CN104391473A - 一种立体车库监控系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种立体车库监控系统及方法，由立体车库、可编程序控制器、触摸屏和计算机依次连接而成，可编程序控制器和触摸屏之间通过通信电缆连接，可编程序控制器和计算机之间通过USB编程电缆连接。本发明具有维护使用方便，造价低等特点。

Description

一种立体车库监控系统及方法
技术领域
本发明涉及一种车库监控系统，具体地说，涉及一种立体车库监控系统及方法。 
背景技术
随着人类社会的不断进步和经济的飞速发展,城市车辆日渐增多,人们的生活空间却越来越小,城市市区尤其是中心商业区停车难的问题已经日益凸显并成为城市发展的一大难题。立体车库作为一种新的停车方式,具有节省占地面积、节约投资、出入库管理方便、省时省力、能有效保障车辆安全以及配置灵活的特点,并已经在国外得到了广泛的应用,成为有效改善城市“静态交通”的必然选择。 
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种立体车库监控系统及方法，针对以PLC为核心的控制系统的设计,借助网络通信控制，开发出一种高效、可靠、直观、人性化的触摸屏及监控组态软远程立体车库控制系统。其技术方案如下： 
一种立体车库监控系统，由立体车库、可编程序控制器、触摸屏和计算机依次连接而成，可编程序控制器和触摸屏之间通过通信电缆连接，可编程序控制器和计算机之间通过USB编程电缆连接。 
优选地，所述立体车库的主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制四部分组成，运动机械部分包括滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠，采用步进电机、直流电机作为拖动元件，电气控制包括松下电工生产的FP0型可编程序控制器PLC、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器，原有控制面板上的开关及按钮功能及仓位号。 
一种立体车库监控方法，包括以下步骤： 
步骤1.将选择开关置于手动位置(此时1～6号有效)，分别点动按键←1、2↓、3→、4↙、5↑、6↗，观察水平(X轴)、垂直(Y轴)、前后(Z轴)各丝杠运行情况，运行应平稳，在接近极限位置时，应执行限位保护(运行自动停止)； 
步骤2.将选择开关置自动位置(通电状态下，各机构复位，即返回零位)； 
步骤3.将一带托盘汽车模型置零号车位，放置模型时，入位要准确，并注意到车位底部检测开关已动作； 
步骤4.执行送指令 
(1)选择欲送车位号，按动车位号对应按钮，控制面板上的数码管显示车位号； 
(2)按动送指令按钮，观察送入动作(若被选择车位内已有汽车，则该指令不被执行)； 
(3)指令完成后，机械自动返回； 
(4)零号车位已无汽车，则下一个送指令(误操作)将不被执行； 
步骤5.执行取指令 
(1)选择欲取车位号，按动车位号对应按钮，控制面板上的数码管显示车位号； 
(2)按动取指令按钮，观察取出动作(若被选择车位内无汽车，则该指令不被执行)； 
(3)指令完成后，机构自动复位； 
(4)零号车位已有汽车，则下一个取指令(误操作)，将不被执行； 
步骤6.当零号车位上有货物时，若无外部操作指令，“就绪”灯亮，延时10秒后，自动将货物放在车库号最小的空位上，依次类推；如1#、2#、3#、4#都已有货物，程序延时10秒，10秒内若无外部操作指令，自动将货物放在5#车库；如1#、3#、4#都已存放货物，10秒内若无外部操作指令，自动将货物放在2#车位；在延时的10秒内，若按下数字5#，然后按下“送”键，则运行机构将货物放入5#库，若按下5#键后，想取消此操作，可按下“放弃”键；此时，程序又处在待命状态，“就绪”灯亮，又可进行其它操作； 
