CN101881967A

CN101881967A - 一种两层升降横移停车设备控制系统及其控制方法

Info

Publication number: CN101881967A
Application number: CN 201010223736
Authority: CN
Inventors: 吕精楠
Original assignee: Jiang Su Runbang Heavy Industries Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Puteng Parking Equipment Co., Ltd.; Shenzhen Huadachuan Automation Technology Co., Ltd.
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2030-07-12
Also published as: CN101881967B

Abstract

本发明公开了一种两层升降横移停车设备的控制系统，主控单元分别与通讯单元、总线控制器，总线控制器又与总线控制器A、B相连，主控单元与通讯单元相连获信息将设备当前状态反至上位机，总线控制器B分别与输入单元A、B、C相连，输入单元A、B、C分别连有传感器，传感器将所采集的通道数据通过输入单元A、B、C传送给总线控制器B，总线控制器B将该数据传送给总线控制器，总线控制器整理后传送给给主控单元；总线控制器A分别与输出单元A、B、C、D相连，输出单元A、B、C、D分别控制带动相应的输出机构，主控单元通过控制总线控制器A的切换从而实现对各个输出机构的控制。本发明具有输入、输出配置的I/O点相对灵活；具有高可高性、能适应复杂、恶劣的工作环境；性价比高的优点。

Description

一种两层升降横移停车设备控制系统及其控制方法

技术领域：

本发明涉及一种自动化升降横移类停车设备，尤其涉及一种两层升降横移停车设备控制系统和控制方法。

背景技术：

数据统计，仅2009年我国城市新增汽车就突破1300万辆，城市将是新增汽车的主要活动空间；有限的土地资源决定了只能向立体空间发展，目前我国建成的机械化停车设备已经超过60多万个；停车设备的安装数量也在逐年大幅增加，自动化停车设备正在由一个行业向一个产业的转变；需求市场非常庞大、且售后维修领域的市场也将逐渐形成，然而在两层升降横移停车设备的发展过程中各厂家都采取的是可编程控制器方式，需要专业的电气工程师编写程序；因项目的不同每次都需要从新编写控制程序，工作量大；控制系统成本相对较高、不能给产品带来竞争优势；停车设备发展以及各个配套的部件领域都在向模块式、标准化、产业化方向靠拢，显然停车设备控制系统也需要模块式、标准化、低成本方向发展，具有全能型的可编程控制器已经不能完全符合停车设备现阶段以及未来的发展需要；新一代停车设备专用控制系统将会应运而生。

目前两层升降横移停车设备的传统控制方式一般采用可编程控制器为主控单元，PLC具有编程简单等特点应用与众多领域；停车设备近年来在国内得到较快发展；相对整个停车设备市场竞争也越加明显、价格、品牌之间的拼杀尤为激烈！控制产品的成本显得尤为重要，PLC控制器虽然拥有众多优点但是价格也偏高，毕竟它是“全能型”的控制器可以应用在很多领域；立体车库与电梯十分相似，纵观电梯控制系统发展的过程不难看出随着行业的发展停车设备也必将出现专用控制系统的应用案例；两层升降横移停车设备动作原理相对简单，今后随着停车设备行业的不断发展专用控制系统的开发和应用将会非常广泛。

发明内容：

本发明的目的是为了克服以上的不足，提供一种以工业级单片机为核心的两层升降横移类停车设备专用控制系统。

本发明专利是通过以下技术方案来实现：一种两层升降横移停车设备的控制系统，包括电源单元，用来提供工作电源给主控单元；主控单元分别与通讯单元、总线控制器、总线控制器A相连，总线控制器又与总线控制器B相连，主控单元与通讯单元相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机，总线控制器B分别与输入单元A、B、C相连，输入单元A、B、C分别连接有传感器，传感器将所采集的通道数据通过输入单元A、B、C传送给总线控制器B，总线控制器B将该数据传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；总线控制器A分别与输出单元A、B、C、D相连，输出单元A、B、C、D分别控制带动相应的输出机构，主控单元通过控制总线控制器A的切换从而实现对各个输出机构的控制。

本发明进一步改进在于：总线控制器B通过使能I/O脚分别与输入单元A、B、C相连，当某个使能I/O导通即打开此输入单元的数据采集通道，数据经过此输入单元传送给总线控制器B，总线控制器B以循环扫描的方式进行使能位的操作从而实现多个输入单元的开关信号扫描并采集。

