專利名稱：帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機械自動控制技術(shù)領(lǐng)域。
背榮技術(shù)
現(xiàn)有垂直升降類機械立體停車庫控制系統(tǒng)主要有專用計算機控制、 通用工業(yè)控制計算機控制、可編程控制器控制等幾種，動作驅(qū)動方式有 直接啟?？刂?、變頻調(diào)速驅(qū)動和速度司服驅(qū)動等幾種方式。專用計算機 控制系統(tǒng)一般采用單片機或單板機加專用接口電路組成，制造成本較低， 但設(shè)計成本較高，且很難達到高的可靠性；通用工業(yè)計算機控制系統(tǒng)設(shè) 計簡單、通用性好，但實時性較差，軟件的穩(wěn)定性也較差；可編程控制 器控制系統(tǒng)雖然成本較高，但可靠性、實時性都非常好，特別適合于機 械停車的控制。動作驅(qū)動方式對車庫的存取車速度和可靠性至關(guān)重要， 直接啟?？刂齐娐泛唵?，成本低，但只適用于動作非常簡單、動作速度 低的場合；速度司服方式動態(tài)特性好、定位精度高，但系統(tǒng)組成復(fù)雜、 成本高，且速度司服系統(tǒng)為閉環(huán)控制，傳動部分必須具備安裝旋轉(zhuǎn)編碼 器的條件，適應(yīng)性差；變頻調(diào)速驅(qū)動使用范圍廣，成本適中，應(yīng)用比較 廣泛，但對于大慣性系統(tǒng)速度較高時準(zhǔn)確定位非常困難，控制難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特點是可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的高速運行和準(zhǔn)確的對位控制，具有 快速、準(zhǔn)確、安全可靠、使用性能好等優(yōu)點。用途廣，適合在各種大慣 量的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機上使用，尤其適合在垂直升降筒式立體停 車庫中使用。
本發(fā)明的主要技術(shù)方案是 一種帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制 系統(tǒng)，包括電機變頻驅(qū)動裝置，控制電氣電路，其特征在于設(shè)有可編程 控制器即PLC主控制器，由變頻器驅(qū)動電機，變頻器運行指令由PLC的 開關(guān)量輸出模塊SM322的輸出點輸出到變頻器的開關(guān)量輸入端子;PLC控 制部分接受現(xiàn)場的信號，根據(jù)邏輯判斷，按照預(yù)定控制方案，變頻器控 制電機完成規(guī)定的動作；各種控制按鈕和位置開關(guān)通過PLC開關(guān)量輸入 模塊SM321輸入到PLC中，PLC根據(jù)各個按鈕、位置開關(guān)的狀態(tài)，判斷平 臺或車輛的位置，按照操作命令，實現(xiàn)預(yù)定的動作；并設(shè)有平臺旋轉(zhuǎn)位 置傳感系統(tǒng)在每個環(huán)形停車層設(shè)有n個停車位，每個停車位所對應(yīng)的 角度設(shè)有2個傳感器，感應(yīng)板長度為兩傳感器外沿之間的距離，當(dāng)感應(yīng)
板恰好使兩個傳感器都有效時為準(zhǔn)確對位位置，當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)過沖或旋轉(zhuǎn) 不到位時，依靠兩個傳感器的狀態(tài)，實現(xiàn)再次對位；并設(shè)有平臺升降位 置傳感系統(tǒng)每個停車層都設(shè)有旋轉(zhuǎn)層，每層設(shè)有三個位置傳感器，傳 感器感應(yīng)板長度設(shè)計為恰好能同時遮住三個傳感器中相鄰的兩個傳感 器，上傳感器與中傳感器同時有效，為平臺旋轉(zhuǎn)層，中傳感器與下傳感 器同時有效為平臺存車層。
所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有IC 卡管理系統(tǒng)為佳沒有上位機，通過PLC的PtP口直接連接射頻IC卡讀 卡器， 一張卡對應(yīng)一個車位，通過劃卡啟動存取車過程；讀卡器分別設(shè) 在車庫出入口的兩邊，在任意一個讀卡器刷卡都有效；IC卡中存有車庫 編號、IC卡編號、本IC卡對應(yīng)的車位號；必須通過密碼認(rèn)證后才能讀出 IC卡中數(shù)據(jù)；PLC以專用通訊協(xié)議，采用輪詢方式與四個讀卡器通訊，
IC卡讀寫密碼由PLC下載到讀卡器中，IC卡與讀卡器采用雙向三重密碼 認(rèn)證，讀出IC卡中車位號上傳到PLC中；射頻卡讀卡器通過RS485總線 與PLC相連，通過串行方式將瀆到的射頻卡數(shù)據(jù)送入PLC中，PLC根據(jù)這 些數(shù)據(jù)得到要存取的車位號。
