CN109083891B - 一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，属于立体车库技术领域；解决的技术问题是提供了一种采用全比例液压同步控制方案的公交汽车立体车库，通过对比例调速阀的全闭环控制实现四个液压缸的同步运动，在存取车过程中保持车辆平稳并设有安全定位组件及远程控制模块。本发明的优点是：1、解决重载荷且载荷分布不均衡负载在提升和下降过程中的升降不平稳、同步误差大的问题；2、解决大惯量负载在运动过程中的准确定位问题；3、解决远程自动控制和现场手动控制的操作问题。本发明专利主要解决大型汽车立体车库升降时存在的重载荷、负载不均衡以及同步精度差的问题。

Description

一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统
技术领域
本发明涉及电气控制技术领域，具体的说是一种基于电液比例控制技术的公交车立体车库电气综合控制系统。
背景技术
随着人类社会的不断进步和经济的飞速发展，交通堵塞问题日益严重。为了改善城市交通问题，必须大力发展公共交通。但土地资源稀缺的大城市却难以满足公交车停车场大面积的土地需求。要解决这个矛盾，必须建设公交车立体车库，以提高土地利用率。
当前现有技术中的立体车库种类繁多，其中，三层垂直升降式立体车库因其具有较高的空间利用率、高稳定性、噪声小、操作简单、方便维护等特点而被广泛采用。
目前，垂直升降式立体车库普遍采用交流异步电机作为驱动元件，存在功率重量比小、抗负载能力较弱、启停冲击较大、同步性能差等缺点。而三层垂直式公交车立体车库还存在行程长、载荷重、负载惯量大、前后载荷分布不均匀以及同步精度要求高等问题。
同时，现有技术中的立体车库电气控制方案多集中于现场手动控制，其PLC远程监控与控制、多终端联合控制的方案仍存在可改进之处。
发明内容
本发明的技术目的为：提供了一种使用全比例电液控制系统的立体车库，其通过比例调控组件驱动液压油缸工作进行存取车，在存取过程中通过水平传感器的反馈信号，实时调节每个工作平台下方四个液压缸的运动行程，实现四个液压缸在升降过程中的同步误差
Figure 436657DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 416114DEST_PATH_IMAGE004
；同时通过预留的远程互联接口，可实现远程自动监测和控制。
为了实现上述技术目的，本发明采取的技术方案是：一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，该电气综合控制系统包括主控组件、液压泵站、平台切换组件、比例调控组件、安全限位组件、远程控制组件和多个用于支撑单辆公交车的工作平台，在每个工作平台的下方均设置有用于对其进行升降调节的液压缸组，每个工作平台上还对应设置有用于检测其水平位姿状况的水平传感器，每个工作平台及其升降轨道上还对应设置有用于检测该工作平台实时位置的安全限位组件；
所述的比例调控组件由与多个液压缸组配套设置的多个比例调控模块构成，每个比例调控模块用于对与其配套的液压缸组进行动作调节；
所述的主控组件与液压泵站连接，用于对液压泵站进行启停控制，液压泵站通过平台切换组件与多个比例调控模块连接，用于对多个比例调控模块进行切换控制，所述的比例调控模块包括平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组，该平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组均与主控组件以及与其相配套的液压缸组连接，主控组件通过平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组调控其配套的液压缸组分别实现工作平台的升降控制、液压缸组内多个液压缸的同步控制以及工作平台的安全回落控制；
所述的水平传感器与主控组件电连接，用于向主控组件反馈工作平台的水平位姿状况，所述的安全限位组件与主控组件连接，用于向主控组件反馈工作平台在升降时的位置状况，所述的远程控制组件与主控组件连接，用于对整个立体车库进行远程控制和监控。
