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、購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)械式立體停車庫生產(chǎn)設(shè)計的公司，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
根據(jù)業(yè)主的要求，通過實地考察，總體方案設(shè)計如圖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，并實時監(jiān)控下位控制器的運行狀態(tài);設(shè)計兩個存取車輛出入口(即東出入口和西出入口)，可加快車主存取車輛的速度，在兩個出入口處各放置一臺觸摸屏，車主輸入操作密碼即可存取自己的車輛;下位機(jī)為PLC，通過信號的輸入輸出，檢測存取的車輛和車位板是否到位、故障等，并控制電機(jī)運轉(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，并有安全保護(hù)作用，接觸器用來直接控制電機(jī)的運動，指示燈可方便車主根據(jù)信息燈狀態(tài)—前進(jìn)、后退、運行、故障等，方便存取車輛。
3 系統(tǒng)工作原理
如圖2所示，以7個車位為例說明從上層3號車位板存(取)車工作原理:車主輸入正確的存(取)車密碼;首先下層4、6號車位板同時向右橫移，6號橫移至空位，4號橫移至6號位，然后3號車位板下降至下層4號位;車主即可把自己車輛駛上(駛出)3號車位板，存(取)車完成后，延時60s，3號車位板自動上升至原來的位置，然后4、6號車位板復(fù)位。
每個橫移車位板對應(yīng)一個行程開關(guān)，開關(guān)狀態(tài)為“1”時表示此時車位板到位，為“0”時表示車位板未到位，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。每個升降車位板對應(yīng)一個上定位行程開關(guān)和一個下定位行程開關(guān)，根據(jù)行程開關(guān)的狀態(tài)可判別升降車位板的位置。自動運行過程中，根據(jù)行程開關(guān)的狀態(tài)控制接觸器觸點的通斷，進(jìn)而控制電機(jī)的運行和停止。
泊位開關(guān)用來檢測車位板上是否停有車輛，其實質(zhì)是一個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，泊位開關(guān)處于“1”狀態(tài);車位板上無車輛時，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對應(yīng)輸入點的狀態(tài)，遠(yuǎn)程小區(qū)監(jiān)控中心上位計算機(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)控立體停車庫的泊位狀態(tài)、停車狀況等。
4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
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比受到用戶的青睞。
(1) FP1具有計算機(jī)link功能，可由上位計算機(jī)根據(jù)MEWTOCOL-COM通訊協(xié)議，直接通過編程口RS422讀取FP1中的接點信息和其數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，監(jiān)視運行狀態(tài)的功能;同時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“COM”端均為獨立的，可使用不同的電壓;輸出點額定控制能力強(qiáng)，為2A/250VAC或2A/30VDC，可直接控制接觸器動作。
車庫設(shè)置兩個車輛出入口，主要目的是加快存取車輛的速度。系統(tǒng)配置時選用一個PLC，在東西出入口處各放置一臺觸摸屏，東出入口觸摸屏和PLC距離約為 8m，所以直接通過RS232接口通訊;兩個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。
由于立體停車庫領(lǐng)域的特殊性，對電機(jī)的要求很高，一般都采用三合一電機(jī)(即減速、制動、剎車為一體)，本車庫使用德國漢森電機(jī)，橫移電機(jī)為0.25kW，升降電機(jī)為 2.2kW，規(guī)格為三相380V，通過接觸器的通斷直接控制電機(jī)的運行和停止，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點數(shù)、輸入輸出信號特點、輸出驅(qū)動能力、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)計要求。
5 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
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，對應(yīng)的車位板運行到指定的位置。主要有四部分組成:(1)自動操作程序—根據(jù)車主輸入的密碼，對應(yīng)的車位板運行，完成車輛的存取。(2)單步操作程序—按下按鈕，執(zhí)行一個車位板的完整動作。(3)手動操作程序—按鈕按下時，車位板運動，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，應(yīng)顯示對應(yīng)的故障代碼。
所有實現(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)界面站號為0，傳輸速率為 19200b/s，8位數(shù)據(jù)長、奇校驗、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，長度為32，共用接點區(qū)為R200，長度為0;畫面控制區(qū)地址為DT10，畫面狀態(tài)區(qū)地址為DT20;延遲畫面啟動時間為3s。西出入口的觸摸屏為輔站，通訊參數(shù)設(shè)置:人機(jī)界面站號為1，傳輸速率為19200b/s，8位數(shù)據(jù)長、奇校驗、1位停止位;連線方式為 “Multi-drop Slave”，共用寄存器區(qū)為DT200，長度為32，共用接點區(qū)為R200，長度為0;畫面控制區(qū)地址為DT12，畫面狀態(tài)區(qū)地址為DT18;延遲畫面啟動時間為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)計時，為了保證PLC與上位監(jiān)控計算機(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。
與上位計算機(jī)有關(guān)的系統(tǒng)寄存器配置:(1)編程口站號參數(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、奇校驗、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，同時應(yīng)把PLC波特率選擇開關(guān)設(shè)置為19200bps; (4)RS232C串口站號參數(shù)NO.415設(shè)置為K1。
7 結(jié)束語
通過調(diào)試運行，整個停車設(shè)備的結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理、運行良好，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，特別是FP1的功能特點在停車設(shè)備中的應(yīng)用具有推廣價值，對同行業(yè)的機(jī)械式升降橫移停車設(shè)備的設(shè)計具有借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
[1] PLC(FP系列)FP1硬件手冊.下電工株式會社編
[2] 機(jī)械式立體停車庫.停車設(shè)備委員會編，海洋出版社
