CN106527270B - 一种单升降停车设备的单片机控制系统 - Google Patents
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Abstract
现有单升降停车设备采用PLC装置进行控制，没有使用传感器，安全装置及控制措施相对简单。本发明采用单片机装置取代PLC装置，配合传感器技术，使得停车设备在非运行状态时链索以及机械传动装置均处于空载状态，能有效提高设备的使用寿命和安全。同时，载车板在上升和下降期间能做到荷载的实时检测，在下降期间能做到障碍物的实时检测，当出现异常情况时能够及时处置，避免事故的发生。整个单片机控制系统具有结构简单、控制简单、稳定性好、造价低等优点，值得推广使用。另外，本发明的单片机控制系统同样适用于其他类型两层停车设备的载车板上升和下降控制。
Description
技术领域
本发明涉及停车设备领域，具体涉及一种两层、只存在载车板升降运行的单升降停车设备的单片机控制系统。
背景技术
随着我国家用汽车的普及，能够节省停车用地的停车设备已普遍使用，其中就包括一种只有载车板升降运行的两层停车设备。传统停车设备采用PLC装置进行控制，几乎没有使用传感器，安全装置及控制措施相对简单，已不能满足需求。目前，各类传感器在机电行业得到广泛使用，与停车设备行业相近的电梯行业已经普遍采用单片机控制。因此，在单升降停车设备采用单片机装置配合传感器技术的单片机控制系统，使得停车设备的先进性、安全性得到实质的提升，值得推广使用。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术中存在的不足，提供一种两层、只存在载车板升降运行的单升降停车设备的单片机控制系统。
为实现上述目的，一种单升降停车设备的单片机控制系统技术方案，其特征在于：所述单升降停车设备是指层数为两层且只存在载车板升降运行的停车设备，由结构件和单片机控制系统组成。
所述结构件包括立柱6、载车板7、升降电机2以及机械传动装置、链索3；立柱6紧固安装在地面层；载车板7位于立柱6的结构的内部区域，用于承载第二层的车辆；升降电机2用于带动机械传动装置，为载车板7提供上升或者下降的动力；链索3至少为两根，一端连结机械传动装置动力输出端的曳引卷筒，一端连结载车板7；载车板7在多根链索3的曳引并在立柱6的支承下实现上升或者下降。
所述单片机控制系统包括单片机系统以及配套的检测系统、操控元件、强电系统，还包括单片机系统的控制程序；其中：单片机系统包括人机界面装置5-5、单片机装置5-9；检测系统包括上升到位检测装置5-3、荷载检测装置5-10、物体检测装置5-11；操控元件包括上升超限测控装置5-2、急停开关5-4、防坠装置5-8；强电系统包括供电电源1、变频装置8、低压电源模块9；单片机系统的控制程序是指单片机装置5-9内部设定的对外围相关元器件实施运行控制的逻辑和程序。
所述人机界面装置5-5采用以下两种方式之一：第一种方式是采用一个用于显示按键信息、提示信息、故障信息的触摸屏模块，该模块至少设立三个供用户操作选择的按键单元，其意义分别为“上升”、“下降”和“暂停/继续”；第二种方式是由一个显示模块加上至少三个独立的按键单元组成；其中：显示模块用于显示提示信息、故障信息，三个独立的按键单元供用户操作选择，其意义分别为“上升”、“下降”和“暂停/继续”；所述单片机装置5-9为单片机芯片加上必要的外围元件组成，该外围元件包括配合接收输入信号以及发送输出信号所需的光电耦合、数据缓冲、数据锁存、电平转换、继电器；所述人机界面装置5-5和单片机装置5-9信号连接，人机界面装置5-5所需的显示信息由单片机装置5-9输出控制，人机界面装置5-5接收到的用户按键信息输送至单片机装置5-9作进一步处理。
