摘要：開(kāi)發(fā)一種應(yīng)用先進(jìn)的直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的新型自動(dòng)化立體停車(chē)庫(kù)，對(duì)于提高停車(chē)的地面利用率和存取速度，降低立體停車(chē)系統(tǒng)的故障率，提高其可靠性，具有關(guān)鍵作用。本文介紹了基于貝加萊工控系統(tǒng)的扁平型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)立體停車(chē)庫(kù)解決方案，首先論述了三相扁平單邊型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的基本原理和立體停車(chē)庫(kù)的布置及機(jī)電設(shè)備，重點(diǎn)描述了該類(lèi)立體停車(chē)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成、主要功能和特點(diǎn)以及載車(chē)平板的平移和升降驅(qū)動(dòng)，最后總結(jié)了直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)立體停車(chē)方案的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)  立體停車(chē)庫(kù)  平移驅(qū)動(dòng)  EthernetPowerlink  ACOPOSinverter變頻器

0引言

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的日益提高，我國(guó)私人汽車(chē)的保有量急劇增長(zhǎng)，城市的可利用空間卻擴(kuò)展較慢，停車(chē)難的問(wèn)題日益突出，已成為影響市民生活的一個(gè)重要因素。

目前國(guó)外某些城市人口密度較大國(guó)家（地區(qū)）的大城市，如日本東京和新加坡城，在城市中心區(qū)域的大廈和大型公共設(shè)施旁以及部分高層住宅區(qū)建有大量與之配套的自動(dòng)化立體停車(chē)樓，雖然存取車(chē)的自動(dòng)化程度較高，但多采用傳統(tǒng)的機(jī)電式。

如今我國(guó)的很多大城市也建有立體停車(chē)樓，大部分是自駕式多層停車(chē)樓，談不上控制，少數(shù)自動(dòng)化停車(chē)樓也幾乎都是傳統(tǒng)的機(jī)電式的，主要采用“電梯倉(cāng)儲(chǔ)式”和“水車(chē)式”。

傳統(tǒng)的機(jī)電式方案，有的電力消耗較大（如“水車(chē)式”），有的機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備故障率高，很難保證正常使用（如“電梯倉(cāng)儲(chǔ)式”）。因此，開(kāi)發(fā)一種應(yīng)用先進(jìn)的扁平單邊型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的新型自動(dòng)化立體停車(chē)庫(kù)，對(duì)于提高停車(chē)的地面利用率和存取速度，降低立體停車(chē)系統(tǒng)的故障率，提高其可靠性，具有關(guān)鍵作用。

1直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的平移驅(qū)動(dòng)原理

直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（LinearInductionMotors簡(jiǎn)稱(chēng)LIM）是一種將電能直接轉(zhuǎn)換成直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)機(jī)械能，而不需要中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)裝置?？蓪⑺闯墒且慌_(tái)旋轉(zhuǎn)電機(jī)沿徑向剖開(kāi)，然后沿電機(jī)的圓周展開(kāi)成的一條直線(xiàn)。直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的工作原理與旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相類(lèi)似，當(dāng)直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)初級(jí)的三相繞組被交流電流激勵(lì)時(shí)，便在氣隙中產(chǎn)生行波磁場(chǎng)，次級(jí)在行波磁場(chǎng)的作用下，將感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)并產(chǎn)生電流。氣隙磁場(chǎng)與次級(jí)電流的相互作用產(chǎn)生電磁推力，在此推力作用下，初級(jí)與次級(jí)之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。如果初級(jí)固定，那么次級(jí)將沿著行波磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的方向作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；反之，若次級(jí)固定，初級(jí)將沿著行波磁場(chǎng)移動(dòng)的相反方向運(yùn)動(dòng)[1]。

如圖1所示，采用三相扁平單邊型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。在立體停車(chē)庫(kù)的每層平面上安裝一系列的縱向和橫向直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)塊，在每個(gè)停車(chē)單元中各裝設(shè)四個(gè)初級(jí)塊，兩縱向和兩橫向。每個(gè)初級(jí)塊由多開(kāi)口E字形硅鋼片鐵芯和三相繞組構(gòu)成，其三相繞組的勵(lì)磁相序決定了該初級(jí)塊的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向以及對(duì)次級(jí)塊所產(chǎn)生的水平推力方向。每一載車(chē)平板的底部與初級(jí)塊磁路相對(duì)的部分覆蓋鋁板，作為直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)塊。對(duì)直線(xiàn)電機(jī)的初級(jí)塊繞組加以不同相序的勵(lì)磁時(shí)，將對(duì)壓在其上的次級(jí)塊產(chǎn)生不同方向的水平電磁推力，同時(shí)次級(jí)塊也受到豎直方向（法向）上的推力（自懸浮力）[1]。