进一步的，所述的主控组件包括主电源和PLC控制器，主电源为整个电气综合控制系统供电，PLC控制器与液压泵站、比例调控组件、安全限位组件、远程控制组件和水平传感器连接，实现对工作平台的全闭环式升降控制。
进一步的，所述的液压泵站包括油箱、电机、液压泵、安全阀、油箱监控模块和过滤器模块，液压泵站为整个电气综合控制系统提供油源及回油终端，油箱监控模块与主控组件连接，远程控制组件能够通过主控组件和油箱监控模块对电机的启停进行控制。
进一步的，所述的远程控制组件包括远程数据控制器、无线传输服务器和操控终端，其中，远程数据控制器与主控组件连接，以实现数据交互，操控终端通过无线传输服务器对主控组件中的信息进行查询和管理。
进一步的，所述的操控终端为PC客户端或移动客户端。
进一步的，所述的每个液压缸组中设有四个液压缸，四个液压缸均匀、对称的设置在工作平台的下方，且四个液压缸均与比例调控组件连接，并为工作平台的升降提供动力支持。
进一步的，所述的安全限位组件包括设置在每个工作平台上的一个限位触点以及设置在每个工作平台升降轨道上的一个限位开关组，该限位开关组由缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关构成，所述的缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关均与主控组件以及远程控制组件连接，工作平台上的限位触点通过触发与其配套的限位开关组中的缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关，对公交车的升降位置状况进行准确定位。
进一步的，所述的电气综合控制系统中还设有断电保护组件，该断电保护组件包括蓄能器阀组、液控单向阀组和手动阀组，其中，液压缸组的回油路连接液控单向阀组，液控单向阀组的远控口与蓄能器阀组连接，液控单向阀组的回油口与手动阀组连接，手动阀组连接液压泵站，蓄能器阀组也与液压泵站连接。
进一步的，所述的主控组件包括主电源、PLC控制器和压力传感器，其中，PLC控制器和压力传感器电连接，且压力传感器与蓄能器阀组连接，PLC控制器通过压力传感器监测蓄能器阀组的压力状况。
进一步的，所述液压缸组的回油路同时连接液控单向阀组和平衡阀组。
本发明的有益效果：
1、本发明的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，采用控制性能可靠的全比例闭环控制方式，同步精度高（相对精度达3.5‰，绝对精度±15mm，水平角度偏差
Figure 8901DEST_PATH_IMAGE006
，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
），很好的解决了重载荷且载荷分布不均负载在提升和下降过程中的升降不平稳、同步误差大的技术问题。
2、采用精细度较高的比例调控组件，当工作平台的上表面存在20%-40%的不平衡载荷时，闭环控制系统仍能控制工作平台平稳升降，安全性高。
3、采用预定位缓冲技术，在升降轨道上设置缓冲限位开关，解决了重载、大惯量负载在升降过程中的准确定位问题。
4、电气综合控制系统中设置有远程控制组件，使系统整体建立起了网络数据库，从而实现了远程客户端的智能化控制。
5、电气综合控制系统中设置有断电保护组件，能够在断电条件下，保证液压缸仍可回油，以使工作平台可正常平稳、安全下落，可靠性好。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图；
图2为本发明的具体组件布局示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，该电气综合控制系统包括主控组件、液压泵站、平台切换组件、比例调控组件、安全限位组件、远程控制组件和多个用于支撑单辆公交车的工作平台，在每个工作平台的下方均设置有用于对其进行升降调节的液压缸组，每个工作平台上还对应设置有用于检测其水平位姿状况的水平传感器。
所述主控组件的结构为：包括主电源、PLC控制器和压力传感器，所述主电源为整个电气综合控制系统供电，PLC控制器分别连接液压泵站与比例调控组件，同时接收装在工作平台上水平传感器的位姿信号，进而调节所述比例调控组件以修正每个工作平台下方四路液压缸位置使工作平台始终保持水平升降，实现全闭环控制。