所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有手 動上限速和下限速保護傳感器為佳在距車庫頂端2米范圍內(nèi)為上限速 保護區(qū)，在上限速保護區(qū)內(nèi)，設(shè)有2米長的感應(yīng)板，在此區(qū)域內(nèi)，上限 速保護傳感器信號一直有效，通過PLC邏輯判斷，不管手動命令如何， 平臺上升速度被限制在一個安全的速度以內(nèi)；在距車庫底端2米范圍內(nèi) 為下限速保護區(qū)，在下限速保護區(qū)內(nèi)，設(shè)有2米長的感應(yīng)板，在此區(qū)域 內(nèi)，下限速保護傳感器信號一直有效，通過PLC邏輯判斷，不管手動命 令如何，平臺下降速度被限制在一個安全的速度以內(nèi)。
所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有升 降沖頂和墩底保護傳感器為佳在平臺接近上、下止點之前，設(shè)有兩道 保護開關(guān)，第一道保護開關(guān)為系統(tǒng)急停保護，急停保護信號與PLC相連， 急停保護開關(guān)有效時，PLC控制升降變頻器停止并緊急制動以確保安全。 第二道保護為強電行程開關(guān)限位保護，當(dāng)此行程開關(guān)動作時，通過升降 變頻器主回路接觸器切斷升降變頻器電源，使升降動作停止。
所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有推、 拉車伸縮桿回位傳感器為佳伸縮桿只在存取車時使用，在平臺升降或 旋轉(zhuǎn)時，伸縮桿縮回，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)之前，PLC檢測伸縮桿回位傳感 器的狀態(tài)，如果伸縮桿沒有回位，不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于設(shè)有電
磁銷回位傳感器為佳電磁銷位于旋轉(zhuǎn)平臺的兩端，用于輔助平臺平層， 在平臺升降或旋轉(zhuǎn)時，電磁銷必須縮回，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)之前，PLC檢 測電磁銷回位傳感器的狀態(tài)，如果有任一個電磁銷沒有回位，不允許平 臺升降或旋轉(zhuǎn)。
所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于升降電 機變頻器的電源輸入端接有交流接觸器J5， PLC輸出通過中間繼電器J4 間接控制接觸器J5的控制回路，為佳。
上述的PLC的控制軟件可以是至少包括初始化程序、平臺初始位置 檢測程序和全自動運行程序；初始化程序在系統(tǒng)上電時運行一次，初始 化系統(tǒng)所用內(nèi)存單元，關(guān)閉所有輸出，設(shè)置初始標(biāo)志單元，然后轉(zhuǎn)入正 常運行；初始位置檢測程序在初始上電或手自動轉(zhuǎn)換時被調(diào)用，根據(jù)層 位傳感器的狀態(tài)，自動判斷平臺所處的層位號并存儲，作為后續(xù)動作的 初始位置；全自動運行程序為系統(tǒng)正常運行時的主程序，根據(jù)運行時各 動作順序，把程序分成幾個模塊，按照動作的順序由主程序調(diào)用，上一 個動作不完成，下一個動作不開始。
所述的PLC控制軟件還可以設(shè)有旋轉(zhuǎn)、升降、定位程序平臺下降 到某一層需要平層時，應(yīng)從前一層開始減速，當(dāng)傳感器感應(yīng)板遮擋目標(biāo) 層中傳感器時，平臺減速到爬行速度，當(dāng)傳感器感應(yīng)板遮擋目標(biāo)層下傳 感器時，平臺已經(jīng)到達平層位置，平臺停止下降并制動，PLC檢測目標(biāo)層 中傳感器和下傳感器是否同時有效，判斷是否需要再平層；如果平臺因 慣性產(chǎn)生過沖，只要目標(biāo)層的中傳感器或下傳感器有一個有效，即可實 現(xiàn)再平層；如果目標(biāo)層的下傳感器有效、中傳感器無效，說明平臺偏下， 程序控制平臺以爬行速度向上，目標(biāo)層的中傳感器有效后，平臺立即停 止并制動，如果目標(biāo)層的中傳感器有效、下傳感器無效，說明平臺偏上， 程序控制平臺以爬行速度向下，目標(biāo)層的下傳感器有效后，平臺立即停 止并制動，如果再次產(chǎn)生過沖，可以再次進行平層，直到平臺停止時目 標(biāo)層的中傳感器和下傳感器同吋有效，平層結(jié)束。
所述的PLC控制軟件還可以設(shè)有平層保護程序只有在旋轉(zhuǎn)層或旋 轉(zhuǎn)層和上一層之間才能旋轉(zhuǎn)，各層的中開關(guān)或下開關(guān)有效吋，通過PLC 邏輯判斷，不允許平臺旋轉(zhuǎn)；并設(shè)有平臺升降對位保護傳感器平臺必 須對準(zhǔn)某一個車位時才能升降，通過PLC邏輯判斷，只有某一位的左右 傳感器同時有效時，平臺才能升降，，另外，平臺到達上限速保護區(qū)內(nèi)， 如果平臺沒有對準(zhǔn)井口，平臺不允許上升。
