一种立体车库车位动态分配计算及专用智能起重系统技术领域
本发明涉及立体车库控制领域，尤其涉及一种立体车库车位动态分配计算及专用智能起重系统。
背景技术
随着我国国民经济的飞速发展以及城市现代化水平的不断提高，我国的汽车保有量也大幅提升，但是我国停车场建设步伐远远滞后于车辆的增长速度，大中型城市的停车难问题已逐渐成为影响和制约城市建设以及经济发展的重要因素。传统的地面和地下停车场需要占用大量宝贵的土地资源，并且容纳的车辆有限，无法有效解决越来越严重的停车难问题，而先进的立体停车库，集机械、电子、液压、光学、磁控和计算机等多种技术于一体，实现了平面停车向空间立体的扩展，具有节约空间、容纳车辆数目多、自动化操控、安全可靠、建设成本低、配置灵活等优点，已成为目前国内外车库发展的必然趋势。
机械式立体停车库在具有上述优点的同时，也不可避免的存在一些缺点，在一定程度上制约了其大范围推广和应用：第一、造价偏高，除了建筑和设备的投资费用，还需要维护的投入，以保障设备的安全、持久地运行；第二、进出车时间长，虽然各种类别的机械停车设备对单车最大进(出)时间一般控制在2分钟以内，但由于单套设备往往只有一套执行机构，不允许多辆车同时出入库，如果面临高峰期，势必会出现等候现象；第三、车库动态分配系统和起重系统不完善，导致存取车不方便，严重时还会出现车辆损毁的情况。
申请号为“201310715911.8”，名称为“立体车库和立体车库的控制方法”的发明专利申请公开了一种新型的立体车库解决方案。该立体车库至少包括两层，第二层及其以上各层作为车库，设置存放车辆的库车位，每一层的各库车位都并列布置；车辆通过垂直起落的升降机提升或者降落，升降机上设置有用于停放车辆的吊箱，吊箱上设置有至少与每一层的部分库车位的位置相对应的并列布置的吊箱车位，升降机吊箱把车辆提升到各层库车位的位置时可把车辆径直开进库车位；底层作为行车通道，设置车辆开进或者开出升降机吊箱车位的通道。该方案不需要复杂的自动取放车机械系统，而是通过司机自己的操作实现存放车辆和取车动作，布置巧妙，能实现较多车辆的集中、迅速出入库。但是该发明专利不能够实现空闲车位的动态分配，而是需要集中操作，降低了车辆的存取效率。申请号为“201410006418.3”，名称为“一种用于立体车库的升降机”的发明专利申请公开了一种吊箱能够进行横向平移动作的升降机，该升降机运用于申请号为“201310715911.8”的立体车库，也需要有效的控制系统才能充分发挥其作用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种立体车库车位动态分配计算及专用智能起重系统，解决了现有立体车库无法实现空闲车位动态分配和起重系统效率不高的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种立体车库车位动态分配计算及专用智能起重系统，包括监控管理系统和现场控制系统，所述监控管理系统包括控制单元、存储单元、查询单元、参数设置单元、运行控制单元、实时监控单元和报警单元，所述控制单元分别与存储单元、查询单元、参数设置单元、运行控制单元、实时监控单元和报警单元电连接；所述现场控制系统包括控制器、车位检测装置、智能起重单元和手动控制模块，所述控制器分别与车位检测装置、智能起重单元和手动控制模块电连接；所述智能起重单元包括传动装置、载车板、限位模块和电机保护模块，所述电机保护模块与传动装置电连接，所述限位模块与所述控制器电连接，所述传动装置与载车板连接；所述控制器与控制单元电连接。
优选的，所述查询单元包括人机交互设备、读卡器和身份识别卡，所述读卡器的信号输出端与人机交互设备的信号输入端连接，所述读卡器通过非接触方式对身份识别卡进行识别。
优选的，所述身份识别卡采用RFID卡。
优选的，所述人机交互设备采用触摸屏。
