CN205135041U - 一种基于can总线的立体停车库的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于CAN总线的立体停车库的控制系统，包括主控单元以及用于控制载车板运动的执行单元，所述执行单元基于CAN总线与主控单元相连，且按照所在车位层数分组布置，载车板的横移驱动机构接入并受控于相邻上层的执行单元，载车板的升降驱动机构接入并受控于本层的执行单元。该控制系统进一步减少了系统整体模块数，尤其对于大型立体停车库，节省了大量的信号线连接电缆和动力线电缆，更容易实现主控与执行单元模块数和连接电缆长度的标准化，降低了系统的成本和安装难度，提高了车库安装调试的效率。

Description

一种基于CAN总线的立体停车库的控制系统

技术领域

本实用新型涉及立体停车设备技术领域，具体涉及一种基于CAN总线的立体停车库的控制系统。

背景技术

立体车库是专门实现各种车辆的自动停放及寄存的存储设备，随着我国经济持续快速的发展，大中型城市建设的不断加强，城市交通拥堵和停车成了影响城市发展的重要因素，路边停车和传统的自走式停车库已经不能适应城市发展的要求。近年来，随着经济的快速发展，汽车数量呈爆炸式增加，停车问题显得更加严峻，立体车库成为解决这一问题的必然途径。

立体车库主要有升降横移式、垂直循环式、巷道堆垛式、垂直提升式及圆型水平循环式几种类型。其中，升降横移式具有结构简单、操作方便、安全可靠、造价低廉等优势，在国内立体车库市场上占有优势。

在升降横移式立体车库控制系统中，控制器是其核心部件之一，它的性能直接影响立体车库存取车的效率。

现有的立体停车设备的控制单位大多为PLC，其整体控制系统为PLC加输入输出模块结构，输入模块接收车位检测开关反馈回来的信号，输出模块用于控制驱动电机。该控制结构需要大量的连接电缆，扩展难度大。

且分散控制单元(即单元控制模块)对各个车位电机的控制方式是控制每层车位的升降或横移，其每层每个车位都需配置执行单元，如此，执行单元模块数增加的同时，连接电缆数量也大大增加，增加了系统的成本和安装难度，降低了车库安装调试的效率。

针对上述问题，形成了一种基于CAN总线的控制系统，该控制系统采用CAN总线通信方式进行集中管理分散控制，包括基于CAN总线通信的人机界面、方向控制模块和与车位一一对应的单元控制模块，其中单元控制模块用于采集相应车位的车位信息数据并发送给方向控制模块，方向控制模块根据人机界面的输入的命令和控制模块发送的车位信息数据向单元控制模块发送控制信号以控制各个车位的移动完成存取车功能。

尽管通过CAN总线能够大大减少了连接电缆的数量，但是其未考虑实际取车时各个车位的运动情况，进而造成所需要的单元控制模块的数量过多。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于CAN总线的立体停车库的控制系统，该控制系统基于CAN总线进行通信，减少了连接电缆的数量，大大简化了停车库电气布线系统，且新增安全回路保护，使控制系统的失效性降到最低，提高了系统的可靠性。

一种基于CAN总线的立体停车库的控制系统，包括主控单元以及用于控制载车板运动的执行单元，所述执行单元基于CAN总线与主控单元相连，且按照所在车位层数分组布置，载车板的横移驱动机构接入并受控于相邻上层的执行单元，载车板的升降驱动机构接入并受控于本层的执行单元。

本实用新型的控制系统中主控单元唯一，执行单元取决于立体车库中的车位数量。基于横移升降式立体车库中“最底层车位(实际上为该车位对应的载车板)只能横移，中间层车位能横移也能升降，最顶层车位只能升降”的车位移动规则，本实用新型中执行单元与立体车库中二层及以上每层车位数量相等且相互对应，最底层车位不配置执行单元，减少了执行单元的数量，降低了系统的冗余度。

所述载车板的横移驱动机构接入并受控于隶属于同列的相邻上层的执行单元。即针对某执行单元，受控于该执行单元的本层载车板与受控于该执行单元的下层载车板在空间位置上上下对应。

各执行单元还用于检测本层对应载车板的升降位置，以及相邻下层对应载车板的横移位置。

为实现上述控制功能和检测功能，本实用新型的执行单元包括传感检测模块和控制模块，传感检测模块用于检测本层对应载车板的升降位置，以及相邻下层对应载车板的横移位置。

为提高立体车库的安全性，所述控制系统还设有主板安全回路，用于控制主控单元上接触器的开关状态。通过切断安全回路保护主控单元上接触器的输出。

本实用新型中主控单元的动力输出线直接作为各个执行单元的动力线，通过各个执行单元为相应的横移驱动机构和升降驱动机构对应的电机供电。本实用新型中的横移驱动机构和升降驱动机构为电机，采用三相电供电，相应的控制器可以通过控制电机供电状态的接触器。通过控制各路动力输出线的通断间接达到控制载车板移动的目的。