本發(fā)明的特點是可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的高速運行和準(zhǔn)確的對位 控制，具有快速、準(zhǔn)確、安全可靠、使用性能好等優(yōu)點，可實現(xiàn)自動化 運行和管理。用途廣，適合在各種大慣量的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機上 使用，尤其適合在垂直升降筒式立體停車庫中使用。
以下結(jié)合實施例作詳述，但不作為對本發(fā)明的限定。


圖1是本發(fā)明一個實施例的平臺升降位置傳感器位置示意圖。
圖2是平臺旋轉(zhuǎn)位置傳感器位置示意圖。
圖3是停車位中的傳感器位置示意圖。
圖4是其電氣原理圖。
圖5是其主程序框圖。
圖6是其存車程序流程圖。
圖7是其取車程序流程圖。
具體實施例方式
圖1中，所示橫圓柱符號表示各升降位置傳感器及上下限位位置，0 層、l層、2層……n層表示各停車層從上往下的層數(shù)。
圖2中，所示橫圓柱符號表示各旋轉(zhuǎn)位置傳感器，有0 12個位置， 24個傳感器，O位為原始位。
圖3中，所示橫圓柱符號表示2個停車位傳感器
圖4中，S7-300PLC為西門子可編程控制器，6SE7024為西門子大型 傳動變頻器，MM440-1、 MM440-2、 MM440-3為西門子標(biāo)準(zhǔn)傳動變頻器， J1 J4為中間繼電器，J5為接觸器，各種控制開關(guān)、信號燈、遙控器接 收板連接如圖示。
以下參見圖1 圖7，該實施例為地下四層筒式垂直升降機械立體停 車庫電氣控制系統(tǒng)。車庫為地下四層，每層12個車位，合計48個車位。 電氣控制系統(tǒng)包括電機變頻驅(qū)動裝置、控制電氣電路，采用西門子S7-300 系列可編程控制器，由變頻器驅(qū)動電機，變頻器運行指令由PLC的開關(guān) 量輸出模塊SM322的輸出點輸出到變頻器的開關(guān)量輸入端子；PLC控制 部分接受現(xiàn)場的信號，根據(jù)邏輯判斷，按照預(yù)定控制方案，變頻器完成 規(guī)定的動作；各種控制按鈕和位置開關(guān)通過PLC開關(guān)量輸入模塊SM321 輸入到PLC中，PLC根據(jù)各個按鈕、位置開關(guān)的狀態(tài)，判斷平臺或車輛的 位置，按照操作命令，實現(xiàn)預(yù)定的動作。并設(shè)有平臺旋轉(zhuǎn)位置傳感系統(tǒng): 在每個環(huán)形停車層設(shè)有n個停車位，每個停車位所對應(yīng)的角度設(shè)有2個 傳感器，感應(yīng)板長度為兩傳感器外沿之間的距離，當(dāng)感應(yīng)板恰好使兩個 傳感器都有效時為準(zhǔn)確對位位置，當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)過沖或旋轉(zhuǎn)不到位時，依 靠兩個傳感器的狀態(tài)，實現(xiàn)再次對位；并設(shè)有平臺升降位置傳感系統(tǒng) 每個停車層都設(shè)有旋轉(zhuǎn)層，每層設(shè)有三個位置傳感器，傳感器感應(yīng)板長
度設(shè)計為恰好能同時遮住三個傳感器中相鄰的兩個傳感器，上傳感器與 中傳感器同時有效，為平臺旋轉(zhuǎn)層，中傳感器與下傳感器同時有效為平 臺存車層。選用CPU314-2PtP作為主控制器，配置兩塊32點開關(guān)量輸出
模塊用于各種電機啟停、信號燈和變頻器的控制，配置5塊32點開關(guān)量 輸入模塊用于各種位置傳感器、手動遙控操作輸入和保護開關(guān)的信號接 入。四個IC卡讀卡器以RS485方式連接在CPU模塊的PtP口上。平臺升 降驅(qū)動采用西門子6SE70系列變頻器，平臺旋轉(zhuǎn)、傳送帶和伸縮桿動作 驅(qū)動采用西門子醒440系列變頻器，變頻器控制方式為端子控制方式， PLC控制信號直接與變頻器輸入端子相連，實現(xiàn)啟停、反向和多段速控制。
升降位置傳感器布置每個層都設(shè)有旋轉(zhuǎn)層，每層設(shè)有三個位置傳 感器，上傳感器與中傳感器同時有效，為平臺旋轉(zhuǎn)層，中傳感器與下傳 感器同時有效為平臺存車層。地面層設(shè)置兩個傳感器，兩個傳感器同時 有效，平臺達到地面平層位置。
平臺旋轉(zhuǎn)位置傳感器布置每個停車層有12個停車位，每個停車位 之間相差30° ，每個停車位所對應(yīng)的角度有兩個傳感器，相距20 30CM， 感應(yīng)板長度為兩傳感器外沿之間的距離，當(dāng)感應(yīng)板恰好使兩個傳感器都 有效時，為準(zhǔn)確對位位置，當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)過沖或旋轉(zhuǎn)不到位時，依靠兩個 傳感器的狀態(tài)，可以實現(xiàn)再次對位，直到準(zhǔn)確對位為止。
車位傳感器布置每一個車位配置兩個傳感器，分別位于車位的兩
端， 一個用于檢測車是否到位， 一個用于檢測車位是否為空，同時為存 取車動作提供準(zhǔn)確的位置信號。
