1 引言
隨著城市經(jīng)濟(jì)的騰飛，停車難已到了刻不容緩的地步。在寸土寸金的市中心，特別是賓館、商場(chǎng)、購(gòu)物中心等車輛集中的地區(qū)，只有向空中、向地下發(fā)展，建造相當(dāng)數(shù)量的立體停車庫(kù)已是必不可少。上海市機(jī)械設(shè)備成套集團(tuán)科貿(mào)公司是一家專門從事機(jī)械式立體停車庫(kù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)的公司，受文定天下苑徐房(集團(tuán))物業(yè)管理公司的委托，建造機(jī)械式兩層升降橫移立體停車設(shè)備。
2 總體方案設(shè)計(jì)
根據(jù)業(yè)主的要求，通過(guò)實(shí)地考察，總體方案設(shè)計(jì)如圖1所示:遠(yuǎn)程小區(qū)監(jiān)控中心具有系統(tǒng)管理員功能，可查看車庫(kù)泊位狀態(tài)(即車位板上是否停有車輛)，修改存取車輛的密碼，并實(shí)時(shí)監(jiān)控下位控制器的運(yùn)行狀態(tài);設(shè)計(jì)兩個(gè)存取車輛出入口(即東出入口和西出入口)，可加快車主存取車輛的速度，在兩個(gè)出入口處各放置一臺(tái)觸摸屏，車主輸入操作密碼即可存取自己的車輛;下位機(jī)為PLC，通過(guò)信號(hào)的輸入輸出，檢測(cè)存取的車輛和車位板是否到位、故障等，并控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，完成車輛的存取工作。
行程開關(guān)判別橫移車位板或升降車位板是否到位，泊位開關(guān)判別車位板上是否停有車輛，光電開關(guān)判別存入的車輛是否超高、超長(zhǎng)，并有安全保護(hù)作用，接觸器用來(lái)直接控制電機(jī)的運(yùn)動(dòng)，指示燈可方便車主根據(jù)信息燈狀態(tài)—前進(jìn)、后退、運(yùn)行、故障等，方便存取車輛。
3 系統(tǒng)工作原理
如圖2所示，以7個(gè)車位為例說(shuō)明從上層3號(hào)車位板存(取)車工作原理:車主輸入正確的存(取)車密碼;首先下層4、6號(hào)車位板同時(shí)向右橫移，6號(hào)橫移至空位，4號(hào)橫移至6號(hào)位，然后3號(hào)車位板下降至下層4號(hào)位;車主即可把自己車輛駛上(駛出)3號(hào)車位板，存(取)車完成后，延時(shí)60s，3號(hào)車位板自動(dòng)上升至原來(lái)的位置，然后4、6號(hào)車位板復(fù)位。
每個(gè)橫移車位板對(duì)應(yīng)一個(gè)行程開關(guān)，開關(guān)狀態(tài)為“1”時(shí)表示此時(shí)車位板到位，為“0”時(shí)表示車位板未到位，根據(jù)行程開關(guān)的狀態(tài)可判別出橫移車位板是否到位。每個(gè)升降車位板對(duì)應(yīng)一個(gè)上定位行程開關(guān)和一個(gè)下定位行程開關(guān)，根據(jù)行程開關(guān)的狀態(tài)可判別升降車位板的位置。自動(dòng)運(yùn)行過(guò)程中，根據(jù)行程開關(guān)的狀態(tài)控制接觸器觸點(diǎn)的通斷，進(jìn)而控制電機(jī)的運(yùn)行和停止。
泊位開關(guān)用來(lái)檢測(cè)車位板上是否停有車輛，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)鏡面反射的光電開關(guān)，工作原理是:該車位板上停有車輛時(shí)，泊位開關(guān)處于“1”狀態(tài);車位板上無(wú)車輛時(shí)，泊位開關(guān)處于“0”狀態(tài)，根據(jù)泊位開關(guān)的狀態(tài)可知PLC對(duì)應(yīng)輸入點(diǎn)的狀態(tài)，遠(yuǎn)程小區(qū)監(jiān)控中心上位計(jì)算機(jī)根據(jù)松下電工的專用通訊協(xié)議可讀出PLC寄存器狀態(tài)，從而監(jiān)控立體停車庫(kù)的泊位狀態(tài)、停車狀況等。
4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
控制系統(tǒng)的核心是下位控制器PLC，松下FP1的控制器因其較高的性價(jià)比受到用戶的青睞。
(1) FP1具有計(jì)算機(jī)link功能，可由上位計(jì)算機(jī)根據(jù)MEWTOCOL-COM通訊協(xié)議，直接通過(guò)編程口RS422讀取FP1中的接點(diǎn)信息和其數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，監(jiān)視運(yùn)行狀態(tài)的功能;同時(shí)RS232可直接與操作界面觸摸屏進(jìn)行通訊。
(2) 擴(kuò)展方便、靈活，可根據(jù)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)的多少選擇主機(jī)CPU單元和擴(kuò)展單元。
(3) 控制單元和擴(kuò)展單元輸出功能強(qiáng)大:各個(gè)“COM”端均為獨(dú)立的，可使用不同的電壓;輸出點(diǎn)額定控制能力強(qiáng)，為2A/250VAC或2A/30VDC，可直接控制接觸器動(dòng)作。
車庫(kù)設(shè)置兩個(gè)車輛出入口，主要目的是加快存取車輛的速度。系統(tǒng)配置時(shí)選用一個(gè)PLC，在東西出入口處各放置一臺(tái)觸摸屏，東出入口觸摸屏和PLC距離約為 8m，所以直接通過(guò)RS232接口通訊;兩個(gè)觸摸屏之間的距離約為20m，選用RS485通訊接口。圖3為其通訊接口協(xié)議接線圖。