所述上升到位检测装置5-3是位置检测元件，安装在立柱6的上方位置，其输出信号管脚与单片机装置5-9的输入管脚信号连接，当载车板7上升至对应上升到位检测装置5-3的位置时，即触发上升到位检测装置5-3对外发出“到位”信号，该“到位”信号输入至单片机装置5-9，使得单片机装置5-9指令变频装置8断电，载车板7停止上升；所述荷载检测装置5-10与链索3的数量相同，与链索3配对使用，安装在链索3的中间位置，与链索3形成一个整体，用于实时检测链索3曳引载车板7的受力情况，荷载检测装置5-10为压力或者拉力传感器，在额定检测范围内对外输出与实际承受荷载呈线性比例的电流或者电压；所述物体检测装置5-11安装在载车板7底部位置，至少安装一个，为障碍物检测传感器或者是距离传感器，测量方向为垂直向下，在额定检测范围内对外输出与实际检测到的物体距离呈线性比例的电流或者电压；上述荷载检测装置5-10以及物体检测装置5-11对外输出模拟信号，这些输出信号直接接入单片机装置5-9的A/D信号输入管脚；或者，在单片机装置5-9增加设置一个多路选择器芯片，上述输出信号与多路选择器芯片的信号输入管脚信号连接，单片机装置5-9的单片机芯片的信号输出管脚与多路选择器芯片的通道选择信号输入管脚信号连接，单片机装置5-9的单片机芯片的A/D信号输入管脚与多路选择器芯片的信号输出管脚信号连接，当单片机装置5-9选中多路选择器的其中一个信号输入通道，则连接该通道的模拟信号立即被输送至单片机装置5-9的A/D信号输入管脚；当单片机装置5-9在执行载车板7的“上升”或者“下降”程序时，单片机装置5-9读取到荷载检测装置5-10输出的模拟信号转换得出的数字信号，即能够获得该荷载检测装置5-10当前承受的实际荷载数据；在读取到所有的荷载检测装置5-10的实际荷载数据之后，即可分析得出曳引载车板7的链索3是否处于故障状态或者处于正常状态；其中：故障状态包括单根链索3超载或者总荷载超载或者存在偏载，上述故障状态即触发单片机装置5-9转入故障处置程序；正常状态包括无超载、无偏载；包括载车板7由于被地面层支承或者被防坠装置5-8的承载部件有效支承，因此总荷载为零；上述正常状态将使得单片机装置5-9的运行程序得以顺序执行；当单片机装置5-9在执行载车板7的“下降”程序时，单片机装置5-9读取到物体检测装置5-11输出的模拟信号转换得出的数字信号，即能够获得该物体检测装置5-11与下方物体之间的实际距离数据，当分析得出载车板7下方存在妨碍载车板7下降的障碍物，即触发单片机装置5-9转入故障处置程序；否则，单片机装置5-9的载车板7的下降程序得以顺序执行。
所述上升超限测控装置5-2是位置检测元件，同时作为直接控制元件，安装在立柱6上方位置且高于上升到位检测装置5-3，其信号输出与单片机装置5-9的中断信号输入管脚信号连接，同时与变频装置8的执行元件信号连接；当载车板7上升至对应上升到位检测装置5-3位置但未能及时停止，继续上升的结果即触发上升超限测控装置5-2对外发出“超限”的故障信号，触发单片机装置5-9执行中断处理控制流程，并通过变频装置8断开输出至升降电机2的驱动电源，载车板7停止运行；所述急停开关5-4为带锁止功能的开关装置，安装在立柱6便于用户操作的位置，为直接控制元件，输出信号与单片机装置5-9的中断信号输入管脚信号连接，同时与变频装置8的执行元件信号连接，当用户按下急停开关5-4，即对外发出“紧急停止运行”的信号，触发单片机装置5-9执行中断处理控制流程，并通过变频装置8断开输出至升降电机2的驱动电源，载车板7停止运行；所述防坠装置5-8安装在立柱6的上方位置，至少安装两个，为电磁驱动元器件，受外部触发信号控制，在电磁力的作用下，分别处于承载部件伸出的工作状态以及承载部件回缩的避让状态，其中的工作状态为复位状态，承载部件的伸出到位以及承载部件的回缩到位分别对外输出相应的信号；上述防坠装置的外部触发信号输入管脚与单片机装置5-9的输出管脚信号连接，对外输出信号管脚与单片机装置5-9的输入管脚信号连接，使得承载部件的动作受单片机装置5-9控制，承载部件的动作到位信号分别输送至单片机装置5-9，用于进一步的程序控制。
所述供电电源1为220v单相或380v三相的市电电源，向整个停车设备提供动力源；所述变频装置8包括开关、接触器以及强电保护装置，包括向升降电机2提供动力电源的变频驱动部件；变频装置8的控制信号输入管脚与单片机装置5-9的输出管脚信号连接，单片机装置5-9采用并行数据信号或者串行数据信号对变频装置8的动力电源的输出频率及通/断进行控制，并读取变频装置8的运行状态；所述低压电源模块9的作用是向停车设备除升降电机2之外的元器件提供低压交流电电源或者低压直流电电源。
所述单片机装置5-9运行程序的控制逻辑叙述如下。
当载车板7位于地面层，其上升至第二层的基本控制流程是：
人机界面装置5-5接收用户的“上升”按键输入；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“低速上升”指令；