存取車平臺傳感器布置在存取車平臺上有兩組壓力傳感器和兩組
反射型光電傳感器。壓力傳感器位于平臺兩側(cè)傳送帶下面，當(dāng)車輪壓到 傳感器上時，壓力傳感器信號有效，反射型光電傳感器用于檢測車兩端 是否超出安全范圍，當(dāng)車前部或后部進入光電開關(guān)的檢測范圍時，光電 傳感器信號有效。為提高檢測可靠性，每組內(nèi)各有兩個傳感器并聯(lián)使用。
設(shè)有推、拉車伸縮桿回位傳感器伸縮桿只在存取車時使用，在平
臺升降或旋轉(zhuǎn)時，伸縮桿縮回，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)之前，PLC檢測伸縮桿
回位傳感器的狀態(tài)，如果伸縮桿沒有回位，不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
設(shè)有電磁銷回位傳感器電磁銷位于旋轉(zhuǎn)平臺的兩端，用于輔助平 臺平層，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)時，電磁銷必須縮回，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)之
前，PLC檢測電磁銷回位傳感器的狀態(tài)，如果有任一個電磁銷沒有回位，
不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
升降電機變頻器的電源輸入端接有交流接觸器J5， PLC輸出通過中 間繼電器J4間接控制接觸器J5的控制回路，為佳。
安全保護系統(tǒng)
升降沖頂和墩底保護在平臺接近上、下止點之前，設(shè)有兩道保護 開關(guān)，第一道保護開關(guān)為系統(tǒng)急停保護，急停保護信號與PLC相連，急 停保護開關(guān)有效時，PLC控制升降變頻器停止并緊急制動以確保安全。第
二道保護為強電行程開關(guān)限位保護，當(dāng)此行程開關(guān)動作吋，通過升降變 頻器主回路接觸器切斷升降變頻器電源，使升降動作停止。
手動上限速和下限速保護在距車庫頂端2米范圍內(nèi)為上限速保護 區(qū)，在上限速保護區(qū)內(nèi)，設(shè)有2米長的感應(yīng)板，在此區(qū)域內(nèi)，上限速保
護傳感器信號一直有效，通過PLC邏輯判斷，不管手動命令如何，平臺 上升速度被限制在一個安全的速度以內(nèi)；在距車庫底端2米范圍內(nèi)為下 限速保護區(qū)，在下限速保護區(qū)內(nèi)，設(shè)有2米長的感應(yīng)板，在此區(qū)域內(nèi)， 下限速保護傳感器信號一直有效，通過PLC邏輯判斷，不管手動命令如 何，平臺下降速度被限制在一個安全的速度以內(nèi)。
平臺升降對位保護由于筒式停車庫結(jié)構(gòu)的原因，平臺必須對準(zhǔn)某 一個車位時才能升降，通過PLC邏輯判斷，平臺對位不準(zhǔn)時，不允許升 降，另外，平臺到達上限速保護區(qū)內(nèi)，如果平臺沒有對準(zhǔn)井口 (0位)， 平臺不允許上升。
平臺旋轉(zhuǎn)平層保護由于筒式停車庫結(jié)構(gòu)的原因，平臺在平層位置 不能旋轉(zhuǎn)，只有在旋轉(zhuǎn)層或旋轉(zhuǎn)層和上一層之間才能旋轉(zhuǎn)，當(dāng)各層的中 開關(guān)或下開關(guān)有效時，通過PLC邏輯判斷，不允許平臺旋轉(zhuǎn)。
電磁銷伸出保護電磁銷位于旋轉(zhuǎn)平臺的兩端，用于輔助平臺平層， 在平臺升降或旋轉(zhuǎn)時，電磁銷必須縮回以確保安全，在平臺升降或旋轉(zhuǎn) 之前，PLC檢測電磁銷回位傳感器的狀態(tài)，如果有任一個電磁銷沒有回位，
不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
伸縮桿伸出保護伸縮桿只有在存取車時使用，在平臺升降或旋轉(zhuǎn) 時，伸縮桿必須縮回以確保安全，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)之前，PLC檢測伸縮 桿回位傳感器的狀態(tài)，如果伸縮桿沒有回位，不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
設(shè)有IC卡管理系統(tǒng)為佳沒有上位機，通過PLC的PtP口直接連接 射頻IC卡讀卡器， 一張卡對應(yīng)一個車位，通過劃卡啟動存取車過程；讀 卡器分別設(shè)在車庫出入口的兩邊，在任意一個讀卡器刷卡都有效；IC卡 中存有車庫編號、IC卡編號、本IC卡對應(yīng)的車位號；必須通過密碼認(rèn)證
后才能讀出IC卡中數(shù)據(jù)；PLC以專用通訊協(xié)議，采用輪詢方式與四個讀