由于立體停車庫(kù)領(lǐng)域的特殊性，對(duì)電機(jī)的要求很高，一般都采用三合一電機(jī)(即減速、制動(dòng)、剎車為一體)，本車庫(kù)使用德國(guó)漢森電機(jī)，橫移電機(jī)為0.25kW，升降電機(jī)為 2.2kW，規(guī)格為三相380V，通過(guò)接觸器的通斷直接控制電機(jī)的運(yùn)行和停止，完全可以達(dá)到車位板的定位要求。
綜合以上因素，根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)、輸入輸出信號(hào)特點(diǎn)、輸出驅(qū)動(dòng)能力、通訊等要求，選擇FP1系列C72C繼電器輸出型PLC，擴(kuò)展模塊為繼電器輸出型E40(I 24/O 16)，即可滿足設(shè)計(jì)要求。
5 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)軟件部分的中心任務(wù)是根據(jù)輸入的存(取)車密碼，對(duì)應(yīng)的車位板運(yùn)行到指定的位置。主要有四部分組成:(1)自動(dòng)操作程序—根據(jù)車主輸入的密碼，對(duì)應(yīng)的車位板運(yùn)行，完成車輛的存取。(2)單步操作程序—按下按鈕，執(zhí)行一個(gè)車位板的完整動(dòng)作。(3)手動(dòng)操作程序—按鈕按下時(shí)，車位板運(yùn)動(dòng)，直至車位板到位，否則停止，可方便維修、故障查找。(4)操作顯示程序—在存(取)車過(guò)程中，應(yīng)顯示必要的提示信息，方便車主存(取)車;為方便維護(hù)人員，在系統(tǒng)故障時(shí)，應(yīng)顯示對(duì)應(yīng)的故障代碼。
所有實(shí)現(xiàn)上述功能的PLC軟件程序采用步進(jìn)結(jié)構(gòu)，圖4所示為軟件流程圖。
觸摸屏的設(shè)計(jì)軟件為 ADP3，要正確設(shè)置觸摸屏的DIP開關(guān)和通訊參數(shù)，才能確保通訊的正常進(jìn)行。東出入口的觸摸屏為主站，通訊參數(shù)設(shè)置:人機(jī)界面站號(hào)為0，傳輸速率為 19200b/s，8位數(shù)據(jù)長(zhǎng)、奇校驗(yàn)、1位停止位;與PLC連線所用的通訊端口為COM1，連線方式為“Multi-drop Master”，共用寄存器區(qū)為DT200，長(zhǎng)度為32，共用接點(diǎn)區(qū)為R200，長(zhǎng)度為0;畫面控制區(qū)地址為DT10，畫面狀態(tài)區(qū)地址為DT20;延遲畫面啟動(dòng)時(shí)間為3s。西出入口的觸摸屏為輔站，通訊參數(shù)設(shè)置:人機(jī)界面站號(hào)為1，傳輸速率為19200b/s，8位數(shù)據(jù)長(zhǎng)、奇校驗(yàn)、1位停止位;連線方式為 “Multi-drop Slave”，共用寄存器區(qū)為DT200，長(zhǎng)度為32，共用接點(diǎn)區(qū)為R200，長(zhǎng)度為0;畫面控制區(qū)地址為DT12，畫面狀態(tài)區(qū)地址為DT18;延遲畫面啟動(dòng)時(shí)間為0s。按照以上的參數(shù)設(shè)置及通訊接口接線，才能保證系統(tǒng)通訊的正常。
6 FP1系統(tǒng)寄存器參數(shù)設(shè)置
在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，為了保證PLC與上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)和觸摸屏通訊正常，一定要注意PLC系統(tǒng)寄存器的參數(shù)設(shè)置。
與上位計(jì)算機(jī)有關(guān)的系統(tǒng)寄存器配置:(1)編程口站號(hào)參數(shù)NO.410設(shè)置為K1;(2)編程口通訊格式參數(shù)NO.411設(shè)置為H0。
與操作界面觸摸屏有關(guān)的系統(tǒng)寄存器配置:(1)RS232C串口通訊方式參數(shù)NO.412設(shè)置為K1，表示RS232C串口用于計(jì)算機(jī)鏈接通訊;(2) RS232C串口通訊格式參數(shù)NO.413設(shè)置為K1，表示RS232C串口通訊傳輸格式為8位數(shù)據(jù)長(zhǎng)、奇校驗(yàn)、1位停止位、CR為結(jié)束符;(3) RS232C串口波特率參數(shù)NO.414設(shè)置為K1，表示串口通訊波特率為19200b/s，同時(shí)應(yīng)把PLC波特率選擇開關(guān)設(shè)置為19200bps; (4)RS232C串口站號(hào)參數(shù)NO.415設(shè)置為K1。
7 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)調(diào)試運(yùn)行，整個(gè)停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行良好，充分發(fā)揮了FP1的高可靠性、強(qiáng)抗干擾性、調(diào)試方便等特點(diǎn)，特別是FP1的功能特點(diǎn)在停車設(shè)備中的應(yīng)用具有推廣價(jià)值，對(duì)同行業(yè)的機(jī)械式升降橫移停車設(shè)備的設(shè)計(jì)具有借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
[1] PLC(FP系列)FP1硬件手冊(cè).下電工株式會(huì)社編
[2] 機(jī)械式立體停車庫(kù).停車設(shè)備委員會(huì)編，海洋出版社
