车库控制系统软件设计研究

翟彦景（集美大学，福建 厦门 361000）



车库控制系统软件设计研究

翟彦景
（集美大学，福建 厦门 361000）

摘 要：近些年来，汽车等机动车辆的增加在为人们生活提供极大便利的同时，也使“停车难”问题越发凸显。立体车库应运而生，其具有占地面积小、使用方面等优点，可以显著解决当前我国大中型城市所存在的停车问题。以立体车库为研究对象，就其基于PLC的控制系统软件设计进行了探究。

关键词：PLC；立体车库；控制系统；软件设计

PLC作为立体车库的控制核心，其直接决定着立体车库的控制质量，所以对立体车库控制系统软件设计进行分析具有重要的意义。

1　立体车库硬件部分概述

本次研究的立体车库属于升降横移式，其基本结构主要包括载车板、升降部分、横移部分、结构框架部分、控制系统和安全防护系统等。图1是本次研究的一个升降机立体车库简化图，其实际上是一个 3×3型七个车位的升降横移式立体车库。而就其具体的停车原理而言，最上层的汽车载板可以做横向和纵向升降运动，而下层载车板却仅能做横向移动。通过中间层与下层的空位，借助载车板的横向换位来将汽车停放在上层或者下降至底层取出，而第一层的存储汽车可以直接开出或者开进，不再需要位置的变换。比如图1-1所示，1号和2号的底层车位可以直接存取，3号车位需要先右移1、2号载车板，再将其下降后方可进行存取操作；4号车位需要先右移2号载板，再将其下降后方可进行存取操作；5号车位需要先右移1、2、3和4号载车板，再将其下降后方可进行存取操作；6号车位则需要先右移2号和4号载车板，再将其下降后方可进行存取操作；而7号车位则需要进行下降后方可进行存取操作。

图1　立体车库简化图

2　立体车库控制系统设计

2.1控制系统整体设计

立体车库的设置大都具有很强的人性化，其具有手动、自动和半自动三种控制方式。全自动方式是直接由计算机来对 PLC下达相关的存取命令来实现存取车操作，同时相应的各项运行状态也可以实时地反馈到特定的计算机显示屏上，具体的原理图如 2所示。［1］这三种运行控制方式可以借助选择开关来加以实现，一般主要以全自动方式来进行控制。而就控制系统的整体结构框图而言，其如图3所示。

图2　原理框图

立体车库的自动存取车控制系统主要包括：（1）采集相关存取车的各种控制信号，并将其输出到控制程序中来实现各项控制操作；（2）车库的各个车位均配备有检测装置，无需人员进行依次寻找即可通过升降装置将其输送到特定的车库位。［2］同时系统的控制面板上也设置有急停按钮，可以将其常闭触点与 PLC进行连接，一旦 PLC失灵或者发生其他意外危险的时候要及时按下急停开关停止车库的运行来避免安全事故的发生。

图3　系统结构框图

2.2PLC的选择

本控制系统主要采用三菱公司所生产的型号为FX2N-80MR-001的PLC，其具有使用方便、抗干扰能力强、结构紧凑和价格便宜等优点，同时其也是三菱FX系列中处理速度最快、功能最强的 PLC，并且具有网络和位置控制等功能。［3］据有关的数据统计，该类型PLC的指令执行时间仅需要0.08us，甚至会大大超过那些大型的可编程控制器的执行速度；其其有16输出点和24个输入点，并采用继电器输出形式，驱动交直流的负载电流控制在2A左右，并且可以在其输入端内部设置专门的24V直流电源来负责为其提供直流电源，从而确保其正常的运行。

2.3控制系统PLC接线图

本次立体车库控制系统PLC的接线设计为：横向和纵向升降电机是升降偏移式立体停车库控制系统中主单元的主要控制系统，其实际上就是使二者可以在特定时间实现正反转，接着要合理设置立体车库中的各种辅助装置，以确保载车板可以通过横移运动和竖向升降运动而达到特定的位置，其主要依靠双稳态磁性开关来加以实现。

2.4控制系统PLC控制程序设计

本次设计所选的PL C存取车控制系统主要以中层和上层的车位为主，而对于底层的停车位而言，存取车只需要直接开进开出即可。控制软件程序的编写主要采用梯形图语言。［4］另外，还需要注意的是，载车板用链条及其上的吊点悬吊在托架上，当其处于静止状态的时候，需要将相应的防坠挂钩与载车板保持连接的紧密性。

根据上述立体车库的运行原理和控制要求，其程序设计方案主要为：程序所用状态元件、数据存储器以及定时器等均需要具备掉电保护功能，以确保系统的意外掉电可以及时保存掉电前的现场信息，从而可以在有电后继续进行断电前的动作。当出现机械故障或者电器故障的时候，要及时按下急停按钮来终止系统的运行，并及时保存现场的断点信息。另外，针对全自动控制方式而言，系统可以根据键入的载车板进出命令来自行判断并执行载车板的移动路径，从而完成载车板的进出动作。

总之，立体车库具有占地面积小、停开车高效、配置比较方便等优点，是当前我国未来一段时期内解决“停车难”问题的有效手段。

参考文献：

［1］刘超，刘炜等.基于 PLC的立体车库设计与实现［J］.电子世界.2014（19）:135-136.

［2］刘屹巍.基于 PLC的立体车库控制系统设计［J］.科学技术与工程.2011（27）:6735-6738.

［3］潘晓晶，张能.基于PLC的智能化立体车库的软件设计［J］.苏州科技学院学报.2011（2）:50-52.

［4］王兵.基于PLC的立体车库控制系统设计［J］.硅谷.2011（23）:63-64.

（责任编辑：廖建勇）

中图分类号：TL503.6

文献标识码：A

doi:10.3969/j.issn.1672-7304.2016.01.048

文章编号：1672–7304（2016）01–0101–02

作者简介：翟彦景（1982-），女，山东济宁人，研究方向：电气信息与自动化。

The Software Design and Analysis of Three-Dimensional Garage Control System Based on PLC

ZHAI Yan-jing
（Jimei University， Xiamen Fujian 361000）

Abstract：In recent years， the increase of cars and other motor vehicles has made a great convenience for people’s daily lives. So it is imperative to develop a new type of parking way. Under such background， the three-dimensional garage came into being. This kind of garage has the advantages of occupying small floor space and being applied conveniently， which can efficiently solve the parking problems in large and medium-sized cities in China. Therefore， the research object of this paper is the three-dimensional garage. And， it makes a deep analysis on the software design and analysis of Three-Dimensional garage control system based on PLC.

Keywords：PLC； Three-Dimensional Garage； Control system； Software design