卡器通訊，IC卡讀寫密碼由PLC下載到讀卡器中，IC卡與讀卡器采用雙 向三重密碼認(rèn)證，讀出IC卡中車位號上傳到PLC中；射頻卡讀卡器通過 RS485總線與PLC相連，通過串行方式將讀到的射頻卡數(shù)據(jù)送入PLC中， PLC根據(jù)這些數(shù)據(jù)得到要存取的車位號。
存取車動作流程存車動作流程等待存取車時，平臺處于地面或
地下某一層，車庫門關(guān)閉，信號燈為綠燈亮、紅燈滅，等待存取車。存
車過程以車輪壓到進車壓力傳感器開始，PLC接到壓力傳感器信號后，如
果平臺處于地面位置，則直接開啟車庫門，信號燈仍為綠燈，等車開上
平臺；如果平臺沒有在地面，則系統(tǒng)信號燈轉(zhuǎn)為紅燈，平臺開始上升， 平臺到地面后，開啟車庫門，信號燈轉(zhuǎn)為綠燈，等車開上平臺。在車開 上平臺的過程中，如果車偏左，則左車輪會遮擋左側(cè)的光電傳感器，系 統(tǒng)將使左側(cè)紅燈閃爍，提示司機車已偏左，應(yīng)向右打方向；如果車偏右， 則右車輪會遮擋右側(cè)的光電傳感器，系統(tǒng)將使右側(cè)紅燈閃爍，提示司機 車已偏右，應(yīng)向左打方向；如果車偏左或偏右超出安全極限，車輪會遮 擋某一側(cè)的偏離保護光電傳感器，系統(tǒng)進入保護狀態(tài)，下一步動作不啟 動，直到車位置被調(diào)整到安全范圍為止。當(dāng)車前輪壓到輸送帶下安裝的 前壓力開關(guān)時，表明車已開到要求位置，系統(tǒng)信號燈由綠燈轉(zhuǎn)為紅燈， 提示司機立即停車。司機從車庫兩側(cè)人行通道走到車庫外，用ic卡刷卡 啟動存車，讀卡正確時讀卡器有兩聲短音提示，同吋啟動存車過程。如 果讀卡錯誤或IC卡對應(yīng)的車位已有車時，讀卡器提示四聲長音，本次讀 卡作廢，可再次刷卡，如果沒有要求的IC卡或IC卡已損壞，存車無法 進行，司機必須將車開出車庫，以免影響后面存取車。
讀卡正確后，系統(tǒng)首先檢測車前后是否超限，在平臺兩端裝有反射 型光電傳感器，如果車前后超出允許范圍，則相應(yīng)的光電傳感器起作用， 系統(tǒng)啟動輸送帶調(diào)整車的前后位置，直到車前后位置符合要求為止。調(diào) 整完成后，平臺以中速開始下降，在下降的同時，檢測井口和車庫內(nèi)人 行通道上光幕傳感器是否被遮擋，如果有遮擋，立即停止下降，等待遮 擋消除后重新啟動下降，為確保安全，再次下降時改為低速下降；平臺 到達地下一層時，井口保護過程結(jié)束，如果目標(biāo)停車層為一層以下，平 臺加速到全速下降，在到達目標(biāo)層的前一層開始減速；平臺越過前一層 平層位置后，平臺開始旋轉(zhuǎn)對位；在到達目標(biāo)層旋轉(zhuǎn)層后，如果旋轉(zhuǎn)還 沒有到位，平臺停止下降，等平臺旋轉(zhuǎn)對位完成后，電磁銷伸出，輸送 帶開始向前輸車，同吋平臺下降到平層位置，在輸送帶的帶動下，車到 達車位承接裝置之上，然后借助車的慣性使車與車位承接裝置一起到達 車位預(yù)定位置。車位傳感器發(fā)出車到位信號，存車過程結(jié)束；如果車靠 慣性未能到達預(yù)定位置，等待3秒后，伸縮桿伸出，推動車承接機構(gòu)將 車向前推到位，然后，伸縮桿回位，存車過程結(jié)束，系統(tǒng)再次進入存取 車等待狀態(tài)。
取車動作流程等待存取車時，平臺處于地面或地下某一層，車庫 門關(guān)閉，信號燈為綠燈亮、紅燈滅，等待存取車。首先確認(rèn)信號燈為綠 燈時，用IC卡刷卡啟動取車過程，讀卡正確時讀卡器有兩聲短音提示， 同時啟動取車過程。讀卡錯誤或IC卡對應(yīng)的車位沒車時，讀卡器有四聲 長音提示，本次讀卡作廢。
讀卡正確后，系統(tǒng)首先檢測當(dāng)前平臺所處的位置，通過邏輯運算判斷平臺的升降方向和平臺的旋轉(zhuǎn)方向，啟動平臺尋位過程。平臺到達目 標(biāo)車位平層位置后，伸縮桿伸出，伸縮桿上掛鉤鉤住車位承接裝置并快 速返回，帶動車位承接裝置連同車一塊向旋轉(zhuǎn)平臺方向運動，同時輸送 帶反向啟動，當(dāng)車后輪壓到輸送帶時，在輸送帶的帶動下車向平臺中心 位置移動，當(dāng)車后輪壓倒輸送帶下的后壓力傳感器時，輸送帶停止，車 已到平臺合適位置。平臺開始低速上升，同時啟動平臺旋轉(zhuǎn)到井口方向
(0位)，在到達上一層平層位置之前，如果平臺旋轉(zhuǎn)沒有到位，平臺停
止上升，等平臺旋轉(zhuǎn)到位后，平臺開始高速上升，到達地下一層時平臺 減速，到達地面層時平臺停止，車庫門打開，信號燈轉(zhuǎn)為綠燈，司機進 入車內(nèi)，將車開出車庫，系統(tǒng)檢測到車庫出口壓力傳感器信號兩次有效
后，說明車已離開，取車過程結(jié)束，系統(tǒng)再次進入存取車等待狀態(tài)。
控制軟件設(shè)計控制軟件在西門子STEP7一V5.3下用語句表編制，整 個程序分成初始化程序、平臺初始位置檢測程序、手動控制程序、分段 測試程序，全自動運行程序分五個部分
初始化程序在系統(tǒng)上電時運行一次，初始化系統(tǒng)所用內(nèi)存單元，關(guān) 閉所有輸出，設(shè)置初始標(biāo)志單元，然后轉(zhuǎn)入正常運行。
