智能立體停車庫系統的研究與設計

牛羽新+魏東輝+高明+徐佳音

摘 要 本文先分析了不同類型的車庫功能特點和適用范疇，詳細介紹立體停車庫的機械構造、電氣結構與安全裝備設計，從硬件的層面對整個車庫的結構進行闡述；在控制系統設計中確定了以 PLC為主控單元的控制方案，并對控制系統的輸入、輸出進行了詳細分析，完成了控制系統的輸入、輸出分配和 PLC選型，設計了控制系統的程序流程圖，完成了立體車庫控制系統設計。

關鍵詞 智能 立體停車庫

中圖分類號：TP278 文獻標識碼：A

1研究的目的與意義

現在還沒有針對城市住宅小區，特別是在一二線汽車保有量大的城市中的立體車庫，來解決私人汽車的停放問題。為了解決我國住宅小區內找車位難、停車難的問題，現提出可以利用小區內較小的面積，建立中小型的多層立體停車庫。并接入城市中車庫的通信管理系統再配合手機APP進行車位的查找，能使住戶存取車輛時，得到方便、快捷、安全和可靠的用戶體驗。升降橫移式立體停車庫對土地的利用率和空間利用率很高，使用時的操作也很靈活、方便同時也能適應各種室內外環境，被認為是解決大城市住宅小區停車問題的主要手段之一。

2系統工作流程

在立體停車庫監控系統的設計中，主要存在電機的啟動和傳感器的檢測等開關量信號，主控單元控制系統由歐姆龍S7-200版PLC進行編程。初步估計需使用兩臺橫移電機，三臺升降電機。各種傳感器信號被檢測后，通過數字輸入（DI）輸入到PLC、PLC經過運算，通過數字輸出（DO）將信號輸出并傳送給立體停車庫，實現對電機等執行元件的控制，立體停車庫控制系統信息流程如圖1所示：

3檢測信號算法設計

3.1車庫檢測信號

控制程序根據檢測到的信號順序執行，控制輸出，因此檢測信號成為控制程序執行的重要依據。對于在二層（及以上）的每個車托，其運行狀態只存在上升、下降兩種，車托板停放位置也只有上位或下位，所以都有以下檢測信號：車托板上位，車托板上極限，車托板下位，車托板下極限。車托板在上位時，都會設安全掛鉤，掛鉤也為通電閉合和斷電打開兩種狀態，并設置特定的行程開關獲取掛鉤的狀態信息。車托板向上運行過程中，檢測到上位信號，則自動停止運行；如果上位開關被損壞，系統未檢測到信號，車托板仍然會繼續向上運行，當運行到上極限開關處時，上極限信號就會自動切斷電機電源，使電機停電，無法繼續運行，起著雙重保險的作用。如果兩道位置開關均被損壞，車托板運行到位而無信號返回時，車托板會繼續上行或下行，從而容易發生不可預料的事故，但有了PLC的時間保護，則能夠對車托板的運行起到第三層的保護。

3.2急停信號

系統必須在方便、合適的位置設有急停開關，以保護人員及財產的安全。一旦發生意外，按下急停開關，即可切斷所有電機的電源使車托板無法繼續運行。

3.3輸入、輸出控制信號

因輸入、輸出控制信號較多，所以先將兩者分開進行單獨分析，然后再對PLC進行選型后可以確定控制系統的輸入、輸出設備及對應的輸入、輸出分配信號表。

4安全系統設計

用PLC進行系統控制時，有自動、手動兩種方式。在兩種方式同時使用時，所有信號進入PLC后，PLC將按照外部檢測信號、輸出控制信號、正反轉接觸器線圈（控制電機）和各電機接觸器線圈，來控制各車托板的運行狀態。

（1）超長開關只要有一個被遮擋（無論是前部還是后部），所有的車托板都立即停止動作。

（2）入口處只要檢測到有人員誤入，所有車托板都必須立刻停止動作（無論是橫移還是升降）。只有通過按下“復位”按鈕，才能解除此聯鎖。

（3）只有安全掛鉤置于開啟位置時，才能啟動下降動作。

（4）任何車托板觸發上、下極限位開關后，必須保證立即切除所有電機電源。

（5）人為觸發急停按鈕后，也必須保證立刻斷開所有電機電源。

5結論

中國經濟的高速飛躍推動城市化進程加快，家家戶戶都開始選擇以車代步，而在人口膨脹導致土地資源緊缺的情況下，可以預見的是，立體停車庫的逐步推廣與普及將是未來發展的一大趨勢，而設計及技術的不完備導致到目前為止，我國的立體停車庫的設計與建造仍處于初級階段，為進一步改善這一問題，本文通過對立體停車庫的硬件、控制和管理系統的設計以及聯機實現提供了初步的規劃和研究，具有重大的現實意義和潛在的經濟效益。

參考文獻

[1] 李鐵軍，張淑敏.PLC在數控機床電氣控制方面的應用[J].機械工程師，2005（09）：23-25.

[2] 楊克沖，陳吉紅，鄭小年.數控機床電氣控制[M].武漢：華中科技大學出版社，2005.endprint