基于PLC的垂直提升式立體車庫控制系統的設計

摘 要：本文設計的垂直提升式立體車庫控制系統實現了立體車庫的自動控制。首先設計了立體車庫模型構成主框架模塊，通過西門子S7-300系列PLC控制三軸立體傳動機構輸送車輛。系統軟件設計了優先等級尋位法，提高立體車庫存取車效率。通過調試實驗，實現了模擬車庫的存取車、實時監控和調位等功能，并驗證了設計方案的合理性。

關鍵詞：立體車庫；西門子S7-300；三軸立體傳動；優先等級尋位

隨著我國城鎮人口數量的巨增和經濟發展速度的加快以及城市現代化水平的提高，汽車產量迅猛增長。近些年，立體車庫因占地面積少，采取多層結構存放，充分利用空間，能較好地解決現代都市停車難的局面。采用靈活的傳輸設備和物流線路以及可靠的控制系統是實現立體車庫自動化的關鍵，可以使立體車庫管理進入智能化、科學化、一體化的智能管理階段。

1 立體車庫的機械結構設計

本文設計的垂直提升式立體車庫的機械設計是以二維立體車庫為研究對象，設計的三維運動存取系統。以PLC為控制核心，實現實時監測車庫停車信息功能。

垂直提升式立體車庫的支撐結構，通常采用鋼結構。這樣搭建的主框架，占地面積小，只需兩個車位的占地面積即可停放八輛車，并后續可繼續擴展。該立體車庫的傳動機構選用三個減速電機，通過傳送帶和升降臺實現立體車庫X，Y，Z三個方向的往復運動。每個車位和載車板均安裝有紅外傳感器，檢測當前有無汽車停放。

2 立體車庫的控制系統設計

通過對立體車庫自動控制系統的功能分析，輸入量包括手動控制按鈕，庫位的光電開關檢測，共包括16個數字量輸入口，系統輸出口共計需要13個，分別為對三個電機的正反轉的輸出和數碼管顯示的輸出。

基于PLC的立體車庫控制系統除了全自動的模式外還有的手動控制系統通過PLC連接啟動按鍵，停止按鍵，存車按鍵，取車按鍵以及手動控制每個方向運轉的按鈕。PLC接線圖如圖2所示。

3 系統軟件設計

系統軟件功能實現存取車以及實時監控的過程。系統可以選擇手動操作或自動操作，之后判斷是否存車，若庫位為空可以停車則進入存車模塊進行存車操作；若判斷出優先級高的車庫有車則進行對下一庫位的判斷繼續循環之前的流程。取車模式下先判斷車庫是否有車，再選擇要取的車位進行取車操作。

為了實現立體車庫快速有序的存取，通過將立體車庫的車位按照存取時間長短進行編號，并在軟件中實現優先等級尋位法存取策略，使存放車輛的時間最短。系統軟件流程圖如圖3所示。

4 結論

本系統硬件結合工業實際，搭建了可以進行三軸運動的機械運動系統，應用西門子PLC進行控制性，設計了基于漫反射式光電傳感器的檢測電路，實現了立體車庫的存取車功能，實現了對立體車庫的自動化管理。在存車操作中，設計了優先等級尋位法，減小存車時間，提高車庫使用效率。驗證了存車策略的可行性，具有較強的實用性和推廣性。

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作者簡介：趙月姣（1992-），女，碩士，主要研究方向：控制理論與控制工程。