→升降电机2正向低速旋转，使得载车板7缓慢上升；
→单片机装置5-9向防坠装置5-8发送“回缩”指令，防坠装置5-8的承载部件回缩，避让载车板7上升；
→当载车板7完全离开地面层，所有荷载检测装置5-10均为有效荷载，单片机装置5-9根据总荷载决定合适的上升曲线，然后向变频装置8发送相关的变频上升驱动指令；
→载车板7上升期间，荷载检测装置5-10实时检测链索3的荷载情况，若出现非正常情况，转中断处理；
→载车板7上升到位，触发上升到位检测装置5-3动作，向单片机装置5-9发送到位信号；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“停止”指令，升降电机2停止运行，载车板7停止上升；
→单片机装置5-9向防坠装置5-8发送“复位”指令，防坠装置5-8的承载部件伸出，处于防止载车板7坠落的工作状态
→单片机装置5-9向变频装置8发送“低速下降”指令，升降电机2反向低速旋转，载车板7缓慢下降；
→载车板7缓慢下降期间，荷载检测装置5-10实时检测链索3的荷载情况；
→载车板7下降至接触防坠装置5-8的承载部件，荷载检测装置5-10检测到荷载为零或者为最小检测值；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“停止”指令，升降电机2停止运行，载车板7停止下降；
至此，载车板7从地面层上升至第二层的基本控制流程结束。
当载车板7位于第二层，其下降至地面层的基本控制流程是：
人机界面装置5-5接收用户的“下降”按键输入；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“低速上升”指令；
→升降电机2正向低速旋转，使得载车板7缓慢上升；
→载车板7上升至完全脱离防坠装置5-8的承载部件，所有荷载检测装置5-10均检测到有效荷载；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“停止”指令，升降电机2停止运行，载车板7停止上升；
→单片机装置5-9向防坠装置5-8发送“回缩”指令，防坠装置5-8的承载部件回缩，避让载车板7下降；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“低速下降”指令；
→升降电机2反向低速旋转，使得载车板7低速下降；
→单片机装置5-9根据荷载检测装置5-10检测到的总荷载决定合适的下降曲线，然后向变频装置8发送相关的变频下降驱动指令；
→载车板7下降期间，荷载检测装置5-10实时检测链索3的荷载情况，若出现非正常情况，转中断处理；
→载车板7下降期间，物体检测装置5-11实时检测载车板7下方是否存在妨碍载车板7下降的物体，若出现非正常情况，转中断处理；
→载车板7下降到位，接触到地面层，荷载检测装置5-10检测到荷载为零或者为最小检测值；
→单片机装置5-9向变频装置8发送“停止”指令，升降电机2停止运行，载车板7停止上升；
→单片机装置5-9向防坠装置5-8发送“复位”指令，防坠装置5-8的承载部件伸出，处于复位状态；
至此，载车板7从第二层下降至地面层的基本控制流程结束。
当单片机装置5-9在执行载车板的“上升”或者“下降”程序时，用户反复按下“暂停/继续”键，其效果是使得单片机装置5-9的相关运行程序在暂时运行、等待用户下一次按键与继续运行、等待用户下一次按键或者程序正常运行至结束之间的转换，为稳妥起见，用户第一次按下“暂停/继续”键之后，单片机装置5-9即把载车板7的上升或者下降的速度降至最低。
单片机装置5-9的中断处理以及故障处理包括向变频装置8发送“停止”指令，使得升降电机2停止运行，然后发送警示信号，等待用户完成故障处置之后转入复位，待自检正常之后进入原运行程序继续运行。
进一步地，以上所述单升降停车设备的单片机控制系统，其特征在于：所述单片机控制系统同样适用于其他类型两层停车设备的载车板上升和下降控制。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：采用单片机控制配合传感器技术，使得停车设备的先进性、安全性得到实质的提升，具有结构简单、控制简单、稳定性好、造价低等优点，值得推广使用。
附图说明