步骤7.当零号车位上无货物时，若无人操作，“就绪”灯亮10秒后，程序将把数值最大车库号里的物品转运至没有放货物的车号比它小的车库里；如1#、2#、5#有物，该程序将自动把5#物品转至3#车位；若需从5#取回物品，放入4#库，操作步骤如下：“就绪”灯亮时，按下按钮键“5”，再按“取”键，运行机构执行程序要求取回货物后，停在起初位置；此时按按键4#，再按“送”键，运行机构将把货物放在4#位，然后停在起初位置，“就绪”灯亮10秒后，若无外部操作指令，程序又将4#库货物转至3#位。 
本发明的有益效果： 
该立体车库采用触摸屏远程监控控制，具有使用简单，占地面积少及安全可靠等优点。目前各个商场陆续开发出了各式各样的立体车库来抢占这个巨大的市场。这样更能有效利用空间，提高空间利用率达数倍。立体停车库生产在中国是个新兴行业，立体停车库可缓解城市动、静态交通问题，改善居住环境，有效利用土地价值。本系统采用PLC、计算机结合组态画面监控，按动按钮或控制组态画面即可完成汽车存取过程，操作简单，存取方便。控制电路部分采用光电开关，限位开关等传统方式，使运行安全可靠。设计采用可分组合，模块式安装，方便灵活，具备维护使用方便，造价低等特点。 
本发明的开发设计比键盘式按键操作控制的效率高，操作更加安全可靠、方便灵活，可以投入市场，创造社会价值。 
附图说明
图1为立体车库监控系统的结构示意图； 
图2为立体车库设计取货流程图； 
图3为立体车库设计送货流程图； 
图4为I/O接线图。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。 
PLC为可编程序控制器，HMI为触摸屏，PC为计算机。PLC直接控制立体车库，HMI通过MPI通信电缆与PLC连接，计算机通过USB编程电缆与PLC连接。监控系统的监控功能可以由触摸屏实现，也可以在计算机上实现。 
1.立体车库系统的构成 
立体车库主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制等四部分组成。 
机械部分采用滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠等机械元件组成，采用步进电机、直流电机作为拖动元件。 
电气控制是由松下电工生产的FP0型可编程序控制器(PLC)、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器等器件组成。原有控制面板上的开关及按钮功能及仓位号。控制面板上的按钮功能表如表1所示。 
表1控制面板上的按钮功能表 
2.控制要求 
1.将选择开关置于手动位置(此时1～6号有效)，分别点动按键←1、2↓、3→、4↙、5↑、6↗，观察水平(X轴)、垂直(Y轴)、前后(Z轴)各丝杠运行情况，运行应平稳，在接近极限位置时，应执行限位保护(运行自动停止)。 
2.将选择开关置自动位置(通电状态下，各机构复位，即返回零位)。 
3.将一带托盘汽车模型置零号车位，放置模型时，入位要准确，并注意到车位底部检测开关已动作。 
4.执行送指令 
(1)选择欲送车位号，按动车位号对应按钮，控制面板上的数码管显示车位号。 
(2)按动送指令按钮，观察送入动作(若被选择车位内已有汽车，则该指令不被执行)。 
(3)指令完成后，机械自动返回。 
(4)零号车位已无汽车，则下一个送指令(误操作)将不被执行。 
5.执行取指令 
(1)选择欲取车位号，按动车位号对应按钮，控制面板上的数码管显示车位号。 
(2)按动取指令按钮，观察取出动作(若被选择车位内无汽车，则该指令不被执行)。 
(3)指令完成后，机构自动复位。 
(4)零号车位已有汽车，则下一个取指令(误操作)，将不被执行。 
6.当零号车位上有货物时，若无外部操作指令，“就绪”灯亮，延时10秒后，自动将货物放在车库号最小的空位上，依次类推。如1#、2#、3#、4#都已有货物，程序延时10秒，10秒内若无外部操作指令，自动将货物放在5#车库。如1#、3#、4#都已存放货物，10秒内若无外部操作指令，自动将货物放在2#车位。在延时的10秒内，若按下数字5#，然后按下“送”键，则运行机构将货物放入5#库，若按下5#键后，想取消此操作，可按下“放弃”键。此时，程序又处在待命状态，“就绪”灯亮，又可进行其它操作。 
