三层升降横移式中出口停车设备电气控制系统设计

1、固回国动诧三层升降横移式(中出口)停车设备 电气控制系统设计谭平摘要本文主要介绍了三层升降横移式(中出口)立体车库电气控制系统设计思路，并提出了 在实际设计中所遇到的一些较难处理的问题及解决方法。 关词三层升降横移式立体车库漏电保护监控托板Design of Electrical Control System for Three-floor(middle exit)Lift-翊ding Mechanized Parking SystemAbstract The paper describes mainly the design concept ofthe electrical control

2、system for threefloor liftsliding mechanized parking system and presents some difficult problems and their solutions in the design workKey wordsthree-floor linsliding mechanized parking system；leak protection：monitoring moving； device随着汽车工业的快速开展，停车难的问题越来越明显地摆在我们面前，特别是大城市 和经济兴旺地区，更是“寸土寸金。传统的地面停车方式已不能

3、适应当前的需要，所以 向高层空间开展的立体停车方式应运而生。目前立体停车设备有升降横移式、仓储式、 竖直循环式、水平循环式等，它们各有特点，因其资金、场地的不同而受到不同用户的关 注。本文介绍目前市场上采用最多的升降横移式停车装置的电气控制系统在设计中应 考虑的问题。1三层升降横移式(中出口)停车装置的工作原理以39型式三层升降横移停车设备(2001年第21届大学生运动会运发动村立体车 库)共26个车位为例说明其工作原理，其车位示意图见图1，车库布置图见图2。上层编号ll121318 19中层编号01020308空位地下层编号Dlm历mD9图1车位示意图138恩菲科技论坛图2车库布置图该车库分

4、上层、中层、地下层三层车位，中层与车库地面平齐，停车位不需移动托板可直 接进行存取车。而上层或下层进出车时，需首先将位于中层的上层或地下层托板复位，然后 将中层上的托板移开，空出空位来，这时候上层的托板才可降到中层或地下层的托板上升至 中层，汽车方可出库或入库，这个过程要经过很多动作，整个动作过程是自动控制的，完全由 PLC实现。2对电气控制的要求电气控制系统是整个装置的重要局部，其设计的优劣直接关系到整套设备的使用，所以 要求控制系统平安可靠、操作方便，能自动完成进出车动作并显示停车信息(车位有无车状 态显示)，并且全方位监控管理整个系统，设备发生一般性故障时可及时排除，但设备发生 严重故障

5、时，设备应立即停止运行。3电路设计及特点31PLC选型选择PLC可编程序控制器作为主单元，根据IO的点数选择OMRON公司新近生产的 CQMIH型PLC。该可编程序控制器功能强大，完全能满足该系统的要求，并配有RS-232通 讯接口，对调试程序或与上位机连接非常方便，PLC组成图见图3。CQMIH-21输人1输出O I电源CPU32点416点x3主机16点18点1图3PLC组成图32特点(1)在电源总进线回路端口参加了漏电保护开关，该系统一旦发生漏电，进线开关跳 闸，整个系统将断电。防止设备因漏电而造成的意外故障及人身平安事故。(2)在电源总进线开关下端参加了XJ3-AG相序，缺相保护继电器，

6、并将该继电器的接 点直接接人PLC输出控制回路，电路上端一旦发生错相或缺相时，该继电器动作并报警，设 备停止运行，否那么可能造成人身伤亡事故及经济损失。(3)虽然升降横移式停车设备电动机较多(每个托板配一台电动机)，并且每台电动机三层升降横移式(中出口)停车设备电气控制系统设计 139irDl乒手D26图4系统图 7tZKM一26zKM正转交流接触器；IlCKM一26FKM一反转交流接触器 IKH一26KH一热继电器；IZK一26zK一断路器要正、反向运行，但是运行时上层和地下层同时只有一个车位动作，中层几个托板可以同时 动作，但每次动作都是同一个方向。如果按常规设计就是每台电动机设一个主回路

7、、两个交 流接触器(正反转)和一个热继电器，这样26个车位应有52个交流接触器和26个热继电器 (见图4)，同时交流接触器又是受PLC输出控制，交流接触器的动作信号又返回到PLC输 入端作为监视其动作是否正常。如果按常规设计，交流接触器、热继电器的数量很大，如此 多的接触器将大大增加PLC的I0口数量，整个系统非常庞大。CQMlH可编程主 机就不能满足要求，将采用C200H可编程 控制器，不但费用昂贵，而且线路较多、复 杂，为解决此问题，对整个系统进行优化设 计，见图5。从图5中可以看出，两个主交流接触 器(ZKM、FKM)控制整个车库托板的正、反 向运行，由交流接触器1KM一18KM来选 择

8、要运行的上层、地下层托板运行，上层、 地下层托板电动机共设一个热继电器保 护。对于中层托板，由于可以同时运行，但 选择运行方向时仍由ZKM、FKM决定，每 个中层托板电动机配一个交流接触器来选择该托板运行，同时配一个热继电器保护。DIDID18D19D26这样的设计可省去约一半的交流接触器，图5系统图并大大节省I0口数量，降低了本钱，效果zK一断路器；zKM一正转交流接触器；非常明显。FKM一反转交流接触器；IKM一26KM一选定托盘动(4)电气电路中设有急停按钮，该按钮作交流接触器；KH、KHIKH8热继电器140恩菲科技论坛应设在控制电源熔断器后，一旦设备出现故障，可立即使用急停按钮，切断