图1、图2、图3是现有单升降停车设备采用PLC装置控制系统的主要结构件及电控元器件的设置示意图。其中图1的载车板7位于中间位置，图2的载车板7位于第二层位置，图3的载车板7位于地面层位置。图中，1供电电源，2升降电机，3链索，4强电装置，5-1链索松脱检测装置，5-2上升超限测控装置，5-3上升到位检测装置，5-4急停开关，5-5人机界面装置，5-6PLC装置，5-7下降到位检测装置，5-8防坠装置，6立柱，7载车板，9低压电源模块。
图4、图5、图6是本发明一种单升降停车设备的单片机控制系统其中一个实施例的主要结构件及电控元器件的设置示意图。其中图4的载车板7位于中间位置，图5的载车板7位于第二层位置，图6的载车板7位于地面层位置。图中，1供电电源，2升降电机，3链索，5-2上升超限测控装置，5-3上升到位检测装置，5-4急停开关，5-5人机界面装置，5-8防坠装置，5-9单片机装置，5-10荷载检测装置，5-11物体检测装置，6立柱，7载车板，8变频装置，9低压电源模块。
图7是上述实施例的单片机系统的控制主程序流程图。
图8是上述实施例的单片机系统的载车板7从地面层上升的控制流程图。
图9是上述实施例的单片机系统的载车板7从第二层下降的控制流程图。
图10是上述实施例的单片机系统的载车板7从中间位置开始低速下降的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
图1、图2和图3所示，为现有单升降停车设备采用PLC装置控制系统的主要结构件及元器件的设置示意图，图中带箭头的虚线表示供电线路的连接以及供电的方向；带箭头的实线表示信号线路的连接以及信号的方向。图中可见，由于PLC装置对数据计算以及A/D采样分析的相关功能相对较弱，因此现有单升降停车设备只使用开关量输出的检测装置而没有采用模拟量输出的检测装置或者传感器，其使用性能和安全性能相对较低。另外，现有单升降停车设备并没有使用变频驱动技术。
图1、图2和图3所示，现有单升降停车设备的结构件包括立柱6、载车板7、升降电机2、链索3以及图中未作显示的机械传动装置。图中显示立柱6为两根，在图示左、右两侧设置，紧固安装在地面层；载车板7位于立柱6的结构的内部区域，用于承载第二层的车辆；升降电机2用于带动机械传动装置，为载车板7提供上升或者下降的动力；链索3图示为两根，一端连结机械传动装置的曳引卷筒，另一端连结载车板7；机械传动装置的动力输出使得载车板7受到两根链索3的曳引，并在立柱6的支承下实现上升或者下降；供电电源1为220v单相或380v三相的市电电源，为整个停车设备提供动力源；强电装置4包括开关、接触器以及强电保护装置，强电装置4的控制信号输入管脚与PLC装置5-6的输出管脚信号连接，PLC装置5-6对强电装置4的动力电源的通/断输出进行控制，并读取强电装置4的运行状态；低压电源模块9的作用是向停车设备除升降电机之外的元器件提供低压交流电电源或者低压直流电电源。
现有单升降停车设备的电控系统包括安装在立柱6便于用户操作的人机界面装置5 -5、急停开关5-4，包括作为控制核心的PLC装置5-6；包括安装在立柱6上方位置的上升到位检测装置5-3和安装在立柱6下方位置的下降到位检测装置5-7，包括安装在链索3的绕行位置、便于检测链索状态的链索松脱检测装置5-1，包括安装在上升到位检测装置5-3上方的上升超限测控装置5-2，包括安装在立柱中间位置的防坠装置5-8。
图1所示的载车板7位于中间位置；图2所示的载车板7位于第二层位置；图3所示的载车板7位于地面层位置。这三幅图的主要区别除了载车板7的位置有不同之外，还有上升到位检测装置5-3、下降到位检测装置5-7以及防坠装置5-8的状态的差异。
其中，图1所示为载车板7处于上升或者下降的中段位置，故上升到位检测装置5-3以及下降到位检测装置5-7均处于正常状态，无“到位”信号输出；防坠装置5-8处于承载部件的回缩到位状态，对外输出“回缩到位”信号。
图2所示为载车板7处于上升至第二层的到位之后的静置位置，故上升到位检测装置5-3处于“到位”状态，对外输出“到位”信号；而下降到位检测装置5-7处于正常状态，无“到位”信号输出；防坠装置5-8则处于承载部件伸出的工作状态，对外输出“伸出到位”信号。需要留意的是：此时，载车板7与防坠装置5-8的承载部件处于非接触状态，即现有单升降停车设备的载车板7在位于第二层静置时，停车设备的链索以及机械传动装置均处于带载状态。
