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自動立體車庫應用探討

2016-03-29 09:57:57
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daodu

車輛無處停放的問題是城市的社會、經濟、交通發展到一定程度產生的結果,立體停車設備的發展在國外,尤其在日本已有近30~40年的歷史,無論在技術上還是在經驗上均已獲得了成功

                                                                                                              自動立體車庫應用探討
一、立體車庫概述
    車輛無處停放的問題是城市的社會、經濟、交通發展到一定程度產生的結果,立體停車設備的發展在國外,尤其在日本已有近30~40年的歷史,無論在技術上還是在經驗上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開發機械立體停車設備,距今已有十年的歷程。由于很多新建小區內住戶與車位的配比為1:1,為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾,立體機械停車設備以其平均單車占地面積小的獨特特性,已被廣大用戶接受。
    機械車庫與傳統的自然地下車庫相比,在許多方面都顯示出優越性。首先,機械車庫具有突出的節地優勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道,平均一輛車就要占據40平方米的面積,而如果采用雙層機械車庫,可使地面的使用率提高80%—90%,如果采用地上多層(21層)立體式車庫的話,50平方米的土地面積上便可存放40輛車,這可以大大地節省有限的土地資源,并節省土建開發成本。
    機械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全,人在車庫內或車不停準位置,由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說,機械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。
    在地下車庫中采用機械存車,還可以免除采暖通風設施,因此,運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統,而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發揮其用地少、可化整為零的優勢,在住宅區的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區解決停車難的問題提供了方便條件。
    目前,立體車庫主要有以下幾種形式:升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環式、箱型水平循環式、圓形水平循環式。
  (一)升降橫移式
    升降橫移式立體車庫采用模塊化設計,每單元可設計成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式,車位數從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場,配置靈活,造價較低。
  1. 產品特點:
  1) 節省占地,配置靈活,建設周期短。
  2) 價格低,消防、外裝修、土建地基等投資少。
  3) 可采用自動控制,構造簡單,安全可靠。
  4) 存取車迅速,等候時間短。
  5) 運行平穩,工作噪聲低。
  6) 適用于商業、機關、住宅小區配套停車場的使用。
  2. 安全裝置:防墜裝置,光電傳感器、限位保護器、急停開關等。
  (二)巷道堆垛式
    巷道堆垛式立體車庫采用堆垛機作為存取車輛的工具,所有車輛均由堆垛機進行存取,因此對堆垛機的技術要求較高,單臺堆垛機成本較高,所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數需要較多的客戶使用。
  (三)垂直提升式立體車庫
    垂直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理,在提升機的兩側布置車位,一般地面需一個汽車旋轉臺,可省去司機調頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高(幾十米),對設備的安全性,加工安裝精度等要求都很高,因此造價較高,但占地卻最小。
  (四)垂直循環式
  產品特點:
  1) 占地少,兩個泊位面積可停6~10輛車。
  2) 外裝修可只加頂棚,消防可利用消防栓。
  3) 價格低,地基、外裝修、消防等投資少,建設周期短。
  4) 可采用自動控制,運行安全可靠。
  
