基于PLC智能控制立體車庫控制系統研究

高靜

摘 要：為解決社會停車難及節省空間，研究了立體車庫，本文主要是對立體車庫控制系統進行研究。

關鍵詞：立體車庫;控制系統;升降橫移式;PLC

一、緒論

隨著社會的進步以及經濟的發展，汽車的數量越來越多，停車變得非常困難。當今，停車難已經成為現代城市居住區最突出的問題。

在當今的大中城市，汽車數量的增加與停車難是最突出的矛盾。車庫或是停車場的每一個停車位是有限的，但是私家車的數量越來越多，沒地方停車的問題越來越嚴重。基于此，從立體車庫的建造成本和應用效率等方面綜合考慮，選用了升降橫移式立體車庫為本文的研究對象。

二、車庫運行原理

本文是以6+6+9=21的結構、3層3列3行1個存車位的地上的升降橫移式立體停車庫為研究對象。車庫的運行原理是通過載車板的水平橫向左移或右移運動、縱向前進或后退移動、垂直下降運動到底層便于管理員和車主存取車。

立體停車庫的工作原理如下：底層車位內的車板移動方向受到限制，只能橫向移動和平移;最高層車位的移動車板與底層車板功能不同，能做到平移、上升和下降運動;相比兩端，中間層的移動車板不光要能上升或者下降，也要實現頂層和底層的平移及橫移功能。首層和第二層都必須各留取靠近中間的一列作為巷道，這樣做是為了建立進出車和升降通道做準備。第三層則不需要建立巷道。底層第1行的車位可直接進出車，不需要要求別的層的載車板的移動就可以直接出車;底層的第2行第3行的車位進出車時，首先要求前面的車位內的載車板移動到對應行的空當載車板處，再垂直向前進到第1行來實現存取車的功能。當有車輛要進入第2層或者第3層時，最先考慮的是把最下面對應的車位的移動板橫向移動，建立了出入車通道，接到信號命令載車板上升或者下降到底層，之后前進到交接處進行人工存取車操作。動作完成時，所有載車板都恢復到原始位置，等待新的命令進行。

三、立體停車庫控制系統簡介

（一）控制系統的分析

立體停車庫的傳輸設備是智能立體停車庫控制系統的研究重點。因為該系統涉及的設備多，所以輸出端子和輸入端子非常的多，并且需要許多接觸器與其連接，中間繼電器和其他設備實現存儲和傳送信息。但繼電器控制的安全性和可靠性不高，不能實現系統的工作功能，所以我選擇用一個PLC控制所有設備的輸入端及輸出端，從而形成一個能實現應用功能的系統。根據以上原因，選用PLC作為控制器。

按照設計想法，該控制系統由PLC構成，車板上是否有車輛通過光電開關控制輸入端進行判定;車板是否達到預設位置通過接近開關實現檢測控制，當有車輛存入時，對停在車板上的車輛進行信號檢測判定是否停在正確位置;傳動電機的正反轉控制的完成是在電機的輸出端用接觸器實現的。除此之外設備的安全保護通過用許多繼電器實現按鈕和接觸器的鎖定控制功能。

至于控制方面的需求，該車庫控制系統的控制方式應該有三種，分別為自動急停控制、自動控制、手動控制，在平時實現自動運行狀態是自動控制;當要進行調試、維護時用手動，如果出現意外時采用急停控制方式。通電時表示電源的指示燈亮，這時該裝置會出現以下幾種工作狀態：

（1）手動操作：電控箱的“手動/停止/自動”選擇器切換到“手動”位置，手動指標，可以選擇電動計數器上的手動按鈕板和升降和移動的操作選擇開關操作;

（2）將“手動/停止/自動”開關切換到“自動”位置，可以完成電控箱的自動運行，與此同時，按下按鈕，用PLC設定指令條碼然后用打印機打印條形碼，通過車上條形碼移走你的車。最后可以由條形碼的信息“條形碼掃描器”PLC，通過PLC的處理，可以改變位移，從而實現自動獲得一輛車;

