基于三層升降橫移式停車設備電氣控制系統(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，其設計的優(yōu)劣直接關(guān)系到整套設備的使用，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)，設備發(fā)生一般性故障時可及時排除，但設備發(fā)生嚴重故障時，設備應允即停止運行。

3 電路設計及特點

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)設計就是每臺電動機設一個主回路、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)化設計;

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

5）為了保證設備的正常運行以及操作人員與維修人員及時了解設備運行中出現(xiàn)的各種故障，在操作箱上沒有故障代碼數(shù)碼顯示裝置，當設備正常運行時顯示為“O”’一旦設備出現(xiàn)故障.數(shù)碼顯示裝置立即顯示預先在程序中設定的故障代碼“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

為了確保設備的使用，系統(tǒng)設計了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，冉靜按設備運行超時方式進行判斷并啟動聲光報警，設備轉(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備運行而發(fā)生變化，并且設備在運行中可能發(fā)生故障，中止設備運行，也可能有其他原因影響設備不到位即停止，為了排除故障后使設備仍能繼續(xù)正常運行，就要求系統(tǒng)軟件應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；為此在軟件設計中在設備到仿后加入一個延時停止。但延時時間過長，對設備運行不利，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).