图3所示为载车板7处于下降至地面层的到位之后的静置位置，故上升到位检测装置5-3处于正常状态，无“到位”信号输出；而下降到位检测装置5-7处于“到位”状态，对外输出“到位”信号；防坠装置5-8则处于承载部件伸出的复位状态，对外输出“伸出到位”信号。
现有单升降停车设备PLC装置的控制逻辑叙述如下。
当载车板7位于地面层，其上升至第二层的基本控制流程是：
人机界面装置5-5接收用户的“上升”按键输入；
→PLC装置5-6向强电装置4发送“上升”指令；
→升降电机2正向旋转，使得载车板7上升；
→PLC装置5-6向防坠装置5-8发送“回缩”指令，防坠装置5-8的承载部件回缩，避让载车板7上升；
→载车板7上升到位，触发上升到位检测装置5-3动作，向PLC装置5-6发送到位信号；
→PLC装置5-6向强电装置4发送“停止”指令，升降电机2停止运行，载车板7停止上升；
→PLC装置5-6向防坠装置5-8发送“复位”指令，防坠装置5-8的承载部件伸出，处于防止载车板7坠落的工作状态。
至此，载车板7从地面层上升至第二层的基本控制流程结束。
当载车板7位于第二层，其下降至地面层的基本控制流程是：
→PLC装置5-6向防坠装置5-8发送“回缩”指令，防坠装置5-8的承载部件回缩，避让载车板7下降；
→PLC装置5-6向强电装置4发送“下降”指令；
→升降电机2反向旋转，使得载车板7下降；
→载车板7下降到位，触发下降到位检测装置5-7动作，向PLC装置5-6发送到位信号；
→PLC装置5-6向强电装置4发送“停止”指令，升降电机2停止运行，载车板7停止下降。
至此，载车板7从第二层下降至地面层的基本控制流程结束。
从以上描述可知，现有单升降停车设备存在以下不足：
1、当载车板7上升至第二层之后，防坠装置5-8的承载部件与载车板7之间存在距离，不产生接触，使得链索3以及机械传动装置均长期处于带载状态，对设备的使用寿命和安全均存在影响。
2、载车板7在上升期间未能做到荷载的实时检测。
3、载车板7在下降期间未能做到荷载的实时检测。
4、载车板7在下降期间未能实现障碍物的实时检测。
5、下降到位检测装置5-7安装在地面层，容易损坏。
6、链索松脱检测装置5-1是开关量输出的位置检测装置，多数采用摇臂开关，当链索3出现较大的松动、脱落或者断开的时候触发输出信号。而链索3出现松脱或者断开通常是不可挽回的物理故障，一旦出现，往往已经伴随事故的发生。因此，只设置链索松脱检测装置5-1并不能有效预防相关事故的发生。
图4、图5和图6所示，为本发明一种单升降停车设备的单片机控制系统其中一个实施例的主要结构件及元器件的设置示意图，图中带箭头的虚线表示供电线路的连接以及供电的方向；带箭头的实线表示信号线路的连接以及信号的方向。图中可见，其中的主要结构件与图1、图2和图3所示的现有单升降停车设备基本相同，包括立柱6、载车板7、升降电机2、链索3以及图中未作显示的机械传动装置。图中显示立柱6为两根，在图示左、右两侧设置，紧固安装在地面层；载车板7位于立柱6的结构的内部区域，用于承载第二层的车辆；升降电机2用于带动机械传动装置，为载车板7提供上升或者下降的动力。
链索3图示为两根，设置有与链索3连结为一个整体的荷载检测装置5-10，一端连结机械传动装置的曳引卷筒，另一端连结载车板7，对载车板7实施曳引；机械传动装置的动力输出使得载车板7受到两根链索3的曳引，并在立柱6的支承下实现上升或者下降；供电电源1为220v单相或380v三相的市电电源，为整个停车设备提供动力源；低压电源模块9的作用是向停车设备除升降电机2之外的元器件提供低压交流电电源或者低压直流电电源。
本实施例以单片机装置5-9取代了现有单升降停车设备上安装的PLC装置5-6；取消了在现有单升降停车设备上安装的下降到位检测装置5-7以及链索松脱检测装置5-1，增加设置能实时检测链索3荷载的荷载检测装置5-10（图示为拉力传感器），增加设置能实时检测载车板7下方物体、安装在载车板7底部位置的物体检测装置5-11（图示为超声波传感器）。拉力传感器和超声波传感器对外输出模拟信号，与单片机装置5-9信号连接。
本实施例的单片机控制系统包括变频装置8，变频装置8包括开关、接触器以及强电保护装置，包括向升降电机2提供动力电源的变频驱动部件；变频装置8的控制信号输入管脚与单片机装置5-9的输出管脚信号连接，单片机装置5-9采用并行数据信号或者串行数据信号对变频装置8的动力电源的输出频率及通断进行控制，并读取变频装置8的运行状态.
