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随着人民生活水平的提高，汽车的社会占有量大幅度增长，这不仅给人们生活带来了极大的方便，而且也大大加快了我国经济发展。但同时也带来了一个比较严重的社会问题：在城市、特别是在大城市，停车难，乱停车的现象比较普遍，这种现象使得交通更加拥堵。为此，我公司已经陆续开发了几套自动停车设备，并独立开发了相应的计算机控制系统。该计算机控制系统具有按钮、读卡操作、自动出入库、自动寻址定位、计算机自动调度和信息管理等特点，在技术上处于国内领先地位，尤其适合中小型立体停车库。本文以20车位的仓储式智能机器人停车设备为例对该系统作一个简单分析。
一．主要机械结构
停车设备出入口设在地面，20个车位分布在地上单排四层五列，由一台升降机负责平运载小车板的垂直升降，一台横移大车负责横向的移动，一台运载小车在垂直升降的平台载车板上，可以前后双向移动，负责将汽车运送到相应的车位。所谓的智能机器人控制原理模型就是这三种机械结构的组成，加上智能化电气控制。见下图：
二．主要硬件系统结构
停车设备控制系统的人机界面是一台PC机，该PC机带有1套读卡装置和一台票据打印机，通过串行通讯线与PLC控制系统相连。控制系统由一个三菱FX系列PLC为主，加上编码器反馈系统和外围检测电路。PC机通过RS232串行通讯口采集控制系统的数据，并将数据以文字的形式或图像的形式动态地显示在计算机屏幕上，同时，操作管理员可以通过人机界面向控制系统发出命令。人机界面为触摸屏，可以直接用手指点击屏幕上的相关位置，其效果与鼠标相同。计算机由一台不间断电源（UPS）供电。如下图
三．计算机软件系统结构
1．主控程序
软件系统的核心是主控程序，安全、稳定、高效是控制程序的基本原则。主控程序的任务是：完成对出入口的信号检测，车辆出入的引导，安全门的控制，一台升降机平台的控制，横移大车的控制，一辆运载小车的控制。与此同时，将各种状态信息传送给上位机监控系统，并接收来自于上位机监控系统的指令。由于设备之间的关系密切，设备启动的随机性较大，因此，设备之间的安全连锁就更加至关重要。在本系统的主控程序中，我们采用了许多先进的控制策略，不仅保证系统及车辆的安全，而且使得系统的运行效率大大提高。每次启动时，升降机平台和横移大车可以以任何组合方式运行，如11车位，运载小车可以前后运转，12、13、14、15车位是横移大车和运载小车的组合运转，21、31、41是升降平台和运载小车的组合运转，其余车位是升降平台、横移大车和运载小车的三者组合运转，为了保证安全其中运载小车的运行和升降平台、横移大车之间是互锁的，升降平台和横移大车只有全部到合适位置后运载小车才能运转。由于变频的应用存取车最快速度可以控制在一分中内。
2．运载小车控制程序
运载小车控制程序的主要任务是：接收来自主控程序的指令，根据指令的内容及运载小车自身的状态，确定需要完成的动作及其完成这些动作的顺序。首先，运载小车需要根据存取车指令及自己的位置，确定运行的方向；在运行过程中，运载小车需要实时检测车位，到目的车位时，及时减速，保证停车准确；根据车位的编排顺序和一定的算法，确定水平移动的方向。由于受物理空间的限制，有些停车场的结构呈现出不规则形状，为了充分利用有效空间，我们在机械设计方面做了许多有益的尝试，除了常规的直线型巷道外，我们还设计了前后双面直线型、L型和T型巷道。非标准的机械结构，大大地增加了控制程序的复杂性。为了完成这些控制功能，我们在检测方式、控制思想、控制算法以及控制设备的选型方面都作了许多精心的考虑，以保证运载小车安全高效地运行。