所述主板安全回路中串接有与如下至少一个检测点分别联动的若干开关：

系统供电相序检测点、系统紧急停车按钮检测点、系统热继电器检测点，

进一步优选，所述控制系统中每个执行单元对应设有从板安全回路，用于控制执行单元上接触器的开关状态。通过切断安全回路保护执行单元上升降横移接触器的输出。执行单元的各路动力输出线作为接入该执行单元的升降驱动机构和横移升降机构的动力线为其供电。

所述从板安全回路中串接有与如下至少一个检测点分别联动的若干开关：

对应执行单元的热继电器检测点、松链检测开关检测点，本层对应载车板的超上限位检测点，

本实用新型中主控单元和执行单元均包括CPU(主控单元为主控CPU，执行单元为从控CPU)和外围控制电路(位于同一电路板上形成控制板，主控单元为主控制单元控制板，执行单元为执行单元控制板)和外围电路(如传感电路检测电路等)。

主控单元和从控单元(即执行单元)分别独立设置安全回路电路。主控单元与从控单元的安全回路都包括安全继电器，且安全继电器由至少一个外部开关串联而成的控制电路进行控制，当外部控制电路导通时，安全继电器吸合，安全信号反馈到至主控CPU或从控CPU，系统可正常工作；当外部控制电路处于断开状态时，安全继电器立即断开，信号立即反馈到主控CPU或从控CPU，系统软件保护，同时安全继电器的另一个串在输出控制回路上的常开触点断开(即断开主控单元和从控单元的各路动力输出线)，从电气上切断输出电路，让系统更加可靠。

在进行存取车时，首先检测安全回路(包括主板安全回路和从板安全回路)是否有效，只有在安全回路有效的情况下，主控单元才控制各个执行单元完成相应的存取车功能。

与现有技术相比，基于CAN总线的立体停车库的控制系统进一步减少了系统整体模块数，尤其对于大型立体停车库，节省了大量的信号线连接电缆和动力线电缆，更容易实现主控与执行单元模块数和连接电缆长度的标准化，降低了系统的成本和安装难度，提高了车库安装调试的效率；且新增安全回路保护，使控制系统的失效性降到最低。

附图说明

图1为本实施例的立体停车库的控制系统的结构框图；

图2为主板安全回路的示意图；

图3为从板安全回路的示意图；

图4为本实施例的控制系统的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

立体车库中按空间位置分层划分为若干个空间位置固定不变车位(车位数量根据车位大小和立体车库大小设定)，每个车位上设置有可移动(横移或升降)的载车板，且载车板与车位具有一一对应关系。尽管在车库使用过程中，载车板相对于车位的空间位置会发生变换，但是其对应关系保持不变。例如对于1号车位，其对应的载车板编号为A，在车库使用过程中，A号载车板可能已经不在1号车位处，而B号载车板处于1号车位，但是1号车位仍然对应于A号载车板。为实现存取车功能，第一层(即最底层)车位的载车板仅配置有横移驱动机构，最顶层的载车板仅配置有升降驱动机构，其余层车位的载车板配置有横移驱动机构和升降驱动机构。

如图1所示，本实施例的立体停车库的控制系统包括人机界面、主控单元以及用于控制载车板运动的执行单元，其中，主控单元唯一，执行单元的个数为立体车库的车位总数与最底层的车位数量的差值，人机界面通过通讯总线与主控单元连接，各个执行单元之间以及执行单元与主控单元之间基于CAN总线连接。

对于M层N列的立体车库，车位数至多为(M×N－1)个，二层及以上的每个车位需配置一个执行单元，底层车位数为L，至多需要{(M×N－1)－L}个执行单元。

主控单元到执行单元、执行单元间通过CAN总线连接，每个车位的车位信息都通过通讯实时反馈至主控单元；操作器与主控单元之间通过RS485通讯连接，在操作器上可实现存取车操作及参数设置。

执行单元与车位、载车板的具体配置关系如下：

除第一层车位外，每个车位均配置有执行单元，所有执行单元按照所在车位层数分组布置，本实施例中执行单元安装在对应车位处，在立体车库使用过程中，执行单元所处的空间位置不变。且对于任意一个载车板：