圖1直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩維平移的基本原理示意圖

當(dāng)某一停車(chē)單元的兩縱向初級(jí)塊的磁場(chǎng)方向相同而其橫向初級(jí)塊的磁場(chǎng)方向相反時(shí)，則該停車(chē)單元的次級(jí)塊（載板）在受到一定的自懸浮力的同時(shí)將馱載著汽車(chē)向前或向后移動(dòng)，若與其前（后）相鄰的第二位置的四個(gè)初級(jí)塊的勵(lì)磁情況與它一致，則該次級(jí)塊（載板）繼續(xù)前進(jìn)（或后退）一個(gè)位置，其縱向平移運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以此類(lèi)推；當(dāng)該停車(chē)單元的兩縱向塊的磁場(chǎng)方向相反而兩橫向塊的磁場(chǎng)方向相同時(shí)，則其次級(jí)板在受到一定的自懸浮力的同時(shí)將馱載汽車(chē)向左或向右移動(dòng)，若與其左（右）相鄰的第二位置的四個(gè)初級(jí)塊的勵(lì)磁情況與它一致，則該次級(jí)板繼續(xù)左移（或右移）一個(gè)位置，其橫向平移運(yùn)動(dòng)規(guī)律可以此類(lèi)推；由PLC的程序控制有關(guān)停車(chē)單元初級(jí)塊的勵(lì)磁順序和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)方向，并借助于改變初級(jí)塊繞組的勵(lì)磁電流頻率來(lái)調(diào)節(jié)次級(jí)塊的移動(dòng)速度，即可將所需要的次級(jí)板按設(shè)定路線(xiàn)和速度平移到指定的位置上。

通過(guò)PLC程序的控制和平移及垂直驅(qū)動(dòng)，可在很短的時(shí)間內(nèi)將擬存放的汽車(chē)從存放入口輸送到所指定的某層某停車(chē)位置，也可迅速地將所需取出的汽車(chē)從庫(kù)內(nèi)的某停車(chē)位置取出來(lái)。上述方案也適用于立體倉(cāng)庫(kù)中的貨物存取。

整個(gè)停車(chē)系統(tǒng)是由以PLC為核心的控制系統(tǒng)控制的，扁平單邊型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、變頻器和位置檢測(cè)開(kāi)關(guān)確保了載車(chē)平板的精確移動(dòng)，傳感器提供了系統(tǒng)狀態(tài)和位置方面的持續(xù)操作數(shù)據(jù)，便于控制和監(jiān)測(cè)。

2扁平直線(xiàn)電機(jī)的特性分析和參數(shù)估算

2.1扁平直線(xiàn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)特性分析[2]

（1）速度與頻率的關(guān)系

扁平直線(xiàn)電機(jī)的推力和同步速度與輸入端的電壓和頻率關(guān)系密切，在電機(jī)額定輸入線(xiàn)電壓380V不變的情況下，改變輸入頻率，直線(xiàn)電機(jī)的同步速度將會(huì)發(fā)生變化。

其同步速度Vs=2Γf，式中Γ為極距，此時(shí)同步速度VS只與頻率f有關(guān)，而實(shí)際運(yùn)行速度Va=(1-s)VS（s為轉(zhuǎn)差率），如圖2所示。

圖2速度與頻率的關(guān)系

從圖2中，還發(fā)現(xiàn)扁平直線(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率隨輸入頻率的增大而變小。

（2）推力與頻率的關(guān)系

在扁平直線(xiàn)電機(jī)的推力測(cè)試中，如果保持輸入電壓不變，增高輸入頻率，則直線(xiàn)電機(jī)的堵動(dòng)推力逐漸增大并在43Hz左右達(dá)到最大值，之后又呈逐步下降趨勢(shì)，如圖3所示。