初始位置檢測程序在初始上電或手自動轉(zhuǎn)換時被調(diào)用，根據(jù)層位傳 感器的狀態(tài)，自動判斷平臺所處的層位號并存儲，作為后續(xù)動作的初始 位置。全自動運行程序為系統(tǒng)正常運行時的主程序，根據(jù)運行時各動作 順序，把程序分成幾個模塊，按照動作的順序由主程序調(diào)用，上一個動 作不完成，下一個動作不開始。如果平臺沒有處于某一個平層位置或某 一個對位位置，相應(yīng)的層位號被設(shè)置成無效，并設(shè)置初始狀態(tài)錯誤標(biāo)志， 如果伸縮桿沒有處于回位位置，初始狀態(tài)錯誤標(biāo)志也被設(shè)置為有效。在 初始狀態(tài)錯誤時，只允許手動動作，當(dāng)進入分段測試或全自動運行狀態(tài) 時不能運行，系統(tǒng)進入保護狀態(tài)并有聲光報警輸出。
手動程序接收遙控器指令實現(xiàn)平臺升降、旋轉(zhuǎn)、輸送帶正反轉(zhuǎn)、伸 縮桿伸出和縮回動作，方便安裝檢修操作，同時，通過PLC邏輯運算， 提供完善的安全保護，避免誤操作造成人身或設(shè)備事故的發(fā)生，詳見安 全保護部分?jǐn)⑹觥?br> 分段測試程序為準(zhǔn)自動運行狀態(tài)。主要用于安裝階段或檢修過程中 對設(shè)備測試時使用，分平臺回地面、存車尋位、取車尋位、取車回地面、 車位存車、車位取車、車位存取車循環(huán)聯(lián)動、從地面存車入車位、從車
位取車到地面和兩動作循環(huán)聯(lián)動等。分段測試為設(shè)備安裝和檢修提供了 有效的檢測手段。
全自動運行程序為系統(tǒng)正常運行時的主程序，根據(jù)運行時各動作順 序，把程序分成幾個模塊，按照動作順序由主程序調(diào)用，上一個動作不
完成，下一個動作不開始，以保證各動作能夠完全按照預(yù)定順序完成。 全自動程序運行時可能處于以下三種狀態(tài)之一存取車等待狀態(tài)、存車 狀態(tài)和取車狀態(tài)。分述如下存取車等待狀態(tài)是系統(tǒng)上電初始化后或存 取車結(jié)束、下一次存取車動作沒有開始之前系統(tǒng)所處的狀態(tài)，在此狀態(tài) 中，車庫門關(guān)閉，信號燈為綠燈，等待進車口壓力傳感器信號或IC卡刷 卡信號，有車壓到壓力傳感器，系統(tǒng)檢測到信號后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入存車狀態(tài)。 有效的IC卡刷卡后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入取車狀態(tài)。 一旦存車或取車狀態(tài)開始，系 統(tǒng)退出存取車等待狀態(tài)，信號燈變?yōu)榧t燈，不再檢測進口壓力傳感信號， IC卡刷卡也無效，直到上一個存取車動作完成后，系統(tǒng)再次轉(zhuǎn)入存取車 等待狀態(tài)，準(zhǔn)備接受下一次存取車請求。存車狀態(tài)從系統(tǒng)接受進車壓感 信號開始，程序共分5個模塊平臺上升到地面程序，等車上平臺程序， IC卡讀卡程序、存車尋位程序，存車到車位程序，五個模塊由存車主程
序按順序調(diào)用，完成整個存車過程。取車狀態(tài)從系統(tǒng)接受有效的ic卡刷
卡開始，程序共分5個模塊IC卡讀卡程序，取車尋位程序、車位取車 程序，取車回地面程序，等車離開程序，平臺回位程序，六個模塊由取 車主程序按順序調(diào)用，完成整個取車過程。實現(xiàn)存取車平臺快速運行、
準(zhǔn)確平層和對位，存取車快速、可靠。對于8層96個車位以內(nèi)的機械停 車庫，最大存取時間不超過90秒，平均存取車時間在60秒以內(nèi)。
PLC控制軟件設(shè)有旋轉(zhuǎn)、升降、定位程序平臺下降到某一層需要平
層時，應(yīng)從前一層開始減速，當(dāng)傳感器感應(yīng)板遮擋目標(biāo)層中傳感器時， 平臺減速到爬行速度，當(dāng)傳感器感應(yīng)板遮擋目標(biāo)層下傳感器時，平臺已
經(jīng)到達平層位置，平臺停止下降并制動，PLC檢測目標(biāo)層中傳感器和下傳 感器是否同吋有效，判斷是否需要再平層；如果平臺因慣性產(chǎn)生過沖， 只要目標(biāo)層的中傳感器或下傳感器有一個有效，即可實現(xiàn)再平層；如果 目標(biāo)層的下傳感器有效、中傳感器無效，說明平臺偏下，程序控制平臺 以爬行速度向上，目標(biāo)層的中傳感器有效后，平臺立即停止并制動，如 果目標(biāo)層的中傳感器有效、下傳感器無效，說明平臺偏上，程序控制平 臺以爬行速度向下，目標(biāo)層的下傳感器有效后，平臺立即停止并制動， 如果再次產(chǎn)生過沖，可以再次進行平層，直到平臺停止時目標(biāo)層的中傳 感器和下傳感器同時有效，平層結(jié)束。PLC控制軟件設(shè)有平層保護程序 只有在旋轉(zhuǎn)層或旋轉(zhuǎn)層和上一層之間才能旋轉(zhuǎn)，各層的中開關(guān)或下開關(guān) 有效時，通過PLC邏輯判斷，不允許平臺旋轉(zhuǎn)；并設(shè)有平臺升降對位保 護傳感器平臺必須對準(zhǔn)某一個車位時才能升降，通過PLC'邏輯判斷， 只有某一位的左右傳感器同時有效吋，平臺才能升降，，另外，平臺到達 上限速保護區(qū)內(nèi)，如果平臺沒有對準(zhǔn)井口，平臺不允許上升。