所述液压泵站的结构为：包括油箱、电机、泵、安全阀、油箱监控模块和过滤器模块，液压泵站为所述整个液压系统提供油源及回油终端，所述液压泵站与主控组件连接，所述主控组件控制所述液压泵站的启停，同时可通过远程客户端实时监控油箱监控模块的信号实现急停等控制。
所述的平台切换组件为与液压泵站和比例调控组件连接的平台切换阀。
所述的比例调控组件由与多个液压缸组配套设置的多个比例调控模块构成，每个比例调控模块用于对与其配套的液压缸组进行动作调节；所述的比例调控模块包括平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组，该平台升降控制阀组与主控组件连接，实现升降控制；所述比例调速阀组与比例调速阀组连接，通过全闭环控制实现对液压缸的同步控制；所述平衡阀组与主控组件连接，实现防泄油、锁紧及安全回落作用。
所述液压缸组的结构为：包括每组四只液压缸，连接装有水平传感器的工作平台，同时液压缸组连接所述比例调控组件，起到提升装置的作用。
所述安全限位组件的结构为：包括每个工作平台上设置的限位触点、以及与该限位触点配套的缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关，所述限位触点的作用为触发与其配套的一个限位开关组中的各个限位开关，以生动作信号；所述缓冲限位开关的作用为解决大惯量负载在升降至接近所述定位限位开关时的准确定位问题，所述的缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关均连接所述主控组件，并同时连接远程控制组件。所述安全限位组件设置在每个工作平台及升降轨道上，所述安全限位组件设置在每个工作平台及升降轨道上，工作平台上装有的是限位触点，工作平台的升降轨道上装有的是缓冲限位开关、定位限位开关和极限位开关。主要为大惯量负载的精确定位提供保障。且限位触点在工作平台上安装，缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关在升降轨道上依次设置。即车体升降时，均先接触到缓冲限位开关，再接触到定位限位开关，最后在特殊状况下，继续行进时接触到极限限位开关。
所述远程控制组件的结构为：包括远程数据控制器、无线传输服务器及操控终端，所述远程数据控制器与主控组件连接，实现数据交互，采集现场状态的同时也可通过与之相连的无线传输服务器，连通PC终端及其他无线移动终端，实现将现场信息安全上传入库，可以在远程PC客户端及手机客户端等无线终端上进行信息的查询和管理(关键信息包括站点位置信息，液压站关键信息，控制系统关键信息，现场图像信息等)。所述的操控终端为PC客户端或移动客户端（主要为手机客户端）。
本发明的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，通过采集安装于工作平台上的水平传感器姿态信号以及安装于升降轨道上的安全限位组件，确定工作平台位姿及实时位置并传送给PLC控制器，PLC控制器通过协同液压泵站及比例调控组件，实现每个工作平台下方四路液压缸的同步控制，最终实现对工作平台位姿和速度的调整，使得工作平台能平稳升降，同时可在远程终端进行监控和控制。
本发明通过比例调控组件调控液压缸组工作进行存取车，在存取过程中通过水平传感器的反馈信号，实时调节四个液压缸的运动行程，实现四个液压缸在升降过程中的同步误差
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，
Figure 466427DEST_PATH_IMAGE008
；同时通过PLC控制器上预留的远程互联接口（RS485），可实现远程自动监测和控制。
下面结合具体附图对本发明进行进一步说明：
如附图1所示，该用于公交车立体车库的电气综合控制系统包括主控组件、液压泵站、平台切换阀、多个比例调控模块、液压缸组、工作平台（A～N）、水平传感器、断电保护组件、安全限位组件、远程控制组件。
所述主控组件连接液压泵站，实现启停等功能；所述液压泵站通过平台切换阀，实现对多组车库（即多个工作平台）的升降切换控制；所述平台切换阀连接比例调控组件（即连接多个比例调控模块），实现同步控制，所述比例调控组件连接液压缸组及工作平台，实现平台的同步升降；所述安全限位组件，实时采集平台位置信号并发送给主控组件，实现对平台升降的快速、平稳控制；同时平台上安装的水平传感器将水平姿态信号发送给主控组件，实现全比例闭环控制；远程控制组件则可实现对整体车库现场的远程控制及监控。