（3）將“自動/停止/手動”開關切換到“停止”擋位時實現停止功能，這時設備復位正常停止，然后切斷電柜電源，終止設備運行;

還有以下幾種保護功能：

①電源保護設備，以便在突然停電，恢復供電后，電力系統繼續按照以往的動作進行操作;

②當車身過長時，會出現報警提示，當解除報警提示時，移動車位才能復位繼續工作，這種保護為超長保護;

③如遇到緊急情況或者發生故障時，要按下急停開關，停止設備工作這種保護為急停保護。當把緊急狀況解除后，在復位急停按鈕，這時裝置將按照急停前操作運行，直到按下停止開關才正常停止;

④當駕駛員下車并走到黃色警戒線外時，進行離車保護，這時移動車位開始工作。

除此之外，車庫要達到安全穩定、工作可靠、效率高、運行速度快的控制要求，電機正反轉用PLC編程驅動，使移動車板運行到預定的位置。車庫控制系統的穩定運行用PLC保障穩定運轉，從而達到存車取車的工作要求，如車庫的耐久性、穩定性、適用性、可靠性等。

（二）控制系統的總體設計方案

在以上對該控制系統設計分析的基礎上，本設計控制系統中的主控制器選用西門子S7系列中PLCS7-200。該控制系統的基本思路有以下幾個部分：

第一點，要清楚并分析的工作系統的原理及過程;然后選定PLC的種類并選定硬件設備;了解PLC設計輸入、輸出設備，穩壓電源連接關系;之后，根據控制任務用PLC編制系統程序;將PLC中編輯好的程序下載，觀察程序運行是否正確。若出現故障，最后進行程序的調試。圖1為立體車庫控制系統的結構圖。

在完成以上系統的重要設計思路基礎上，分段詳細研究下面三個方面：第一，對立體橫移式車庫系統中硬件部分的分析設計;第二，該系統不同種類的檢測信號用程序來實現，通過PLC編程驅動傳動裝置;第三，制作車庫模型，并對其進行測試，并在測試過程中適當調試。

升降橫移式立體車庫控制系統的主要控制系統采用西門子S7系列的PLC-200機型，輸入輸出設備都在運行過程中有著明確的作用。輸入設備包括設備光電開關、接近開關、報警按鈕及其他檢查裝置。輸出設備包括橫移電機、蜂鳴器、運行顯示控制燈、平移電動機、升降電動機、報警燈等執行機構。

系統中硬件主要研究PLC型號的選擇，PLC的輸入和輸出端口的地址分配，和CPU外部接線和功能模塊的設計。

除此之外，車庫主電路的設計以及動力設計;自動存取車程序設計，手動和電路控制電路的設計;電路安全保護設計，顯示、報警、控制電路的設計。

該系統的電腦操作部分用細化的模式進行設計，這樣的作用是容易進行編程。這樣的優點設計容易改正，簡單明了，初始化程序便捷。立體車庫中關鍵的程序有初始程序，主目錄程序，自動存取車程序和載車板復位程序，報警程序，運行顯示程序。

通過結合系統硬件和軟件部分的設計內容，設計出一款升降橫移式立體車庫其控制特點智能化，自動化。在本質上解決了大城市停車困難沒有車位的問題。并改善了城市交通擁堵的現象，方便了人們出行與工作，削減了交通事故發生的次數，提高了人們的生活質量。

參考文獻

[1] 陳首虹.基于PLC智能化控制的立體車庫的研究[J].科技資訊，2011（7）：24-25.

[2] 姜濤.西安市停車問題研究與對策[J].中華民居（下旬刊），2013（5）：55-57.

[3] 王新生，張華強.基于PLC的立體車庫控制系統設計[J].工業控制計算機，2005（3）：42-43.

[4] 方躍勝.立體車庫自動監控系統的設計與開發[J].計算機與現代化，2009（12）：36-40.