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無線通訊在智能化倉儲式停車設(shè)備中的應(yīng)用
摘要:本文簡要介紹了倉儲式停車設(shè)備的控制系統(tǒng)設(shè)計,著重介紹了無線通訊技術(shù)在停車設(shè)備中的應(yīng)用。
隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展和人民生活水平的提高,汽車的社會保有量大幅度增長,這不僅給人們生活帶來了極大的方便,而且也大大加快了我國汽車業(yè)的飛速發(fā)展。但同時也帶來了一個比較嚴重的社會問題:在城市、尤其是在大城市,停車難,亂停車的現(xiàn)象比較普遍,這種現(xiàn)象使得本來已經(jīng)擁擠不堪的交通更加擁堵。
因此,交通與停車的管理已經(jīng)成為政府及各界關(guān)注和急待解決的重要問題。在這種情況下,開發(fā)自動化立體停車系統(tǒng),完善我國的靜態(tài)交通管理已成為當務(wù)之急。
機械式主體停車設(shè)備具有占地面積小,出入庫方便快捷,安全防盜,改善市容環(huán)境等優(yōu)點,為此,我公司已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)了幾套倉儲式全自動停車設(shè)備,并獨立開發(fā)了相應(yīng)的計算機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動出入庫、無線通訊、自動尋址定位、計算機自動調(diào)度和信息管理等特點,在技術(shù)上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,尤其適合大中型立體停車庫。
本文將主要介紹無線通訊技術(shù)在該設(shè)備中的應(yīng)用。
一.主要機械結(jié)構(gòu)
以一個四層64車位的停車設(shè)備為例,汽車出入口設(shè)在地面,64個車位分布在地下四層,中間為運載通道,兩邊為停車位。由兩臺升降機負責車板的垂直升降,四臺運載小車分別負責本層車板的水平移動。見下圖:
二.計算機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
倉儲式停車設(shè)備的一個顯著特點是升降部分和平移部分是分離的。在現(xiàn)有的一些倉儲式停車設(shè)備的控制系統(tǒng)中,有的采用集中控制方式,集中控制的優(yōu)點是將所有的輸入輸出信號直接采用電纜連接方式,集中連接到可編程控制器,省去了數(shù)據(jù)通訊的環(huán)節(jié),而正是這種集中連接方式,需要大量的現(xiàn)場布線,運行中設(shè)備拖拽著電纜運動很不方便,而且由于電纜長度的限制,行程不可能很遠。
另外,如果某個環(huán)節(jié)出故障,整個系統(tǒng)均不能運行。而在本系統(tǒng)中,采用分布式控制系統(tǒng),升降部分和各層水平移動部分分別控制,這樣,不僅省去了大量的現(xiàn)場布線以及由此帶來的施工、校對的工作,而且減少了許多故障發(fā)生的可能性,最重要的是,當某個局部發(fā)生故障時,并不會影響其它設(shè)備的運行。<br/>
由于采用了分布式控制系統(tǒng),各個分控點之間的數(shù)據(jù)交換就是一個重要問題。考慮到設(shè)備的移動特性,我們采用無線通訊方式,網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用星形結(jié)構(gòu)(系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見圖二)。
控制系統(tǒng)由一個主控PLC和四個臺車PLC組成,主控PLC和臺車PLC之間通過無線通訊傳遞信息。無線通訊設(shè)備采用美國MDS公司的MDS2710A無線數(shù)傳電臺(或EL705無線數(shù)傳電臺)。該設(shè)備采用微處理器控制和數(shù)字信號處理技術(shù),既適用于點到點環(huán)境,也適用于點到多點的環(huán)境,即使是在很惡劣的環(huán)境下也能提供可靠通訊服務(wù)。
倉儲式停車設(shè)備的控制系統(tǒng),是一個典型的點到多點的系統(tǒng)應(yīng)用。這樣的設(shè)計,既避免了有線通訊結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)通訊對電纜傳輸距離的限制,又大大提高了數(shù)據(jù)通訊的抗干擾能力。另外,在程序設(shè)計上充分考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性,增強系統(tǒng)的容錯能力,從而使系統(tǒng)的可靠性得到保證。
停車設(shè)備控制系統(tǒng)的人機界面是一臺工業(yè)控制計算機,該計算機帶有2套讀卡裝置和一臺票據(jù)打印機,通過串行通訊線與PLC控制系統(tǒng)相連。主控PLC通過無線數(shù)傳電臺搜集各個臺車PLC的信息,而工控機則通過RS232串行通訊口采集主控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù),包括各個臺車PLC的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)以文字的形式或圖像的形式動態(tài)地顯示在計算機屏幕上,同時,操作員可以通過人機界面向控制系統(tǒng)發(fā)出命令。借助于無線通訊技術(shù),不論運載臺車處于什么位置,操作員都可以準確無誤地得到臺車的狀態(tài)信息。
三.計算機軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
主控程序以輪詢的方式與4個臺車控制程序進行信息交換,將升降機和站口的狀態(tài)以及有關(guān)命令傳送給給定的臺車程序,臺車程序接收命令后,根據(jù)相應(yīng)的指令啟動臺車運行,并及時將臺車運行狀態(tài)發(fā)送給主控程序,主控程序根據(jù)各個臺車的運行狀態(tài)實現(xiàn)全流程的監(jiān)控和聯(lián)鎖,以保證整個系統(tǒng)的安全。<br/><br/><b>
四.結(jié)論
我公司已經(jīng)在多個倉儲式停車設(shè)備中應(yīng)用無線通訊技術(shù)和無線數(shù)傳設(shè)備,經(jīng)過多年的運行考驗,實踐證明,該技術(shù)是成熟的,該設(shè)備安全可靠的。將分布式控制技術(shù)、無線通訊技術(shù)引入到倉儲式停車設(shè)備之中,使倉儲式停車設(shè)備的安全性、可靠性和運行效率均得到明顯的提高。
因此,交通與停車的管理已經(jīng)成為政府及各界關(guān)注和急待解決的重要問題。在這種情況下,開發(fā)自動化立體停車系統(tǒng),完善我國的靜態(tài)交通管理已成為當務(wù)之急。
機械式主體停車設(shè)備具有占地面積小,出入庫方便快捷,安全防盜,改善市容環(huán)境等優(yōu)點,為此,我公司已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)了幾套倉儲式全自動停車設(shè)備,并獨立開發(fā)了相應(yīng)的計算機控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有自動出入庫、無線通訊、自動尋址定位、計算機自動調(diào)度和信息管理等特點,在技術(shù)上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位,尤其適合大中型立體停車庫。
本文將主要介紹無線通訊技術(shù)在該設(shè)備中的應(yīng)用。
一.主要機械結(jié)構(gòu)
以一個四層64車位的停車設(shè)備為例,汽車出入口設(shè)在地面,64個車位分布在地下四層,中間為運載通道,兩邊為停車位。由兩臺升降機負責車板的垂直升降,四臺運載小車分別負責本層車板的水平移動。見下圖:

二.計算機控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

倉儲式停車設(shè)備的一個顯著特點是升降部分和平移部分是分離的。在現(xiàn)有的一些倉儲式停車設(shè)備的控制系統(tǒng)中,有的采用集中控制方式,集中控制的優(yōu)點是將所有的輸入輸出信號直接采用電纜連接方式,集中連接到可編程控制器,省去了數(shù)據(jù)通訊的環(huán)節(jié),而正是這種集中連接方式,需要大量的現(xiàn)場布線,運行中設(shè)備拖拽著電纜運動很不方便,而且由于電纜長度的限制,行程不可能很遠。
另外,如果某個環(huán)節(jié)出故障,整個系統(tǒng)均不能運行。而在本系統(tǒng)中,采用分布式控制系統(tǒng),升降部分和各層水平移動部分分別控制,這樣,不僅省去了大量的現(xiàn)場布線以及由此帶來的施工、校對的工作,而且減少了許多故障發(fā)生的可能性,最重要的是,當某個局部發(fā)生故障時,并不會影響其它設(shè)備的運行。<br/>
由于采用了分布式控制系統(tǒng),各個分控點之間的數(shù)據(jù)交換就是一個重要問題。考慮到設(shè)備的移動特性,我們采用無線通訊方式,網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)采用星形結(jié)構(gòu)(系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)見圖二)。
控制系統(tǒng)由一個主控PLC和四個臺車PLC組成,主控PLC和臺車PLC之間通過無線通訊傳遞信息。無線通訊設(shè)備采用美國MDS公司的MDS2710A無線數(shù)傳電臺(或EL705無線數(shù)傳電臺)。該設(shè)備采用微處理器控制和數(shù)字信號處理技術(shù),既適用于點到點環(huán)境,也適用于點到多點的環(huán)境,即使是在很惡劣的環(huán)境下也能提供可靠通訊服務(wù)。
倉儲式停車設(shè)備的控制系統(tǒng),是一個典型的點到多點的系統(tǒng)應(yīng)用。這樣的設(shè)計,既避免了有線通訊結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)通訊對電纜傳輸距離的限制,又大大提高了數(shù)據(jù)通訊的抗干擾能力。另外,在程序設(shè)計上充分考慮數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性,增強系統(tǒng)的容錯能力,從而使系統(tǒng)的可靠性得到保證。
停車設(shè)備控制系統(tǒng)的人機界面是一臺工業(yè)控制計算機,該計算機帶有2套讀卡裝置和一臺票據(jù)打印機,通過串行通訊線與PLC控制系統(tǒng)相連。主控PLC通過無線數(shù)傳電臺搜集各個臺車PLC的信息,而工控機則通過RS232串行通訊口采集主控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù),包括各個臺車PLC的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)以文字的形式或圖像的形式動態(tài)地顯示在計算機屏幕上,同時,操作員可以通過人機界面向控制系統(tǒng)發(fā)出命令。借助于無線通訊技術(shù),不論運載臺車處于什么位置,操作員都可以準確無誤地得到臺車的狀態(tài)信息。
三.計算機軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

(注:雙向箭頭表示數(shù)據(jù)流向。)
主控程序以輪詢的方式與4個臺車控制程序進行信息交換,將升降機和站口的狀態(tài)以及有關(guān)命令傳送給給定的臺車程序,臺車程序接收命令后,根據(jù)相應(yīng)的指令啟動臺車運行,并及時將臺車運行狀態(tài)發(fā)送給主控程序,主控程序根據(jù)各個臺車的運行狀態(tài)實現(xiàn)全流程的監(jiān)控和聯(lián)鎖,以保證整個系統(tǒng)的安全。<br/><br/><b>
四.結(jié)論
我公司已經(jīng)在多個倉儲式停車設(shè)備中應(yīng)用無線通訊技術(shù)和無線數(shù)傳設(shè)備,經(jīng)過多年的運行考驗,實踐證明,該技術(shù)是成熟的,該設(shè)備安全可靠的。將分布式控制技術(shù)、無線通訊技術(shù)引入到倉儲式停車設(shè)備之中,使倉儲式停車設(shè)備的安全性、可靠性和運行效率均得到明顯的提高。