應用背景

　　隨著國民經濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,我國城市汽車擁有量在逐年急劇地增長。由于我國人口基數(shù)很大, 人們生活水平在改革開放后提高較快, 汽車的擁有量也逐漸增長，這種增長的勢頭必將繼續(xù)下去。城市汽車擁有量的增加不僅給城市道路交通帶來巨大壓力，同時也出現(xiàn)了停車難的問題.為了解決此問題，開始逐漸對立體車庫進行設制改造。

解決方案

　　本套立體車庫控制系統(tǒng)以現(xiàn)實車庫為基礎，擁有立體車庫的核心硬件結構，采用了美國通用電氣公司（GE） 高端產品PACSystems™ Rx3i自動化系列產品、高精度PACmotion作為主要驅動電機、12吋View觸摸屏構成完好的控制系統(tǒng)。車輛存取完全依靠車庫的機電設備和控制系統(tǒng)來完成。當司機刷卡并設定密碼后，車閘門機構打開，當汽車“行駛”到閘門機構后，即可交車，汽車將進入車庫指定存車泊位，并建立運行數(shù)據庫。當司機預想取車，只需刷卡并通過密碼驗證，系統(tǒng)將自動調用數(shù)據庫，尋找車位，將車取出到閘門機構。整個存取車過程, 司機不需進入車庫, 車庫實行封閉式管理，汽車在庫內及存取時的運行狀態(tài)參數(shù)由車庫的各種檢測裝置、傳感器等進行檢測, 并將這些信息輸入給控制器，并可進行管理計費統(tǒng)計。

一、 硬件結構設計

　　立體車庫控制系統(tǒng)硬件主要由承載小車，轎箱，車庫，自動道閘和框架等部分組成。

1.承載小車硬件結構
　　承載小車機構是本車庫的精髓部分，采用“非”字形狀的結構，與車庫架交叉運動，完成對車輛的存取工作。

　　承載小車包括行走運動（前進及后退）、升降運動（上升及下降）、旋轉運動。

行走運動：主要完成對車輛在轎箱與貨架之間的搬運工作。采用直流電機驅動，用光電傳感器來定位小車的移動位置。

升降運動：小車采用“非”字形狀與庫架設置的“非”字形狀間交錯配合。為了更好的對車輛入出庫，需要對小車有舉升動作。采用直流電機驅動，接近傳感器定位上下移動。

旋轉運動：車輛在入出庫，需要將車輛是順向開入庫位，且出庫時車輛頭部應向外順向開出，需要將車輛在承載小車平臺上旋轉90度。采用伺服電機驅動，接近傳感器定位。

2.轎箱
　　轎箱采用鋁型材做框架，可以實現(xiàn)在庫架層與層間的上下運動。采用伺服電機驅動，用限位開關完成轎箱的平層信號。

3.車庫
　　車庫架采用鋁型材搭建，車輛支撐臺面采用“非”字機構，與小車的“非”字結構交錯配合，實現(xiàn)對車輛的存取動作。共設置6個車庫位，分為三層，每層2個。每個庫位均設置光電傳感器，檢測車位有無車輛，更好地完成車輛的管理調度。

4.自動道閘機構
　　本裝置是對車庫中車輛一道安全保護作用，由伺服電機驅動，道閘機構旋轉0～100度。由伺服電機驅動，接近傳感器定位。

二、 控制器部分結構

1.PAC控制單元
　　全新的控制器RX3i是PACSystems可編程自動化控制器（PAC）家族的最新成員。同PACSystems 家族的其他成員一樣，PACSystems RX3i擁有一個單一的控制引擎和一個通用的編程環(huán)境，它能方便地應用在多種硬件平臺上，并且提供真正的集中控制選擇。

l擁有300MHz Intel微處理器和10Mbytes 用戶內存的高性能控制器。無需多個控制器，使控制更加簡單。

l廣泛的I/O模塊選擇適合從簡單到復雜的應用；此外，系統(tǒng)還提供多種網絡接口模塊。

l通用的PCI總線背板，背板高速PCI總線速度為 27MHz，使得復雜 I/O 的數(shù)據吞吐率更大，簡單 I/O 的串行總線讀寫更快，優(yōu)化了系統(tǒng)的性能和投資。背板總線支持帶電插拔功能, 減少系統(tǒng)停機時間。