權(quán)利要求
1、一種帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，包括電機變頻驅(qū)動裝置，控制電氣電路，其特征在于設(shè)有可編程控制器即PLC主控制器，由變頻器驅(qū)動電機，變頻器運行指令由PLC的開關(guān)量輸出模塊SM322的輸出點輸出到變頻器的開關(guān)量輸入端子；PLC控制部分接受現(xiàn)場的信號，根據(jù)邏輯判斷，按照預(yù)定控制方案，變頻器控制電機完成規(guī)定的動作；各種控制按鈕和位置開關(guān)通過PLC開關(guān)量輸入模塊SM321輸入到PLC中，PLC根據(jù)各個按鈕、位置開關(guān)的狀態(tài)，判斷平臺或車輛的位置，按照操作命令，實現(xiàn)預(yù)定的動作；并設(shè)有平臺旋轉(zhuǎn)位置傳感系統(tǒng)在每個環(huán)形停車層設(shè)有n個停車位，每個停車位所對應(yīng)的角度設(shè)有2個傳感器，感應(yīng)板長度為兩傳感器外沿之間的距離，當(dāng)感應(yīng)板恰好使兩個傳感器都有效時為準(zhǔn)確對位位置，當(dāng)平臺旋轉(zhuǎn)過沖或旋轉(zhuǎn)不到位時，依靠兩個傳感器的狀態(tài)，實現(xiàn)再次對位；并設(shè)有平臺升降位置傳感系統(tǒng)每個停車層都設(shè)有旋轉(zhuǎn)層，每層設(shè)有三個位置傳感器，傳感器感應(yīng)板長度設(shè)計為恰好能同時遮住三個傳感器中相鄰的兩個傳感器，上傳感器與中傳感器同時有效，為平臺旋轉(zhuǎn)層，中傳感器與下傳感器同時有效為平臺存車層。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于設(shè)有IC卡管理系統(tǒng)沒有上位機，通過PLC的PtP 口直接連 接射頻IC卡讀卡器， 一張卡對應(yīng)一個車位，通過劃卡啟動存取車過程； 讀卡器分別設(shè)在車庫出入口的兩邊，在任意一個讀卡器刷卡都有效；IC 卡中存有車庫編號、IC卡編號、本IC卡對應(yīng)的車位號；必須通過密碼認(rèn)證后才能讀出IC卡中數(shù)據(jù)；PLC以專用通訊協(xié)議，采用輪詢方式與四個 讀卡器通訊，IC卡讀寫密碼由PLC下載到讀卡器中，IC卡與讀卡器采用 雙向三重密碼認(rèn)證，讀出IC卡中車位號上傳到PLC中；射頻卡讀卡器通 過RS485總線與PLC相連，通過串行方式將讀到的射頻卡數(shù)據(jù)送入PLC 中，PLC根據(jù)這些數(shù)據(jù)得到要存取的車位號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于設(shè)有手動上限速和下限速保護傳感器在距車庫頂端2米范 圍內(nèi)為上限速保護區(qū)，在上限速保護區(qū)內(nèi)，設(shè)有2米長的感應(yīng)板，在此 區(qū)域內(nèi)，上限速保護傳感器信號一直有效，通過PLC邏輯判斷，不管手 動命令如何，平臺上升速度被限制在一個安全的速度以內(nèi)；在距車庫底端2米范圍內(nèi)為下限速保護區(qū)，在下限速保護區(qū)內(nèi)，設(shè)有2米長的感應(yīng) 板，在此區(qū)域內(nèi)，下限速保護傳感器信號一直有效，通過PLC邏輯判斷， 不管手動命令如何，平臺下降速度被限制在一個安全的速度以內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于設(shè)有升降沖頂和墩底保護傳感器在平臺接近上、下止點之 前，設(shè)有兩道保護開關(guān)，第一道保護開關(guān)為系統(tǒng)急停保護，急停保護信 號與PLC相連，急停保護開關(guān)有效時，PLC控制升降變頻器停止并緊急制 動以確保安全。第二道保護為強電行程開關(guān)限位保護，當(dāng)此行程開關(guān)動 作時，通過升降變頻器主回路接觸器切斷升降變頻器電源，使升降動作 停止。