本实施例的单片机控制系统还包括安装在立柱6便于用户操作的人机界面装置5-5、急停开关5-4，包括作为控制核心的单片机装置5-9；包括安装在立柱6上方位置的上升到位检测装置5-3以及安装在上升到位检测装置5-3上方的上升超限测控装置5-2，包括安装在立柱中间位置的防坠装置5-8。
图4所示的载车板7位于中间位置；图5所示的载车板7位于第二层位置；图6所示的载车板7位于地面层位置。这三幅图的主要区别除了载车板7的位置有不同之外，还有上升到位检测装置5-3以及防坠装置5-8的状态的差异。
其中，图4所示为载车板7处于上升或者下降的中段位置，故上升到位检测装置5-3处于正常状态，无“到位”信号输出；防坠装置5-8处于承载部件的回缩到位状态，对外输出“回缩到位”信号。
图5所示为载车板7处于上升至第二层的到位之后的静置位置，故上升到位检测装置5-3处于“到位”状态，对外输出“到位”信号；而防坠装置5-8则处于承载部件伸出的工作状态，对外输出“伸出到位”信号。需要留意的是：此时，载车板7与防坠装置5-8的承载部件处于接触状态，即本实施例的载车板7在位于第二层静置时，载车板7的荷载通过防坠装置5-8的承载部件转移至立柱之上，停车设备的链索以及机械传动装置均处于空载状态。
图6所示为载车板7处于下降至地面层的到位之后的静置位置，故上升到位检测装置5-3处于正常状态，无“到位”信号输出；而防坠装置5-8则处于承载部件伸出的复位状态，对外输出“伸出到位”信号。
图7所示为上述实施例的单片机系统的控制主程序流程图。当单片机系统上电或者复位，首先进行系统自检，然后是进行载车板7的位置检测。当载车板7的位置被确认是位于第二层，则只允许用户进行“下降”的按键操作，且系统将执行正常的下降运行，调用正常下降子程序。当载车板7的位置被确认是位于地面层，则只允许用户进行“上升”的按键操作，且系统将执行正常的上升运行，调用正常上升子程序。当载车板7的位置被确认并非位于地面层或者位于第二层，则只允许用户进行“下降”的按键操作，且系统将执行低速的下降运行，调用低速下降子程序。
图8、图9、图10所示分别为上述实施例的单片机系统的载车板7从地面层上升、载车板7从第二层下降以及载车板7从中间位置开始低速下降的的控制流程图。相关逻辑控制已有详细描述，这里不作赘述。
通过以上的描述和分析可知，本发明实施例的优点在于：
1、当载车板7上升至第二层，处于静止状态之后，载车板7与防坠装置5-8的承载部件产生接触，使得链索3以及机械传动装置处于空载状态，能有效提高设备的使用寿命和安全。
2、载车板7在上升期间能做到荷载的实时检测，当检测到超载或者偏载，即能够及时处置，避免事故的发生。
3、载车板7在下降期间能做到荷载的实时检测，当检测到超载或者偏载，即能够及时处置，避免事故的发生。
4、载车板7在下降期间能实现障碍物的实时检测，当出现妨碍载车板7下降的情况，即能够及时处置，避免事故的发生。
5、能够根据总荷载的情况决定载车板7的上升或者下降的合理速度。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种单升降停车设备的单片机控制系统，其特征在于：所述单升降停车设备是指层数为两层且只存在载车板升降运行的停车设备，由结构件和单片机控制系统组成；
所述结构件包括立柱（6）、载车板（7）、升降电机（2）以及机械传动装置、链索（3）；立柱（6）紧固安装在地面层；载车板（7）位于立柱（6）的结构的内部区域，用于承载第二层的车辆；升降电机（2）用于带动机械传动装置，为载车板（7）提供上升或者下降的动力；链索（3）至少为两根，一端连结机械传动装置动力输出端的曳引卷筒，一端连结载车板（7）；载车板（7）在多根链索（3）的曳引并在立柱（6）的支承下实现上升或者下降；
所述单片机控制系统包括单片机系统以及配套的检测系统、操控元件、强电系统，还包括单片机系统的控制程序；其中：单片机系统包括人机界面装置（5-5）、单片机装置（5-9）；检测系统包括上升到位检测装置（5-3）、荷载检测装置（5-10）、物体检测装置（5-11）；操控元件包括上升超限测控装置（5-2）、急停开关（5-4）、防坠装置（5-8）；强电系统包括供电电源（1）、变频装置（8）、低压电源模块（9）；单片机系统的控制程序是指单片机装置（5-9）内部设定的对外围相关元器件实施运行控制的逻辑和程序；
所述人机界面装置（5-5）采用以下两种方式之一：第一种方式是采用一个用于显示按键信息、提示信息、故障信息的触摸屏模块，该模块至少设立三个供用户操作选择的按键单元，其意义分别为“上升”、“下降”和“暂停/继续”；第二种方式是由一个显示模块加上至少三个独立的按键单元组成；其中：显示模块用于显示提示信息、故障信息，三个独立的按键单元供用户操作选择，其意义分别为“上升”、“下降”和“暂停/继续”；所述单片机装置（5-9）为单片机芯片加上必要的外围元件组成，该外围元件包括配合接收输入信号以及发送输出信号所需的光电耦合、数据缓冲、数据锁存、电平转换、继电器；所述人机界面装置（5-5）和单片机装置（5-9）信号连接，人机界面装置（5-5）所需的显示信息由单片机装置（5-9）输出控制，人机界面装置（5-5）接收到的用户按键信息输送至单片机装置（5-9）作进一步处理；