　　在本套系統(tǒng)中，采用CPU模塊（IC695CPU310）作為系統(tǒng)的控制中心，電源模塊（IC695PSA040）、通信模塊（IC695ETM001）、以及數(shù)字量輸入模塊（IC694MDL660）、數(shù)字量輸出模塊（IC695MDL754）等IO模塊作為輔助，構建成一獨立網絡化的控制體系，完美實現(xiàn)對立體車庫的控制體系。

2.PACmotion驅動機構
　　新型 PACMotion 控制器是可編程自動化控制器（PAC）的革命性產品RX3i PACSystems 家族的新成員。該多功能伺服運動控制器綜合了高度集成的運動和機械控制邏輯解決方案的優(yōu)勢與先進的機械自動化所需的性能、靈活性和可擴展性。開放式編程環(huán)境大大簡化了運動和機械邏輯事件的同步，同時保留高速運動應用的實時性能。

　　在當今的短周期精益生產環(huán)境中，使用相同的 FANUC AC 伺服器進行驅動關鍵型生產效力的改善是必不可少的。

l可改善機械生產效力的性能

l面向小型和復雜應用的靈活性和可伸縮性

l減少停機時間

在本套控制系統(tǒng)中，采用走多伺服控制系統(tǒng)，分別應用如下：

序號 功能 伺服電機 伺服放大器
1 轎箱曳引機構 ZA06B-0063-B503 IC800BIK020
2 自動道閘機構 ZA06B-0115-B503 IC800BIK020
3 傳輸機構 ZA06B-0115-B203 IC800BIK020
4 旋轉機構 ZA06B-0114-B203 IC800BIK020

3.觸摸屏HMI機構
　　QuickPanel View/Control，它是當前最先進的緊湊型控制計算機。QuickPanel View/Control 提供不同的配置來滿足使用需求，既可以作為全功能的HMI（人機界面），也可以作為HMI與本地控制器和分布式控制應用的結合。無論是其擅長的網絡環(huán)境還是單機單元，QuickPanel View/Control是工廠級人機界面及控制的很好的解決方案。

　　在本套系統(tǒng)中，觸摸屏擔任著重要的人機交互工作，完成對系統(tǒng)的各個電機機構控制，以及在存取車時候時人機“對話”。

4.ID讀卡器單元
　　ID卡在弱電系統(tǒng)中一般作為門禁或停車場系統(tǒng)的使用者身份識別，由于其無須內置電源，使用時無接觸且壽命長，因此在弱電系統(tǒng)中有廣泛的應用。ID卡的出現(xiàn)基本上淘汰了早期的磁卡或接觸式IC卡。但由于ID卡不可寫入用戶數(shù)據，其記錄內容僅限卡號只可由芯片廠一次性寫入，開發(fā)商只可讀出卡號加以利用，無法根據系統(tǒng)的實際需要制訂新的號碼管理制度。

　　在本套系統(tǒng)中，選用通信方式為RS232，與電腦直接通訊的ID讀卡器設備。在控制器上采用通信模塊（IC695CMM002）與ID讀卡器組建成通信伙伴，采集ID卡數(shù)據信息并傳送至CPU模塊。

三、立體車庫控制系統(tǒng)存取車流程圖

1.存車操作
　　司機駕駛車輛從車庫入口進入。在入口處的非接觸式ID讀卡機前感應區(qū)域下刷下自己的ID卡，同時在觸摸屏上輸入存車密碼（此密碼為配合ID卡加密），感應過程完畢，柵欄自動升起，傳送帶自動將車輛托運到車庫的入口處。車輛進入后，柵欄自動關閉，承載小車自動到入口出將車輛存入到對應的車庫內。在刷卡的同時，收費系統(tǒng)會自動記下車輛的存入信息，并記<