一种立体循环式停车库电气控制系统的制作方法

本发明涉及一种立体循环式停车库电气控制系统，属于电气控制领域。

背景技术：

目前城市停车主要存在两个问题，一是停车位供应不足，尤其是大、中城市，停车位严重短缺，二是可用停车位位置与实际目的地位置较远，停车和取车需要花费较大精力。汽车增量逐年增大，城市停车问题已经给人们的城市活动和经济发展造成了不良影响，各城市已经开始着力实施停车位扩充计划。

立体循环式停车库单位面积土地利用率高，占地面积小，安装位置灵活，其进出通道占地少，不需要进行坡度设计。因此，可以充分利用城市、小区、街道的一些便利位置进行安装，不仅可以扩充停车位供应，而且停车位置便利，尤其对于小型单位、机构，甚至个人具备突出的优势。

立体循环式停车库以旋转方式运行，特定车位位置不断变化，车架负载随着旋转位置变化明显，因此需要进行完善的电气控制系统设计以达到平稳、可靠、安全和高效的运行。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种立体循环式停车库电气控制系统，控制功能完善，操作便捷，电机闭环反馈控制确保系统平稳加减速和停车，射频和涡流接近开关精确灵敏，系统运行可靠。

本发明是这样实现的，立体循环式停车库电气控制系统，包括：

PLC；

在车库托车盘上分别安装的一枚无源射频标签；

用于读取无源射频标签的射频读写器，所述射频读写器通过RS485总线接入所述PLC的通信口；

通过RS485总线接入PLC的通信口的触摸屏，用于人机交互；屏蔽信号线接入PLC输入端子的多个涡流接近开关；

通过屏蔽信号线接入PLC输入端子，并安装在交流异步电机后轴的增量式编码器；

通过屏蔽信号线接入PLC输入端子的急停开关；

通过屏蔽信号线接入PLC输入端子的变频器，所述变频器通过故障信号输出端子接入PLC输入端子，所述变频器还通过屏蔽信号线连接PLC的输出端子，变频器的三相交流电输出通过电缆与交流异步电机连接；

通过屏蔽信号线接入PLC输出端子，并将抱闸动作作用于交流异步电机输出轴的抱闸装置。

进一步地，每个无源射频标签配置独一的识别码，车库旋转过程中，射频读写器读取当前经过的射频标签，并将读取到的标签识别码数据通过RS485总线发送到PLC，从而得到当前车库旋转的实际位置。

进一步地，在车库底部区域安装3个光电开关，通过两个光电开关用于检测是否存在人或者物处于托车盘的旋转路径中，另一个光电开关用于检测托车盘上是否放置车辆，3个光电开关输出的开关量信号发送至PLC。

进一步地，车库底部安装3个涡流接近开关，当托车盘旋转到某个涡流接近开关上方时，该涡流接近开关输出状态发生变化至PLC，当指定的托车盘逐步进入底部区域过程中，当其中第一个涡流接近开关动作时，PLC接收增量式编码器反馈的转速信号，通过变频器控制交流异步电机执行第一级曲线减速，第二个涡流接近开关动作时，交流异步电机执行第二级曲线减速，第三个涡流接近开关动作时，指定车位已达到底部中央位置，PLC控制系统停机并启动抱闸装置抱死交流异步电机输出轴，3个涡流接近开关的输出开关量信号发送至PLC。

进一步地，增量式编码器安装在电机后轴上，输出频率与交流异步电机转速呈线性比例的方波信号，方波信号发送至PLC进行计数，得到交流异步电机的实时转速，当车架出现异常滑动时，增量式编码器测量到的转速信号用于车架异常滑动报警，报警信息通过触摸屏显示。

进一步地，急停开关与触摸屏安装在同一区域，当系统出现失速，急停开关信号发送至PLC，PLC通过控制变频器及抱闸装置完成车架急停操作。

进一步地，当光电开关检测到车主已在底部托车盘放置车辆，并且两个光电开关检测到不存在人或者物处于车架旋转路径，用户可以通过触摸屏进行车辆存入，PLC通过触摸屏要求车主输入手机号作为车辆识别码，PLC对手机号位数、已存车辆识别码进行正确性和重复性检查，检查通过会提示存入成功，车辆存入后，PLC会依据负载均衡原则判断下一个合理的可用车位号，并控制车架将该托车盘旋转至车库底部中央位置。