所述上升到位检测装置（5-3）是位置检测元件，安装在立柱（6）的上方位置，其输出信号管脚与单片机装置（5-9）的输入管脚信号连接，当载车板（7）上升至对应上升到位检测装置（5-3）的位置时，即触发上升到位检测装置（5-3）对外发出“到位”信号，该“到位”信号输入至单片机装置（5-9），使得单片机装置（5-9）指令变频装置（8）断电，载车板（7）停止上升；所述荷载检测装置（5-10）与链索（3）的数量相同，与链索（3）配对使用，安装在链索（3）的中间位置，与链索（3）形成一个整体，用于实时检测链索（3）曳引载车板（7）的受力情况，荷载检测装置（5-10）为压力或者拉力传感器，在额定检测范围内对外输出与实际承受荷载呈线性比例的电流或者电压；所述物体检测装置（5-11）安装在载车板（7）底部位置，至少安装一个，为障碍物检测传感器或者是距离传感器，测量方向为垂直向下，在额定检测范围内对外输出与实际检测到的物体距离呈线性比例的电流或者电压；上述荷载检测装置（5-10）以及物体检测装置（5-11）对外输出模拟信号，这些输出信号直接接入单片机装置（5-9）的A/D信号输入管脚；或者，在单片机装置（5-9）增加设置一个多路选择器芯片，上述输出信号与多路选择器芯片的信号输入管脚信号连接，单片机装置（5-9）的单片机芯片的信号输出管脚与多路选择器芯片的通道选择信号输入管脚信号连接，单片机装置（5-9）的单片机芯片的A/D信号输入管脚与多路选择器芯片的信号输出管脚信号连接，当单片机装置（5-9）选中多路选择器的其中一个信号输入通道，则连接该通道的模拟信号立即被输送至单片机装置（5-9）的A/D信号输入管脚；当单片机装置（5-9）在执行载车板（7）的“上升”或者“下降”程序时，单片机装置（5-9）读取到荷载检测装置（5-10）输出的模拟信号转换得出的数字信号，即能够获得该荷载检测装置（5-10）当前承受的实际荷载数据；在读取到所有的荷载检测装置（5-10）的实际荷载数据之后，即可分析得出曳引载车板（7）的链索（3）是否处于故障状态或者处于正常状态；其中：故障状态包括单根链索（3）超载或者总荷载超载或者存在偏载，上述故障状态即触发单片机装置（5-9）转入故障处置程序；正常状态包括无超载、无偏载；包括载车板（7）由于被地面层支承或者被防坠装置（5-8）的承载部件有效支承，因此总荷载为零；上述正常状态将使得单片机装置（5-9）的运行程序得以顺序执行；当单片机装置（5-9）在执行载车板（7）的“下降”程序时，单片机装置（5-9）读取到物体检测装置（5-11）输出的模拟信号转换得出的数字信号，即能够获得该物体检测装置（5-11）与下方物体之间的实际距离数据，当分析得出载车板（7）下方存在妨碍载车板（7）下降的障碍物，即触发单片机装置（5-9）转入故障处置程序；否则，单片机装置（5-9）的载车板（7）的下降程序得以顺序执行；
所述上升超限测控装置（5-2）是位置检测元件，同时作为直接控制元件，安装在立柱（6）上方位置且高于上升到位检测装置（5-3），其信号输出与单片机装置（5-9）的中断信号输入管脚信号连接，同时与变频装置（8）的执行元件信号连接；当载车板（7）上升至对应上升到位检测装置（5-3）位置但未能及时停止，继续上升的结果即触发上升超限测控装置（5-2）对外发出“超限”的故障信号，触发单片机装置（5-9）执行中断处理控制流程，并通过变频装置（8）断开输出至升降电机（2）的驱动电源，载车板（7）停止运行；所述急停开关（5-4）为带锁止功能的开关装置，安装在立柱（6）便于用户操作的位置，为直接控制元件，输出信号与单片机装置（5-9）的中断信号输入管脚信号连接，同时与变频装置（8）的执行元件信号连接，当用户按下急停开关（5-4），即对外发出“紧急停止运行”的信号，触发单片机装置（5-9）执行中断处理控制流程，并通过变频装置（8）断开输出至升降电机（2）的驱动电源，载车板（7）停止运行；所述防坠装置（5-8）安装在立柱（6）的上方位置，至少安装两个，为电磁驱动元器件，受外部触发信号控制，在电磁力的作用下，分别处于承载部件伸出的工作状态以及承载部件回缩的避让状态，其中的工作状态为复位状态，承载部件的伸出到位以及承载部件的回缩到位分别对外输出相应的信号；上述防坠装置的外部触发信号输入管脚与单片机装置（5-9）的输出管脚信号连接，对外输出信号管脚与单片机装置（5-9）的输入管脚信号连接，使得承载部件的动作受单片机装置（5-9）控制，承载部件的动作到位信号分别输送至单片机装置（5-9），用于进一步的程序控制；
所述供电电源（1）为220v单相或380v三相的市电电源，向整个停车设备提供动力源；所述变频装置（8）包括开关、接触器以及强电保护装置，包括向升降电机（2）提供动力电源的变频驱动部件；变频装置（8）的控制信号输入管脚与单片机装置（5-9）的输出管脚信号连接，单片机装置（5-9）采用并行数据信号或者串行数据信号对变频装置（8）的动力电源的输出频率及通/断进行控制，并读取变频装置（8）的运行状态；所述低压电源模块（9）的作用是向停车设备除升降电机（2）之外的元器件提供低压交流电电源或者低压直流电电源；