若其配置有横移驱动机构，则其横移驱动机构接入并受控于隶属于同列的相邻上层的执行单元(即该载车板所属车位对应的隶属于同列的相邻上层车位的执行单元)，若其配置有横移驱动机构，则其升降驱动机构接入并受控于本层的执行单元(即该载车板所属车位的执行单元)。

各个执行单元还用于检测本层对应载车板的升降位置，以及相邻下层对应载车板的横移位置，即对其有连接关系的载车板的位置信号进行检测以检测结果作为该载车板所属车位的车位信息并基于CAN总线上传给主控单元。

主控单元和执行单元均包括CPU(主控单元为主控CPU，执行单元为从控CPU)和外围控制电路(位于同一电路板上形成控制板，主控单元为主控制单元控制板，执行单元为执行单元控制板)和外围电路(如传感电路检测电路等)。

主控单元设有若干动力输出线通过执行单元为驱动机构(包括横移电机和升降电机)供电，动力输出线的数量等于立体车库的层数，一根动力输出线(动力线)对应一层，对于同一层的执行单元与主控单元输出的同一根动力输出线连接。

各个执行单元设有若干动力输出线以为与其有连接关系的横移驱动机构和升降驱动机构供电，本实施例横移驱动机构和升降驱动机构均为电机M(横移驱动机构为横移电机，升降驱动机构为升降电机)。

为提高立体车库的安全性能，控制系统还设有主板安全回路和从板安全回路，主板安全回路用于控制主控单元上各路动力输出线的通断。且该控制系统中每个执行单元对应设有从板安全回路，用于控制对应执行单元升降横移接触器的输出，从而达到切断电机三相电源的目的。

图2为主控单元对应的主板安全回路，包括安全继电器和继电器控制回路，继电器控制回路串接有与系统供电相序检测点KA、系统紧急停车按钮JT和系统热继电器回路检测点FR3个检测点分别联动的开关，每个开关的开关信号按照在控制回路中的串接顺序依次与主控单元中的开关信号(开关检测信号)输入端X1、X2、X3连接，控制回路采用24V直流电源供电，负极(DC0V)与系统供电相序检测点KA联动的开关连接，正极(DC24V)与主控单元中的COM端连接，X1和COM通过安全继电器的控制线圈连接。

图3为各个执行单元对应的从板安全回路，包括安全继电器和继电器控制回路，继电器控制回路串接有与本层车位对应的超上限位LSC、执行单元热继电器回路FR、执行单元松链检测回路SL等3个检测点分别联动的开关，每个开关的开关信号按照在控制回路中的串接顺序依次与主控单元中的开关信号输入端X1、X2、X3连接，控制回路采用24V直流电源供电，负极(DC0V)与执行单元松链检测回路SL联动的开关连接，正极(DC24V)与主控单元中的COM端(输入COM端)连接，X1和COM连接。

主控单元中安全继电器的动作通过对主控单元上接触器的开关状态的控制会影响通向各个执行单元的动力输出线的通断，而执行单元中安全继电器的动作则通过对执行单元上接触器的开关状态的控制会影响该执行单元的各动力输出线的通断。

执行单元通过升降横移接触器输出的动力线直接为与其连接的升降驱动机构和横移驱动机构供电，通过主控单元和执行单元双重保险控制，一旦系统出现故障就断开，大大提高了系统的安全性。

本实施例中主控单元有12路正反转接触器控制输出，每路正反转接触器控制输出中均有一个控制开关与接触器控制线圈(12路接触器输出对应设有相应的控制开关，分别为Y1，Y2，……，Y12，对应的接触器控制线圈分别为KM1，KM2，……KM12)，各个接触器的控制线圈的供电回路中采用AC220V的交流电源供电。主板安全回路中，安全继电器的静触点与COM端(输出COM端)连接，常闭触点(CPUfbk)与主控CPU连接将检测结果反馈给主控CPU，常开触点控制输出的COM端，以进行接触器控制(将接触器的控制线圈在串联220V交流电两端)。

本实施例中主控单元有5路接触器控制输出，其中，每路接触器控制输出连接方式如下：

第一路设有控制开关Y1和升降接触器KMS，第二路为设有控制开关Y2和横移接触器KMH，第三路作为备用端，仅设有控制开关Y3，不设置接触器，第4路设有控制开关Y4和电磁铁线圈DCT，第5路设有Y5-check，为输出COM短接接口的控制开关，当安全继电器断开时，用于短接其常开触点，主要用于强制运行。其中，各个接触器的控制线圈的供电回路中采用AC220V的交流电源供电。

