CN103792913A - 升降横移立体车库集线控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种升降横移立体车库集线控制系统，包括：人机交换设备；PLC；若干个底层的单元CPU、若干个中间层的单元CPU和若干个顶层的单元CPU，其与PLC通讯；底层的单元CPU与若干个底层单元车库电路连接；中间层的单元CPU与若干个中间单元车库电路连接；顶层的单元CPU与若干个顶层单元车库电路连接，本发明还提供了一种升降横移立体车库集线控制方法，本发明具有结构简单、成本低、安装维护方便、可靠性高和稳定性好的有益效果。

Description

升降横移立体车库集线控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种升降横移立体车库集线控制系统及控制方法。

背景技术

随着社会的发展，人们生活水平得到不断地提高，汽车的普及也越来越广泛，汽车停车的问题越来越突出，由于城市地面的空间有限，建造立体车库就成了解决“停车难”的一个重要方法。而造价低，维护简单的升降横移类立体车库更是目前国内最常见的一个机种，占有整个立体车库市场的份额超过86%。

目前国内的升降横移类立体车库采用的控制系统都是PLC直接控制系统，也就是每一个传感器的输入信号都直接接入PLC的输入端，而PLC的输出信号也是直接通过电缆线与控制电机运转的接触器相连。由于升降横移立体车库中，每一个车位都对应有3-5个不等的传感器输入信号和2个控制电机运转的输出信号，所以对一套有着从几个到几十个车位的升降横移立体车库而言，它的控制系统最大的特点就是模拟量点数众多，PLC的输入输出点（I/O点）少则三五十个，多则上百个。

这种控制系统首先是存在着安全问题，每一个传感器都需要一根有着2-3根电线组成的电缆来进行信号传输，每一个电机需要由4根电线组成的电缆来进行信号传输，在一个大型的升降横移立体车库中，往往会有上百个输入信号传感器和几十个电机，以4层9列的升降横移车库为例，一共有87个限位开关、32个微动开关、3个光电传感器、24个横移电机、25个升降电机等，而每一个输入输出信号都是要通过电缆直接与安装在立体车库地面层的控制柜内的相关部件相连，由此需要的电缆数量数以百计，如此众多的输入输出信号需要的大量电缆线在安装和使用过程中必然存在着众多的潜在故障隐患，而且由于普通的工业电缆不具备屏蔽功能，很容易受到外界的干扰，从而导致信号的不稳定。当如此众多繁杂的电缆中的任意一根出现问题，就可能导致整个设备出现故障甚至事故。

其次是安装维修的便利问题。成百上千的电缆线对任何一个安装维保人员来说都不是一个好消息，甚至可以说一种潜在的折磨。对安装人员来说，太多的电缆线敷设不仅仅是工作量巨大，还意味着错误率会成倍增加。而对维修人员来说，当故障发生时，面对密如蛛网一样的电缆，不仅会增加故障排查难度，可能还会成倍增加立体车库恢复正常使用所需的等待时间。

最后是成本问题。如此众多的输入输出信号需要的大量电缆线必然导致电缆线的直接成本的居高不下，同时由此带来的安装和维修人工成本也不可忽视。

发明内容

本发明根据以上不足，提供了一种升降横移立体车库集线控制系统，通过模块化分布安装和远程通讯控制方式弥补了普通立体车库控制系统存在的缺陷。

本发明的技术方案是：

一种升降横移立体车库集线控制系统，包括：

人机交换设备，用于输入指令，且显示输入指令和设备状态；

PLC，设备控制中心，其与人机交换设备通讯；

若干个底层的单元CPU、若干个中间层的单元CPU和若干个顶层的单元CPU，其与PLC通讯；单元CPU可选用单片机。

需要说明的是，每一层车库具体配备多少个单元CPU取决于每一层车库设多少个车位，当数量较多时，可以选多个单元CPU，由于每个单元CPU均会有确定的地址，因此，不影响PLC的信息处理。

底层的单元CPU与若干个底层单元车库电路连接，其中，每个底层单元车库电路包括横移限位开关和横移电机驱动电路，横移电机驱动电路驱动横移电机动作；

中间层的单元CPU与若干个中间单元车库电路连接，其中每个中间单元车库电路包括横移限位开关、上限位开关、下限位开关、超上限位开关、松链检测开关、电磁铁动作确认开关、横移电机驱动电路、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路，横移电机驱动电路驱动横移电机动作，电磁式防坠落挂钩驱动电路驱动电磁式防坠落挂钩动作，升降电机驱动电路驱动升降电机工作；

