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应用背景
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,我国城市汽车拥有量在逐年急剧地增长。由于我国人口基数很大, 人们生活水平在改革开放后提高较快, 汽车的拥有量也逐渐增长，这种增长的势头必将继续下去。城市汽车拥有量的增加不仅给城市道路交通带来巨大压力，同时也出现了停车难的问题.为了解决此问题，开始逐渐对立体车库进行设制改造。
解决方案
本套立体车库控制系统以现实车库为基础，拥有立体车库的核心硬件结构，采用了美国通用电气公司（GE） 高端产品PACSystems™ Rx3i自动化系列产品、高精度PACmotion作为主要驱动电机、12吋View触摸屏构成完好的控制系统。车辆存取完全依靠车库的机电设备和控制系统来完成。当司机刷卡并设定密码后，车闸门机构打开，当汽车“行驶”到闸门机构后，即可交车，汽车将进入车库指定存车泊位，并建立运行数据库。当司机预想取车，只需刷卡并通过密码验证，系统将自动调用数据库，寻找车位，将车取出到闸门机构。整个存取车过程, 司机不需进入车库, 车库实行封闭式管理，汽车在库内及存取时的运行状态参数由车库的各种检测装置、传感器等进行检测, 并将这些信息输入给控制器，并可进行管理计费统计。
一、 硬件结构设计
立体车库控制系统硬件主要由承载小车，轿箱，车库，自动道闸和框架等部分组成。
（图片） 1. 承载小车硬件结构
承载小车机构是本车库的精髓部分，采用“非”字形状的结构，与车库架交叉运动，完成对车辆的存取工作。
（图片） 承载小车包括行走运动（前进及后退）、升降运动（上升及下降）、旋转运动。
行走运动：主要完成对车辆在轿箱与货架之间的搬运工作。采用直流电机驱动，用光电传感器来定位小车的移动位置。
升降运动：小车采用“非”字形状与库架设置的“非”字形状间交错配合。为了更好的对车辆入出库，需要对小车有举升动作。采用直流电机驱动，接近传感器定位上下移动。
旋转运动：车辆在入出库，需要将车辆是顺向开入库位，且出库时车辆头部应向外顺向开出，需要将车辆在承载小车平台上旋转90度。采用伺服电机驱动，接近传感器定位。
2. 轿箱
轿箱采用铝型材做框架，可以实现在库架层与层间的上下运动。采用伺服电机驱动，用限位开关完成轿箱的平层信号。
（图片） 3. 车库
车库架采用铝型材搭建，车辆支撑台面采用“非”字机构，与小车的“非”字结构交错配合，实现对车辆的存取动作。共设置6个车库位，分为三层，每层2个。每个库位均设置光电传感器，检测车位有无车辆，更好地完成车辆的管理调度。
4. 自动道闸机构
本装置是对车库中车辆一道安全保护作用，由伺服电机驱动，道闸机构旋转0～100度。由伺服电机驱动，接近传感器定位。（图片） 二、 控制器部分结构
1. PAC控制单元
全新的控制器RX3i是PACSystems可编程自动化控制器（PAC）家族的最新成员。同PACSystems 家族的其他成员一样，PACSystems RX3i拥有一个单一的控制引擎和一个通用的编程环境，它能方便地应用在多种硬件平台上，并且提供真正的集中控制选择。
（图片） l 拥有300MHz Intel微处理器和10Mbytes 用户内存的高性能控制器。无需多个控制器，使控制更加简单。
l 广泛的I/O模块选择适合从简单到复杂的应用；此外，系统还提供多种网络接口模块。
l 通用的PCI总线背板，背板高速PCI总线速度为 27MHz，使得复杂 I/O 的数据吞吐率更大，简单 I/O 的串行总线读写更快，优化了系统的性能和投资。背板总线支持带电插拔功能, 减少系统停机时间。
在本套系统中，采用CPU模块（IC695CPU310）作为系统的控制中心，电源模块（IC695PSA040）、通信模块（IC695ETM001）、以及数字量输入模块（IC694MDL660）、数字量输出模块（IC695MDL754）等IO模块作为辅助，构建成一独立网络化的控制体系，完美实现对立体车库的控制体系。
2. PACmotion驱动机构
新型 PACMotion 控制器是可编程自动化控制器（PAC）的革命性产品RX3i PACSystems 家族的新成员。该多功能伺服运动控制器综合了高度集成的运动和机械控制逻辑解决方案的优势与先进的机械自动化所需的性能、灵活性和可扩展性。开放式编程环境大大简化了运动和机械逻辑事件的同步，同时保留高速运动应用的实时性能。
