升降橫移式智能化立體車庫存取車控制策略

1、升降橫移式智能化立體車庫存取車控制策 略作者：湯長運來源：科技視界 2014年第28期湯長運(安徽理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院，安徽 淮南 232001)【摘 要】針對現(xiàn)有立體車庫停車管理系統(tǒng)所存在的缺陷，本文提出了一種新穎的IC卡智 能結(jié)算的立體車庫存取車方案。具體介紹了車庫的存取流程和收費標(biāo)準(zhǔn)，并給出了 PLC控制系 統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計。本文選用結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)指令控制S7-200系列的PLC，車輛的進出庫 和收費都通過PLC的軟件系統(tǒng)實現(xiàn)，大大節(jié)省了用戶的時間。立體車庫具有占地面積少，存取 車方便，易于管理和防盜，越來越受到人們的青睞。【關(guān)鍵詞】升降橫移；立體車庫；PLC智能計費0 引言隨

2、著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)生活水平越來越優(yōu)越，擁有私人車輛的夢想已不再 遙不可及。在我國已經(jīng)有越來越多的家庭或個人擁有汽車,然而在人們出行變得方便的同時,找 到一個停車位卻成為了開車人首先要解決的棘手問題。無論是在商場還是其他集群建筑都要考 慮有一定規(guī)模的停車場,但現(xiàn)今占據(jù)絕大比例的普通停車場已經(jīng)不能滿足日漸增多車輛停車的要 求，特別是在大城市?，F(xiàn)階段中國快速發(fā)展，高樓大廈掘地而起，國土資源比較緊缺，不可能 再多建更多的平面停車場，停車場發(fā)展趨勢定然會往空間發(fā)展，相應(yīng)的多層立體式停車場就得 到了越來越廣泛的應(yīng)用,采用技術(shù)先進和自動化程度高的機電設(shè)備，將機械、電子計算機和自控 設(shè)備以及智能

3、IC卡技術(shù)有機地結(jié)合起來，用戶通過在PC端預(yù)先注冊信息，管理人員設(shè)置一定 的收費標(biāo)準(zhǔn)，即可實現(xiàn)脫機運行并提供給用戶種高效智能的管理服務(wù)。存取車原理升降橫移式停車設(shè)備主要由五部分組成，包括組合式鋼結(jié)構(gòu)框架、存取車是用來承載車輛 的載車板、升降和橫移傳動系統(tǒng)、升降橫移控制系統(tǒng)以及安全防護裝置等。升降橫移式停車庫的工作原理是通過操縱載車板移位產(chǎn)生垂直通道，實現(xiàn)高層或地下車位 升降存取車輛。每輛車都有汽車承載板，所需存取的車輛通過升降和移位操作到達地面，司機 進入車庫，存取車輛。以停在地面的車輛為基準(zhǔn)，停在地面的車輛只作橫移運行，不需升降， 而位于其上層或下層的車位要經(jīng)過中間層橫移空出車位。在載車板下

4、降或上升到地面層之 后駕駛員才可以進入車庫把汽車開進或開出車庫。這是一種多平面的空間立體車庫。它以單 層平面停車庫為核心，以存取車和收費系統(tǒng)搭建人機交互界面，通過上位機對車庫進行統(tǒng)一的 管理、監(jiān)控。通過PLC控制電機的運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)車位的空間位置變動，使車位實現(xiàn)由空間到平面 的轉(zhuǎn)化從而實現(xiàn)多層平面停車的功能。升降橫移式立體車庫的車位結(jié)構(gòu)可為N*M二維矩陣形式來表示，其車庫所能容納的車位數(shù) 為：P=N*M-(N-1)上式中:N為二維矩陣的行，即立體車庫的層數(shù)M為二維矩陣的列，即立體車庫的列數(shù)。但 是由于受傳動裝置及存取車時間的限制，國家規(guī)定該類車庫一般最高只能建6層，具體可根據(jù) 停車量來決定停車庫的

