垂直提升式立體停車庫控制系統(tǒng)的PLC設計

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機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說，機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。這對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。目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。(一）升降橫移式升降橫移式升降橫移式立體車庫采用模塊化設計，每單元可設計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。1. 產(chǎn)品特點：1) 節(jié)省占地，配置靈活，建設周期短。2) 價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。3) 可采用自動控制，構造簡單，安全可靠。4) 存取車迅速，等候時間短。5) 運行平穩(wěn)，工作噪聲低。 6) 適用于商業(yè)、機關、住宅小區(qū)配套停車場的使用。 2. 安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護器、急停開關等（二） 巷道堆垛式巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機進行存取，因此對堆垛機的技術要求較高，單臺堆垛機成本較高，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。 （三）垂直提升式立體車庫垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機的兩側布置車位，一般地面需一個汽車旋轉臺，可省去司機調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。 （四） 垂直循環(huán)式垂直循環(huán)式垂直循環(huán)式產(chǎn)品特點： 1) 占地少，兩個泊位面積可停610輛車。 2) 外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 3) 價格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設周期短。 4) 可采用自動控制，運行安全可靠。 二、立體車庫自動控制系統(tǒng)現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動化立體停車設備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境，這是自動化立體停車設備的基本特點。停車設備的一切運行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達到提前發(fā)布相關控制、管理信息，從而全部實現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制中心還可與社會相關職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關信息發(fā)布出去或收集進來，擴大車庫的社會利用率和經(jīng)濟效益。這將是自動化車庫的發(fā)展方向。立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠程診斷系統(tǒng)，自動道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式，發(fā)布車庫庫存容量，控制車流方案。 （一）自動收費管理系統(tǒng)自動收費采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶，發(fā)行長期卡，費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納；對臨時用戶，發(fā)行儲值卡，即：用戶交納的費用存在卡內(nèi)，每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。 （二） 自動存取車系統(tǒng)自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動載車盤兩個過程。用戶進入車庫時，在門口刷卡進入，讀卡機自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應的載車盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機按照指示燈信號指引入庫，只有當車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴格按照各種檢測信號的狀態(tài)進行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有載車盤運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度，所有載車盤將不進行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設置保護信號，比如時間保護，以保證因硬件損壞而導致信號失靈時保證主體設備及車輛的安全。 （三）遠程診斷系統(tǒng)現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡設備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實現(xiàn)遠程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運行情況，當現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即可進行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。（四）自動道閘在車庫出入口處各設非接觸式讀卡器、感應線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動開啟，通過感應線圈后，自動柵欄自動關閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報警。 （五）監(jiān)控安保系統(tǒng)監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡連接、各種類型的報警系統(tǒng)實現(xiàn)連動等功能，可以實現(xiàn)無人看守。系統(tǒng)簡介：視頻監(jiān)控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺，以便實現(xiàn)對車庫全方位的實時監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機。運動檢測功能：可以在夜間設置車庫的運動檢測區(qū)域，當檢測區(qū)有移動目標時，運動檢測功能發(fā)出報警信號，提醒值班人員。車牌識別功能：它能夠設置車庫參照車輛的車牌、車型。當參照車輛進入車庫監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動對比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報警信號，并自動切換和記錄相關圖像。報警連動功能：可以連動各類報警主機，如啟動繼電器發(fā)出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個同在車庫所發(fā)生事件，可以同步回放多個圖像，可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進行各種信息。據(jù)介紹，已經(jīng)開始有越來越多的居住小區(qū)開始采用機械停車庫了。考慮到成本及維修，目前多數(shù)小區(qū)采用的是多層升降橫移式立體停車設備，大規(guī)模的倉儲式機械停車庫還很少。