電氣自動(dòng)化在立體車庫裝置中的應(yīng)用

李 偉

（阜陽市興華機(jī)械裝備有限公司，阜陽 236000）

1 立體車庫系統(tǒng)組成

立體車庫系統(tǒng)主要由主體框架、載車托盤、傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)和安全防護(hù)系統(tǒng)等部分組成。

就主體框架而言，不同類型的立體車庫，其主體框架有所不同，按照工作原理對立體車庫進(jìn)行劃分，可以分為升降橫移類、巷道堆垛類、垂直循環(huán)類、垂直升降類、水平循環(huán)類、多層循環(huán)類、簡易升降類、平面移動(dòng)類和汽車升降機(jī)類。

就載車托盤而言，它是汽車與車庫相接觸的承接體，存車時(shí)需要將汽車駛?cè)胫付ㄍǖ啦⑼７旁谕斜P上，再通過傳動(dòng)系統(tǒng)傳送到對應(yīng)泊車位，取車時(shí)需要通過傳動(dòng)系統(tǒng)將載車托盤上的車輛送回取車位。

就傳動(dòng)系統(tǒng)而言，按照傳動(dòng)方向?qū)鲃?dòng)系統(tǒng)進(jìn)行劃分，可以分為垂直升降類傳動(dòng)和水平橫移類傳動(dòng)，垂直升降傳動(dòng)系統(tǒng)主要由曳引電機(jī)、機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備和減速器等部分構(gòu)成，電機(jī)運(yùn)行帶動(dòng)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備移動(dòng)，載車托盤在鋼絲繩的拉力作用下實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動(dòng)。水平橫移傳動(dòng)系統(tǒng)主要由電機(jī)、齒條等部分組成，在載車托盤下方固定有齒條，電機(jī)齒輪與載車托盤齒條嚙合，電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)橫移運(yùn)動(dòng)。

就控制系統(tǒng)而言，多采用PLC作為主要控制設(shè)備，整個(gè)車庫需要在穩(wěn)定、有序的控制作用下運(yùn)行。控制系統(tǒng)需要上傳車庫信息給工控機(jī)，保證工控機(jī)時(shí)刻監(jiān)控車庫運(yùn)行狀況，也需要接收工控機(jī)的控制指令。控制系統(tǒng)需要讀取傳感器系統(tǒng)信息，也需要根據(jù)讀取的信息對傳動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制指令，控制傳動(dòng)系統(tǒng)工作。

就監(jiān)控系統(tǒng)而言，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)車庫的運(yùn)行狀況，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫需要實(shí)時(shí)更新車庫車位信息，存車時(shí)需要為車輛設(shè)計(jì)泊車路線、安排泊車位，取車時(shí)需要確定車輛位置、為車輛設(shè)計(jì)取車路線。車庫出現(xiàn)故障時(shí)，需要向該系統(tǒng)發(fā)出告警信號，提示工作人員進(jìn)行故障處理。監(jiān)控系統(tǒng)的人機(jī)交互界面，能夠方便相關(guān)管理員工進(jìn)行監(jiān)督、管控。

就收費(fèi)系統(tǒng)而言，它主要是根據(jù)車輛停車時(shí)間、單位時(shí)間停車費(fèi)用計(jì)算并收取總停車費(fèi)用，可以采用刷卡方式，也可以采用人工方式。

就安全防護(hù)系統(tǒng)而言，立體車庫系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下，基本可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，然而，為了提高自動(dòng)化管理的質(zhì)量和效率，需要對車庫存取車過程中涉及的安全問題采取防護(hù)措施。例如，車輛可能未停靠在載車托盤劃定的安全范圍內(nèi)，升降系統(tǒng)的鋼絲繩承重會(huì)受到老化、腐蝕等因素影響，必須設(shè)置防護(hù)裝置。

2 電氣自動(dòng)化在立體車庫裝置中的應(yīng)用特點(diǎn)及主要功能

2.1 電氣自動(dòng)化的應(yīng)用特點(diǎn)

電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的最初目的就是采用先進(jìn)的技術(shù)手段提高系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，保持系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。電氣自動(dòng)化在立體車庫裝置中的應(yīng)用特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下方面。一是分布式控制，立體車庫通常應(yīng)用于大型停車場、生活小區(qū)等場所，運(yùn)行規(guī)模大、過程控制復(fù)雜，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與可擴(kuò)展性。二是信息化與智能化，系統(tǒng)綜合利用計(jì)算機(jī)、通信、終端顯示和各種控制類技術(shù)，既可以實(shí)現(xiàn)對立體車庫自動(dòng)運(yùn)行的控制，又可以實(shí)現(xiàn)對立體車庫運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提升系統(tǒng)自動(dòng)化水平。