9、所有输出回路电 源，保证设备平安。(5)为了保证设备的正常运行以及操作人员与维修人员及时了解设备运行中出现的各种故障，在操作箱上设有故障代码数码显示装置，当设备正常运行时显示为 0，一旦设备出现故障，数码显示装置立即显示预先在程序中设定的故障代码“18，并且可以显示多 个故障，操作人员和维修人员可以根据代码代表的故障类型及时采取措施排除。4控制方式为了确保设备的使用，系统设计了三种工作方式，可用选择开关来选择：自动、半自动和 管理方式。41自动方式正常使用方式：当操作人员键人调动某托板的命令后，系统PLC可编程控制器可自动 判断、比拟路径并按步骤移动托板完成整个进出车动作，且记忆各托板新的车位

10、位置，并保 存到下次托板运行，托板位置发生变化后，重新登记。42半自动方式 应急使用方式：当自动运行方式发生故障时，可转用半自动方式，操作人员根据控制箱上所设定的按钮，分步完成整个取车动作，这种方式对于车库某些故障可以不用理会，以保证用户应急进出车；在安装调试时也可以用半自动方式很方便地进行各个车位的平移、上下 行调试和各传感器的位置调试。43管理方式在车位较多的情况下，需有一台PC机作为上位机来管理各单元车库，对进出车进行总调度。5软件设计由于系统有三种工作方式，所以软件主程序分为三个分支，其流程图见图6。 在自动和管理方式下，由于托板的位置是随机的，即使对于上层、地下层的同一位置托板进出车

11、时，其他上下层托板在平层的位置也可能不同，我们不能把每一种情况都编制一个 程序，那样会显得非常繁琐。经过分析发现同一层托板的动作是相似的，所以我们把托板进 行分类处理，同一层的用一类处理程序，使程序简单化。分层处理的子程序流程图见图7。为了更详细地了解各分层处理程序，下面以上层托板为例介绍其程序框图(见图8)。6软件设计中几个关键问题的处理61故障处理当发生电气或机械故障时，软件按设备运行超时方式进行判断并启动声光报警，设备转 入半自动方式，即可进行故障处理。三层升降横移式(中出口)停车设备电气控制系统设计 141图6主程序流程图图7分层处理程序流程图图8上层托板处理程序框图62垒方位故障监控

12、、管理系统软件对输入信号进行全方位监控，一旦输入信号出现错误，立即停止运行。63位置登记由于各个托板的位置随设备运行而发生变化，并且设备在运行中可能发生故障，中止设 备运行，也可能有其他原因影响设备不到位即停止，为了排除故障后使设备仍能继续正常运 行，就要求系统软件应随时记忆各托盘所处的位置，记忆位置须使用保持继电器(KEEP)登 记，如果出现记忆错误，设备就会发生事故。64开关信号处理每个托板运行到位后，均是通过限位开关发出停位信号，由于限位开关发出瞬间闭合信142恩菲科技论坛号，托板立即停止，电动机抱闸，托板停止时会产生晃动，可能造成限位开关压不紧，出现误 信号；为此在软件设计中在设备到位

13、后参加一个延时停止。但延时时间过长，对设备运行不 利，在调试时，以托板压紧限位开关，在托板正常的晃动范围内，开关不会发出误信号即可。 这样就能解决开关发出误信号的问题。65故障代码目前，由于升降横移类停车设备，操作比拟简单，因此都不设有故障诊断功能，这样，就 给现场使用与维护造成了一些困难。对此，我们在这种停车设备上，首次设置了故障诊断功 能，利用故障代码，显示故障的原因，缩短了检修时间。在软件设计中，将故障分为两类，即 致命故障和非致命故障。对于致命故障，像限位开关坏了，电源错相，托板位置错误等，设备 必须立即停止运行，待维修人员处理完故障前方可继续运行，非致命故障(根据运行经验， 这种故障

14、在用户刚开始使用时，出现的频率是非常高的)，像限位开关记忆错误，防坠器由 于机械方面原因不到位，设备运行时有人进入车库造成设备停止等，这类故障不会影响设备 继续运行，经操作人员现场处理确认后，就可正常使用了。那么操作人员怎样才能区分故障 是致命还是非致命的呢?为了解决这类问题，软件中设计了判断故障的程序，并且进行自动 分类，对于非致命故障，在操作盘上就可解除报警，而致命故障必须由专业维修人员用密码 才能解除，同时软件还将故障类型用故障代码的形式显示在操作面板上，发生故障时，操作 人员可根据面板上的代码就可判断故障。对于非致命故障，操作人员可立即处理，解除故障 后，设备就可投入运行；对于致命故障可通知维修人员进行维修。7结束语本系统已在2001年第2l届世界大学生运动会期间成功投入运行，运行至今，一直运转 正常，各种保护功能齐全，性能稳定，平安可靠，保证了设备的正常运行，为世界大学生运动 会的圆满成功，提供了保障。本系统具有代表性，可以作为单元化设计，因为三层升降横移 式(中出I=1