优选的，所述车位检测装置包括重量传感器和光电传感器，所述重量传感器和光电传感器的输出端均与所述控制器电连接。
优选的，所述控制单元采用工控机，所述控制器采用西门子S7-300PLC。
优选的，所述传动装置包括变频器和电机，所述变频器的输出端与电机连接。
优选的，所述变频器的信号输入端通过PROFIBUS-DP总线与所述西门子S7-300PLC连接。
本发明的有益效果是：
1）本发明具有车位检测装置，可以实时监测车位的变化，配合控制单元和现场控制系统实现车位的动态分配，并且本发明还具有查询单元，查询单元包括人机交互设备、读卡器和身份识别卡，人机交互设备采用触摸屏，可以实现便捷、友好的人机交互，车主可以通过操作触摸屏查看是否有空闲车位以及空闲车位的具体位置，配合读卡器和身份识别卡，车主可以实现快捷、方便的存取车。
2）本发明具有智能起重单元，智能起重单元包括传动装置、载车板、限位模块和电机保护模块。传动装置包括垂直升降电机和横移电机，可以控制汽车实现上下升降和横向入库，限位模块可以防止汽车放置偏移导致在升降过程中造成汽车的损坏，电机保护模块具有电机缺相、过电压、过电流等保护机制，保障传动装置的安全、可靠工作。
3）本发明具有监控管理系统，可以实现存取车全过程的实时监控，一旦存车过程过程中出现危险情况可以实时进行报警和手动应急操作，必要时实现系统全部停车，避免车辆损坏和人员伤亡的情况发生。
4）本发明具有车位检测装置，车位检测装置包括重量传感器和光电传感器，根据重量传感器和光电传感器的协同作用，可以实时、可靠地检测车位是否有车辆停放，为车位动态分配提供依据。
5）本发明的传动装置采用变频调速技术，运行平稳，安全性能高，存取车方便快捷。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为本发明存车过程的流程图；
图3为本发明取车过程的流程图；
图中:1-监控管理系统、2-查询单元、3-存储单元、4-控制单元、5-报警单元、6-参数设置单元、7-运行控制单元、8-实时监控单元、9-现场控制系统、10-光电传感器、11-重量传感器、12-手动控制模块、13-限位模块、14-传动装置、15-控制器、16-载车板、17-电机保护模块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
如图1所示，本发明由监控管理系统1和现场控制系统9组成，监控管理系统1包括控制单元4、存储单元3、查询单元2、参数设置单元6、运行控制单元7、实时监控单元8和报警单元5。查询单元2包括人机交互设备、读卡器和身份识别卡，人机交互设备采用触摸屏，身份识别卡采用RFID卡，读卡器的信号输出端与触摸屏的信号输入端连接，读卡器通过非接触方式对RFID卡进行识别，RFID卡在车库入口处由管理人员依照车牌号进行分发。控制单元4采用工控机，工控机通过工业总线分别与存储单元3、查询单元2、参数设置单元6、运行控制单元7、实时监控单元8和报警单元5电连接，存储单元3可以存储车主和车牌信息，参数设置单元6用于设置监控管理系统1的各项运行参数，运行控制单元7主要包括位于控制室内的系统运行按钮和急停按钮，实时监控单元8包括位于车库现场的摄像头以及控制室内的监视屏，报警单元5为声光报警装置。