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于設(shè)有推、拉車伸縮桿回位傳感器伸縮桿只在存取車吋使用， 在平臺升降或旋轉(zhuǎn)時，伸縮桿縮回，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)之前，PLC檢測伸 縮桿回位傳感器的狀態(tài)，如果伸縮桿沒有回位，不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于設(shè)有電磁銷回位傳感器電磁銷位于旋轉(zhuǎn)平臺的兩端，用于 輔助平臺平層，在平臺升降或旋轉(zhuǎn)時，電磁銷必須縮回，在平臺升降或 旋轉(zhuǎn)之前，PLC檢測電磁銷回位傳感器的狀態(tài)，如果有任一個電磁銷沒有 回位，不允許平臺升降或旋轉(zhuǎn)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于升降電機變頻器的電源輸入端接有交流接觸器J5， PLC輸出 通過中間繼電器J4間接控制接觸器J5的控制回路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1、 2、 3、 4、 5、 6或7所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直 升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制軟件至少包括初始化 程序、平臺初始位置檢測程序和全自動運行程序；初始化程序在系統(tǒng)上 電時運行一次，初始化系統(tǒng)所用內(nèi)存單元，關(guān)閉所有輸出，設(shè)置初始標(biāo) 志單元，然后轉(zhuǎn)入正常運行；初始位置檢測程序在初始上電或手自動轉(zhuǎn) 換時被調(diào)用，根據(jù)層位傳感器的狀態(tài)，自動判斷平臺所處的層位號并存 儲，作為后續(xù)動作的初始位置；全自動運行程序為系統(tǒng)正常運行時的主 程序，根據(jù)運行時各動作順序，把程序分成幾個模塊，按照動作的順序 由主程序調(diào)用，上一個動作不完成，下一個動作不開始。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，其特征在于所述的PLC控制軟件設(shè)有旋轉(zhuǎn)、升降、定位程序平臺下降到某一層需要平層時，應(yīng)從前一層開始減速，當(dāng)傳感器感應(yīng)板遮擋目標(biāo) 層中傳感器時，平臺減速到爬行速度，當(dāng)傳感器感應(yīng)板遮擋目標(biāo)層下傳感器吋，平臺已經(jīng)到達平層位置，平臺停止下降并制動，PLC檢測目標(biāo)層 中傳感器和下傳感器是否同時有效，判斷是否需要再平層；如果平臺因 慣性產(chǎn)生過沖，只要目標(biāo)層的中傳感器或下傳感器有一個有效，即可實 現(xiàn)再平層；如果目標(biāo)層的下傳感器有效、中傳感器無效，說明平臺偏下， 程序控制平臺以爬行速度向上，目標(biāo)層的中傳感器有效后，平臺立即停 止并制動，如果目標(biāo)層的中傳感器有效、下傳感器無效，說明平臺偏上， 程序控制平臺以爬行速度向下，目標(biāo)層的下傳感器有效后，平臺立即停 止并制動，如果再次產(chǎn)生過沖，可以再次進行平層，直到平臺停止時目 標(biāo)層的中傳感器和下傳感器同時有效，平層結(jié)束。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的PLC控制軟件設(shè)有平層保護程序只有在旋轉(zhuǎn)層或旋 轉(zhuǎn)層和上一層之間才能旋轉(zhuǎn)，各層的中開關(guān)或下開關(guān)有效時，通過PLC 邏輯判斷，不允許平臺旋轉(zhuǎn)；并設(shè)有平臺升降對位保護傳感器平臺必 須對準(zhǔn)某一個車位吋才能升降，通過PLC邏輯判斷，只有某一位的左右 傳感器同時有效時，平臺才能升降，，另外，平臺到達上限速保護區(qū)內(nèi)， 如果平臺沒有對準(zhǔn)并口，平臺不允許上升。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機電氣控制系統(tǒng)，涉及機械自動控制技術(shù)領(lǐng)域。主要設(shè)有可編程控制器即PLC主控制器，由變頻器驅(qū)動電機，變頻器運行指令由PLC的開關(guān)量輸出模塊SM322的輸出點輸出到變頻器的開關(guān)量輸入端子；PLC控制部分接受現(xiàn)場的信號，根據(jù)邏輯判斷，按照預(yù)定控制方案，變頻器控制電機完成規(guī)定的動作；并設(shè)有平臺旋轉(zhuǎn)位置傳感系統(tǒng)、平臺升降位置傳感系統(tǒng)。其特點是可實現(xiàn)大慣性機械系統(tǒng)的高速運行和準(zhǔn)確的對位控制，具有快速、準(zhǔn)確、安全可靠、使用性能好等優(yōu)點，可實現(xiàn)自動化運行和管理。用途廣，適合在各種大慣量的帶旋轉(zhuǎn)平臺的垂直升降機上使用，尤其適合在垂直升降筒式立體停車庫中使用。
文檔編號G05B19/05GK101196737SQ200710062490
公開日2008年6月11日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者劉占陽, 王景保 申請人:河北宏地停車設(shè)備有限公司