5、規(guī)模。以3*3立體車庫為例，其存取車流程如圖1所示。圖1 存取車流程第一層有兩個停車位、一個空位，第二層的車位分布與第一層相同。第三層有三個停車位， 沒有空位。假設(shè)車庫中車位已經(jīng)停滿，若要對6號車位進行取車操作，則首先應(yīng)將5號車位下 面的4，2號車位車輛移開給6號車位下降動作留著位置，故其工作過程為，首先橫移機構(gòu)動作 將4，2號車位向左移，接下來升降機構(gòu)動作將6號車位移到第一層，用戶進入車庫取車，取車 動作完成，存車動作與之類似。停車收費計時系統(tǒng)原理該系統(tǒng)連接工控機與PLC控制系統(tǒng)的橋梁，以單片機作為控制核心，其硬件結(jié)構(gòu)組成如圖 2所示。此模塊主要實現(xiàn)的功能包括與PC通信、與PLC通信、LCD

6、顯示、IC卡識別。為了實現(xiàn) 存取車的無人智能化管理，對于固定用戶，采取實名注冊并發(fā)IC卡，用戶需在卡內(nèi)存入一定的 金額。當(dāng)用戶需要入庫停車時，只需要刷一下自己的IC卡，系統(tǒng)將會給PLC控制系統(tǒng)發(fā)送指令, 為用戶自動分配一個停車位。當(dāng)用戶取車時，車主也只需刷一下自己的IC卡，此時PLC控制系 統(tǒng)接收到指令將用戶的車取出，同是LCD顯示屏上為車主顯示停車時間及所扣除的停車費用。 對于非固定用戶，如果要入庫進行停車，則需要在管理員處繳費并發(fā)放一張IC卡，然后其存取 車流程即同固定用戶一致，最后在管理員處交回IC卡并退回剩余費用或進行補繳。圖2 硬件結(jié)構(gòu)組成升降橫移式立體車庫的控制系統(tǒng)設(shè)計升降橫移式立

7、體車庫的硬件設(shè)計三層三列7車位升降橫移式立體車庫有兩種工作方式：自動控制和手動控制，自動控制主 要由PLC軟件進行自動存取車輛和收費控制，手動控制主要針對突發(fā)事件和車庫整修。升降橫移式立體車庫存取車的工作原理主要是通過控制橫移小電機和升降大電機來實現(xiàn)的， 利用按鈕操作進行改變橫移電動機電源相序完成載車板左右和上下移動。控制系統(tǒng)的輸入為各檢測傳感器的信號，輸出為電機的升降和橫移以及指示裝置，三層三 列7車位升降橫移式立體車庫采用西門子S7-200系列PLC為控制中心，輸入輸出分配表如表1 和2所示。表2 輸出地址分配表PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計PLC 控制的三層三列 7 車位升降橫移式立體車庫控制系

8、統(tǒng)的程序設(shè)計完全從顧客角度出發(fā) 充分考慮如何減少顧客存取車時間，實現(xiàn)立體車庫自動化達到更高的效率。本文采用顧客就近 停車和最優(yōu)路徑停車原則。根據(jù)升降橫移式立體車庫的特點，當(dāng)?shù)谝粚榆噹煊锌哲囄粫r，通過 上位機顯示空車位號，由顧客選取就近車位停車。當(dāng)?shù)谝粚榆囄灰褲M，若一層有取車命令時， 優(yōu)先響應(yīng)取車命令。若一層無取車命令時，則選擇第二和第三的最優(yōu)路徑存車。通過PLC對所 有空車位進行比對，哪個空車位下方?jīng)]有托盤，優(yōu)先選取這個車位，通過大電機進行升降來存 取車。如果所有空車位下方都有托盤時，就選取橫移步數(shù)最少的車位，停車時先通過小電機橫 移再通過大電機升降。等停車完成后，開始計時收費。其控制系統(tǒng)存車流程如圖3所示。結(jié)束語為了滿足存取車及收費的無人化和智能化的需求，本文提出了一種新穎的IC卡智能結(jié)算的 存取控制方法。該系統(tǒng)具有良好的人機交互界面，控制簡單方便，大大提高了用戶存取車的效 率。采用無人化值守和智能化結(jié)算的必將成為立體車庫管理系統(tǒng)趨勢?！緟⒖嘉墨I】1廖常初.PLC編程及應(yīng)用M.4版北京：機械工業(yè)出版社，2011.2楊麗英升降橫移式智能化立體車庫設(shè)計與研究D.山東大學(xué)，2010.3武鄉(xiāng)低成本、機械