本实施例中以2层3列、底层车位为2个的立体车位为例对执行单元、电机、接触器、热继电器的配置方式进行说明，具体配置方式如下：

需要配置的执行单元数为3个执行单元；电机数量的配置：底层车位只需配置2个横移电机(即电机M)，二层需配置3个升降电机(即电机M)；接触器的配置：主控单元控制电机正反转的2个接触器，执行单元驱动横移电机的2个接触器，驱动升降电机的3个接触器；热继电器2个，用于横移电机接触器的过热保护。

主控单元与执行单元的安全回路中的安全继电器、相序检测、位置检测开关数量为：1个主控单元安全回路(即主板安全回路)的安全继电器，3个执行单元安全回路(即从板安全回路)的安全继电器；1个相序检测开关；2个横移限位SH开关，3个上升限位LSS开关，3个下降限位SX开关，3个超上限位LSC开关，1个人车误入检测开关，1个车超高检测开关，1个车超长检测开关，12个松链检测开关。

进行存取车时，该控制系统的工作流程如图4所示，人机界面通过485通讯向主控单元(即主控制器单元)发送存取车指令，执行单元获取安全回路检测信息、设备故障进行检测和位置检测信号并通过CAN总线上传给主控单元。其中，安全回路检测信息和设备故障信息通过对该执行单元对应的安全回路检测得到，位置检测信号通过检测与该执行单元相连的载车板的位置信息得到。主控单元根据执行各个单元上传的信息(包括安全回路检测信息、设备故障进行检测和位置检测信号)、自身逻辑和存取车指令向相应的执行单元发送控制指令以通过执行单元控制相应的电机动作使下层载车板左右横向移动，上层载车板上下升降。

运用操作器(即人机界面)存取车时首先对主控单元与执行单元的安全回路进行检测判断，只有当外部安全回路(包括主板安全回路和从板安全回路)导通时，安全继电器吸合，操作器对主控单元发出的存取车指令才能通过，否则控制车位升降横移电机运行的输出接触器电路断开，系统无法进行存取车操作。

当在操作器上输入第二层第一个车位调出的请求时，该请求信息通过操作器发送至主控单元微机，主控单元根据自身的控制逻辑，首先必须检测主控与执行单元安全回路是否有效，如安全回路有效，则主控单元对第一层的第一和第二车位的执行单元微机发出车位向右横移的指令，同时控制该两个车位的执行单元中的横移接触器吸合，驱动两个横移电机动作，两个车位向右运行至横移限位位置停止，主控单元再向第二层第一个车位执行单元微机发出下降运行指令，同时控制该车位执行单元中的升降接触器吸合，驱动升降电机动作，直至到达下降限位位置停止，完成此次取车指令；相反检测到安全回路无效时，操作器上的显示屏提示安全回路断开，系统不响应存取车指令。

以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于CAN总线的立体停车库的控制系统，包括主控单元以及用于控制载车板运动的执行单元，所述执行单元基于CAN总线与主控单元相连，且按照所在车位层数分组布置，其特征在于，载车板的横移驱动机构接入并受控于相邻上层的执行单元，载车板的升降驱动机构接入并受控于本层的执行单元。

2.如权利要求1所述的基于CAN总线的立体停车库的控制系统，其特征在于，所述载车板的横移驱动机构接入并受控于隶属于同列的相邻上层的执行单元。

3.如权利要求2所述的基于CAN总线的立体停车库的控制系统，其特征在于，各执行单元包括检测本层对应载车板的升降位置，以及相邻下层对应载车板的横移位置的传感检测模块。

4.如权利要求1～3中任一项所述的基于CAN总线的立体停车库的控制系统，其特征在于，还设有控制主控单元上接触器的开关状态的主板安全回路。

5.如权利要求4所述的基于CAN总线的立体停车库的控制系统，其特征在于，所述主板安全回路中串接有与如下至少一个检测点分别联动的若干开关：

系统供电相序检测点、系统紧急停车按钮检测点、系统热继电器检测点。

6.如权利要求1～3中任一项所述的基于CAN总线的立体停车库的控制系统，其特征在于，所述控制系统中每个执行单元对应设有控制执行单元上接触器的开关状态的从板安全回路。

7.如权利要求6所述的基于CAN总线的立体停车库的控制系统，其特征在于，所述从板安全回路中串接有与如下至少一个检测点分别联动的若干开关：

对应执行单元的热继电器检测点、松链检测开关检测点和，本层对应载车板的超上限位开关检测点。