升降橫移式立體停車庫(kù)電器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

張濤 王衛(wèi)東 譚周政 劉偉

【摘 ?要】本設(shè)計(jì)采用兩層三列式的車庫(kù)結(jié)構(gòu)作為模型。在設(shè)計(jì)升降橫移式立體停車庫(kù)時(shí)使用了先進(jìn)的 PLC 控制，使用編程軟件編制程序，并且經(jīng)過(guò)調(diào)試和運(yùn)行之后，證明可編程式 PLC 作為控制系統(tǒng)使用方便。停車設(shè)備為滿足使用要求，采用了必備的安全措施，即保障汽車安全，又使車庫(kù)能夠全部平穩(wěn)運(yùn)行，從根本上解決了停車?yán)щy的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】立體車庫(kù);控制系統(tǒng);可編程序控制器;PLC

中圖分類號(hào)： ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? 文章編號(hào)：

當(dāng)前我國(guó)一線和二線城市的停車位和汽車保有量的比例約為0.8：1，三線城市的停車位和汽車保有量的比例為1：0.5，總體分析來(lái)看，全國(guó)的停車位缺口目前超過(guò)了5000萬(wàn)。隨著加快城鎮(zhèn)化進(jìn)度，城市停車?yán)щy將會(huì)更加嚴(yán)重，構(gòu)建立體車庫(kù)是解決這個(gè)問(wèn)題的最佳選擇。

一、立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)的原理

整個(gè)立體停車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)由一臺(tái)西門子S7-200 PLC對(duì)停車庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，利用 PLC 驅(qū)動(dòng)電機(jī)來(lái)控制傳動(dòng)裝置，從而來(lái)完成對(duì)汽車的存取工作。

控制裝置的原理：管理人員使用控制板面輸入車號(hào)，控制裝置的平臺(tái)把信息輸送到PLC，控制裝置分析信息之后分配到驅(qū)動(dòng)電機(jī)，由此使車庫(kù)正常運(yùn)行，其控制流程圖如圖1所示。

二、升降橫移立體停車庫(kù)的電器控制系統(tǒng)

升降橫移式立體停車庫(kù)的控制系統(tǒng)有強(qiáng)電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)含有采集信號(hào)、控制輸出和報(bào)警，接觸器線圈接收PLC 的輸出信號(hào)來(lái)控制開(kāi)關(guān)。強(qiáng)電系統(tǒng)有到位限位、電機(jī)控制線路、載車板的上下行程限位和控制電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向接觸器。立體停車庫(kù)使用檢測(cè)系統(tǒng)替代人工找位，利用升降系統(tǒng)把車輛運(yùn)送到車位上。系統(tǒng)的控制面板上備有急停開(kāi)關(guān)，意外發(fā)生的時(shí)侯，急停開(kāi)關(guān)打開(kāi)，如圖2所示。

立體車庫(kù)的系統(tǒng)控制原理：使用人使用系統(tǒng)的平臺(tái)將信息輸送給控制系統(tǒng)處理，完成車庫(kù)的運(yùn)行。

因?yàn)镻LC 的強(qiáng)抗干擾能力，PLC的控制系統(tǒng)大部分使用可編程控制器，尤其是現(xiàn)代化升降橫移式立體停車庫(kù)。

控制系統(tǒng)中的主控對(duì)象是升降和橫移電機(jī)以及各種輔助裝置，控制系統(tǒng)使升降電機(jī)和橫移電機(jī)可以在不同時(shí)間完成正向運(yùn)轉(zhuǎn)和方向運(yùn)轉(zhuǎn)。行程開(kāi)關(guān)可以保障載車板可以橫移或下降或上升到預(yù)定地點(diǎn)。光電開(kāi)關(guān)的作用是判斷有無(wú)車輛在載車板上。同時(shí)使用了安全預(yù)警裝置和傳感器，雖然本控制系統(tǒng)只有開(kāi)關(guān)量輸入但沒(méi)有模擬量輸入，但是憑借隔離變壓器及可編程序控制器的抗干擾能力可滿足要求，因而不需要另增添其余抗干擾方法。