圖3推力與頻率的關(guān)系

（3）推力與速度的關(guān)系

直線(xiàn)電機(jī)的加速過(guò)程是一種變加速過(guò)程，隨著速度的提高，電機(jī)的推力和加速度都會(huì)隨之減小，如圖4所示。

圖4推力與速度的關(guān)系

2.2平移驅(qū)動(dòng)扁平直線(xiàn)電機(jī)的參數(shù)估算

在該例中為使汽車(chē)平移保持較低的正常運(yùn)行線(xiàn)速度（約2m/S），將該扁平直線(xiàn)電機(jī)的極距確定為60mm，正常工作頻率為25Hz，其同步速度Vs=2Γf=2*60*25=3,000mm/S=3m/S。從圖2中可查得在這種條件下該直線(xiàn)電機(jī)的轉(zhuǎn)差率s約為0.3，則實(shí)際運(yùn)行速度Va=(1-s)VS=（1-0.3）*3m/S=2.1m/S。

載車(chē)平板和汽車(chē)的最大重量Wmax為3,000kg，考慮到直線(xiàn)電機(jī)初級(jí)塊對(duì)次級(jí)板的法向推力（自懸浮力），其對(duì)滑軌產(chǎn)生的實(shí)際正壓力將比Wmax小一些。當(dāng)其在滑軌上平移時(shí)，僅受到滾動(dòng)軸承的滑動(dòng)摩擦阻力。設(shè)摩擦系數(shù)μ的范圍為0.01~0.02，這里取μ=0.02，則最大摩擦阻力fmax=μ*Wmax=0.02×30,000N=600N。從圖3中可看出，當(dāng)該直線(xiàn)電機(jī)輸入頻率為25Hz時(shí)，負(fù)載電流約為18.5A，推力約為480N；而從圖4中可看出，當(dāng)該直線(xiàn)電機(jī)運(yùn)行速度在2.1m/S時(shí)，其推力在450N左右，驅(qū)動(dòng)載車(chē)平板的2臺(tái)扁平直線(xiàn)電機(jī)的推力之和約為900N，為最大摩擦阻力600N的1.5倍，也即載車(chē)平板（次級(jí)塊）可以保持約2m/S的運(yùn)行速度。

必須指出，直線(xiàn)電機(jī)特有的邊緣效應(yīng)產(chǎn)生的附加電流將使電機(jī)的損耗增加，功率因數(shù)降低而導(dǎo)致推力減小。另外由于滑軌安裝誤差造成的電機(jī)初次級(jí)間氣隙不一致也是造成推力下降的重要因素。

3立體停車(chē)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和設(shè)備

3.1立體停車(chē)庫(kù)的建筑結(jié)構(gòu)

該立體車(chē)庫(kù)擬采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，車(chē)庫(kù)主體為12層（高31.2m），升降塔為13層（高34.2m）。每一停車(chē)層之間用混凝土樓板隔離，這樣不但整體結(jié)構(gòu)的剛性較好，而且有利于防火以及防止車(chē)輛油、水滲漏擴(kuò)散。升降機(jī)房和每一停車(chē)層均設(shè)通風(fēng)裝置，每一泊位均設(shè)照明、火災(zāi)報(bào)警及自動(dòng)滅火裝置。

3.2立體停車(chē)庫(kù)的布置和機(jī)電設(shè)備[6]

同層內(nèi)設(shè)置多車(chē)位，采用直線(xiàn)電機(jī)縱/橫向平移驅(qū)動(dòng)方式。雖然直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的理論和技術(shù)是成熟的，但缺乏其在汽車(chē)平移驅(qū)動(dòng)方面的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

該方案是建造一座12層地上立體停車(chē)庫(kù)，停放的車(chē)型包括C級(jí)轎車(chē)、小面包車(chē)和SUV及以下尺寸和重量的車(chē)輛。每一停車(chē)層的層間距為2,600mm；每一停車(chē)位的容積是5,200mm（長(zhǎng)）*2,250mm（寬）*2,200mm（停車(chē)凈高）。每層雖然有6個(gè)平面驅(qū)動(dòng)單元，但只能設(shè)5個(gè)停車(chē)位，因?yàn)榕c升降塔相鄰的5號(hào)單元必須空置，這樣同一層的車(chē)輛才能實(shí)現(xiàn)平面移動(dòng)。該立體車(chē)庫(kù)共設(shè)有60個(gè)車(chē)位，主體的外形尺寸為17,000mm（長(zhǎng)）*5,200mm（寬）*31,200mm（高）（升降塔高34,200mm），占地面積約為100平方米，建筑面積約1,080平方米，每輛汽車(chē)平均占地面積為1.67平方米。其立面和底層平面布置如圖5所示。

