基于PLC技術的智能車庫優化設計

代夫富 洪晨晨 張婷婷 楊靖

摘?要：為了有效緩解日益增長的汽車保有量與目前車位少、停車難、管理差的城市車庫現狀之間的矛盾，本文針對實際性問題，根據當前科學技術領域的研究成果，優化設計了一款技術先進、自動化程度極高的停車場智能管理系統。該系統將先進的云端計算技術、自動控制技術、人工智能及PLC控制等技術有效地結合，綜合運用于停車場智能管理體系中，創建一種在區域性內全方位發揮作用的準時、高效率的停車智能管理體系，通過采用PLC技術對停車場存取車進行設計，車輛的存取記錄則由云端來進行全方位記錄，停車時長價格結算可由手機或庫外停車操作系統的觸摸屏進行結算，以達到停車場智能化、高效化。

關鍵詞：PLC停車管理系統;泊位預定技術;車庫機械結構

1 引言

本文主要研究設計的是一種基于PLC技術與智能物聯網結合的智能車庫。這種立體車庫主要是由PLC和智能物聯網進行控制，利用云計算可以根據車庫現存車輛和車輛停放的位置，以最快的速度計算出最合適的存取車位，再利用PLC技術控制載車板將汽車送至預定車位，極大的提高了停車和取車的效率，改善車位少、停車難、管理差的城市車庫現狀。

2 智能車庫系統功能設計

2.1車位預留功能

這項功能需PLC和智能物聯網結合實現，軟件需由承辦建造智能車庫方邀軟件開發公司開發與微信和支付寶合作，車主在微信小程序或支付寶城市服務中先行登記自己的車輛信息，絕對保密，系統將此數據上傳云端，便于車主在任何時間地點停車。車主在到達停車場前可先通過手機進行預約停車位，5G云計算將會根據車主事先登記的車輛信息發送給PLC，PLC再根據數據預留出合適車主車型的停車位，預留時間為5分鐘，若車主沒在規定時間進行停車操作，那么該預留車位便會取消，留給下一位預留的車主進行操作。車位停取的實時信息會在網絡上和車庫門前的觸摸屏上顯示出來，當然，車主也可以在車庫門前的觸摸屏上進行實時操作，做為收費依據。

2.2 車輛停取功能

因車庫是復式結構，相對封閉，因此車主只需將車開到指定停車道，停車道上鋪有傳輸帶。車主將車停好后，可以在手機或車庫外觸摸屏上進行確認停車操作，網絡接收數據，當數據傳輸完成時，PLC接收信號，驅動車庫內機械載車板與停車道上傳輸帶完美契合，傳輸帶自動將車運輸到機械載車板上，載車板上機械固定裝置將車輛固定，平穩安全的送達至指定停車位，同理，取車的時候車主可通過手機或觸摸屏操作，車主只需在指定的安全地帶等候即可，停車或取車時間大概1分鐘即可。

2.3 車庫控制原理設計

本文設計是基于PLC和智能物聯網與5G網絡的結合，來實現越來越智能化的停車系統。5G云端能存儲極大的車輛車位信息，前文所提到的預留系統就需要5G的云計算來進行，云端會記錄下每輛車的出入信息，實時更新車庫里停車位是否空閑的情況，便于多位車主隨時停車。在5G和智能物聯網的結合下，無需車主決定，系統會根據已知車輛信息，預留好停車位，再由PLC控制車輛的存取的機械運動。車輛出入庫流程如下圖1所示。

3 智能車庫機械結構設計

3.1 主框架部分

材料選用45號鋼和2020B型號的鋁材復合搭建，基本輪廓如圖2所示。

主體鋼結構可采用H型鋼、槽鋼、鋼板焊接成型，用高強度螺栓連接成框架結構，具有很好的強度和剛性。為了防銹與美觀，一般在涂敷前進行噴砂、噴丸或機械除銹等處理方法。防腐涂層一般要用底漆、中間漆和面漆;底漆跟熱浸鋅的機理是一樣的，犧牲涂層保護基材，面漆起到密封氣孔和美觀的作用。

3.2 載車板的組成

載車板是停車設備中用來存放汽車的托板，用來承載庫存車輛的運輸工具。本設計載車板采用下置橫移系統，上置提升系統式設計，采用梯形式結構，由高強度鋁合金和波紋板相互咬合拼接成，極大避免了載車板平臺在長期工作過程中的磨損和銹蝕，一定程度上保障了用戶的生命及財產安全。邊梁用高強度螺栓與載車臺連接以保證的剛性與了載車板的鋼度和強度，載車臺設有阻車和限位裝置，以保證運營安全，如圖3和圖4所示。

智能車庫載車板平臺，對載車板的運行進行了優化，采用了數電結合的設計理念，包括傳動軸、傳動帶、傳動電機以及通過若干根轉軸和限位輔助裝置組成，所述傳動軸的兩末端還對應設有用于嚙合至車庫車架相對應的傳動機構上的導向部件，即分別對應設置與之配合的導向槽的導向滾輪。相比與傳統載車板，本設計的載車板簡化了機械結構，使載車板平臺在立體車庫運行過程中能穩定行進，提高運行效率、增加安全性、降低了制造及運行成本，載車板升降機構能使立體停車裝置容車率提高，更便于推廣使用。

4 智能車庫管理系統設計

該車庫控制系統采用了西門子S7-200的PLC和最先進的智能物聯網控制系統和5G網絡技術。本文中的PLC主要負責車庫中機械載車板的運行，計算與停車道傳動帶的精準對接，在車庫用觸摸屏操作的運動一般由PLC進行計算發送信號并實現。只要在5G基站信號覆蓋范圍內，5G云端計算就能無時無刻的更新智能車庫的數據，為用戶呈現實時車位動態信息，5G高達10Gbit/s的數據傳輸率在理論上可以代替PLC的一些數據運行功能，但為了保險起見，該車庫進行5G網絡和PLC雙存儲計算方式，5G主要用于車主遠程預約車位，PLC主要計算用戶在現場操作的數據并運行車輛存取的機械活動，PLC的作用顯而易見，要想做到高效智能，二者缺一不可。若是車庫外固定操作系統無多余的位置，可以用手機掃車庫外二維碼進行登錄確認車主車輛信息，然后進行停取車操作。

5 小結

通過對該智能車庫的研究分析，再結合實際需要，完成了該智能車庫的各方面設計。后期用電腦進行仿真校核，基本達成了該設計的目標，能高效率最大化的進行車輛的存取，實現極高的智能化，自動化，高效化水平。該設計基本解決了傳統車庫停車的難題，很大程度上減少了土地資源的浪費，且建立了更多方便快捷的停車位。

參考文獻

[1]?劉國海.智能化立體車庫現狀與發展趨勢[J].建筑工程技術與設計，2019（17）.

[2]?鄧杰.基于智能技術的機械式立體車庫控制系統設計[J].中國高新科技.2019（13）.

基金項目：滁州職業技術學院大學生科研項目《基于PLC技術的智能車庫優化設計》;

安徽省省級質量工程教研項目《面向技能型創新人才培養的電工電子DIY實驗模式研究》（項目編號：2017jyxm0679）