现场控制系统9包括控制器15、车位检测装置、智能起重单元和手动控制模块12，控制器15采用西门子S7-300PLC。车位检测装置包括重量传感器11和光电传感器10，重量传感器11设置于立体车库载车板16的下方，光电传感器10的发射端和接收端分别设置于车库的两侧，当重量传感器11检测到载车板16的承重达到设定值并且光电传感器10检测到有物体遮挡时就可以判断该车库内存有车辆，为车位动态分配提供依据，重量传感器11和光电传感器10的信号输出端均与S7-300PLC的信号输入端连接。智能起重单元包括传动装置14、载车板16、限位模块13和电机保护模块17，传动装置14包括变频器和电机，变频器的控制端口通过工业以太网模块与S7-300PLC的信号输出端连接，变频器的主电路输出端与电机接线端子连接，电机保护模块17具有电机缺相、过电压和过电流保护机制，确保电机的安全稳定运行，电机保护模块17的信号输出端与S7-300PLC的输入端连接，电机保护模块17的信号输入端与电机的主电路连接。手动控制模块12采用触摸屏和遥控的组合方式，操作人可以就近选择一种操作方式来对系统进行手动控制。其中，西门子S7-300PLC是现场控制系统9的核心，车位检测装置和手动控制模块12的输出信号进入到西门子S7-300PLC中进行实时运算后，给出控制信号来控制智能起重单元执行相应的操作。
车主进行存取车的过程有两种方式，分别为刷卡存车和密码存车。
刷卡存取车的实施过程如下：
1）如图2所示，当车主要存车时，在进入停车场的门卫岗的过程中，由工作人员为车主提供与车主车牌号进行匹配后的RFID卡，车主将车开到靠近查询单元2的读卡器的位置，通过刷卡来使读卡器读取RFID卡中的信息，这时查询单元2的触摸屏显示车位动态分配的结果，触摸屏上显示出空闲车位的位置信息，车主可以选择取车方便的空闲车位，当选定车位后，车位信息存储到系统中的同时载车板16就位，接着载车板16的前档杆抬起，车主将车开上载车板16，限位模块13检测车是否停靠到位，当检测到车辆停靠不到位可能损坏车辆时，限位模块13发送信息给S7-300PLC，这时报警装置报警，提醒车主对车辆进行调整，调整到位后，车主就可以熄火下车。
车主下车完毕，S7-300PLC控制传动装置14动作，将车辆提升到指定的车位，存车过程完成。
2）如图3所示，当车主要取车时，车主通过刷卡来使读卡器读取RFID卡中的信息，这时查询单元2的触摸屏显示车主车辆的存储信息。
车主按下触摸屏的取车按键后，S7-300PLC控制传动机构动作，将载车板16和车主车辆降落到停车场的底层，等待载车板16前档杆抬起后，车主就可以进入车内将车开下载车板16，取车过程完毕。
密码存取车的实施过程如下：
1）如图2所示，当车主要存车时，车主将车开到靠近查询单元2的触摸屏位置，通过输入用户名和密码来识别客户信息，识别客户信息后，查询单元2的触摸屏显示车位动态分配的结果，触摸屏上显示出空闲车位的位置信息，车主可以选择取车方便的空闲车位，当选定车位后，车位信息存储到系统中的同时载车板16就位，接着载车板16的前档杆抬起，车主将车开上载车板16，限位模块13检测车是否停靠到位，当检测到车辆停靠不到位可能损坏车辆时，限位模块13发送信息给S7-300PLC，这时报警装置报警，提醒车主对车辆进行调整，调整到位后，车主就可以熄火下车。
车主下车完毕，S7-300PLC控制传动装置14动作，将车辆提升到指定的车位，存车过程完成。
2）如图3所示，当车主要取车时，车主通过输入用户名和密码来识别客户信息，查询单元2的触摸屏这时即可显示车主车辆的存车信息。
车主按下触摸屏的取车按键后，S7-300PLC控制传动机构动作，将载车板16和车主车辆降落到停车场的底层，等待载车板16前档杆抬起后，车主就可以进入车内将车开下载车板16，取车过程完毕。
实施例2：
实施例2的系统组成与实施例1的不同之处在于：变频器的控制端口通过PROFIBUS-DP总线与S7-300PLC的信号输出端连接。
实施例3：
实施例3的系统组成与实施例1的不同之处在于：查询单元2的身份识别卡采用磁条卡，查询单元2的读卡器采用磁条读卡器。
实施例4：
实施例4与实施例1的不同之处在于：传动装置14采用具有调速模块的直流电机，调速模块的信号输入端与S7-300PLC的输出端连接。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。