7.当零号车位上无货物时，若无人操作，“就绪”灯亮10秒后，程序将把数值最大车库号里的物品转运至没有放货物的车号比它小的车库里。如1#、2#、5#有物，该程序将自动把5#物品转至3#车位。若需从5#取回物品，放入4#库，操作步骤如下：“就绪”灯亮时，按下按钮键“5”，再按“取”键，运行机构执行程序要求取回货物后，停在起初位置。此时按按键4#，再按“送”键，运行机构将把货物放在4#位，然后停在起初位置，“就绪”灯亮10秒后，若无外部操作指令，程序又将4#库货物转至3#位。 
3.PLC程序设计 
立体车库设计主要完成2个动作，一个取货、一个送货。而这2个动作程序设计的共同点就是都要判断被选择车库号是否为空。两者区别是：取车时如果被选择车库号为空，则需要重返选择取车库号步骤；如果被选择车库号有车，则将被选择车库号车取至目的地。送车时如果被选择车库号不为空，则需要重新选择送的目的车库号，反之则送车至目标车库。具体程序设计流程图如图2-图3所示。 
立体车库的控制是比较复杂的，要对坐标位置的精确定位。堆垛机在接收用户信号的同时，需要处理很多离散信号。在程序设计时通常可以分成几个环节进行，然后将这些环节组合在一起，形成完整的梯形图。其I/O接线图如图4所示。I/O分配如表2所示。 
表2I/O分配 
键盘组态中间继电器地址分配表如表3所示： 
表3键盘组态中间继电器地址分配表 
键盘按键 Key_data(MB15/IB1) 位存储器
1 0000 0001 M10.0
2 0000 0010 M10.1
3 0000 0011 M10.2
4 0000 0100 M10.3
5 0000 0101 M10.4
6 0000 0110 M10.5
7 0000 0111 M10.6
8 0000 1000 M10.7
[0063] 
9 0000 1001 M11.0
10 0000 1010 M11.1
11 0000 1011 M11.2
12 0000 1100 M11.3
送 0000 1101 M11.4
取 0000 1110 M11.5
放弃 0000 1111 M11.6
中间继电器MB15低四位的最小项逻辑表达式： 
MB15.0＝M10.0+M10.2+M10.4+M10.6+M11.0+M11.2+M11.4+M11.6 
MB15.1＝M10.1+M10.2+M10.5+M10.6+M11.1+M11.2+M11.5+M11.6 
MB15.2＝M10.3+M10.4+M10.5+M10.6+M11.3+M11.4+M11.5+M11.6 
MB15.3＝M10.7+M11.0+M11.1+M11.2+M11.3+M11.4+M11.5+M11.6 
M10.0至M11.3对应按钮1到12，M11.4、M11.5、M11.6分别对应送、取按钮和放弃按钮，共同组成组态软件的按键输入。中间继电器MB15与十六进制数(00001111)相与后，屏蔽高四位，存于变量寄存器VB460中，从而实现组态软件的按钮输出分配，经过动画连接后，最终组态成一个4X4的键盘。 
4.Winccflexible组态仿真设计 
WinCC flexible，德国西门子(SIEMENS)公司工业全集成自动化(TIA)的子产品，是一款面向机器的自动化概念的HMI软件。WinCC flexible用于组态用户界面以操作和监视机器与设备，提供了对面向解决方案概念的组态任务的支持。它是基于触摸屏的，也就是代替了传统的上位PC机。这里使用Smart-700系列的触摸屏，其组态软件为SWinCC flexible2008SP2China，并且安装有Smart Panel HSP的补丁包(这样才能组态Smart-700系列的触摸屏)。组态主要步骤为：通讯连接，通讯变量构造，画面编辑，运行调试等。 
(1)通讯连接 
在SWinCC flexible 2008组态软件中，双击连接，在通讯驱动程序中选SIMATIC S7 200，其他默认： 
(2)通讯变量构造 
讯变量构造借鉴组态王的数据库变量构造，并且更简单，变量类型以及读写属性不需要选择，数据类型BIT改为BOOL，其他完全一样； 
(3)画面编辑 