二、立體車庫自動控制系統:
    現代大型建筑的主流是智能化大廈和小區,因此自動化立體停車設備或車庫的自動控制系統將成為智能化大廈和小區的一個重要組成部分。操作簡單、迅速,使用方便,安全可靠,維護量小,為用戶提供一個安全、簡易的使用環境,這是自動化立體停車設備的基本特點。停車設備的一切運行狀況,車輛停放的時間,車輛存放交費情況,車庫庫容量,車輛存放高、低峰情況,等信息均可通過網絡傳送到智能化控制中心,通過智能化控制中心運算處理,與廣播系統和各分部管理辦公室相連,達到提前發布相關控制、管理信息,從而全部實現智能化管理。通過大廈和小區的智能化控制中心還可與社會相關職能部門聯網,將有關信息發布出去或收集進來,擴大車庫的社會利用率和經濟效益。這將是自動化車庫的發展方向。
    立體車庫自動化控制系統主要包含以下五個子系統:自動收費管理系統,自動存取車系統,遠程診斷系統,自動道閘, 監控安保系統。
    以上子系統均由中央控制室統一控制,可為客戶規劃停車庫管理形式,發布車庫庫存容量,控制車流方案。 
  (一)自動收費管理系統
    自動收費采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶,發行長期卡,費用可在固定用戶交納管理費用時一并交納;對臨時用戶,發行儲值卡,即:用戶交納的費用存在卡內,每次停車讀卡自動從卡中扣除費用。
  (二)自動存取車系統
    自動存取車系統一般由小型可編程控制器PLC控制,包括卡號識別與移動載車盤兩個過程。用戶進入車庫時,在門口刷卡進入,讀卡機自動把數據傳送到PLC控制系統,PLC系統通過判斷卡號,自動把對應的載車盤移動到人車交接的位置,開啟車庫門,縮短存取車的時間。存車時,司機按照指示燈信號指引入庫,只有當車輛停放在安全位置后,停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后,車庫門自動關閉。移動載車盤時,系統嚴格按照各種檢測信號的狀態進行移動,檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有載車盤運行不到位或車輛長度超出車庫允許的長度,所有載車盤將不進行動作,若檢測到急停信號,將停止一切動作,直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號,除此之外,還可從控制軟件中設置保護信號,比如時間保護,以保證因硬件損壞而導致信號失靈時保證主體設備及車輛的安全。
  (三)遠程診斷系統
    現場控制器可以通過網卡、Hub等網絡設備與控制中心的局域網相連接,可以通過MODEN實現遠程管理,監測現場運行情況,當現場出現故障時,在控制中心即可進行解決,方便管理人員、安保人員異地辦公。
  (四)自動道閘
    在車庫出入口處各設非接觸式讀卡器、感應線圈及道閘,用戶在車庫出入口處刷卡后,系統自動判別該卡是否有效,若有效,則道閘自動開啟,通過感應線圈后,自動柵欄自動關閉;若無效,則道閘不開啟,同時聲光報警。
  (五)監控安保系統
    監控安保系統是指在中央控制室進行監視控制車庫現場的運行狀況。它具有運動檢測、車牌識別、網絡連接、各種類型的報警系統實現連動等功能,可以實現無人看守。 
  系統簡介: 
  視頻監控功能:在車庫各出入口,值班室和車庫內主要區段安裝定焦攝像機,在大范圍車位區安裝球形云臺,以便實現對車庫全方位的實時監控。如果在車庫光照條件不好的情況下,可選用黑白攝像機。 
  運動檢測功能:可以在夜間設置車庫的運動檢測區域,當檢測區有移動目標時,運動檢測功能發出報警信號,提醒值班人員。
  車牌識別功能:它能夠設置車庫參照車輛的車牌、車型。當參照車輛進入車庫監視區域,系統自動對比參照車輛圖像,有異常情況,發出報警信號,并自動切換和記錄相關圖像。
  報警連動功能:可以連動各類報警主機,如啟動繼電器發出聲光報警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。
  數字錄像功能:可以連續記錄一個同在車庫所發生事件,可以同步回放多個圖像,可選擇任意圖像進行整體放大和局部放大,記錄、回放、備份可同步進行各種信息。