本发明进一步改进在于：输出单元A、B、C、D通过控制相应的继电器，并通过继电器导通相应的接触器线圈从而实现对各个电动机的控制。

本发明进一步改进在于：主控单元与通讯单元以串行通讯方式相连，采用RS485连接方式。

本发明进一步改进在于：主控单元之P0端口共8位与总线控制器之P0端口共8位进行直连，从而实现8位并行总线。

一种两层升降横移停车设备的控制方法，包括以下步骤：主控单元通电时进行设备初始化；主控单元与总线控制器相连，总线控制器与总线控制器B相连、总线控制器B又分别与输入单元A、B、C相连，输入单元A、B、C分别连接有传感器，传感器将所采集的通道数据通过输入单元A、B、C传送给总线控制器B，总线控制器B将该数据传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；主控单元与总线控制器A相连，总线控制器A分别与输出单元A、B、C、D相连，输出单元A、B、C、D分别控制带动相应的输出机构，主控单元根据采集到的数据进行相应的操作，以控制总线控制器A的切换从而实现对各个输出机构的控制；主控单元与通讯单元相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机。

本发明进一步改进在于：总线控制器将采集到的输入开关信息通过并行8位总线直接传送给主控单元。

本发明进一步改进在于：总线控制器A顺序循环的打开相应输出单元使能位，从而实现对各个输出机构的控制，

本发明与现有技术相比具有以下优点：

一、输入、输出配置的I/O点相对灵活，大多数可编程控制器出厂时设计的输入与输出比例为1∶1，但在两层升降横移类停车设备的应用中输入与输出比例基本为3∶1，所以专用的停车设备控制系统性价比将会大大超越传统的可编程控制器。

二、两层升降横移停车设备控制系统可以采用工业级单片机为控制核心，具有高可高性、能适应复杂、恶劣的工作环境；其芯片性能可以与传统可编程控制器芯片媲美。

三、传统的可编程控制器采用梯形图或指令表进行程序的编写，梯形图属于可视化编程，可视化编程的灵活性不如底层语言；不宜与实现两层升降横移类停车设备的通用的程序和修改。

综上所述两层升降横移停车设备专用控制系统的成本将会是传统可编程控制器的1/2或更低。

附图说明：

图1为本发明的模块布置示意图

图1中标号代表的元件：

1-电源单元、2-主控单元、3-总线控制器、4-总线控制器B、5-输入单元A、6-输入单元B、7-输入单元C、8-通讯单元、9-总线控制器A、10-输出单元A、11-输出单元B、12-输出单元C、13-输出单元D。

具体实施方式：

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

如图1示出了本发明对一种两层升降横移停车设备控制系统的实施方式，一种两层升降横移停车设备的控制系统，包括电源单元1，用来提供工作电源给主控单元2；主控单元2分别与通讯单元8、总线控制器3、总线控制器A9相连，总线控制器3又与总线控制器B4相连，主控单元2与通讯单元8相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机，总线控制器B4分别与输入单元A5、B6、C7相连，输入单元A5、B6、C7分别连接有传感器，传感器将所采集的通道数据通过输入单元A5、B6、C7传送给总线控制器B，总线控制器B将该数据传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；总线控制器A分别与输出单元A10、B11、C12、D13相连，输出单元A10、B11、C12、D13分别控制带动相应的输出机构，主控单元2通过控制总线控制器A9的切换从而实现对各个输出机构的控制，总线控制器B4通过使能I/O脚分别与输入单元A5、B6、C7相连，当某个使能I/O导通即打开此输入单元的数据采集通道，数据经过此输入单元传送给总线控制器B4，总线控制器B4以循环扫描的方式进行使能位的操作从而实现多个输入单元的开关信号扫描并采集，输出单元A10、B11、C12、D13通过控制相应的继电器，并通过继电器导通相应的接触器线圈从而实现对各个电动机的控制，主控单元2与通讯单元8以串行通讯方式相连，采用RS485连接方式，主控单元2之P0端口共8位与总线控制器3之P0端口共8位进行直连，从而实现8位并行总线。

一种两层升降横移停车设备的控制方法，包括以下步骤：主控单元2通电时进行设备初始化；主控单元2与总线控制器相连3，总线控制器3与总线控制器B4相连、总线控制器B4又分别与输入单元A5、B6、C7相连，输入单元A5、B6、C7分别连接有传感器，传感器将所采集的通道数据通过输入单元A5、B6、C7传送给总线控制器B4，总线控制器B4将该数据传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；主控单元2与总线控制器A9相连，总线控制器A9分别与输出单元A10、B11、C12、D13相连，输出单元A10、B11、C12、D13分别控制带动相应的输出机构，主控单元2根据采集到的数据进行相应的操作，以控制总线控制器A9的切换从而实现对各个输出机构的控制；主控单元2与通讯单元8相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机，总线控制器将采集到的输入开关信息通过并行8位总线直接传送给主控单元2，总线控制器B4通过使能I/O脚分别与输入单元A5、B6、C7相连，当某个使能I/O导通即打开此输入单元的数据采集通道，数据经过此输入单元传送给总线控制器B4，总线控制器B4以循环扫描的方式进行使能位的操作从而实现多个输入单元的开关信号扫描并采集，总线控制器A顺序循环的打开相应输出单元使能位，从而实现对各个输出机构的控制，

