發布時間：2022-03-08 10:43:01 人氣： 來源：未知
0 引言
立體車庫行業近年來進入高速發展時期。升降橫移式、平面移動式、垂直升降式和垂直循環式立體車庫作為四類主流車庫類型，企業的研發熱情較高。截止2019 年2 月，擁有垂直循環類資質的企業有170 家。層數分布在3 層到21 層之間。其中7 層最多，占比79.4%，135 家企業可以制做7 層垂直循環式立體車庫[1]。
垂直循環式立體車庫具有以下優點：運行平穩，安全可靠；存取方便，經濟性高；設計美觀，可以作為城市景觀；占地少，容量大，利用2.5 個地面停車位的位置最多可停放數十輛汽車。
1 工作原理
垂直循環式停車設備采用垂直于地面的循環運動來存取車輛。工作原理：減速電機帶動傳動機構，在牽引鏈條上每隔一定距離安裝一個存車托架。車輛停放在存車托架上。電機轉動時，存車托架與鏈條一起循環運動，到達地面時用戶即可存取車輛。
存車時，用戶輸入車位號碼，系統自動選擇耗時最短的旋轉方向，將目標托架移動至地面層。用戶將車輛駛入停妥后即可離開。取車方法與存車相同。目標托架移動至地面后，用戶將車輛駛離。
2 系統設計
2.1 方案設計
本文所述為7 層12 個車位的垂直循環式立體車庫的控制系統設計，見圖1。
設備控制系統以PLC 為控制器，使用變頻器驅動循環電機。循環電機可變速運行，起停平緩。系統啟動后，電機先高速運行；接近地面時，電機降為低速運行；到達停止位置后，電機在低速狀態下停止，電機抱閘快速鎖緊。
使用非接觸式接近開關作為定位元件。通過接近開關進行計數，控制器存儲每個存車托架的位置，從而可計算出耗時最短的旋轉方向。
2.2 功能設計
2.2.1 人機接口
使用立體車庫專用彩屏操作器，可以為用戶提供多種車位號碼輸入方式：按鍵、感應卡和手機藍牙掃碼。操作器集成操作模式切換功能，系統可區分手動和自動操作模式。用戶正常使用時為自動模式，特殊情況下管理員使用手動模式。操作器上提供急停按鈕，用于緊急情況下的停機制動。
使用LED 屏顯示系統狀態，即設備狀態（正在運行、急停、停用等）和報警信息。
使用LED 屏顯示空閑車位數和空閑車位號。由于設備高度達16 m，用戶無法目視設備內是否有空車位，空車位的車位號也不得而知。有空車位時，LED 屏交替顯示空閑車位數和空閑車位號。無空車位時，LED 屏顯示“車位已滿”。
系統使用紅色旋轉指示燈作為運行警示，使用蜂鳴器進行報警提示。
2.2.2 定位功能
由于車位托架循環運行，系統需要計算并存儲每個車位的位置。顯然，只要已知第1 號車位的位置，其他車位按照順序排列即可。因此，使用一個定位開關專門標定第1 號車位。設備首次上電后，系統需要對第1 號車位進行尋址操作。
垂直循環立體車庫具有兩個旋轉運行方向，規定其中一個方向為正方向，另一個方向為負方向。第1 號車位確定后，使用另一個定位開關進行計數，正方向運行時計數器增加，負方向運行時計數器減少。通過計數器的數值，可以計算出每個車位與地面的距離。第1 號車位和第12 號車位之間過渡時，計數器需要重新賦值。
2.2.3 車庫門聯鎖
車庫自動門與設備聯鎖運行。車庫門打開時，循環電機不能運行；循環電機運行之前，車庫門必須關閉。車庫門關閉過程中，如果有人車闖入，車庫門停止關閉，并發出聲光報警。
2.2.4 檢測裝置
1）超長檢測
超長檢測使用對射型光電開關，分別安裝在車庫一層的前端和后端。車輛駛入車庫后，如果光線被遮擋，系統則認為車輛超長。
2）人車闖入檢測
人車闖入檢測使用對射型光電開關，安裝在車庫入口處。車庫門關閉時，如果光線被遮擋，系統認為人車闖入，設備停止運行并報警。
3）車輛有無檢測
車輛有無檢測使用對射型光電開關，安裝在一層，采用對角線照射。如果托架上有車，光線被遮擋，系統則記錄此車位有車。
2.2.5 報警功能
當設備出現異常時，控制系統在LED 屏上顯示報警信息。用戶或者管理員可以根據報警信息迅速判斷異常原因和位置，并及時進行合理處置。主要報警點見表1。
3 硬件設計
PLC 選用歐姆龍CP1E 系列。CP1E 系列作為歐姆龍經濟型控制器，性價比出色，靈活支持小型系統，擴展性高，應用廣泛，滿足七層12 車位垂直循環式立體車庫的性能要求。
循環電機變頻器使用臺達CH2000 系列。臺達CH2000 系列高性能矢量變頻器，可滿足起重、運輸、數控機床等領域的沖擊性瞬間負載、高過載及重負荷等特殊需求。其過載能力在額定電流150% 時可達60 s，200% 可達3 s。
操作器、LED 屏、接近開關和光電開關等控制元件均采用性能可靠的優質產品?？刂葡到y結構如圖3 所示，PLC 主要輸入輸出點
4 程序設計
控制程序由初始化程序段、車庫門控制程序段、報警顯示程序段和循環存取程序段組成。電機加減速時間和抱閘制動時間通過最大偏載試驗進行設定。制動時間短，剎車噪聲大，電機抱閘磨損較快；制動時間長，容易出現偏載溜車現象。
4.1 初始化
設備上電時，控制器需要記錄每個車位的位置以及是否空閑。因此先將設備完整循環運行一圈進行標定，根據檢測開關的信號將車位的位置和使用情況依次存儲在內部寄存器中。
初始化完成后，空閑車位的數量和號碼交替顯示在LED 屏上。未進行初始化或者初始化程序被中斷時，設備不能在自動模式下運行。
4.2 控制流程
程序控制流程如圖5 所示。車庫門與循環轉動動作聯鎖，車位托架循環轉動的前提條件是車庫門必須完全關閉。循環運行結束后，車庫門自動打開。
4.3 存取程序
用戶輸入車位號碼后，程序根據各個車位的當前位置，選擇耗時最短的旋轉方向。
循環轉動時，每轉動一個車位間隔，根據旋轉方向和定位開關的信號，計數器增加或減少計數。通過計數值判斷目標車位與地面的距離。
目標車位接近地面時，程序控制變頻器進行減速。到達目標位置時，電機停止轉動并鎖緊抱閘。
5 結論
垂直循環式立體車庫控制系統的實現方法有多種。本文以變頻器驅動電機的方式實現電機平緩起停，加減速曲線平滑。根據定位行程，PLC 通過變頻器控制電機的轉速，高低速搭配運行可顯著縮短存取車時間。實際設備完成安裝后進行了負載試驗，運行平穩，定位準確，效果良好。
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