本發(fā)明涉及一種立體循環(huán)式停車庫電氣控制系統(tǒng)，屬于電氣控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前城市停車主要存在兩個問題，一是停車位供應不足，尤其是大、中城市，停車位嚴重短缺，二是可用停車位位置與實際目的地位置較遠，停車和取車需要花費較大精力。汽車增量逐年增大，城市停車問題已經(jīng)給人們的城市活動和經(jīng)濟發(fā)展造成了不良影響，各城市已經(jīng)開始著力實施停車位擴充計劃。

立體循環(huán)式停車庫單位面積土地利用率高，占地面積小，安裝位置靈活，其進出通道占地少，不需要進行坡度設計。因此，可以充分利用城市、小區(qū)、街道的一些便利位置進行安裝，不僅可以擴充停車位供應，而且停車位置便利，尤其對于小型單位、機構(gòu)，甚至個人具備突出的優(yōu)勢。

立體循環(huán)式停車庫以旋轉(zhuǎn)方式運行，特定車位位置不斷變化，車架負載隨著旋轉(zhuǎn)位置變化明顯，因此需要進行完善的電氣控制系統(tǒng)設計以達到平穩(wěn)、可靠、安全和高效的運行。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種立體循環(huán)式停車庫電氣控制系統(tǒng)，控制功能完善，操作便捷，電機閉環(huán)反饋控制確保系統(tǒng)平穩(wěn)加減速和停車，射頻和渦流接近開關(guān)精確靈敏，系統(tǒng)運行可靠。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，立體循環(huán)式停車庫電氣控制系統(tǒng)，包括：

PLC；

在車庫托車盤上分別安裝的一枚無源射頻標簽；

用于讀取無源射頻標簽的射頻讀寫器，所述射頻讀寫器通過RS485總線接入所述PLC的通信口；

通過RS485總線接入PLC的通信口的觸摸屏，用于人機交互；屏蔽信號線接入PLC輸入端子的多個渦流接近開關(guān)；

通過屏蔽信號線接入PLC輸入端子，并安裝在交流異步電機后軸的增量式編碼器；

通過屏蔽信號線接入PLC輸入端子的急停開關(guān)；

通過屏蔽信號線接入PLC輸入端子的變頻器，所述變頻器通過故障信號輸出端子接入PLC輸入端子，所述變頻器還通過屏蔽信號線連接PLC的輸出端子，變頻器的三相交流電輸出通過電纜與交流異步電機連接；

通過屏蔽信號線接入PLC輸出端子，并將抱閘動作作用于交流異步電機輸出軸的抱閘裝置。

進一步地，每個無源射頻標簽配置獨一的識別碼，車庫旋轉(zhuǎn)過程中，射頻讀寫器讀取當前經(jīng)過的射頻標簽，并將讀取到的標簽識別碼數(shù)據(jù)通過RS485總線發(fā)送到PLC，從而得到當前車庫旋轉(zhuǎn)的實際位置。

進一步地，在車庫底部區(qū)域安裝3個光電開關(guān)，通過兩個光電開關(guān)用于檢測是否存在人或者物處于托車盤的旋轉(zhuǎn)路徑中，另一個光電開關(guān)用于檢測托車盤上是否放置車輛，3個光電開關(guān)輸出的開關(guān)量信號發(fā)送至PLC。

進一步地，車庫底部安裝3個渦流接近開關(guān)，當托車盤旋轉(zhuǎn)到某個渦流接近開關(guān)上方時，該渦流接近開關(guān)輸出狀態(tài)發(fā)生變化至PLC，當指定的托車盤逐步進入底部區(qū)域過程中，當其中第一個渦流接近開關(guān)動作時，PLC接收增量式編碼器反饋的轉(zhuǎn)速信號，通過變頻器控制交流異步電機執(zhí)行第一級曲線減速，第二個渦流接近開關(guān)動作時，交流異步電機執(zhí)行第二級曲線減速，第三個渦流接近開關(guān)動作時，指定車位已達到底部中央位置，PLC控制系統(tǒng)停機并啟動抱閘裝置抱死交流異步電機輸出軸，3個渦流接近開關(guān)的輸出開關(guān)量信號發(fā)送至PLC。

