杜勇

摘 要本文提出了低成本、機(jī)械式的地下多層車(chē)庫(kù)的設(shè)計(jì)構(gòu)想。該地下多層車(chē)庫(kù)整個(gè)框架結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)基于低成本、低能耗的設(shè)計(jì)理念，以MCS-51單片機(jī)作為地下多層車(chē)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的處理器，給出了控制系統(tǒng)的工作原理。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) 控制系統(tǒng)

1 引言

我國(guó)近幾年來(lái)土地資源的緊張，停車(chē)難的問(wèn)題日益凸顯。立體多層的車(chē)庫(kù)投入緩解了目前停車(chē)難的問(wèn)題，但是目前的立體車(chē)庫(kù)多采用可編程PLC作為其控制核心，存在成本高昂、利用率低等問(wèn)題，很難再現(xiàn)實(shí)生活當(dāng)中得到大范圍的推廣。本文采用MCS-51系列單片機(jī)取代PLC作為處理器，能夠適用在大中小型多層立體車(chē)庫(kù)當(dāng)中，具有很好的移植性，適合在全國(guó)范圍內(nèi)推廣。

2 多層車(chē)庫(kù)的總體設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)原理

多層車(chē)庫(kù)的基本框架選用了共用一個(gè)入庫(kù)車(chē)道的雙面對(duì)開(kāi)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，本文采用了MCS-51系列單片機(jī)替代了PLC可編程控制器件，能夠在降低成本的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)PLC具有的控制功能，并且還具有完善的安全保護(hù)功能和故障診斷系統(tǒng)，具有PLC的可靠性和穩(wěn)定性。圖1為系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)示意。

以三輛車(chē)來(lái)示意多層車(chē)庫(kù)的工作原理，當(dāng)car1進(jìn)入了車(chē)庫(kù)，首先車(chē)主開(kāi)啟開(kāi)啟開(kāi)關(guān)，啟動(dòng)電源，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選擇相應(yīng)的車(chē)位，單片機(jī)系統(tǒng)接收到車(chē)位信號(hào)后，檢測(cè)car2是夠在上位基點(diǎn)上。如果car2不在，那么就需要先運(yùn)行到該點(diǎn)，完成動(dòng)作后，檢測(cè)car3的車(chē)位進(jìn)行檢測(cè)，是否到右限位，如果不在，也需要首先將car3的車(chē)位運(yùn)行到右限位，此后才能下降car1的車(chē)位，當(dāng)檢測(cè)到了car1的基點(diǎn)信號(hào)，車(chē)位就能夠自動(dòng)的運(yùn)動(dòng)到該人車(chē)交換的地方，車(chē)的司機(jī)將車(chē)開(kāi)進(jìn)，并停放在安全的位置之后，車(chē)身的越界信號(hào)指示燈就會(huì)熄滅，司機(jī)才能下車(chē)走出車(chē)庫(kù)，這樣就完成了存車(chē)操作，取車(chē)的操作流程與存車(chē)的流程類(lèi)似。系統(tǒng)會(huì)嚴(yán)格的按照這一系列的流程完成存取車(chē)的操作，如出現(xiàn)車(chē)身越過(guò)界線(xiàn)等危險(xiǎn)操作，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)的報(bào)警，車(chē)庫(kù)會(huì)立即停止一系列的動(dòng)作，直到報(bào)警信號(hào)的解除。

3 控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)

3.1 電路硬件原理圖說(shuō)明

系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)有SB1，SB2開(kāi)關(guān)，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)的作用是防止無(wú)關(guān)人員的誤操作，從而能夠防止發(fā)生意外。當(dāng)發(fā)生意外的時(shí)候，緊急按下SB2，會(huì)立即關(guān)閉系統(tǒng)電源，從而能夠極大的保證車(chē)上人員和設(shè)備的安全。S2-S9用來(lái)手動(dòng)操作按鍵，在進(jìn)行設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)的時(shí)候才用的上。MOTOR1-MOTOR3電機(jī)是停車(chē)設(shè)備當(dāng)中的專(zhuān)用的電機(jī)，都附帶有碟式電動(dòng)和手動(dòng)剎車(chē)裝置，并附帶有減速器，從而能夠大大保證系統(tǒng)運(yùn)行的安全。