欢迎画面：首先在画面中添加一个画面，命名为欢迎界面，再添加一个监控画面，按住监控画面，拖到欢迎画面中，创建一个按钮，在事件中单击下，选系统函数ActivateScreen。 
按钮编辑：事件下按下和释放，分别选择SetBit和ResetBit，连接好对应变量；车库号文本编辑：启用动画外观，选择对应变量的位类型，“0”，“1”分别对应蓝色和红色；指示灯编辑：启用动画外观，选择对应变量的位类型，“0”，“1”分别对应白色和红色；工作车库号I/O域：常规选对应变量输出类型； 
(4)运行调试 
单击选择设备进行传送，勾选Smart-700设备，用于设备的模式选择为USB/PPI多主站电缆。启动触摸屏，点选transfer，进行下载，换MPI(之前为USB/PPI线)线，启动触摸屏，点选start依次进入欢迎画面，监控画面。 
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。 

Claims (3)

1.一种立体车库监控系统，其特征在于：由立体车库、可编程序控制器、触摸屏和计算机依次连接而成，可编程序控制器和触摸屏之间通过通信电缆连接，可编程序控制器和计算机之间通过USB编程电缆连接。
2.根据权利要求1所述的立体车库监控系统，其特征在于：所述立体车库的主体由底盘、四层十二仓位库体、运动机械及电气控制四部分组成，运动机械部分包括滚珠丝杠、滑杠、普通丝杠，采用步进电机、直流电机作为拖动元件，电气控制包括松下电工生产的FP0型可编程序控制器PLC、步进电机驱动电源模块、开关电源、位置传感器，原有控制面板上的开关及按钮功能及仓位号。
3.一种立体车库监控方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1.将选择开关置于手动位置，此时1～6号有效，分别点动按键←1、2↓、3→、4↙、5↑、6↗，观察水平X轴、垂直Y轴、前后Z轴各丝杠运行情况，运行应平稳，在接近极限位置时，应执行限位保护，运行自动停止；
步骤2.将选择开关置自动位置，通电状态下，各机构复位，即返回零位；
步骤3.将一带托盘汽车模型置零号车位，放置模型时，入位要准确，并注意到车位底部检测开关已动作；
步骤4.执行送指令
(1)选择欲送车位号，按动车位号对应按钮，控制面板上的数码管显示车位号；
(2)按动送指令按钮，观察送入动作，若被选择车位内已有汽车，则该指令不被执行；
(3)指令完成后，机械自动返回；
(4)零号车位已无汽车，则下一个送指令，误操作将不被执行；
步骤5.执行取指令
(1)选择欲取车位号，按动车位号对应按钮，控制面板上的数码管显示车位号；
(2)按动取指令按钮，观察取出动作，若被选择车位内无汽车，则该指令不被执行；
(3)指令完成后，机构自动复位；
(4)零号车位已有汽车，则下一个取指令，误操作，将不被执行；
步骤6.当零号车位上有货物时，若无外部操作指令，“就绪”灯亮，延时10秒后，自动将货物放在车库号最小的空位上，依次类推；如果1#、2#、3#、4#都已有货物，程序延时10秒，10秒内若无外部操作指令，自动将货物放在5#车库；如果1#、3#、4#都已存放货物，10秒内若无外部操作指令，自动将货物放在2#车位；在延时的10秒内，若按下数字5#，然后按下“送”键，则运行机构将货物放入5#库，若按下5#键后，想取消此操作，按下“放弃”键；此时，程序又处在待命状态，“就绪”灯亮，又能进行其它操作；
步骤7.当零号车位上无货物时，若无人操作，“就绪”灯亮10秒后，程序将把数值最大车库号里的物品转运至没有放货物的车号比它小的车库里；如1#、2#、5#有物，该程序将自动把5#物品转至3#车位；若需从5#取回物品，放入4#库，操作步骤如下：“就绪”灯亮时，按下按钮键“5”，再按“取”键，运行机构执行程序要求取回货物后，停在起初位置；此时按按键4#，再按“送”键，运行机构将把货物放在4#位，然后停在起初位置，“就绪”灯亮10秒后，若无外部操作指令，程序又将4#库货物转至3#位。
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