本发明的实现及工作流程：

控制原理：

两层升降横移停车设备控制系统主要依托主控单元为核心与通讯单元进行数据信息交换、通过总线控制器A连接对输出单元A\B\C\D进行操作控制、通过与总线控制器相连接的总线控制器B实现对输入单元A\B\C进行传感器开关信号检测；主控单元与通讯单元相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机，主控单元与总线控制器A连接、总线控制器A分别与输出单元A\B\C\D相连，其中：输出单元A\B\C\D分别控制带动相应的输出机构；主控单元对相应的位进行操作并通过总线控制器A的切换从而实现对各个输出机构的控制；主控单元通过总线控制器、总线控制器与总线控制器B相连，总线控制器B与输入单元A\B\C相连，输入单元A\B\C与传感器相连；首先传感器的状态直接反映在输入单元A\B\C上，总线控制器B将输入单元A\B\C状态采集后传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；综上所述通过以上多个单元间的相互协调工作，从而实现主控单元完成对输入信号的采集、进行输出控制、上位机信息交换，并通过逻辑程式的判断最终实现对两层升降横移停车设备的控制操作。

以下是对该系统、各个部件如何工作如何操作进行详述：

本系统所述的主控单元是采用工业级单片机MCU来实现的，MCU工作电压为5V，因此电源模块给其提供足够工作电源；主控单元通电时将进行初始化，初始化即系统初始化；每次重新上电都将会初始化，整个过程需要30毫秒左右；所有寄存器、计时器、计数器、指针状态都将从最初状态开始即归零；系统完成初始化即投入正常工作状态。主控单元2与总线控制器3相连，总线控制器3将采集到的输入单元的开关信息通过并行8位总线直接传送给主控单元2，主控单元2根据采集到的输入单元的开关量状态进行逻辑扫描，从而实现条件的判断，具体操作为：主控单元2之P0端口共8位与总线控制器3之P0端口共8位进行直连，从而实现8位并行总线；1个字节分8个数据位，所以8位数据总线每次可以传送1个字节，其中字节中的每一个位即代表一个开关状态、即每个字节可以代表8个开关，若系统需要64个输入开关量，那么总线需要发送8次即可完成传送64个开关量的状态。

总线控制器3与总线控制器B相连，其中总线控制器3的作用主要是分担主控单元之操作压力将扫描工作交给总线控制器3来完成，主控单元只要结果，具体如何获取信号状态由总线控制器3来完成，总线控制器3与总线控制器B相连、总线控制器B又分别与输入单元A\B\C相连，它们的工作原理为：总线控制器3接收整理总线控制器B传送的开关量字节，总线控制器B通过使能I/O脚分别与输入单元A\B\C相连，某个使能I/O导通即打开此单元数据采集通道，数据经过输入单元传送给总线控制器B，总线控制器B以循环扫描的方式进行使能位的操作从而实现多个输入单元的开关信号扫描并采集，具体操作为：例如总线控制器B中的I/O管脚P1^0、P1^1、P1^2分别为输入单元A、B、C的使能端口，总线控制器将P1^0拉为低电平即表明输入单元A的使能端口打开，此时输入单元A的开关状态通过8位数据总线传送给总线控制器B，总线控制器B将该单元状态放入数组，比如采集到的8位开关状态为：10101010即存入数组的字节为：0Xaa，若采集到的状态为：01010101存入数组的字节为：0x55；总线控制器B通过循环打开相应的使能位即可对多个输入单元开关状态的采集。