圖560車(chē)位立體停車(chē)庫(kù)立面和底層平面布置示意圖

每一層的停車(chē)平面上縱橫相交的滑軌，將其劃分成6個(gè)單元（其中臨近出/入口的單元作為平移緩沖空位，不能安排停車(chē)）。載車(chē)平板主體為用高強(qiáng)度、高剛度材料加工制成的平板，其上部全部覆蓋帶條紋的防滑硬質(zhì)橡膠（防止車(chē)輛產(chǎn)生縱向滑動(dòng)），其底部與初級(jí)塊磁路相關(guān)的部分覆蓋一層10mm厚度的鋁板（直線(xiàn)電機(jī)的次級(jí)）。鋁合金框架鑲嵌在載車(chē)平板的四周，其底部安裝有若干組滾珠，載車(chē)平板通過(guò)它們與縱向和橫向滑軌接觸，以減小滑動(dòng)時(shí)的摩擦阻力；在馱載汽車(chē)的極限負(fù)重情況下（按最大負(fù)荷3,000kg考慮），載車(chē)平板的鋁質(zhì)底部與停車(chē)單元初級(jí)塊E字形鐵芯的上端部的間隙為1.5mm~2.5mm。每一停車(chē)單元均裝設(shè)有縱向和橫向載車(chē)平板光電定位檢測(cè)裝置、煙霧及火源檢測(cè)裝置以及自動(dòng)消防裝置。

該停車(chē)庫(kù)設(shè)有汽車(chē)升降塔及一個(gè)可升降的存（?。┸?chē)入（出）口單元，其上設(shè)有載車(chē)平板縱向和橫向光電定位檢測(cè)裝置以及汽車(chē)的前、后、左、右和高度限制光電檢測(cè)裝置。在升降塔的頂部裝設(shè)有一臺(tái)供入（出）口單元載車(chē)平板升降的卷?yè)P(yáng)驅(qū)動(dòng)裝置，采用三相交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速控制方式，其升降、調(diào)速和各層的平層控制方式與一般的電梯控制類(lèi)似。

該自動(dòng)化立體停車(chē)庫(kù)設(shè)有可供選擇的PLC程序自動(dòng)和PLC手動(dòng)控制兩種工作方式；通過(guò)觸摸屏的HMI畫(huà)面實(shí)現(xiàn)存/取車(chē)數(shù)據(jù)輸入、操作和運(yùn)行狀況監(jiān)視；還設(shè)有自動(dòng)刷卡繳費(fèi)、煙霧和火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警、電話(huà)預(yù)約取車(chē)和數(shù)據(jù)/事件記錄及管理系統(tǒng)。

4基于貝加萊工控裝置的立體停車(chē)庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)

4.1系統(tǒng)構(gòu)成[5]

該立體停車(chē)庫(kù)自動(dòng)控制系統(tǒng)以PLC為核心，采用貝加萊的X20系列PCC（可編程計(jì)算機(jī)控制器）作為主控制器，配置了X20CP1486標(biāo)準(zhǔn)CPU模塊1塊和I/O模塊若干塊（X20系統(tǒng)背板采用X2XLink總線(xiàn)傳輸，傳輸速率為12Mbit/s），其中含數(shù)字量輸入點(diǎn)約300余點(diǎn)（主要用于各停車(chē)單元和升降機(jī)構(gòu)的位置檢測(cè)輸入）和數(shù)字量輸出點(diǎn)300余點(diǎn)（主要用于各停車(chē)單元初級(jí)塊繞組變頻激勵(lì)的選通信號(hào)輸出）以及與之配套的電源模塊X20BR9300若干塊。根據(jù)本文2.2節(jié)的估算結(jié)果，平移驅(qū)動(dòng)扁平直線(xiàn)電機(jī)的負(fù)載電流為16~20A，按具備驅(qū)動(dòng)2臺(tái)直線(xiàn)電機(jī)的功率考慮，選擇400V22kW等級(jí)的變頻器。按照最優(yōu)化分配驅(qū)動(dòng)資源的原則，該立體車(chē)庫(kù)12層的72個(gè)平移驅(qū)動(dòng)單元可共用4臺(tái)變頻器。該系統(tǒng)共配置了6臺(tái)400V22kW平移驅(qū)動(dòng)變頻器（含升降間的載車(chē)單元單獨(dú)配置的2臺(tái)）和1臺(tái)400V30kW升降驅(qū)動(dòng)矢量控制變頻器，它們均選用貝加萊的ACOPOSinverter系列。