2.2 電氣自動(dòng)化的主要功能

2.2.1 自動(dòng)控制功能

分布式立體車庫系統(tǒng)的總體框架如圖1所示，上層工控機(jī)實(shí)現(xiàn)對分布式PLC系統(tǒng)的自動(dòng)控制作用，顯示PLC傳輸?shù)南到y(tǒng)運(yùn)行信息，對PLC施加命令并作用于下層執(zhí)行元件與檢測元件；中層分布式PLC的作用是執(zhí)行與控制，PLC可以接收工控機(jī)施加的命令并將處理后的指令作用于下層，從下層接收到的信息也可以利用通訊總線傳輸至工控機(jī)進(jìn)行顯示，而各個(gè)PLC之間可以利用通訊總線進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)信息共享；下層執(zhí)行元件與檢測元件的作用是自動(dòng)檢測車庫載車板上的車輛信息，根據(jù)車位狀態(tài)分配車位，完成載車板的水平橫移和垂直升降運(yùn)動(dòng)。

圖1 分布式立體車庫系統(tǒng)的總體框架

2.2.2 監(jiān)控功能

如果采用人工監(jiān)控方式對立體車庫進(jìn)行監(jiān)控，需要耗費(fèi)大量人力、物力，不僅降低工作效率，而且浪費(fèi)資源。利用電氣自動(dòng)化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)分布控制、集中監(jiān)控功能，總線監(jiān)控方式可以根據(jù)立體車庫的具體建設(shè)情況進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，靈活多變、節(jié)約成本，為未來電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的重要方向。

2.2.3 安全防護(hù)功能

為了保證立體車庫系統(tǒng)的安全運(yùn)行，也為了保護(hù)停/取車人員的人身財(cái)產(chǎn)安全，立體車庫系統(tǒng)在設(shè)計(jì)階段就采用自動(dòng)化技術(shù)對涉及的安全問題采取安全防護(hù)措施，車輛在載車板內(nèi)的停靠必須在安全域范圍內(nèi)，否則系統(tǒng)將發(fā)出警告；車輛出/入庫的過程中會(huì)利用傳感器監(jiān)測是否存在障礙物，如果存在遮擋物，系統(tǒng)也會(huì)發(fā)出警告。利用自動(dòng)化技術(shù)構(gòu)建立體車庫的安全防護(hù)系統(tǒng)，能夠?yàn)榱Ⅲw車庫的安全運(yùn)行保駕護(hù)航。

3 電氣自動(dòng)化在立體車庫裝置中的應(yīng)用策略

3.1 加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與技術(shù)引進(jìn)

在立體車庫裝置中，應(yīng)用電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠有效提升系統(tǒng)的自動(dòng)化水平與運(yùn)行效率。然而，近年來，我國由系統(tǒng)設(shè)計(jì)漏洞、技術(shù)監(jiān)測故障等問題引發(fā)的立體車庫事故層出不窮，管理方所應(yīng)用的電氣自動(dòng)化技術(shù)存在缺陷，限制了立體車庫的推廣和應(yīng)用。為了解決上述問題，國家相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)技術(shù)引進(jìn)，吸收先進(jìn)的電氣自動(dòng)化技術(shù)，去其糟粕取其精華。技術(shù)研發(fā)人員應(yīng)當(dāng)提升自主創(chuàng)新意識(shí)，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)，提高電氣自動(dòng)化技術(shù)水平。管理方應(yīng)當(dāng)選擇合適的電氣自動(dòng)化設(shè)備，考慮降低運(yùn)營成本的同時(shí)，不斷提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

3.2 完善自動(dòng)化控制平臺(tái)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段，我國立體車庫的發(fā)展仍處于推廣階段，尚未形成有關(guān)立體車庫自動(dòng)化控制平臺(tái)開發(fā)與應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，已應(yīng)用立體車庫的場所采用的自動(dòng)化控制平臺(tái)千差萬別，質(zhì)量參差不齊。為了推動(dòng)立體車庫的應(yīng)用與發(fā)展，也為了提升立體車庫的自動(dòng)化控制管理水平，人們應(yīng)當(dāng)不斷完善有關(guān)立體車庫自動(dòng)化控制平臺(tái)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，形成統(tǒng)一規(guī)范。

4 結(jié)語

電氣自動(dòng)化技術(shù)能夠提高各個(gè)領(lǐng)域各種應(yīng)用的效率，本文主要探究電氣自動(dòng)化在立體車庫裝置中的應(yīng)用，主要分析電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)、基本功能與應(yīng)用策略。雖然現(xiàn)階段我國對于電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用仍然存在不足，但是人們可以根據(jù)實(shí)際情況，加強(qiáng)技術(shù)研發(fā)與技術(shù)引進(jìn)，形成更為完善的電氣自動(dòng)化體系，不斷提升我國立體車庫裝置的自動(dòng)化水平。