所述单片机装置（5-9）运行程序的控制逻辑叙述如下：
当载车板（7）位于地面层，其上升至第二层的基本控制流程是：
人机界面装置（5-5）接收用户的“上升”按键输入；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“低速上升”指令；
→升降电机（2）正向低速旋转，使得载车板（7）缓慢上升；
→单片机装置（5-9）向防坠装置（5-8）发送“回缩”指令，防坠装置（5-8）的承载部件回缩，避让载车板（7）上升；
→当载车板（7）完全离开地面层，所有荷载检测装置（5-10）均为有效荷载，单片机装置（5-9）根据总荷载决定合适的上升曲线，然后向变频装置（8）发送相关的变频上升驱动指令；
→载车板（7）上升期间，荷载检测装置（5-10）实时检测链索（3）的荷载情况，若出现非正常情况，转中断处理；
→载车板（7）上升到位，触发上升到位检测装置（5-3）动作，向单片机装置（5-9）发送到位信号；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“停止”指令，升降电机（2）停止运行，载车板（7）停止上升；
→单片机装置（5-9）向防坠装置（5-8）发送“复位”指令，防坠装置（5-8）的承载部件伸出，处于防止载车板（7）坠落的工作状态
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“低速下降”指令，升降电机（2）反向低速旋转，载车板（7）缓慢下降；
→载车板（7）缓慢下降期间，荷载检测装置（5-10）实时检测链索（3）的荷载情况；
→载车板（7）下降至接触防坠装置（5-8）的承载部件，荷载检测装置（5-10）检测到荷载为零或者为最小检测值；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“停止”指令，升降电机（2）停止运行，载车板（7）停止下降；
至此，载车板（7）从地面层上升至第二层的基本控制流程结束；
当载车板（7）位于第二层，其下降至地面层的基本控制流程是：
人机界面装置（5-5）接收用户的“下降”按键输入；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“低速上升”指令；
→升降电机（2）正向低速旋转，使得载车板（7）缓慢上升；
→载车板（7）上升至完全脱离防坠装置（5-8）的承载部件，所有荷载检测装置（5-10）均检测到有效荷载；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“停止”指令，升降电机（2）停止运行，载车板（7）停止上升；
→单片机装置（5-9）向防坠装置（5-8）发送“回缩”指令，防坠装置（5-8）的承载部件回缩，避让载车板（7）下降；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“低速下降”指令；
→升降电机（2）反向低速旋转，使得载车板（7）低速下降；
→单片机装置（5-9）根据荷载检测装置（5-10）检测到的总荷载决定合适的下降曲线，然后向变频装置（8）发送相关的变频下降驱动指令；
→载车板（7）下降期间，荷载检测装置（5-10）实时检测链索（3）的荷载情况，若出现非正常情况，转中断处理；
→载车板（7）下降期间，物体检测装置（5-11）实时检测载车板（7）下方是否存在妨碍载车板（7）下降的物体，若出现非正常情况，转中断处理；
→载车板（7）下降到位，接触到地面层，荷载检测装置（5-10）检测到荷载为零或者为最小检测值；
→单片机装置（5-9）向变频装置（8）发送“停止”指令，升降电机（2）停止运行，载车板（7）停止上升；
→单片机装置（5-9）向防坠装置（5-8）发送“复位”指令，防坠装置（5-8）的承载部件伸出，处于复位状态；
至此，载车板（7）从第二层下降至地面层的基本控制流程结束；
当单片机装置（5-9）在执行载车板的“上升”或者“下降”程序时，用户反复按下“暂停/继续”键，其效果是使得单片机装置（5-9）的相关运行程序在暂时运行、等待用户下一次按键与继续运行、等待用户下一次按键或者程序正常运行至结束之间的转换，为稳妥起见，用户第一次按下“暂停/继续”键之后，单片机装置（5-9）即把载车板（7）的上升或者下降的速度降至最低；
单片机装置（5-9）的中断处理以及故障处理包括向变频装置（8）发送“停止”指令，使得升降电机（2）停止运行，然后发送警示信号，等待用户完成故障处置之后转入复位，待自检正常之后进入原运行程序继续运行。
2.根据权利要求1所述单升降停车设备的单片机控制系统，其特征在于：所述单片机控制系统同样适用于其他类型两层停车设备的载车板上升和下降控制。
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