該立體停車(chē)庫(kù)的監(jiān)控系統(tǒng)則配置了1臺(tái)集成UPS的貝加萊APC910新型工控機(jī)和1臺(tái)AutomationPanel觸摸屏。APC910主要用于系統(tǒng)設(shè)置、后臺(tái)監(jiān)視、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、事件記錄和收費(fèi)管理，一旦外部電力供應(yīng)中斷，UPS就會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行安全備份并執(zhí)行正常關(guān)閉程序，以防止未保存數(shù)據(jù)的丟失；觸摸屏主要用于工作方式選擇、在線(xiàn)存取車(chē)輸入、在線(xiàn)監(jiān)視、手動(dòng)操作和報(bào)警信息顯示。

該系統(tǒng)采用了EthernetPOWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)技術(shù)，X20CP148與7臺(tái)ACOPOSinverter系列變頻器通過(guò)EthernetPOWERLINK實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高速數(shù)據(jù)通訊；而X20CP1486與APC910工控機(jī)和AutomationPanel觸摸屏之間，則通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。

在軟件方面，采用了貝加萊的AutomationStudio集成軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，全部應(yīng)用軟件均基于該平臺(tái)完成設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。該立體停車(chē)庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)硬件架構(gòu)如圖6所示。

圖6立體停車(chē)庫(kù)自動(dòng)化系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖

4.2載車(chē)平板的平移和升降驅(qū)動(dòng)

按照最優(yōu)化分配驅(qū)動(dòng)資源的原則，一層需配置4臺(tái)變頻器，即6個(gè)平移單元的前、后、左、右初級(jí)塊繞組各由1臺(tái)變頻器激勵(lì)?？紤]到升降機(jī)構(gòu)和汽車(chē)進(jìn)、出需要時(shí)間（因樓層高低而不等，約在20S~50S范圍內(nèi)），準(zhǔn)備下一次存（取）車(chē)的有關(guān)層可利用這個(gè)時(shí)間段來(lái)完成平移驅(qū)（最遠(yuǎn)單元與進(jìn)（出）口單元之間所需的5次平移時(shí)間之和在20S以?xún)?nèi)），故該立體車(chē)庫(kù)12層的72個(gè)平移驅(qū)動(dòng)單元可共用這4臺(tái)變頻器。每層有6個(gè)平移驅(qū)動(dòng)單元，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元各裝備有2個(gè)縱向初級(jí)塊（前、后）和2個(gè)橫向初級(jí)塊（左、右），該6個(gè)單元共有24個(gè)初級(jí)塊，共用4臺(tái)400V22kW變頻器。它們的驅(qū)動(dòng)對(duì)象具體分配如下：

1#變頻器：第1~6單元的6個(gè)前初級(jí)塊（12層共72個(gè)）；

2#變頻器：第1~6單元的6個(gè)后初級(jí)塊（12層共72個(gè)）；

3#變頻器：第1~6單元的6個(gè)左初級(jí)塊（12層共72個(gè)）；

4#變頻器：第1~6單元的6個(gè)右初級(jí)塊（12層共72個(gè)）。

升降間的載車(chē)平移驅(qū)動(dòng)單元也裝備有2個(gè)縱向初級(jí)塊（前、后）和2個(gè)橫向初級(jí)塊（左、右），它們各由1臺(tái)400V22kW變頻器供電激勵(lì)。

根據(jù)擬存、取車(chē)單元的位置，PLC自動(dòng)安排次級(jí)塊（即載車(chē)平板）的最佳運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)，共擬定了存車(chē)和取車(chē)運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)各5種。并基于PLC程序控制，自動(dòng)按順序和所需相序選擇接通相關(guān)初級(jí)塊的縱向和橫向繞組，通常需要同時(shí)并以相同方式激勵(lì)相同驅(qū)動(dòng)方向上的相鄰兩個(gè)平移驅(qū)動(dòng)單元的初級(jí)塊繞組。。

