基于PLC智能控制立体车库控制系统研究

高静

摘 要：为解决社会停车难及节省空间，研究了立体车库，本文主要是对立体车库控制系统进行研究。

关键词：立体车库;控制系统;升降横移式;PLC

一、绪论

随着社会的进步以及经济的发展，汽车的数量越来越多，停车变得非常困难。当今，停车难已经成为现代城市居住区最突出的问题。

在当今的大中城市，汽车数量的增加与停车难是最突出的矛盾。车库或是停车场的每一个停车位是有限的，但是私家车的数量越来越多，没地方停车的问题越来越严重。基于此，从立体车库的建造成本和应用效率等方面综合考虑，选用了升降横移式立体车库为本文的研究对象。

二、车库运行原理

本文是以6+6+9=21的结构、3层3列3行1个存车位的地上的升降横移式立体停车库为研究对象。车库的运行原理是通过载车板的水平横向左移或右移运动、纵向前进或后退移动、垂直下降运动到底层便于管理员和车主存取车。

立体停车库的工作原理如下：底层车位内的车板移动方向受到限制，只能横向移动和平移;最高层车位的移动车板与底层车板功能不同，能做到平移、上升和下降运动;相比两端，中间层的移动车板不光要能上升或者下降，也要实现顶层和底层的平移及横移功能。首层和第二层都必须各留取靠近中间的一列作为巷道，这样做是为了建立进出车和升降通道做准备。第三层则不需要建立巷道。底层第1行的车位可直接进出车，不需要要求别的层的载车板的移动就可以直接出车;底层的第2行第3行的车位进出车时，首先要求前面的车位内的载车板移动到对应行的空当载车板处，再垂直向前进到第1行来实现存取车的功能。当有车辆要进入第2层或者第3层时，最先考虑的是把最下面对应的车位的移动板横向移动，建立了出入车通道，接到信号命令载车板上升或者下降到底层，之后前进到交接处进行人工存取车操作。动作完成时，所有载车板都恢复到原始位置，等待新的命令进行。

三、立体停车库控制系统简介

（一）控制系统的分析

立体停车库的传输设备是智能立体停车库控制系统的研究重点。因为该系统涉及的设备多，所以输出端子和输入端子非常的多，并且需要许多接触器与其连接，中间继电器和其他设备实现存储和传送信息。但继电器控制的安全性和可靠性不高，不能实现系统的工作功能，所以我选择用一个PLC控制所有设备的输入端及输出端，从而形成一个能实现应用功能的系统。根据以上原因，选用PLC作为控制器。

按照设计想法，该控制系统由PLC构成，车板上是否有车辆通过光电开关控制输入端进行判定;车板是否达到预设位置通过接近开关实现检测控制，当有车辆存入时，对停在车板上的车辆进行信号检测判定是否停在正确位置;传动电机的正反转控制的完成是在电机的输出端用接触器实现的。除此之外设备的安全保护通过用许多继电器实现按钮和接触器的锁定控制功能。

至于控制方面的需求，该车库控制系统的控制方式应该有三种，分别为自动急停控制、自动控制、手动控制，在平时实现自动运行状态是自动控制;当要进行调试、维护时用手动，如果出现意外时采用急停控制方式。通电时表示电源的指示灯亮，这时该装置会出现以下几种工作状态：

（1）手动操作：电控箱的“手动/停止/自动”选择器切换到“手动”位置，手动指标，可以选择电动计数器上的手动按钮板和升降和移动的操作选择开关操作;

（2）将“手动/停止/自动”开关切换到“自动”位置，可以完成电控箱的自动运行，与此同时，按下按钮，用PLC设定指令条码然后用打印机打印条形码，通过车上条形码移走你的车。最后可以由条形码的信息“条形码扫描器”PLC，通过PLC的处理，可以改变位移，从而实现自动获得一辆车;

（3）将“自动/停止/手动”开关切换到“停止”挡位时实现停止功能，这时设备复位正常停止，然后切断电柜电源，终止设备运行;

还有以下几种保护功能：

①电源保护设备，以便在突然停电，恢复供电后，电力系统继续按照以往的动作进行操作;

②当车身过长时，会出现报警提示，当解除报警提示时，移动车位才能复位继续工作，这种保护为超长保护;

③如遇到紧急情况或者发生故障时，要按下急停开关，停止设备工作这种保护为急停保护。当把紧急状况解除后，在复位急停按钮，这时装置将按照急停前操作运行，直到按下停止开关才正常停止;

④当驾驶员下车并走到黄色警戒线外时，进行离车保护，这时移动车位开始工作。

除此之外，车库要达到安全稳定、工作可靠、效率高、运行速度快的控制要求，电机正反转用PLC编程驱动，使移动车板运行到预定的位置。车库控制系统的稳定运行用PLC保障稳定运转，从而达到存车取车的工作要求，如车库的耐久性、稳定性、适用性、可靠性等。

（二）控制系统的总体设计方案

在以上对该控制系统设计分析的基础上，本设计控制系统中的主控制器选用西门子S7系列中PLCS7-200。该控制系统的基本思路有以下几个部分：

第一点，要清楚并分析的工作系统的原理及过程;然后选定PLC的种类并选定硬件设备;了解PLC设计输入、输出设备，稳压电源连接关系;之后，根据控制任务用PLC编制系统程序;将PLC中编辑好的程序下载，观察程序运行是否正确。若出现故障，最后进行程序的调试。图1为立体车库控制系统的结构图。

在完成以上系统的重要设计思路基础上，分段详细研究下面三个方面：第一，对立体横移式车库系统中硬件部分的分析设计;第二，该系统不同种类的检测信号用程序来实现，通过PLC编程驱动传动装置;第三，制作车库模型，并对其进行测试，并在测试过程中适当调试。

升降横移式立体车库控制系统的主要控制系统采用西门子S7系列的PLC-200机型，输入输出设备都在运行过程中有着明确的作用。输入设备包括设备光电开关、接近开关、报警按钮及其他检查装置。输出设备包括横移电机、蜂鸣器、运行显示控制灯、平移电动机、升降电动机、报警灯等执行机构。

系统中硬件主要研究PLC型号的选择，PLC的输入和输出端口的地址分配，和CPU外部接线和功能模块的设计。

除此之外，车库主电路的设计以及动力设计;自动存取车程序设计，手动和电路控制电路的设计;电路安全保护设计，显示、报警、控制电路的设计。

该系统的电脑操作部分用细化的模式进行设计，这样的作用是容易进行编程。这样的优点设计容易改正，简单明了，初始化程序便捷。立体车库中关键的程序有初始程序，主目录程序，自动存取车程序和载车板复位程序，报警程序，运行显示程序。

通过结合系统硬件和软件部分的设计内容，设计出一款升降横移式立体车库其控制特点智能化，自动化。在本质上解决了大城市停车困难没有车位的问题。并改善了城市交通拥堵的现象，方便了人们出行与工作，削减了交通事故发生的次数，提高了人们的生活质量。

参考文献

[1] 陈首虹.基于PLC智能化控制的立体车库的研究[J].科技资讯，2011（7）：24-25.

[2] 姜涛.西安市停车问题研究与对策[J].中华民居（下旬刊），2013（5）：55-57.

[3] 王新生，张华强.基于PLC的立体车库控制系统设计[J].工业控制计算机，2005（3）：42-43.

[4] 方跃胜.立体车库自动监控系统的设计与开发[J].计算机与現代化，2009（12）：36-40.