進一步地，增量式編碼器安裝在電機后軸上，輸出頻率與交流異步電機轉(zhuǎn)速呈線性比例的方波信號，方波信號發(fā)送至PLC進行計數(shù)，得到交流異步電機的實時轉(zhuǎn)速，當車架出現(xiàn)異常滑動時，增量式編碼器測量到的轉(zhuǎn)速信號用于車架異?；瑒訄缶瑘缶畔⑼ㄟ^觸摸屏顯示。

進一步地，急停開關(guān)與觸摸屏安裝在同一區(qū)域，當系統(tǒng)出現(xiàn)失速，急停開關(guān)信號發(fā)送至PLC，PLC通過控制變頻器及抱閘裝置完成車架急停操作。

進一步地，當光電開關(guān)檢測到車主已在底部托車盤放置車輛，并且兩個光電開關(guān)檢測到不存在人或者物處于車架旋轉(zhuǎn)路徑，用戶可以通過觸摸屏進行車輛存入，PLC通過觸摸屏要求車主輸入手機號作為車輛識別碼，PLC對手機號位數(shù)、已存車輛識別碼進行正確性和重復性檢查，檢查通過會提示存入成功，車輛存入后，PLC會依據(jù)負載均衡原則判斷下一個合理的可用車位號，并控制車架將該托車盤旋轉(zhuǎn)至車庫底部中央位置。

進一步地，當光電開關(guān)檢測到不存在人或者物處于車架旋轉(zhuǎn)路徑時，車主可以進行取車操作，PLC通過觸摸屏要求車主輸入留存的手機號，根據(jù)手機號判斷出車輛所在托車盤號，控制系統(tǒng)將該托車盤轉(zhuǎn)入底部區(qū)域中央位置，PLC通過觸摸屏提示車主取走車輛，當光電開關(guān)檢測到托車盤車輛已被取走，且光電開關(guān)檢測到不存在人或者物處于車架旋轉(zhuǎn)路徑時，PLC對該托車盤對應的寄存器進行復位操作。

進一步地，PLC為系統(tǒng)設置管理模式，管理人員可以通過觸摸屏進行管理操作，首先會要求管理人員輸入管理模式密碼，驗證通過后進入管理模式，在管理模式中，PLC將各托車盤狀態(tài)、已存入車輛留存手機號、傳感器狀態(tài)、系統(tǒng)具體故障信息通過觸摸屏顯示，管理人員可以通過觸摸屏進行指定車位旋轉(zhuǎn)操作，并在排除故障后進行故障復位操作。

進一步地，車主或管理人員通過觸摸屏給出操作指令后，PLC分析得到所預期的車位號，進行最短旋轉(zhuǎn)路徑判斷，確定正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)，如果此時人或物處于車架運行路徑中，PLC通過觸摸屏提示人或物處于車架運行路徑，并保持車架停止，如果反映不存在人或物處于車架運行路徑中，可以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作，PLC控制抱閘裝置松開，通過變頻器控制交流異步電機旋轉(zhuǎn)，通過觸摸屏輸出車架旋轉(zhuǎn)提示，當射頻讀寫器采集到的射頻標簽識別碼表明，指定托車盤即將到達時，PLC控制系統(tǒng)進行進入預減速模式，并依照渦流接近開關(guān)的輸出信號控制電機減速直至停機，停機同時控制抱閘裝置動作，觸摸屏提示車主或者管理人員相應操作已完成。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：系統(tǒng)整體控制功能完善，操作便捷，電機閉環(huán)反饋控制確保系統(tǒng)平穩(wěn)加減速和停車，射頻和渦流接近開關(guān)不僅精確靈敏，而且防塵防非金屬物遮擋，系統(tǒng)運行可靠，光電開關(guān)的車架旋轉(zhuǎn)路徑障礙物檢測，急停開關(guān)的緊急制動以及編碼器的異常滑移檢測保障了人和物安全。整體系統(tǒng)安裝便利，且依照本方案能夠方便的對傳統(tǒng)車庫進行升級改造，并能夠合理控制成本，可廣泛應用于在建立體循環(huán)式停車庫及傳統(tǒng)車庫的升級改造工程。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的立體循環(huán)式停車庫電氣控制系統(tǒng)框圖；