載車(chē)平板的升降卷?yè)P(yáng)裝置由1臺(tái)22kW三相異步電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，配置1臺(tái)400V30kW矢量控制變頻器。

上述6臺(tái)400V22kW平移驅(qū)動(dòng)變頻器以及1臺(tái)400V30kW升降驅(qū)動(dòng)變頻器均由PLC通過(guò)EthernetPowerlink實(shí)時(shí)高速以太網(wǎng)實(shí)施控制。載車(chē)平板的平移和升降驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)化原理如圖7所示。

圖7載車(chē)平板的平移和升降驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)化原理圖

4.3主要功能及特點(diǎn)

4.3.1主要功能

（1）設(shè)有自動(dòng)和PLC手動(dòng)控制兩種存取車(chē)工作方式，通常采用自動(dòng)方式，手動(dòng)方式僅用于調(diào)試、維修和故障處理。

（2）在入（出）口單元上設(shè)有載車(chē)平板縱向和橫向光電定位檢測(cè)裝置以及車(chē)輛的前/后、左/右和高度限制光電檢測(cè)裝置，以限制存入車(chē)輛的外形尺寸并控制其初始位置，為后續(xù)流程創(chuàng)造條件。

（3）通過(guò)觸摸屏的HMI畫(huà)面輸入存/取車(chē)數(shù)據(jù)，借助PLC程序自動(dòng)確定的路線(xiàn)和平移及垂直驅(qū)動(dòng)，可迅速地將所需存放的汽車(chē)輸送到自動(dòng)分配的停車(chē)位置，也可迅速地將所指定的汽車(chē)從庫(kù)內(nèi)取出。

除HMI操作外，還可以通過(guò)IC卡輕松實(shí)現(xiàn)操作。把車(chē)駛上載車(chē)平板，熄火并確保車(chē)輛停止，然后將卡放在讀卡器上以指示系統(tǒng)自動(dòng)操作，于是該停車(chē)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)將車(chē)輛送入泊位。

（4）通過(guò)觸摸屏的HMI畫(huà)面實(shí)現(xiàn)操作和運(yùn)行狀況監(jiān)視、事件和報(bào)警信息顯示等功能。

（5）載車(chē)平板與其馱載的車(chē)輛一一對(duì)應(yīng)綁定；存（?。┸?chē)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和事件記錄。

（6）自動(dòng)刷卡繳費(fèi)及電話(huà)預(yù)約存/取車(chē)等管理功能。

（7）設(shè)有載車(chē)平板光電定位檢測(cè)、煙霧和火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警以及自動(dòng)消防等安全功能。

4.3.2系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）采用了三相扁平單邊型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)平移變頻驅(qū)動(dòng)方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，故障率低，速度快，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)。

（2）采用了EthernetPOWERLINK實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，它能支持100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率和最大200uS的循環(huán)周期，對(duì)于確保高速、高精度的載車(chē)平板位置控制來(lái)說(shuō)至關(guān)重要；EthenetPOWERLINK確保了運(yùn)動(dòng)任務(wù)與邏輯任務(wù)的同步，并提高了所控制的平板和升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)效率；EthernetPOWERLINK靈活的拓?fù)浼軜?gòu)，使其開(kāi)放性極強(qiáng)，在硬件上易于擴(kuò)展和升級(jí)。

此外，POWERLINK支持Safety技術(shù)，在未來(lái)，隨著產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)以及國(guó)內(nèi)開(kāi)始執(zhí)行機(jī)器安全的IEC61508標(biāo)準(zhǔn)，POWERLINK的Safety技術(shù)可以達(dá)到SIL3等級(jí)的功能安全一致性測(cè)試要求，確保機(jī)器制造商在滿(mǎn)足安全要求的同時(shí)降低認(rèn)證的費(fèi)用。

（3）貝加萊的PCC采用了類(lèi)似于大型計(jì)算機(jī)的Runtime定性分時(shí)多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，可將控制要求分成多個(gè)任務(wù)并且在一個(gè)掃描周期內(nèi)分段執(zhí)行，以真正滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)實(shí)時(shí)性的要求。

