車庫控制系統軟件設計研究

翟彥景（集美大學，福建 廈門 361000）

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車庫控制系統軟件設計研究

翟彥景
（集美大學，福建 廈門 361000）

摘 要：近些年來，汽車等機動車輛的增加在為人們生活提供極大便利的同時，也使“停車難”問題越發凸顯。立體車庫應運而生，其具有占地面積小、使用方面等優點，可以顯著解決當前我國大中型城市所存在的停車問題。以立體車庫為研究對象，就其基于PLC的控制系統軟件設計進行了探究。

關鍵詞：PLC；立體車庫；控制系統；軟件設計

PLC作為立體車庫的控制核心，其直接決定著立體車庫的控制質量，所以對立體車庫控制系統軟件設計進行分析具有重要的意義。

1　立體車庫硬件部分概述

本次研究的立體車庫屬于升降橫移式，其基本結構主要包括載車板、升降部分、橫移部分、結構框架部分、控制系統和安全防護系統等。圖1是本次研究的一個升降機立體車庫簡化圖，其實際上是一個 3×3型七個車位的升降橫移式立體車庫。而就其具體的停車原理而言，最上層的汽車載板可以做橫向和縱向升降運動，而下層載車板卻僅能做橫向移動。通過中間層與下層的空位，借助載車板的橫向換位來將汽車停放在上層或者下降至底層取出，而第一層的存儲汽車可以直接開出或者開進，不再需要位置的變換。比如圖1-1所示，1號和2號的底層車位可以直接存取，3號車位需要先右移1、2號載車板，再將其下降后方可進行存取操作；4號車位需要先右移2號載板，再將其下降后方可進行存取操作；5號車位需要先右移1、2、3和4號載車板，再將其下降后方可進行存取操作；6號車位則需要先右移2號和4號載車板，再將其下降后方可進行存取操作；而7號車位則需要進行下降后方可進行存取操作。

圖1　立體車庫簡化圖

2　立體車庫控制系統設計

2.1控制系統整體設計

立體車庫的設置大都具有很強的人性化，其具有手動、自動和半自動三種控制方式。全自動方式是直接由計算機來對 PLC下達相關的存取命令來實現存取車操作，同時相應的各項運行狀態也可以實時地反饋到特定的計算機顯示屏上，具體的原理圖如 2所示。［1］這三種運行控制方式可以借助選擇開關來加以實現，一般主要以全自動方式來進行控制。而就控制系統的整體結構框圖而言，其如圖3所示。

圖2　原理框圖

立體車庫的自動存取車控制系統主要包括：（1）采集相關存取車的各種控制信號，并將其輸出到控制程序中來實現各項控制操作；（2）車庫的各個車位均配備有檢測裝置，無需人員進行依次尋找即可通過升降裝置將其輸送到特定的車庫位。［2］同時系統的控制面板上也設置有急停按鈕，可以將其常閉觸點與 PLC進行連接，一旦 PLC失靈或者發生其他意外危險的時候要及時按下急停開關停止車庫的運行來避免安全事故的發生。

圖3　系統結構框圖

2.2PLC的選擇

本控制系統主要采用三菱公司所生產的型號為FX2N-80MR-001的PLC，其具有使用方便、抗干擾能力強、結構緊湊和價格便宜等優點，同時其也是三菱FX系列中處理速度最快、功能最強的 PLC，并且具有網絡和位置控制等功能。［3］據有關的數據統計，該類型PLC的指令執行時間僅需要0.08us，甚至會大大超過那些大型的可編程控制器的執行速度；其其有16輸出點和24個輸入點，并采用繼電器輸出形式，驅動交直流的負載電流控制在2A左右，并且可以在其輸入端內部設置專門的24V直流電源來負責為其提供直流電源，從而確保其正常的運行。

2.3控制系統PLC接線圖

本次立體車庫控制系統PLC的接線設計為：橫向和縱向升降電機是升降偏移式立體停車庫控制系統中主單元的主要控制系統，其實際上就是使二者可以在特定時間實現正反轉，接著要合理設置立體車庫中的各種輔助裝置，以確保載車板可以通過橫移運動和豎向升降運動而達到特定的位置，其主要依靠雙穩態磁性開關來加以實現。

2.4控制系統PLC控制程序設計

本次設計所選的PL C存取車控制系統主要以中層和上層的車位為主，而對于底層的停車位而言，存取車只需要直接開進開出即可。控制軟件程序的編寫主要采用梯形圖語言。［4］另外，還需要注意的是，載車板用鏈條及其上的吊點懸吊在托架上，當其處于靜止狀態的時候，需要將相應的防墜掛鉤與載車板保持連接的緊密性。

根據上述立體車庫的運行原理和控制要求，其程序設計方案主要為：程序所用狀態元件、數據存儲器以及定時器等均需要具備掉電保護功能，以確保系統的意外掉電可以及時保存掉電前的現場信息，從而可以在有電后繼續進行斷電前的動作。當出現機械故障或者電器故障的時候，要及時按下急停按鈕來終止系統的運行，并及時保存現場的斷點信息。另外，針對全自動控制方式而言，系統可以根據鍵入的載車板進出命令來自行判斷并執行載車板的移動路徑，從而完成載車板的進出動作。

總之，立體車庫具有占地面積小、停開車高效、配置比較方便等優點，是當前我國未來一段時期內解決“停車難”問題的有效手段。

參考文獻：

［1］劉超，劉煒等.基于 PLC的立體車庫設計與實現［J］.電子世界.2014（19）:135-136.

［2］劉屹巍.基于 PLC的立體車庫控制系統設計［J］.科學技術與工程.2011（27）:6735-6738.

［3］潘曉晶，張能.基于PLC的智能化立體車庫的軟件設計［J］.蘇州科技學院學報.2011（2）:50-52.

［4］王兵.基于PLC的立體車庫控制系統設計［J］.硅谷.2011（23）:63-64.

（責任編輯：廖建勇）

中圖分類號：TL503.6

文獻標識碼：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.048

文章編號：1672–7304（2016）01–0101–02

作者簡介：翟彥景（1982-），女，山東濟寧人，研究方向：電氣信息與自動化。

The Software Design and Analysis of Three-Dimensional Garage Control System Based on PLC

ZHAI Yan-jing
（Jimei University， Xiamen Fujian 361000）

Abstract：In recent years， the increase of cars and other motor vehicles has made a great convenience for people’s daily lives. So it is imperative to develop a new type of parking way. Under such background， the three-dimensional garage came into being. This kind of garage has the advantages of occupying small floor space and being applied conveniently， which can efficiently solve the parking problems in large and medium-sized cities in China. Therefore， the research object of this paper is the three-dimensional garage. And， it makes a deep analysis on the software design and analysis of Three-Dimensional garage control system based on PLC.

Keywords：PLC； Three-Dimensional Garage； Control system； Software design