升降橫移式立體停車設備的泊車流程如下：（一）紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態(tài)。紅色指示燈指示有人正在進行操作，請稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫不能工作。（二）存車操作司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式讀卡機前感應區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應過程完畢，柵欄自動升起，司機開車進入車庫。車輛進入后，柵欄自動關閉。劃卡的同時，控制器讀取車位號，車庫內(nèi)對應的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機開車進入，停車到位，拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關閉，完成存車操作。（三）取車操作 司機進入車庫時，在入口處的非接觸式讀卡機前感應區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內(nèi)對應的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開，司機進入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動讀卡機前感應區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應完畢，讀卡機接受信息，上位控制機自動記錄、扣費，柵欄自動升起，司機開車出場，出場后，柵欄自動關閉；同時，控制器自動讀取車位號，對應的車庫單元門自動關閉。取車操作完畢。 車庫在運行過程中，有完備的自我保護裝置。一系列光電開關、接近開關、行程開關等對載車盤準確運行到位起著決定性的作用；獨特的防墜落裝置、斷繩報警裝置、超速保護裝置對車輛的安全起到保護作用。 車輛超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。 三、實例現(xiàn)以三層24車位為實例對升降橫移式立體停車設備的自動控制系統(tǒng)進行介紹。 此車庫為升降橫移式立體停車設備，共有24個單元，每個單元分為前后兩排，共三層，即上層、中層、下層，前后排各有8個車位，共16個車位。中層為車道層，用戶在中層完成出入庫人、機、車交接作業(yè)操作。每個車位編號如下： 其中AR為載車盤所在位置編號，116為載車盤（停放車輛）編號。13為前排上層載車盤，45為前排中層載車盤，68為前排下層載車盤，911為后 排上層載車盤，1213為后排中層載車盤，1416為后排下層載車盤，“中”為過橋車代號（為后排車出入庫搭橋）。13，68，911，1416只能上下移動，45，1213，中只能左右移動。 該立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強電兩套系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集，報警與控制輸出。強電系統(tǒng)包括載車盤電機控制線路。（一）弱電系統(tǒng)：1. 檢測信號：車庫檢測信號是控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)。控制程序根據(jù)檢測到的信號順序執(zhí)行，控制輸出。 對每個上、下層載車盤，其運行狀態(tài)只有上升、下降動作，載車盤停放位置只有上位或下位，所以都有以下檢測信號：載車盤上認趾，載車盤上極限，載車盤下認趾，載車盤下極限。在載車盤上位，均設有安全掛鉤，掛鉤也為兩種狀態(tài)，即掛鉤通電打開和斷電閉合，并通過一個特定的行程開關來獲取掛鉤狀態(tài)信息。載車盤向上運行過程中，檢測到上認趾信號，則自動停止運行，如果上認趾開關被損壞，系統(tǒng)未檢測到信號，載車盤會繼續(xù)向上運行，當運行到上極限開關處時，上極限信號就會切斷電機電源，使電機停電，無法繼續(xù)運行，起著雙重保險的作用。載車盤向下運行過程中，首先打開對應的掛鉤，系統(tǒng)檢測到掛鉤打開的信號后，系統(tǒng)開始下降，如果掛鉤未打開，載車盤不會下降。下降過程中，當檢測到下認趾信號時，自動停止運行，如果下認趾開關被損壞，系統(tǒng)未檢測到信號，載車盤會繼續(xù)向下運行，當運行到下極限開關處時，下極限信號就會切斷電機電源，使電機停電，無法繼續(xù)運行，起著雙重保險的作用。PLC還設有延時保護，在載車盤開始運行的同時，PLC開始計時，當計時時間到，而載車盤未運行到位時，載車盤停止運行，同時系統(tǒng)報警。另外，若兩道認址開關均被損壞，載車盤運行到位而無信號返回時，載車盤會繼續(xù)向上或下運行，從而發(fā)生不可預料的事故，但通過PLC的時間保護，則可對載車盤的運行起到第三層保護的作用。 對中層載車盤，其運行狀態(tài)只有左、右移動動作，載車盤停放位置只有左位或右位，所以有以下檢測信號：4在D位，4在E位，5在E位，5在F位，12在M位，12在N位，13在N位，13在O位。4號載車盤右移時，檢測到E位信號，則停止運行；左移時，檢測到D位信號，則停止運行。5號載車盤右移時，檢測到F位信號，則停止運行； 5號載車盤左移時，檢測到E位信號，則停止運行。12號載車盤左移時，檢測到M位信號，則停止運行；右移時，檢測到N位信號，則停止運行。13號載車盤左移時，檢測到N位信號，則停止運行；右移時，檢測到O位信號，則停止運行。 由于此車庫為前后雙列停放車輛，后排車的出入就得依賴前排的過橋車，過橋車的控制將是后排車出入的關鍵。過橋車有三個運行位置，即左、中、右，所以有三個檢測信號：過橋車在D，過橋車在E，過橋車在F。 另外，每個車位設有車輛超長檢測，當系統(tǒng)檢測到超長信號時，所有載車盤均不能動作，以保護車輛的安全。車庫入口處設有人員誤入檢測，防止人員在載車盤運行過程中誤入，發(fā)生意外；也有在車庫入口處設有升降門或欄桿，起著防止人員誤入的作用，但升降門或欄桿的開啟關閉受系統(tǒng)運行狀態(tài)聯(lián)鎖控制。 2.急停信號：系統(tǒng)必須在明顯處設有急停開關，當發(fā)生意外時，按下急停開關，斷所有電機的電源，使載車盤無法繼續(xù)運行，以保護人員及設備的安全。 3.輸出控制信號：系統(tǒng)輸出控制信號包括控制電機運行方向信號，控制電機運行信號，控制電磁鐵得、失電信號，控制燈光報警信號，控制車庫照明信號。 （二）強電系統(tǒng)：強電部分包括控制電機正反轉接觸器，控制電機運行接觸器。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關斷。（三）系統(tǒng)設計：系統(tǒng)采用PLC控制，分設自動，手動，檢修三種狀態(tài)。檢修狀態(tài)下，所有檢測信號不參與控制。在手動與自動方式時，所有信號進入PLC，PLC按照外部檢測信號，輸出控制信號，控制電機正反轉接觸器線圈和電機接觸器線圈，以控制各載車盤運行。系統(tǒng)聯(lián)動聯(lián)鎖控制：1、上層載車盤不在上位或運行不到上位，中層載車盤及過橋車不能運行。2、下層載車盤不在下位或運行不到下位中層載車盤及過橋車不能運行。3、中層載車盤及過橋車運行不到位，上下層載車盤不能運行。4、前后超長開關只要被遮擋，所有載車盤都不能動作。5、入口處人員誤入被遮擋，所有載車盤都不能動。只有通過“復位”按鈕，才可解除此聯(lián)鎖。6、安全掛鉤不在開啟位置，無下降動作。7、 任何載車盤觸發(fā)上、下極限限位開關，立即斷所有電機電源。8、急停按鈕按下，立即斷所有電機電源。 此項目已驗收并投入使用，就使用情況來看，不僅占地面積相對擴大了4倍，而且，經(jīng)實地測試，最長的出車時間為85秒，真正做到了空間利用率高；運行速度快，存/取車時間端。智能化控制，操作簡便；耐用性高，維護方便。四、結束語“車庫”是大中城市的熱門話題，國家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫”列為“近期行業(yè)技術發(fā)展重點”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出，在人們對生活質(zhì)量和環(huán)境意識不斷增強之時“車庫”日漸成為熱門話題，機械自動化立體車庫將會在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。 17