如附图2所示，在该用于公交车立体车库的电气综合控制系统的具体组件布局示意图中，PLC控制器与液压泵站连接，实现启、停及急停功能；液压泵站连接平台切换阀，实现多组车库工作平台的切换控制；平台切换阀连接平台升降控制阀组为其供油并提供回油路，PLC控制器发送信号给平台升降控制阀组控制其升降动作；平台升降控制阀组连接比例调速阀组为其供油并提供回油路，同时从安全限位组件采集到的位置信号将经由PLC控制器处理后，再发送相应控制信号给比例调速阀组控制其升降速度；比例调速阀组连接平衡阀组为其供油并提供回油路，PLC控制器可发送信号给平衡阀组使其可安全回落；平衡阀组连接液压缸组为其供油并提供回油路同时为液压缸组提供背压，液压缸组推动工作平台的升降，同时工作平台上装有水平传感器，可将水平位姿信号反馈给PLC控制器，实现闭环控制；在图2中，液压缸组的回油路还同时连接断电保护组件中的液控单向阀组，保证断电模式下工作平台下部四个液压缸仍可回油以使工作平台可正常下落，液控单向阀组的远控口与蓄能器阀组控制油路连接，液控单向阀组的回油口与手动阀组连接最终回到油箱；远程控制组件中，远程数据控制器与PLC控制器连接，无线传输服务器与远程数据控制器连接，实现数据传输，操控终端通过无线传输服务器对主控组件中的信息进行查询和管理，即：远程操控终端可通过PC客户端或移动客户端，利用无线传输服务器与远程数据控制器的连接，最终实现与PLC控制器的远程交互。
本发明的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统在具体使用时，当工作平台需要上升时，PLC控制器启动液压泵站的电机，油箱内的液压油顶开液控单向阀，此时，平台切换阀处于左位，平台升降控制阀组得电处于右位，PLC控制器通过与其相连的多个水平传感器反馈工作平台的倾斜状态，进而调节比例调速阀组中四个比例调速阀的开口大小，以调节进入四个液压缸进口的油液流量，保证四个液压缸同步动作以及工作平台的平稳上升，同时在工作平台上升过程中，经过升降轨道上的缓冲限位开关时获取到实时位置及速度信号，PLC控制器相应的控制比例调速阀进行缓冲减速，保证工作平台可以准确停靠在定位限位开关对应的预定位置。
当工作平台需要下降时，PLC控制器打开平衡阀组中平衡阀的远端口，液压缸下腔油液通过平衡阀回流，此时，平台升降控制阀组得电处于右位，油液通过平台切换阀回油路，直接回到液压泵站中的油箱，同时，在工作平台经过升降轨道上的缓冲限位开关时，PLC控制器控制比例调速阀进行缓冲减速，保证工作平台可以准确停靠在定位限位开关对应的预定位置。
当遇到停电状况时，蓄能器阀组反向打开液控单向阀，使液压缸内油液流过液控单向阀，通过手动阀组的调节使油液流到液压泵站的油箱，使工作平台上的车辆能够安全降落。
应该注意到并理解的是：在不脱离本发明的精神和范围的情况下，能够对上述详细描述的本发明做出修改和改进。因此，要求保护的技术方案的范围不受所给出的任何特定示范指导的限制。

Claims (8)

1.一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：该电气综合控制系统包括主控组件、液压泵站、平台切换组件、比例调控组件、安全限位组件、远程控制组件和多个用于支撑单辆公交车的工作平台，在每个工作平台的下方均设置有用于对其进行升降调节的液压缸组，每个工作平台上还对应设置有用于检测其水平位姿状况的水平传感器；
所述的比例调控组件由与多个液压缸组配套设置的多个比例调控模块构成，每个比例调控模块用于对与其配套的液压缸组进行动作调节；
所述的主控组件与液压泵站连接，用于对液压泵站进行启停控制，所述的平台切换组件为与液压泵站和比例调控组件连接的平台切换阀，液压泵站通过平台切换阀与多个比例调控模块连接，用于对多个比例调控模块进行切换控制，所述的比例调控模块包括平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组，该平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组均与主控组件以及与其相配套的液压缸组连接，主控组件通过平台升降控制阀组、比例调速阀组和平衡阀组调控其配套的液压缸组分别实现工作平台的升降控制、液压缸组内多个液压缸的同步控制以及工作平台的安全回落控制；