输出部分：升降横移停车设备控制系统最终控制的机构为升降电机与横移电机的通\断电，电机动力电源是由接触器常开触点导通输出单元通过控制相应的继电器，并通过继电器导通相应的接触器线圈从而实现对各个电动机的控制，具体操作为：主控单元2将逻辑程式之输出结果传送给总线控制器A，总线控制器A将字节转换转换成位，并顺序循环的打开相应输出单元使能位(同于部分的输入单元检测的使能位)从而实现对各个电动机的控制，写0为导通、写1为关闭。主控单元2与通讯单元8以串行通讯方式相连，采用RS485连接方式；两个单元间通过串行通讯协议进行数据交换，上位机通过通讯单元将存取车指令发送给主控单元，主控单元接收到存取车指令后启动呼叫程式，逻辑判断无误即可执行逻辑程式；主控单元将设备当前运行的状态反馈给上位机，例如系统出现201车位上极限开关动作，即通过通讯单元发送相应的代码到上位机，具体实现为：通讯模块8与主控单元2之间采取的RS485方式是建立在一定的通讯波特率即每秒钟发送位的数量，采用9600bit/S即每秒钟可以传送9600个位状态，传送1200个字节；同时协议还与开始发送命令(起始字节)、状态字、命令类型、校验和、结束发送命令有关，只有双方协议一致才能保证通讯畅通，从而得到正确的数据；其中0x02代表开始发送命令\0x03代表结束传送命令，协议也可以自由制定；确定好两个单元间的协议即可实现串行数据的收发，主控单元将接收到的数据放入数组，并提取车位号进行相应的存取车操作；同时将当前设备状态发送给上位机。

Claims

1.一种两层升降横移停车设备的控制系统，其特征在于：包括电源单元(1)，用来提供工作电源给主控单元(2)；所述主控单元(2)分别与通讯单元(8)、总线控制器(3)、总线控制器A(9)相连，所述总线控制器(3)又与总线控制器B(4)相连，所述主控单元(2)与通讯单元(8)相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机，所述总线控制器B(4)分别与输入单元A、B、C(5、6、7)相连，所述输入单元A、B、C分别连接有传感器，所述传感器将所采集的通道数据通过所述输入单元A、B、C传送给总线控制器B(4)，总线控制器B(4)将该数据传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；所述总线控制器A(9)分别与输出单元A、B、C、D(10、11、12、13)相连，所述输出单元A、B、C、D(10、11、12、13)分别控制带动相应的输出机构，所述主控单元(2)通过控制总线控制器A(9)的切换从而实现对各个输出机构的控制。

2.根据权利要求1所述的一种两层升降横移停车设备的控制系统，其特征在于：所述总线控制器B(4)通过使能I/O脚分别与输入单元A、B、C相连，当某个使能I/O导通即打开此输入单元的数据采集通道，数据经过此输入单元传送给总线控制器B(4)，总线控制器B以循环扫描的方式进行使能位的操作从而实现多个输入单元的开关信号扫描并采集。

3.根据权利要求1或2所述的一种两层升降横移停车设备的控制系统，其特征在于：所述输出单元A、B、C、D通过控制相应的继电器，并通过继电器导通相应的接触器线圈从而实现对各个电动机的控制。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种两层升降横移停车设备的控制系统，其特征在于：所述主控单元(2)与通讯单元(8)以串行通讯方式相连，采用RS485连接方式。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种两层升降横移停车设备的控制系统，其特征在于：所述主控单元(2)之P0端口共8位与总线控制器(3)之P0端口共8位进行直连，从而实现8位并行总线。

6.一种两层升降横移停车设备的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：主控单元(2)通电时进行设备初始化；主控单元(2)与总线控制器相连(3)，总线控制器(3)与总线控制器B(4)相连、总线控制器B又分别与输入单元A、B、C相连，所述输入单元A、B、C分别连接有传感器，所述传感器将所采集的通道数据通过所述输入单元A、B、C传送给总线控制器B(4)，总线控制器B(4)将该数据传送给总线控制器，由总线控制器整理后传送给给主控单元；主控单元(2)与总线控制器A(9)相连，总线控制器A(9)分别与输出单元A、B、C、D(10、11、12、13)相连，所述输出单元A、B、C、D(10、11、12、13)分别控制带动相应的输出机构，所述主控单元(2)根据采集到的数据进行相应的操作，以控制总线控制器A(9)的切换从而实现对各个输出机构的控制；主控单元与通讯单元相连获取和反馈存取车信息并将设备当前状态反馈至上位机。

7.根据权利要求6所述的一种两层升降横移停车设备的控制方法，其特征在于：所述总线控制器将采集到的输入开关信息通过并行8位总线直接传送给主控单元(2)。

8.根据权利要求6或7所述的一种两层升降横移停车设备的控制方法，其特征在于：所述总线控制器B(4)通过使能I/O脚分别与输入单元A、B、C相连，当某个使能I/O导通即打开此输入单元的数据采集通道，数据经过此输入单元传送给总线控制器B(4)，总线控制器B以循环扫描的方式进行使能位的操作从而实现多个输入单元的开关信号扫描并采集。

9.根据权利要求或6-8任一项所述的一种两层升降横移停车设备的控制方法，其特征在于：所述总线控制器A顺序循环的打开相应输出单元使能位，从而实现对各个输出机构的控制。