基于PLC地下智能立体车库控制系统设计

王礼平

摘 要：随着经济社会的不断进步，我国的汽车普及率越来越高，但在许多公共场合如住宅小区、写字楼、商业区等繁华地段往往存在车辆停放困难的现象，传统车库的容量和设计难以满足当前车辆停放的需求，为解决这种困难，基于PLC的地下智能立体车库控制系统应运而生。为此，本文针对基于PLC的地下智能立体车库的概念进行阐释，并从地下智能立体车库的硬件系统设计、控制系统软件设计等方面进行研究分析，以期对基于PLC的地下智能立体车库控制系统的完善优化提供参考。

关键词：PLC；地下智能立体车库；控制系统；升降横移

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.120

0 前言

在许多大中小城市中，越来越多的家庭拥有两辆以上的车辆，同时这些车辆的大部分时间处于停泊状态中，而城市用地中用于停泊车辆的面积有限，导致市区的商业街、居民小区以及企业等地段停车困难，基于PLC的地下智能立体车库能够有效解决停车困难的问题，并具有结构较为简单、规模变化灵活、场地适应性较强的优点，为此本文针对基于PLC的地下智能立体车库控制系统的设计进行研究，先对PLC以及地下智能立体车库的相关概念进行阐释，再对其硬件系统设计以及控制系统的软件设计等方面进行分析研究。

1 基于PLC的地下智能立体车库的相关概念

1.1 PLC的概念以及工作原理

PLC即可编程逻辑控制器，这种设备本质上是一种带有编程功能的存储器，通过PLC能够对其内部存储的程序进行逻辑运算、顺序控制等，完成各种面向用户的指令，同时通过数字或者模拟信号的输入和输出来控制机设备的生产操作过程。

PLC的工作包括三个阶段：输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。这三个步骤的完成能够成为一个扫描周期，PLC的CPU对不同的用户重复进行扫描周期的工作。

1.2 立体车库

立体车库是一种将顺序控制、运动控制、过程控制结合在同一机电体中的现代化产品。立体车库的主要功能是通过控制系统的管理实现车辆的存取自动化。

如图1所示，空位处为无载车板的空间，是车辆升降移动的通道，空车位不进行车辆存档，在地面层一层的的车辆可以直接存取，载车板只进行横向平移，二、三、四层的载车板除了进行横向移动，还承担着上下移动的功能，但顶层的载车板不能进行横向平移，只能进行上下的移动，智能立体车库系统通过PLC实现对电机的控制，通过一系列数据的处理，实现车位的升降和横移，达到自动存取车辆的目的。

1.3 基于PLC的地下智能立体车库的优势

基于PLC的地下立体智能车库系统采用RFID的射频识别技术对车辆进行识别，不仅在地下一层进行车辆停泊，还能在保证建筑安全的前提下，利用地下三层进行车辆停放，提高了对地下空间的利用率；除此之外，智能化也提高了系统的安全性，传统车库需要车主进入车库寻找车位，带来许多安全隐患，但地下智能车库系统从存车到取车的全部过程都是自动完成，车主可以不需要深入车库，提高了安全性和效率。

2 地下智能立体车库控制系统的硬件系统设计

地下智能立体车库系统的控制核心是PLC。PLC设备的发展较为迅速并不断创新，目前市场上PLC品牌数量较多，应用较为广泛的有Siemens、Schneider、AB、GE、松下、三菱、OMRON等，这些品牌都存在着各自的优缺点，进行产品选择应从系统要求、I/O分配、性价比等性能进行考虑，搭配地下智能立体车库的应用实际进行选择。本文选择三菱FX系列的FX2N-128MR作为控制的核心。地下智能立体车库系统结合了RFID射频识别技术，通过扫描识别对车辆的停泊位置进行自动分配，同时还结合驱动闸门的升降和平面往复搬运的协调动作完成对车辆存取。地面上实现车辆停泊的枢纽设施是地上存取车亭系统，其中设置了RFID射频卡阅读器、自动道闸以及车亭进出自动门与连接地上地下的升降机组成。

在地下智能立体车库系统中，三层立体车库是应用较为广泛的一种，该系统主要从上到下分为ABC三层，每一层都有一个独立的平面往复搬运机，使得层与层之间的平面往复搬运机不会相互干扰。而系统中的垂直升降机与地面的存取车亭系统相互联系，在没有存取指令时，存车升降机处于地面等高处进行待命，取车升降机则位于底层待命。

3 地下智能立体车库控制系统的程序设计

系统采用步进方式进行程序的编写，其整体的程序框图如下：

进行软件编程的内容主要包括两部分：一是手动挡位的编程，二是自动挡位的编程。两种编程内容具有不同的功能。

手动挡位编程主要是提供给对系统进行检修、管理与维护的工作人员使用，其设计系统的主要思路是，如果PLC的控制系统出现了问题，维修技术人员怎样进行故障的检查，并进一步排除故障，因此在维护管理的人员选择手动挡位时，对控制面板的车位按钮直接进行操作，这样能够直接对车位进行移动升降。这种方法能够有效地对每一个车位进行无遗漏的故障检查，操作的准确性较高。在完成检查后确认停车准备，将车库门关闭然后手动对所有载车板位置进行复位的调整。

自动挡的编程则关系着整个系统的自动化程度和运行流畅度，直接决定了存取车系统运行的效率，在设计自动挡的存取车程序应采取最优化的存取车策略，以高效安全地完成存取车操作。

图3是三层立体车库自动挡位控制的设计流程图，当操作人员选择自动挡位时，系统开始自动工作，车主按下存车按钮，并选择空余车位号码，系统会对数据进行自动的记录，然后系统对车位号进行识别，判断其层数（譬如选择车位在3层），然后确定其是否具有直接下降的通道，如果沒有直接下降的通道，系统将会把1层和2层的载车板横移，通过创建两个空车位的下降通道，使得3层载车板先下降到一层，然后系统开启车库门，车主进行停车，然后在一层的光电位置检测开关工作，确认停车的位置正确，车主离开，关闭车库门，再将所有载车板复位，存车过程就此结束。取车过程也与此类似。

4 结束语

为解决当前居民小区、写字楼、商业区停车困难的问题，采用基于PLC的地下智能立体车库系统能够有效解决停车位不足的问题，进行地下智能立体车库系统的控制设计中，主要包括硬件系统设计和控制系统软件设计两部分，通过车主进行空车位选择，载车板对车辆进行升降和平面的移动进行车辆停泊，然后系统进行车位的复位，完成存车的过程。

参考文献：

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