  據介紹,已經開始有越來越多的居住小區開始采用機械停車庫了。考慮到成本及維修,目前多數小區采用的是多層升降橫移式立體停車設備,大規模的倉儲式機械停車庫還很少。升降橫移式立體停車設備的泊車流程示意如下:
  (一)紅綠黃指示燈指示車庫運行狀態。
    紅色指示燈指示有人正在進行操作,請稍候;綠色指示燈指示目前無人操作,可進行操作;黃色指示燈指示有故障發生,車庫不能工作。
  (二)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讀卡機前感應區域晃以下自己的IC卡,感應過程完畢,柵欄自動升起,司機開車進入車庫。車輛進入后,柵欄自動關閉。劃卡的同時,控制器讀取車位號,車庫內對應的載車盤自動移動到人車交接的位置,車庫單元門自動打開。司機開車進入,停車到位,拉手剎,下車走出車庫,用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡,車庫單元門自動關閉。完成存車操作。
  (三)取車操作
    司機進入車庫時,在入口處的非接觸式讀卡機前感應區域晃以下自己的IC卡,控制器自動讀取車位號,車庫內對應的載車盤自動移動到人車交接的位置,車庫單元門自動打開,司機進入車庫,開車出來,在車庫出口處的自動讀卡機前感應區域晃一下自己的IC卡,感應完畢,讀卡機接受信息,上位控制機自動記錄、扣費,柵欄自動升起,司機開車出場,出場后,柵欄自動關閉;同時,控制器自動讀取車位號,對應的車庫單元門自動關閉。取車操作完畢。
    車庫在運行過程中,有完備的自我保護裝置。一系列光電開關、接近開關、行程開關等對載車盤準確運行到位起著決定性的作用;獨特的防墜落裝置、斷繩報警裝置、超速保護裝置對車輛的安全起到保護作用。 車輛超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。
三、實例介紹
    去年,我公司承接了北辰綠色家園小區地下立體停車庫,該車庫采用升降橫移式機械立體設備,為用戶建造了718個車位,從根本上解決了用戶停車難的問題,在保證停車的前提下,增加了綠地面積,改善了小區的居住環境,深受住戶好評。現以此為實例對升降橫移式立體停車設備的自動控制系統進行介紹。
    此車庫為升降橫移式立體停車設備,共有24個單元,每個單元分為前后兩排,共三層,即上層、中層、下層,前后排各有8個車位,共16個車位。中層為車道層,用戶在中層完成出入庫人、機、車交接作業操作。每個車位編號如下:
    其中A~R為載車盤所在位置編號,1~16為載車盤(停放車輛)編號。1~3為前排上層載車盤,4~5為前排中層載車盤,6~8為前排下層載車盤,9~11為后排上層載車盤,12~13為后排中層載車盤,14~16為后排下層載車盤,“中”為過橋車代號(為后排車出入庫搭橋)。1~3,6~8,9~11,14~16只能上下移動,4~5,12~13,中只能左右移動。
  圖片見附件
    該立體車庫的自動存取車控制系統包括弱電與強電兩套系統。弱電系統主要包括各種信號的采集,報警與控制輸出。強電系統包括載車盤電機控制線路。
  (一)弱電系統:
   1.檢測信號:
    車庫檢測信號是控制程序執行的重要依據。控制程序根據檢測到的信號順序執行,控制輸出。
   對每個上、下層載車盤,其運行狀態只有上升、下降動作,載車盤停放位置只有上位或下位,所以都有以下檢測信號:載車盤上認趾,載車盤上極限,載車盤下認趾,載車盤下極限。在載車盤上位,均設有安全掛鉤,掛鉤也為兩種狀態,即掛鉤通電打開和斷電閉合,并通過一個特定的行程開關來獲取掛鉤狀態信息。載車盤向上運行過程中,檢測到上認趾信號,則自動停止運行,如果上認趾開關被損壞,系統未檢測到信號,載車盤會繼續向上運行,當運行到上極限開關處時,上極限信號就會切斷電機電源,使電機停電,無法繼續運行,起著雙重保險的作用。載車盤向下運行過程中,首先打開對應的掛鉤,系統檢測到掛鉤打開的信號后,系統開始下降,如果掛鉤未打開,載車盤不會下降。下降過程中,當檢測到下認趾信號時,自動停止運行,如果下認趾開關被損壞,系統未檢測到信號,載車盤會繼續向下運行,當運行到下極限開關處時,下極限信號就會切斷電機電源,使電機停電,無法繼續運行,起著雙重保險的作用。PLC還設有延時保護,在載車盤開始運行的同時,PLC開始計時,當計時時間到,而載車盤未運行到位時,載車盤停止運行,同時系統報警。另外,若兩道認址開關均被損壞,載車盤運行到位而無信號返回時,載車盤會繼續向上或下運行,從而發生不可預料的事故,但通過PLC的時間保護,則可對載車盤的運行起到第三層保護的作用。