所述的水平传感器与主控组件电连接，用于向主控组件反馈工作平台的水平位姿状况，所述的安全限位组件与主控组件连接，用于向主控组件反馈工作平台在升降时的位置状况，所述的远程控制组件与主控组件连接，用于对整个立体车库进行远程控制和监控；
其中，安全限位组件包括设置在每个工作平台上的一个限位触点以及设置在每个工作平台升降轨道上的一个限位开关组，该限位开关组由缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关构成，所述的缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关均与主控组件以及远程控制组件连接，工作平台上的限位触点通过触发与其配套的限位开关组中的缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关，对公交车的升降位置状况进行准确定位，具体为限位触点在工作平台上安装，缓冲限位开关、定位限位开关和极限限位开关在升降轨道上依次设置，车体升降时均先接触到缓冲限位开关，再接触到定位限位开关，最后在特殊状况下，继续行进时接触到极限限位开关，并且从安全限位组件采集到的位置信号将经由PLC控制器处理后，再发送相应控制信号给比例调速阀组控制其升降速度，具体为在工作平台升降过程中，经过升降轨道上的缓冲限位开关时获取到实时位置及速度信号，PLC控制器相应的控制比例调速阀进行缓冲减速，保证工作平台可以准确停靠在定位限位开关对应的预定位置；
所述的电气综合控制系统中还设有断电保护组件，该断电保护组件包括蓄能器阀组、液控单向阀组和手动阀组，其中，液压缸组的回油路连接液控单向阀组，液控单向阀组的远控口与蓄能器阀组连接，液控单向阀组的回油口与手动阀组连接，手动阀组连接液压泵站，蓄能器阀组也与液压泵站连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述的主控组件包括主电源和PLC控制器，主电源为整个电气综合控制系统供电，PLC控制器与液压泵站、比例调控组件、安全限位组件、远程控制组件和水平传感器连接，实现对工作平台的全闭环式升降控制。
3.根据权利要求1所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述的液压泵站包括油箱、电机、泵、安全阀、油箱监控模块和过滤器模块，液压泵站为整个电气综合控制系统提供油源及回油终端，油箱监控模块与主控组件连接，远程控制组件能够通过主控组件和油箱监控模块对电机的启停进行控制。
4.根据权利要求1所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述的远程控制组件包括远程数据控制器、无线传输服务器和操控终端，其中，远程数据控制器与主控组件连接，以实现数据交互，操控终端通过无线传输服务器对主控组件中的信息进行查询和管理。
5.根据权利要求4所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述的操控终端为PC客户端或移动客户端。
6.根据权利要求1所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述的每个液压缸组中设有四个液压缸，四个液压缸均匀、对称的设置在工作平台的下方，且四个液压缸均与比例调控组件连接，并为工作平台的升降提供动力支持。
7.根据权利要求1所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述的主控组件包括主电源、PLC控制器和压力传感器，其中，PLC控制器和压力传感器电连接，且压力传感器与蓄能器阀组连接，PLC控制器通过压力传感器监测蓄能器阀组的压力状况。
8.根据权利要求1所述的一种用于公交车立体车库的电气综合控制系统，其特征在于：所述液压缸组的回油路同时连接液控单向阀组和平衡阀组。
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