顶层的单元CPU与若干个顶层单元车库电路连接，其中，每个顶层单元车库电路包括上限位开关、下限位开关、超上限位开关、松链检测开关、电磁铁动作确认开关、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路，电磁式防坠落挂钩驱动电路驱动电磁式防坠落挂钩动作，升降电机驱动电路驱动升降电机工作；

光电传感器，设置有三对，分别用于检测车高、车长和车内是否有人，光电传感器与单元CPU连接，具体地，可以与任一个单元CPU连接，通常同底层的单元CPU连接。

底层单元车库电路、顶层单元车库电路、中间单元车库电路和光电传感器均为现有技术。

中间单元车库电路为底层单元车库电路的整数倍，所述顶层单元车库电路模块比底层单元车库电路模块的数量多一个。

所述人机交换设备与PLC之间采用RS232进行通讯。

所述PLC与底层的单元CPU、中间层的单元CPU和顶层的单元CPU之间采用RS485进行通讯。

所述单元CPU与底层单元车库电路、中间单元车库电路和顶层单元车库电路之间设置有RJ45接口，RJ45接口之间通过8芯带屏蔽功能的工业网线进行连接。

本发明还提供了一种升降横移立体车库集线控制方法，按如下步骤：

A、人机交换设备接收指令，在该指令执行之前，

B、由PLC通过单元CPU检测底层单元车库电路、中间单元车库电路和顶层单元车库电路是否正常，如果否，终止程序，将不正常的状态通过人机交换设备显示出来并报警，如果正常则，

C、PLC将指令传输到单元CPU，由单元CPU检测各开关和光电传感器的变化，同时升降电机或横移电机动作；

D、PLC检测立体车库移位完成否，如果是，PLC停止输出指令，并通过人机交换设备显示结果，如果否，继续执行B步骤。

本发明将原来纷繁冗杂的电缆线优化为数量很少的工业网线，大幅度地减少了现场的电缆数量，采用集线控制系统只有普通控制系统所需现场敷设电缆数量的1/3，在节约了不菲的电缆成本的同时，既减少了安装时现场布线的工作量，又为以后的维修保养提供了便利。另外由于控制柜外的电缆均可采用标准接插件进行连接，也大幅度降低了现场的安装技术难度，不再会像常规控制系统那样，经常会出现由于现场安装人员技能不够或者粗心大意而出现接线错漏，最终导致整个立体车库控制系统无法正常运行的现象。更重要的是由于现在每个停车位到主控制柜之间的连接采用的工业网线具备屏蔽防干扰的功能，大大降低了输入输出信号被干扰的可能性，提高了整个立体车库控制系统的抗干扰能力和稳定性能。

本发明具有结构简单、成本低、安装维护方便、可靠性高和稳定性好的有益效果。

附图说明

图1为本发明的电原理框图。

具体实施方式

现结合附图对本发明作进一步的说明：

如图所示，一种升降横移立体车库集线控制系统，包括：

人机交换设备，用于输入指令，且显示输入指令和设备状态；

PLC，设备控制中心，可选用OMRON的CP1E-N60，其与人机交换设备可采用RS232通讯；

若干个底层的单元CPU（即一层的单元CPU）、若干个中间层的单元CPU（即二层的单元CPU、三层的单元CPU等）和若干个顶层的单元CPU，其与PLC通讯；

当车库是四层时，一至三层有8个车位，第四层有9个车位。所以一、二、三层可选一个3车位的单元CPU和一个5车位的单元CPU，而第四层的单元CPU（即顶层的单元CPU）则需要两个5车位的单元CPU。

当每层不超过5个车位时，每层配备一个5车位的单元CPU即可。

底层的单元CPU与若干个底层单元车库电路连接，其中，每个底层单元车库电路包括横移限位开关和横移电机驱动电路，横移电机驱动电路驱动横移电机动作；

中间层的单元CPU与若干个中间单元车库电路连接，其中，每个中间单元车库电路包括横移限位开关、上限位开关、下限位开关、超上限位开关、松链检测开关、电磁铁动作确认开关、横移电机驱动电路、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路，横移电机驱动电路驱动横移电机动作，电磁式防坠落挂钩驱动电路驱动电磁式防坠落挂钩动作，升降电机驱动电路驱动升降电机工作；