由于停車(chē)系統(tǒng)的頻繁的使用，本文設(shè)計(jì)的多層停車(chē)控制系統(tǒng)還采用了空氣開(kāi)關(guān)和熱繼電器防止系統(tǒng)過(guò)載從而燒壞系統(tǒng)的電器設(shè)備，SB1，SB2以及現(xiàn)場(chǎng)的SBn檢測(cè)裝置保障了系統(tǒng)的三重的保護(hù)功能。當(dāng)閉合上總開(kāi)關(guān)了空氣開(kāi)關(guān)，旋轉(zhuǎn)SB2，按下點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)SB3之后，那么KA1線(xiàn)圈就能夠得到通電，KM1接觸器開(kāi)始工作；系統(tǒng)為現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)檢測(cè)設(shè)備提供了24V、12V、5V的直流電源，所有的開(kāi)關(guān)信號(hào)也都經(jīng)過(guò)光電隔離，防止干擾單片機(jī)。

3.2 多層車(chē)庫(kù)軟件設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要是來(lái)控制汽車(chē)的自動(dòng)存取和故障緊急處理。系統(tǒng)軟件分為主控制程序、手動(dòng)控制程序以及自動(dòng)控制子程序。手動(dòng)控制程序主要是在進(jìn)行系統(tǒng)檢修和緊急故障處理的時(shí)候使用。通過(guò)進(jìn)行上下左右按鍵的選擇能夠控制車(chē)位的而移動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)的軟件采用精簡(jiǎn)的8051匯編語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，主要分為了顯示模塊、鍵盤(pán)操作模塊、定時(shí)器中斷服務(wù)程序、步進(jìn)電機(jī)控制模塊、存取車(chē)模塊等。

3.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證

停車(chē)庫(kù)在接受客戶(hù)存取車(chē)服務(wù)的要求的時(shí)候，往往現(xiàn)實(shí)客戶(hù)到達(dá)的時(shí)間和要求服務(wù)的類(lèi)型都是隨機(jī)的，因此在實(shí)際當(dāng)中是無(wú)法消除排隊(duì)的現(xiàn)象。進(jìn)行模式的時(shí)候，在一定的時(shí)間段內(nèi)前來(lái)存取車(chē)的客戶(hù)數(shù)量以及要求服務(wù)的類(lèi)型等都是離散型的隨機(jī)變量，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證，結(jié)合MATLAB軟件模擬每天的不同時(shí)間段存取數(shù)量以及客戶(hù)等候順序，得到本文設(shè)計(jì)的停車(chē)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

本文設(shè)計(jì)的地下多層停車(chē)庫(kù)系統(tǒng)對(duì)于客戶(hù)的存取車(chē)耗時(shí)都比較少，能夠大大的而減少客戶(hù)的等待時(shí)間，并且由于采用了單片機(jī)的設(shè)計(jì)方式，對(duì)于大中小型的停車(chē)庫(kù)均適用，具有很好的通用型。

4 總結(jié)

停車(chē)問(wèn)題作為城市化建設(shè)當(dāng)中的一個(gè)重要問(wèn)題，目前矛盾日益凸顯。傳統(tǒng)的停車(chē)位的供應(yīng)已經(jīng)不能夠滿(mǎn)足老百姓日常出行的需要。建立一個(gè)立體式多層化的停車(chē)庫(kù)，充分利用停車(chē)場(chǎng)的空間，必然成為日后發(fā)展的趨勢(shì)。本文基于單片機(jī)設(shè)計(jì)的多層車(chē)庫(kù)停車(chē)系統(tǒng)不僅僅能夠提高停車(chē)位的空間利用率，而且具有良好的通用性，適合在大范圍內(nèi)推廣使用。

參考文獻(xiàn)

[1]北京亞控科技發(fā)展有限公司.組態(tài)王KINGVIEW6.53使用手冊(cè)[Z]，2007.

[2]汪小澄.可編程序控制器運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006（01）.

[3]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005（05）.

作者單位

貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 貴州省畢節(jié)市 551700