进一步地，当光电开关检测到不存在人或者物处于车架旋转路径时，车主可以进行取车操作，PLC通过触摸屏要求车主输入留存的手机号，根据手机号判断出车辆所在托车盘号，控制系统将该托车盘转入底部区域中央位置，PLC通过触摸屏提示车主取走车辆，当光电开关检测到托车盘车辆已被取走，且光电开关检测到不存在人或者物处于车架旋转路径时，PLC对该托车盘对应的寄存器进行复位操作。

进一步地，PLC为系统设置管理模式，管理人员可以通过触摸屏进行管理操作，首先会要求管理人员输入管理模式密码，验证通过后进入管理模式，在管理模式中，PLC将各托车盘状态、已存入车辆留存手机号、传感器状态、系统具体故障信息通过触摸屏显示，管理人员可以通过触摸屏进行指定车位旋转操作，并在排除故障后进行故障复位操作。

进一步地，车主或管理人员通过触摸屏给出操作指令后，PLC分析得到所预期的车位号，进行最短旋转路径判断，确定正转或者反转，如果此时人或物处于车架运行路径中，PLC通过触摸屏提示人或物处于车架运行路径，并保持车架停止，如果反映不存在人或物处于车架运行路径中，可以执行旋转操作，PLC控制抱闸装置松开，通过变频器控制交流异步电机旋转，通过触摸屏输出车架旋转提示，当射频读写器采集到的射频标签识别码表明，指定托车盘即将到达时，PLC控制系统进行进入预减速模式，并依照涡流接近开关的输出信号控制电机减速直至停机，停机同时控制抱闸装置动作，触摸屏提示车主或者管理人员相应操作已完成。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：系统整体控制功能完善，操作便捷，电机闭环反馈控制确保系统平稳加减速和停车，射频和涡流接近开关不仅精确灵敏，而且防尘防非金属物遮挡，系统运行可靠，光电开关的车架旋转路径障碍物检测，急停开关的紧急制动以及编码器的异常滑移检测保障了人和物安全。整体系统安装便利，且依照本方案能够方便的对传统车库进行升级改造，并能够合理控制成本，可广泛应用于在建立体循环式停车库及传统车库的升级改造工程。

附图说明

图1是本发明实施例提供的立体循环式停车库电气控制系统框图；

图2是本发明实施例提供的传感器安装位置示意图；

图3是本发明实施例提供的光电开关安装位置示意图。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

参见图1结合图2所示，本发明的实施方式涉及立体循环式停车库电气控制系统，车库托车盘9～16分别安装一枚无源射频标签1～8，射频读写器17通过RS485总线接入PLC 25通信口，触摸屏30通过RS485总线接入PLC 25通信口，涡流接近开关(21、22、23)通过屏蔽信号线接入PLC 25输入端子，光电开关(18、19、20)通过屏蔽信号线接入PLC 25输入端子，增量式编码器29安装于交流异步电机27后轴，增量式编码器29输出通过屏蔽信号线接入PLC 25输入端子，急停开关24通过屏蔽信号线接入PLC 25输入端子，变频器26的故障信号输出端子通过屏蔽信号线接入PLC 25输入端子，PLC 25的输出段子通过屏蔽信号线分别连接至抱闸装置28以及变频器26，变频器26三相交流电输出通过电缆与交流异步电机27连接，抱闸装置28的抱闸动作作用于交流异步电机27输出轴。

立体循环式停车库电气控制系统的工作原理：立体循环式车库托车盘9～16分别安装一枚无源射频标签1～8，每个标签配置了独一的识别码。车库旋转过程中，射频读写器17读取当前经过的射频标签，并将读取到的标签识别码数据通过RS485总线发送到PLC 25，从而得到当前车库旋转的实际位置。

触摸屏30通过PLC 25设置防误操作机制，即用户及管理人员在特定状态下可以执行的操作在PLC 25寄存器中进行指定，用户及管理人员只能进行此部分控制操作。触摸屏30实时提供车库车位状态显示、运行状态检测、使用指导和故障报警功能，为车主提供存车和取车操作界面，为管理人员提供指定车位旋转、传感器状态读取、故障识别和系统复位操作界面。触摸屏通过RS485总线与PLC 25连接，进行数据交互，包括控制指令与运行数据。

参见图3，在车库底部区域安装3个光电开关(21、22、23)，其中光电开关(22、23)用于检测是否存在人或者物处于托车盘的旋转路径中，光电开关21用于检测托车盘上是否放置车辆。通过这3个光电开关可以判断车辆是否正确放置，同时确保车库旋转过程中人和物处于安全位置。3个光电开关输出的开关量信号发送至PLC 25。