（4）貝加萊的AutomationStudioTM集成軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)支持ANSIC、B&RAutomationBasic、梯形圖LD、指令表IL、結(jié)構(gòu)化文本ST、順序功能圖SFC等多種標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工具，具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理能力。同時(shí)，該軟件平臺(tái)中還包含了豐富的庫(kù)和功能函數(shù)，VisualComponents則集成了創(chuàng)建高性能優(yōu)化用戶(hù)界面所需要的所有工具，使編程人員在解決標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題時(shí)更加簡(jiǎn)單、省時(shí)和高效，可大大降低開(kāi)發(fā)成本。

AutomationStudioTM將控制器、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)據(jù)通信和顯示集成于同一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境中，對(duì)納入系統(tǒng)的所有自動(dòng)化部件完成集成和配置任務(wù)，并能準(zhǔn)確地識(shí)別硬件組件，提供直觀(guān)準(zhǔn)確的診斷功能、遠(yuǎn)程診斷功能以及開(kāi)放式接口。它的硬件和軟件都是模塊化的，可以根據(jù)控制需要組合成工藝所需的專(zhuān)用控制系統(tǒng)，并具有靈活自由的聯(lián)網(wǎng)和擴(kuò)展能力。AutomationStudioTM是研發(fā)過(guò)程透明性和機(jī)器高效運(yùn)行的保障，該系統(tǒng)的全部應(yīng)用軟件均基于該平臺(tái)完成設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)。

5直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)立體停車(chē)方案的優(yōu)勢(shì)

（1）高效、安全地利用停車(chē)空間，節(jié)約城市寶貴的土地資源

在立體停車(chē)庫(kù)的同一層面上的汽車(chē)緊密排列，其縱向和橫向平移采用直線(xiàn)電機(jī)原理驅(qū)動(dòng)，而進(jìn)/出庫(kù)口的垂直升降則采用與電梯類(lèi)似的傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。

由于在輸送車(chē)輛過(guò)程中不涉及汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和駕駛員，整個(gè)設(shè)施不需要斜坡、過(guò)道、司機(jī)出入和逃生通道等，因此上述方案可高效率地利用停車(chē)空間，節(jié)約城市寶貴的土地資源。

（2）設(shè)計(jì)靈活

能夠滿(mǎn)足不同的空間條件和要求，可以設(shè)計(jì)為平面、豎直、地上、地下或者組合結(jié)構(gòu)。

（3）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、故障率低、可靠性高

扁平型直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)平移驅(qū)動(dòng)方式?jīng)]有齒輪減速器、鏈條、鏈輪等中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，較傳

統(tǒng)的機(jī)電式平移驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單得多、故障率低、可靠性高。

（4）提高存/取車(chē)速度

由于車(chē)輛的縱/橫向平移采用直線(xiàn)電機(jī)電磁驅(qū)動(dòng)原理和全自動(dòng)化工作方式，故其移動(dòng)準(zhǔn)確而迅速，在確保車(chē)輛安全的前提下能顯著地提高存（?。┸?chē)的速度，節(jié)約時(shí)間。

（5）能避免車(chē)身擦掛及車(chē)輛損壞和偷盜事件發(fā)生

車(chē)輛移動(dòng)和存取的特點(diǎn)決定了其能夠有效地避免由司機(jī)駕駛存/取車(chē)輛時(shí)可能產(chǎn)生的車(chē)身擦掛以及場(chǎng)地或路邊停車(chē)時(shí)可能發(fā)生的車(chē)輛損壞和偷盜事件。

6結(jié)束語(yǔ)

利用貝加萊定制化的控制系統(tǒng)解決方案和扁平單邊型直線(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，設(shè)計(jì)了一種60車(chē)位的自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)方案。貝加萊自動(dòng)化系統(tǒng)通過(guò)將控制器、驅(qū)動(dòng)器、通信和顯示集成于同一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境中，具有低成本和高效率的特點(diǎn)。其先進(jìn)的自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)將確保在城市中停泊的車(chē)輛能夠高效地利用有限的空間，從而緩解城市停車(chē)難的狀況。

作者簡(jiǎn)介

周曉霞，女，1966年出生，甘肅省天水市人，本科,高級(jí)政工師。88年12月至2007年10月在國(guó)企從事宣傳工作，2007年11月至今在貝加萊工業(yè)自動(dòng)化（上海）有限公司市場(chǎng)部負(fù)責(zé)市場(chǎng)支持等工作。