圖2是本發(fā)明實施例提供的傳感器安裝位置示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例提供的光電開關(guān)安裝位置示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參見圖1結(jié)合圖2所示，本發(fā)明的實施方式涉及立體循環(huán)式停車庫電氣控制系統(tǒng)，車庫托車盤9～16分別安裝一枚無源射頻標簽1～8，射頻讀寫器17通過RS485總線接入PLC 25通信口，觸摸屏30通過RS485總線接入PLC 25通信口，渦流接近開關(guān)(21、22、23)通過屏蔽信號線接入PLC 25輸入端子，光電開關(guān)(18、19、20)通過屏蔽信號線接入PLC 25輸入端子，增量式編碼器29安裝于交流異步電機27后軸，增量式編碼器29輸出通過屏蔽信號線接入PLC 25輸入端子，急停開關(guān)24通過屏蔽信號線接入PLC 25輸入端子，變頻器26的故障信號輸出端子通過屏蔽信號線接入PLC 25輸入端子，PLC 25的輸出段子通過屏蔽信號線分別連接至抱閘裝置28以及變頻器26，變頻器26三相交流電輸出通過電纜與交流異步電機27連接，抱閘裝置28的抱閘動作作用于交流異步電機27輸出軸。

立體循環(huán)式停車庫電氣控制系統(tǒng)的工作原理：立體循環(huán)式車庫托車盤9～16分別安裝一枚無源射頻標簽1～8，每個標簽配置了獨一的識別碼。車庫旋轉(zhuǎn)過程中，射頻讀寫器17讀取當前經(jīng)過的射頻標簽，并將讀取到的標簽識別碼數(shù)據(jù)通過RS485總線發(fā)送到PLC 25，從而得到當前車庫旋轉(zhuǎn)的實際位置。

觸摸屏30通過PLC 25設置防誤操作機制，即用戶及管理人員在特定狀態(tài)下可以執(zhí)行的操作在PLC 25寄存器中進行指定，用戶及管理人員只能進行此部分控制操作。觸摸屏30實時提供車庫車位狀態(tài)顯示、運行狀態(tài)檢測、使用指導和故障報警功能，為車主提供存車和取車操作界面，為管理人員提供指定車位旋轉(zhuǎn)、傳感器狀態(tài)讀取、故障識別和系統(tǒng)復位操作界面。觸摸屏通過RS485總線與PLC 25連接，進行數(shù)據(jù)交互，包括控制指令與運行數(shù)據(jù)。

參見圖3，在車庫底部區(qū)域安裝3個光電開關(guān)(21、22、23)，其中光電開關(guān)(22、23)用于檢測是否存在人或者物處于托車盤的旋轉(zhuǎn)路徑中，光電開關(guān)21用于檢測托車盤上是否放置車輛。通過這3個光電開關(guān)可以判斷車輛是否正確放置，同時確保車庫旋轉(zhuǎn)過程中人和物處于安全位置。3個光電開關(guān)輸出的開關(guān)量信號發(fā)送至PLC 25。

車庫底部安裝3個渦流接近開關(guān)(18、19、20)，當托車盤旋轉(zhuǎn)到某個渦流接近開關(guān)上方時，該渦流接近開關(guān)輸出狀態(tài)發(fā)生變化。當指定的托車盤逐步進入底部區(qū)域過程中，第一個渦流接近開關(guān)動作時，PLC 25接收增量式編碼器29反饋的轉(zhuǎn)速信號，通過變頻器控制交流異步電機27執(zhí)行第一級曲線減速，第二個渦流接近開關(guān)動作時，交流異步電機27執(zhí)行第二級曲線減速，第三個渦流接近開關(guān)動作時，表明指定車位已達到底部中央位置，PLC 25控制系統(tǒng)停機并啟動抱閘裝置28抱死交流異步電機27輸出軸。3個渦流接近開關(guān)(18、19、20)的輸出開關(guān)量信號發(fā)送至PLC 25。

增量式編碼器29安裝在電機后軸上，輸出頻率與交流異步電機27轉(zhuǎn)速呈線性比例的方波信號，方波信號發(fā)送至PLC 25進行計數(shù)，得到交流異步電機27的實時轉(zhuǎn)速。當車架出現(xiàn)異常滑動時，增量式編碼器29測量到的轉(zhuǎn)速信號用于車架異?；瑒訄缶瑘缶畔⑼ㄟ^觸摸屏30顯示。