车库底部安装3个涡流接近开关(18、19、20)，当托车盘旋转到某个涡流接近开关上方时，该涡流接近开关输出状态发生变化。当指定的托车盘逐步进入底部区域过程中，第一个涡流接近开关动作时，PLC 25接收增量式编码器29反馈的转速信号，通过变频器控制交流异步电机27执行第一级曲线减速，第二个涡流接近开关动作时，交流异步电机27执行第二级曲线减速，第三个涡流接近开关动作时，表明指定车位已达到底部中央位置，PLC 25控制系统停机并启动抱闸装置28抱死交流异步电机27输出轴。3个涡流接近开关(18、19、20)的输出开关量信号发送至PLC 25。

增量式编码器29安装在电机后轴上，输出频率与交流异步电机27转速呈线性比例的方波信号，方波信号发送至PLC 25进行计数，得到交流异步电机27的实时转速。当车架出现异常滑动时，增量式编码器29测量到的转速信号用于车架异常滑动报警，报警信息通过触摸屏30显示。

急停开关24与触摸屏30安装在同一区域，醒目且易于操作。当系统出现失速，人或者物被卡住等不安全因素时，按下急停开关24可以立即关闭车架旋转。急停开关24信号发送至PLC 25，PLC 25通过控制变频器26及抱闸装置28完成车架急停操作。

参见图3，当光电开关21检测到车主已在底部托车盘放置车辆，并且光电开关(22、23)检测到不存在人或者物处于车架旋转路径，用户可以通过触摸屏30进行车辆存入，PLC 25通过触摸屏30要求车主输入手机号作为车辆识别码，PLC 25对手机号位数、已存车辆识别码进行正确性和重复性检查，检查通过会提示存入成功，车辆存入后，PLC 25会依据负载均衡原则判断下一个合理的可用车位号，并控制车架将该托车盘旋转至车库底部中央位置。

当光电开关(22、23)检测到不存在人或者物处于车架旋转路径时，车主可以进行取车操作，PLC 25通过触摸屏要求车主输入留存的手机号，根据手机号判断出车辆所在托车盘号，控制系统将该托车盘转入底部区域中央位置，PLC 25通过触摸屏30提示车主取走车辆，当光电开关21检测到托车盘车辆已被取走，且光电开关(22、23)检测到不存在人或者物处于车架旋转路径时，PLC 25对该托车盘对应的寄存器进行复位操作。

PLC 25为系统设置了管理模式，管理人员可以通过触摸屏30进行管理操作，首先会要求管理人员输入管理模式密码，验证通过后进入管理模式。在管理模式中，PLC 25将各托车盘状态、已存入车辆留存手机号、传感器状态、系统具体故障信息通过触摸屏30显示，管理人员可以通过触摸屏30进行指定车位旋转操作，并在排除故障后进行故障复位操作。

车主或管理人员通过触摸屏30给出操作指令后，PLC 25分析得到所预期的车位号，进行最短旋转路径判断，确定正转或者反转。如果此时光电开关22、23反映人或物处于车架运行路径中，PLC 25通过触摸屏30提示人或物处于车架运行路径，并保持车架停止，如果光电开关22、23反映不存在人或物处于车架运行路径中，可以执行旋转操作，PLC 25控制抱闸装置28松开，通过变频器26控制交流异步电机27旋转，通过触摸屏30输出车架旋转提示，当射频读写器17采集到的射频标签识别码表明，指定托车盘即将到达时，PLC 25控制系统进行进入预减速模式，并依照3个涡流接近开关18、19、20的输出信号控制电机减速直至停机，停机同时控制抱闸装置28动作，触摸屏30提示车主或者管理人员相应操作已完成。

本实施例中，用于实现上述的部件的型号优选为：PLC 25选用三菱FX-3U，变频器26：安达VCD1000；交流异步电机27：常州国贸立德GD160L-4；抱闸装置28：焦作制动AZML160；增量式编码器29：上海恒祥光学K100C6E1024B42；射频读写器17：深圳奥德斯电子ADS-811；无源射频标签1～8：深圳奥德斯电子ADS-833J；触摸屏30：深圳显控SK-043AE；光电开关22、23：南京凯基特KJT-FS100；光电开光21：南京凯基特KJT-FS50A；涡流接近开光18、19、20：基恩士EV-130U；急停开光24：施耐德XALJ01C。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。