設(shè)備的使用，所以要求控制系統(tǒng)安全可靠、操作方便，能自動完成進出車動作并顯示停車信息（車位有無車狀態(tài)顯示），并民全方位監(jiān)控管理整個系統(tǒng)，設(shè)備發(fā)生一般性故障時可及時排除，但設(shè)備發(fā)生嚴重故障時，設(shè)備應(yīng)允即停止運行。

3 電路設(shè)計及特點

3.1 PLC選型

選擇PLC可編程序控制器作為主單元，根據(jù)I/O的點數(shù)選擇OMRON公司新近生產(chǎn)的CQMlH型PLC。該可編程序控制器功能強大，完全能滿足該系統(tǒng)的要求，并配有RS-232通訊接口，對調(diào)試程序或與上位機連接非常方便。

3.2 特點

1）在電源總進線回路端口加入了漏電保護開關(guān)，該系統(tǒng)一旦發(fā)生漏電，進線開關(guān)跳閘，整個系統(tǒng)將斷電。防止設(shè)備因漏電而造成的意外故障及人身安全事故;

2）在電源總進線開關(guān)下端加入了XJ3-AG相序，缺相保護繼電器，并將該繼電器的接點直接接入PLC輸出控制回路，電路上端一旦發(fā)生錯相或缺相時，該繼電器動作并報警，設(shè)備停止運行，否則可能造成人身傷亡事故及經(jīng)濟損失;

3）雖然升降橫移式停車設(shè)備電動機較多（每個托板配一臺電動機），并且每臺電動機要正、反問運行，但是運行時上層和地下層同時只省—個車位動作，中層幾個托板可以同時動作，但每次動作都是同一個方向。如果按常規(guī)設(shè)計就是每臺電動機設(shè)一個主回路、兩個交流接觸器（正反轉(zhuǎn)）和一個熱繼電器，這樣26個車位應(yīng)有52個交流接觸器和26個熱繼電器，同時交流接觸器又是受PLC輸出控制，交流接觸器的動作信號又返回到PLC輸入端作為監(jiān)視其動作是否正常。如果按常規(guī)設(shè)計，交流接觸器、熱繼電器的數(shù)量很大，如此多的接觸器將大大增加PIC的J/O口數(shù)量，整個系統(tǒng)非常龐大。CQMlH可編程主機就不能滿足要求，將采用C200H可編程控制器，不但費用昂貴，而且線路較多、復雜，為解決此問題，對整個系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計;

4）電氣電路中設(shè)有急停按鈕，該按鈕應(yīng)設(shè)在控制電源熔斷器后，一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，可立即使用急停按鈕，切斷所有輸出回路電源，保證設(shè)備安全;

5）為了保證設(shè)備的正常運行以及操作人員與維修人員及時了解設(shè)備運行中出現(xiàn)的各種故障，在操作箱上沒有故障代碼數(shù)碼顯示裝置，當設(shè)備正常運行時顯示為“O”’一旦設(shè)備出現(xiàn)故障.數(shù)碼顯示裝置立即顯示預先在程序中設(shè)定的故障代碼“1-8”，并且可以顯示多個故障，操作人員和維修人員可以根據(jù)代碼代表的故障類型及時采取措施排除。

4 控制方式

為了確保設(shè)備的使用，系統(tǒng)設(shè)計了3種工作方式，可用選擇開關(guān)來選擇：自動、半自動和管理方式。

4.1 自動方式

正常使用方式：當操作人員鍵入調(diào)動菜托板的命令后，系統(tǒng)PLC可編程控制器可自動判斷、比較路徑并按步驟移動托板完成整個進出車動作，且記憶各托板新的車位位置，并保存到下次托板運行，托板位置發(fā)生變化后，重新登記。

4.2 半自動方式

應(yīng)急使用方式：當自動運行方式發(fā)生故障時，可轉(zhuǎn)用半自動方式，操作人員根據(jù)控制箱上所設(shè)定的按鈕，分步完成整個取車動作，這種方式對于守庫某些故障可以不用理會，以保證用戶應(yīng)急進出車；在安裝調(diào)試時也可以用半自動方式很方便地進行各個車位的平移、上下行調(diào)試和各傳感器的位置調(diào)試。

4.3 管理方式

在車位較多的情況下，需有一臺PC機作為上位機來管理各單元車庫，對進出車進行總調(diào)度。

5 軟件設(shè)計中幾個關(guān)鍵問題的處理

5.1 故障處理

當發(fā)生電氣或機械故障時，冉靜按設(shè)備運行超時方式進行判斷并啟動聲光報警，設(shè)備轉(zhuǎn)入半自動方式，即可進行故障處理。

5.2 全方位故障監(jiān)控、管理

系統(tǒng)軟件對輸入信號進行全方位監(jiān)控，一旦輸入情號出現(xiàn)錯誤，立即停止運行。

5.3 位置登記

由于各個托板的位置隨設(shè)備運行而發(fā)生變化，并且設(shè)備在運行中可能發(fā)生故障，中止設(shè)備運行，也可能有其他原因影響設(shè)備不到位即停止，為了排除故障后使設(shè)備仍能繼續(xù)正常運行，就要求系統(tǒng)軟件應(yīng)隨時記憶各托盤所處的他置，記憶位置須使用保持繼電器(KEEP)登記，如果山現(xiàn)記憶錯誤，設(shè)備就會發(fā)生事故。

5.4 開關(guān)信號處理

每個托板運行到位后，均是通過限位開關(guān)發(fā)出停位信號，由于限位開關(guān)發(fā)出瞬間閉合信號，托板立即停止，電動機抱問，托板停止時會產(chǎn)生晃動，可能造成限位開關(guān)壓不緊，出現(xiàn)誤信號；為此在軟件設(shè)計中在設(shè)備到仿后加入一個延時停止。但延時時間過長，對設(shè)備運行不利，在調(diào)試時，以托板壓緊限位開關(guān)，在托板正常的晃動范圍內(nèi)，開關(guān)不會發(fā)出誤信號即可。

6 結(jié)論

升降橫移類立體車庫的控制系統(tǒng)通過采用PLC現(xiàn)場總線控制，使整個控制系統(tǒng)的可靠性大大提高，滿足了車庫的控制功能與使用性能的要求，完全實現(xiàn)了進出車的智能控制。系統(tǒng)還在硬件設(shè)計采用了手動、半自動和全自動多級冗余控制方式，配合軟件/硬件連鎖保護，大大提高了系統(tǒng)的可靠性；同時由于PLC軟件設(shè)計上的優(yōu)化處理，使得本系統(tǒng)對于車位的擴展實現(xiàn)了較為簡便。

[1]王芳卿.立體停車庫及其控制[J].電氣傳動，1998(6).