急停開關(guān)24與觸摸屏30安裝在同一區(qū)域，醒目且易于操作。當系統(tǒng)出現(xiàn)失速，人或者物被卡住等不安全因素時，按下急停開關(guān)24可以立即關(guān)閉車架旋轉(zhuǎn)。急停開關(guān)24信號發(fā)送至PLC 25，PLC 25通過控制變頻器26及抱閘裝置28完成車架急停操作。

參見圖3，當光電開關(guān)21檢測到車主已在底部托車盤放置車輛，并且光電開關(guān)(22、23)檢測到不存在人或者物處于車架旋轉(zhuǎn)路徑，用戶可以通過觸摸屏30進行車輛存入，PLC 25通過觸摸屏30要求車主輸入手機號作為車輛識別碼，PLC 25對手機號位數(shù)、已存車輛識別碼進行正確性和重復性檢查，檢查通過會提示存入成功，車輛存入后，PLC 25會依據(jù)負載均衡原則判斷下一個合理的可用車位號，并控制車架將該托車盤旋轉(zhuǎn)至車庫底部中央位置。

當光電開關(guān)(22、23)檢測到不存在人或者物處于車架旋轉(zhuǎn)路徑時，車主可以進行取車操作，PLC 25通過觸摸屏要求車主輸入留存的手機號，根據(jù)手機號判斷出車輛所在托車盤號，控制系統(tǒng)將該托車盤轉(zhuǎn)入底部區(qū)域中央位置，PLC 25通過觸摸屏30提示車主取走車輛，當光電開關(guān)21檢測到托車盤車輛已被取走，且光電開關(guān)(22、23)檢測到不存在人或者物處于車架旋轉(zhuǎn)路徑時，PLC 25對該托車盤對應的寄存器進行復位操作。

PLC 25為系統(tǒng)設置了管理模式，管理人員可以通過觸摸屏30進行管理操作，首先會要求管理人員輸入管理模式密碼，驗證通過后進入管理模式。在管理模式中，PLC 25將各托車盤狀態(tài)、已存入車輛留存手機號、傳感器狀態(tài)、系統(tǒng)具體故障信息通過觸摸屏30顯示，管理人員可以通過觸摸屏30進行指定車位旋轉(zhuǎn)操作，并在排除故障后進行故障復位操作。

車主或管理人員通過觸摸屏30給出操作指令后，PLC 25分析得到所預期的車位號，進行最短旋轉(zhuǎn)路徑判斷，確定正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)。如果此時光電開關(guān)22、23反映人或物處于車架運行路徑中，PLC 25通過觸摸屏30提示人或物處于車架運行路徑，并保持車架停止，如果光電開關(guān)22、23反映不存在人或物處于車架運行路徑中，可以執(zhí)行旋轉(zhuǎn)操作，PLC 25控制抱閘裝置28松開，通過變頻器26控制交流異步電機27旋轉(zhuǎn)，通過觸摸屏30輸出車架旋轉(zhuǎn)提示，當射頻讀寫器17采集到的射頻標簽識別碼表明，指定托車盤即將到達時，PLC 25控制系統(tǒng)進行進入預減速模式，并依照3個渦流接近開關(guān)18、19、20的輸出信號控制電機減速直至停機，停機同時控制抱閘裝置28動作，觸摸屏30提示車主或者管理人員相應操作已完成。

本實施例中，用于實現(xiàn)上述的部件的型號優(yōu)選為：PLC 25選用三菱FX-3U，變頻器26：安達VCD1000；交流異步電機27：常州國貿(mào)立德GD160L-4；抱閘裝置28：焦作制動AZML160；增量式編碼器29：上海恒祥光學K100C6E1024B42；射頻讀寫器17：深圳奧德斯電子ADS-811；無源射頻標簽1～8：深圳奧德斯電子ADS-833J；觸摸屏30：深圳顯控SK-043AE；光電開關(guān)22、23：南京凱基特KJT-FS100；光電開光21：南京凱基特KJT-FS50A；渦流接近開光18、19、20：基恩士EV-130U；急停開光24：施耐德XALJ01C。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。