在当今的短周期精益生产环境中，使用相同的 FANUC AC 伺服器进行驱动关键型生产效力的改善是必不可少的。
（图片） l 可改善机械生产效力的性能
l 面向小型和复杂应用的灵活性和可伸缩性
l 减少停机时间
在本套控制系统中，采用走多伺服控制系统，分别应用如下：
序号 功能 伺服电机 伺服放大器
1 轿箱曳引机构 ZA06B-0063-B503 IC800BIK020
2 自动道闸机构 ZA06B-0115-B503 IC800BIK020
3 传输机构 ZA06B-0115-B203 IC800BIK020
4 旋转机构 ZA06B-0114-B203 IC800BIK020
3. 触摸屏HMI机构
QuickPanel View/Control，它是当前最先进的紧凑型控制计算机。QuickPanel View/Control 提供不同的配置来满足使用需求，既可以作为全功能的HMI（人机界面），也可以作为HMI与本地控制器和分布式控制应用的结合。无论是其擅长的网络环境还是单机单元，QuickPanel View/Control是工厂级人机界面及控制的很好的解决方案。
（图片） 在本套系统中，触摸屏担任着重要的人机交互工作，完成对系统的各个电机机构控制，以及在存取车时候时人机“对话”。
4. ID读卡器单元
ID卡在弱电系统中一般作为门禁或停车场系统的使用者身份识别，由于其无须内置电源，使用时无接触且寿命长，因此在弱电系统中有广泛的应用。ID卡的出现基本上淘汰了早期的磁卡或接触式IC卡。但由于ID卡不可写入用户数据，其记录内容仅限卡号只可由芯片厂一次性写入，开发商只可读出卡号加以利用，无法根据系统的实际需要制订新的号码管理制度。
在本套系统中，选用通信方式为RS232，与电脑直接通讯的ID读卡器设备。在控制器上采用通信模块（IC695CMM002）与ID读卡器组建成通信伙伴，采集ID卡数据信息并传送至CPU模块。
三、 立体车库控制系统存取车流程图
1. 存车操作
司机驾驶车辆从车库入口进入。在入口处的非接触式ID读卡机前感应区域下刷下自己的ID卡，同时在触摸屏上输入存车密码（此密码为配合ID卡加密），感应过程完毕，栅栏自动升起，传送带自动将车辆托运到车库的入口处。车辆进入后，栅栏自动关闭，承载小车自动到入口出将车辆存入到对应的车库内。在刷卡的同时，收费系统会自动记下车辆的存入信息，并记录车辆的相关信息一并记录到数据库系统中，完成一个存车流程。
2. 取车操作
司机进入车库时，在入口处的非接触式读卡机前感应区域晃一下自己的ID卡，从人机处采集取车密码。控制器根据该ID号以及输入密码，数据库将执行筛选比对等操作，读取该车位号，停车时间，车型等相关信息，一旦信息被管理员确认无误后，车库内承载小车移动到人车交接的位置，栅栏自动升起。司机便可开车出场。出场后，栅栏自动关闭，完成一个取车流程。
四、 立体车库总结
在借助PACSystems™ Rx3i高端特性，拥有以下扩展功能：
1. 自动收费系统
自动收费采用非接触式ID卡。通过在数据库中可规定ID卡的种类，分为固定用户，临时卡等。对固定用户，发行长期卡，费用可在固定用户交纳管理费用时一并交纳；对临时用户，发行储值卡，即：用户交纳的费用存在卡内，每次停车读卡自动从卡中扣除费用。
2. 远程诊断系统
现场控制器可以通过以太网通信模块、Hub等网络设备与控制中心的局域网相连接，可以通过网关设置实现远程管理，监测现场运行情况，当现场出现故障时，在控制中心即可进行解决，方便管理人员、安保人员异地办公。
3. 自动道闸系统
在车库出入口处各设非接触式读卡器、感应线圈及道闸，用户在车库出入口处刷卡后，系统自动判别该卡是否有效，若有效，则道闸自动开启，通过感应线圈后，自动栅栏自动关闭；若无效，则道闸不开启，同时向管理人员报警。
4. 监控安保系统
监控安保系统是指在中央控制室进行监视控制车库现场的运行状况。它具有运动检测、车牌识别、网络连接、各种类型的报警系统实现连动等功能，可以实现无人看守
实施结果
目前该项目正在项目实施阶段。
4/22/2011
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