三、PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)核心是PLC，PLC的操作分3種：第一種將現(xiàn)場(chǎng)狀況的數(shù)據(jù)操作聯(lián)系起來(lái);第二種是執(zhí)行用戶程序和服務(wù)以及外部設(shè)備命令;第三種是以系統(tǒng)故障的診斷處理為主的操作。存取操作進(jìn)行時(shí)，使用人在控制平臺(tái)上輸入指令：先判別檢測(cè)裝置狀態(tài)，然后讀取驅(qū)動(dòng)信息反應(yīng)給執(zhí)行裝置，再移動(dòng)載車板，完成移動(dòng)。利用軟硬件信號(hào)聯(lián)鎖、光電檢測(cè)、過(guò)載保護(hù)、防墜保護(hù)以及限位等裝置確保系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。其控制原理如圖3所示。

PLC 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。

程序設(shè)計(jì)方案：

a）將系統(tǒng)的控制信息初始化，掃描各個(gè)位置的開(kāi)關(guān)信號(hào);

b）載車板運(yùn)動(dòng)前，先判斷是否有空位，有空位才可行動(dòng)，前后動(dòng)作互鎖。

c）故障報(bào)警程序可實(shí)時(shí)收集異常信息，及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。倘若PLC程序執(zhí)行中，車輛超長(zhǎng)或者有人、物入侵車庫(kù)空間，PLC根據(jù)閉鎖關(guān)系使設(shè)備停止運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警。

按照立體停車庫(kù)的控制流程圖和實(shí)際設(shè)計(jì)遇到的困難，使用 PLC 梯形圖進(jìn)行編程并且經(jīng)過(guò)多次修改，把停車庫(kù)第二層的三個(gè)車位使用順序編程進(jìn)行自動(dòng)存取，使用主程序調(diào)用對(duì)子程序進(jìn)行調(diào)用來(lái)完成立體停車庫(kù)的自動(dòng)存取。

四、外部電路接線部分設(shè)計(jì)

立體車庫(kù)系統(tǒng)利用 PLC 控制載車板電機(jī)，在不同時(shí)間完成正反轉(zhuǎn)。另外控制車庫(kù)中各種檢測(cè)設(shè)施。為確保存車過(guò)程中的安全和判別載車板上是否有車輛，采用光電感應(yīng)和限位開(kāi)關(guān)，除此之外車庫(kù)還使用了如溫度傳感器和煙霧確保車庫(kù)安全，PLC的外部接線圖如圖 5、圖6所示。

五、結(jié)論

隨著人民生活水平提高以及汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量增長(zhǎng)速度飛快，汽車存取車位少這個(gè)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，所以非常需要立體車庫(kù)。設(shè)計(jì)占地少、停放車輛多并且快速存取的立體停車庫(kù)是目前很多廠商研發(fā)的目標(biāo)。因此本文在研究立體車庫(kù)的發(fā)展技術(shù)與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)升降橫移式立體車庫(kù)進(jìn)行了研究，完成了升降橫移立體車庫(kù)的電氣設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊蘭春等.電梯曳引機(jī)設(shè)計(jì)·安裝·維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000：46-58.

[2] 陳家勝.電梯結(jié)構(gòu)原理及安裝維修[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006：18-90.

[3] 喻樂(lè)康，左東曉.機(jī)械停車庫(kù)的技術(shù)發(fā)展[J].建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理.1999：30-32.

[4] 佳隆等編.都市停車庫(kù)設(shè)計(jì)[M].杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1998：15-83.

[5] 常斗南，李全利.可編程序控制器原理、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.1

[6] 賈德勝.PLC 應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)用子程序[M].北京：人民郵電出版社.2006.17

[7] 張漢杰.現(xiàn)代電梯控制技術(shù)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué).2001.3：30-40

[8] 周美蘭，周封.PLC 電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì)[M].第二版.北京：科學(xué)出版社.2004.8

（作者單位：1，2.中國(guó)石油華北油田公司第一采油廠;3，4.中國(guó)石油華北油田公司第四采油廠）