顶层的单元CPU与若干个顶层单元车库电路连接，其中，每个顶层单元车库电路包括上限位开关、下限位开关、超上限位开关、松链检测开关、电磁铁动作确认开关、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路，电磁式防坠落挂钩驱动电路驱动电磁式防坠落挂钩动作，升降电机驱动电路驱动升降电机工作；

光电传感器，设置有三对，分别用于检测车高、车长和车内是否有人，光电传感器与单元CPU连接。

中间单元车库电路为底层单元车库电路的整数倍，所述顶层单元车库电路模块比底层单元车库电路模块的数量多一个。

横移电机驱动电路、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路各自均包括接触器作为功率驱动器件。

单元车库电路、光电传感器等均为现有技术。

单元CPU首先是要不断扫描收集单元车库电路的各开关输入信号，并进行初步计算和处理，并将这些处理过后的数据通过RS485通讯方式传送到PLC，由PLC完成最终的计算处理。再由PLC发出终端设备如横移电机、升降电机运行指令，单元CPU对PLC的终端设备运行指令进行解析，从而使相应的升降电机或者横移电机动作，实现立体车库的正常运转。

Claims (6)

1.一种升降横移立体车库集线控制系统，其特征是，包括：

人机交换设备，用于输入指令，且显示输入指令和设备状态；

PLC，设备控制中心，其与人机交换设备通讯；

若干个底层的单元CPU、若干个中间层的单元CPU和若干个顶层的单元CPU，其与PLC通讯；

底层的单元CPU与若干个底层单元车库电路连接，其中，每个底层单元车库电路包括横移限位开关和横移电机驱动电路，横移电机驱动电路驱动横移电机动作；

中间层的单元CPU与若干个中间单元车库电路连接，其中，每个中间单元车库电路包括横移限位开关、上限位开关、下限位开关、超上限位开关、松链检测开关、电磁铁动作确认开关、横移电机驱动电路、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路，横移电机驱动电路驱动横移电机动作，电磁式防坠落挂钩驱动电路驱动电磁式防坠落挂钩动作，升降电机驱动电路驱动升降电机工作；

顶层的单元CPU与若干个顶层单元车库电路连接，其中，每个顶层单元车库电路包括上限位开关、下限位开关、超上限位开关、松链检测开关、电磁铁动作确认开关、电磁式防坠落挂钩驱动电路和升降电机驱动电路，电磁式防坠落挂钩驱动电路驱动电磁式防坠落挂钩动作，升降电机驱动电路驱动升降电机工作；

光电传感器，设置有三对，分别用于检测车高、车长和车内是否有人，光电传感器与单元CPU连接。

2.如权利要求1所述的一种升降横移立体车库集线控制系统，其特征是，中间单元车库电路为底层单元车库电路的整数倍，所述顶层单元车库电路模块比底层单元车库电路模块的数量多一个。

3.如权利要求1所述的一种升降横移立体车库集线控制系统，其特征是，所述人机交换设备与PLC之间采用RS232进行通讯。

4.如权利要求1所述的一种升降横移立体车库集线控制系统，其特征是，所述PLC与底层的单元CPU、中间层的单元CPU和顶层的单元CPU之间采用RS485进行通讯。

5.如权利要求1-4任一项所述的一种升降横移立体车库集线控制系统，其特征是，所述单元CPU与底层单元车库电路、中间单元车库电路和顶层单元车库电路之间设置有RJ45接口，RJ45接口之间通过8芯带屏蔽功能的工业网线进行连接。

6.一种升降横移立体车库集线控制方法，其特征是，按如下步骤：

A、人机交换设备接收指令，在该指令执行之前，

B、由PLC通过单元CPU检测底层单元车库电路、中间单元车库电路和顶层单元车库电路是否正常，如果否，终止程序，将不正常的状态通过人机交换设备显示出来并报警，如果正常则，

C、PLC将指令传输到单元CPU，由单元CPU检测各开关和光电传感器的变化，同时升降电机或横移电机动作；

D、PLC检测立体车库移位完成否，如果是，PLC停止输出指令，并通过人机交换设备显示结果，如果否，继续执行B步骤。

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