   對中層載車盤,其運行狀態只有左、右移動動作,載車盤停放位置只有左位或右位,所以有以下檢測信號:4在D位,4在E位,5在E位,5在F位,12在M位,12在N位,13在N位,13在O位。4號載車盤右移時,檢測到E位信號,則停止運行;左移時,檢測到D位信號,則停止運行。5號載車盤右移時,檢測到F位信號,則停止運行;5號載車盤左移時,檢測到E位信號,則停止運行。12號載車盤左移時,檢測到M位信號,則停止運行;右移時,檢測到N位信號,則停止運行。13號載車盤左移時,檢測到N位信號,則停止運行;右移時,檢測到O位信號,則停止運行。
    由于此車庫為前后雙列停放車輛,后排車的出入就得依賴前排的過橋車,過橋車的控制將是后排車出入的關鍵。過橋車有三個運行位置,即左、中、右,所以有三個檢測信號:過橋車在D,過橋車在E,過橋車在F。
    另外,每個車位設有車輛超長檢測,當系統檢測到超長信號時,所有載車盤均不能動作,以保護車輛的安全。車庫入口處設有人員誤入檢測,防止人員在載車盤運行過程中誤入,發生意外;也有在車庫入口處設有升降門或欄桿,起著防止人員誤入的作用,但升降門或欄桿的開啟關閉受系統運行狀態聯鎖控制。
  2. 急停信號:
    系統必須在明顯處設有急停開關,當發生意外時,按下急停開關,斷所有電機的電源,使載車盤無法繼續運行,以保護人員及設備的安全。
  3. 輸出控制信號:
    系統輸出控制信號包括控制電機運行方向信號,控制電機運行信號,控制電磁鐵得、失電信號,控制燈光報警信號,控制車庫照明信號。
  (二)強電系統:
    強電部分包括控制電機正反轉接觸器,控制電機運行接觸器。PLC輸出信號給接觸器線圈,控制接觸器的接通與關斷。
  (三)系統設計:
    系統采用PLC控制,分設自動,手動,檢修三種狀態。檢修狀態下,所有檢測信號不參與控制。在手動與自動方式時,所有信號進入PLC,PLC按照外部檢測信號,輸出控制信號,控制電機正反轉接觸器線圈和電機接觸器線圈,以控制各載車盤運行。
    系統聯動聯鎖控制:
  1、 上層載車盤不在上位或運行不到上位,中層載車盤及過橋車不能運行。
  2、 下層載車盤不在下位或運行不到下位中層載車盤及過橋車不能運行。
  3、 中層載車盤及過橋車運行不到位,上下層載車盤不能運行。
  4、 前后超長開關只要被遮擋,所有載車盤都不能動作。
  5、 入口處人員誤入被遮擋,所有載車盤都不能動。只有通過“復位”按鈕,才可解除此聯鎖。
  6、 安全掛鉤不在開啟位置,無下降動作。
  7、 任何載車盤觸發上、下極限限位開關,立即斷所有電機電源。
  8、 急停按鈕按下,立即斷所有電機電源。
     此項目已驗收并投入使用,就使用情況來看,不僅占地面積相對擴大了4倍,而且,經實地測試,最長的出車時間為85秒,真正做到了
  空間利用率高 
  運行速度快,存/取車時間端。 
  智能化控制,操作簡便。 
  耐用性高,維護方便。
   
四、結束語
    “車庫”是大中城市的熱門話題,國家經貿委將“城市立體車庫”列為“近期行業技術發展重點”,隨著家用汽車的不斷增加,公共場所及社區內存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出,在人們對生活質量和環境意識不斷增強之時“車庫”日漸成為熱門話題,機械自動化立體車庫將會在新開發的樓盤及商業里大顯身手。
 
                                

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