3．上位机监控系统
上位机监控系统我们通常采用不同厂家的组态系统的软件来完成。上位机监控的主要任务是从主控程序中采集数据，并实时地以文字或图像的形式显示在计算机屏幕上；随时接受操作员发出的指令，并将这些指令传送到主控程序。屏幕上显示的内容包括：各个设备的状态信息，各PLC的通讯状态，各运载小车的位置，升降机的位置，故障信息等等。
4．停车收费系统
停车收费系统是存车人与停车设备信息传输的接口。停车收费感应触头有几种：IC卡，感应卡、读卡器等。存车者都有一张感应卡，在卡上记录着该卡的有关信息，如：卡号、车位号、预存金额、剩余金额、有效期等等信息。当需要存/取车时，持卡人将卡放在门口的感应卡阅读器上，计算机自动识别卡上的信息，自动判断是存车还是取车，自动计算存车时间及本次收费金额，并通过打印机打印出收费条。除了存/取车的管理外，停车收费系统还具有存车卡管理功能、存车信息查询功能等。
四．控制系统特点
1、
安全可靠的系统设计——安全性设计包括：汽车的安全保护、启动设备本身的安全保护，以及设备与设备之间的联锁关系等等。为了保护汽车在存车过程中的安全，我们除了常规的检测以外，还从程序上增加了实时检测判断，实现全流程的多重后备保护。
2、
先进的控制方式——采用分布式控制系统，升降部分和平移部分是分离的。在现有的一些仓储式智能机器人停车设备的控制系统中，大多采用集中控制方式，集中控制的优点是将所有的输入输出信号直接采用电缆连接方式，集中连接到可编程控制器，省去了数据通讯的环节，而正是这种集中连接方式，需要大量的现场布线，运行中设备拖拽着电缆运动很不方便，而且由于电缆长度的限制，行程不可能很远。另外，如果某个环节出故障，整个系统均不能运行。而在本系统中，采用分布式控制系统，升降部分和各层水平移动部分分别控制，这样，不仅省去了大量的现场布线以及由此带来的施工、校对的工作，而且减少了许多故障发生的可能性，最重要的是，当某个局部发生故障时，并不会影响其它设备的运行。
3、
先进的数据通讯技术——采用无线通讯方式，网络拓扑结构采用星形结构。这样的设计，既避免了有线通讯结构中数据通讯对电缆传输距离的限制，又大大提高了数据通讯的抗干扰能力。另外，在程序设计上充分考虑数据传输的实时性，增强系统的容错能力，从而使系统的可靠性得到保证。
4、
准确无误的车位识别——引入了最先进的激光扫描技术，并将它与传统的检测方式相结合。在此基础之上，辅以传统的寻址方式，相当于给车位识别以双重保护。
5、
清晰明了的故障定位——采用了故障编码技术。为了让操作员在操作或运行过程中出现故障的情况下，能快速、准确地发现故障，排除故障，我们在系统中设计了许多方式对故障进行检测，对故障进行一些代码编号，除了安装一些检测开关进行检测外，还设计了许多软件判断条件，对一些不合理的逻辑条件及时报警并显示故障代码编号。操作人员或者系统维护人员只要看到屏幕上的报警信息代码编号，便可知道发生了什么故障，从而及时处理。
6、
实时的组态画面设计及人机交互系统——实时的组态画面设计使操作员能及时了解整个系统运行的工况，包括：设备状态、故障状态、升降机或运载小车所处的位置、设备当前正在进行的操作等等；系统还提供了丰富的历史数据储存，管理人员和系统维护人员可以随时查阅。人性化的人机界面使操作员能进行许多灵活的操作。
五．结论
我公司将分布式控制技术、无线通讯技术、激光扫描和定位技术引入到停车设备之中，在国内同行业中均处于领先地位。由于这些高技术和高技术产品的引用，使我公司的停车设备的安全性、可靠性和运行效率均得到明显的提高。
