基于PLC的垂直提升式立体车库控制系统的设计

摘 要：本文设计的垂直提升式立体车库控制系统实现了立体车库的自动控制。首先设计了立体车库模型构成主框架模块，通过西门子S7-300系列PLC控制三轴立体传动机构输送车辆。系统软件设计了优先等级寻位法，提高立体车库存取车效率。通过调试实验，实现了模拟车库的存取车、实时监控和调位等功能，并验证了设计方案的合理性。

关键词：立体车库；西门子S7-300；三轴立体传动；优先等级寻位

随着我国城镇人口数量的巨增和经济发展速度的加快以及城市现代化水平的提高，汽车产量迅猛增长。近些年，立体车库因占地面积少，采取多层结构存放，充分利用空间，能较好地解决现代都市停车难的局面。采用靈活的传输设备和物流线路以及可靠的控制系统是实现立体车库自动化的关键，可以使立体车库管理进入智能化、科学化、一体化的智能管理阶段。

1 立体车库的机械结构设计

本文设计的垂直提升式立体车库的机械设计是以二维立体车库为研究对象，设计的三维运动存取系统。以PLC为控制核心，实现实时监测车库停车信息功能。

垂直提升式立体车库的支撑结构，通常采用钢结构。这样搭建的主框架，占地面积小，只需两个车位的占地面积即可停放八辆车，并后续可继续扩展。该立体车库的传动机构选用三个减速电机，通过传送带和升降台实现立体车库X，Y，Z三个方向的往复运动。每个车位和载车板均安装有红外传感器，检测当前有无汽车停放。

2 立体车库的控制系统设计

通过对立体车库自动控制系统的功能分析，输入量包括手动控制按钮，库位的光电开关检测，共包括16个数字量输入口，系统输出口共计需要13个，分别为对三个电机的正反转的输出和数码管显示的输出。

基于PLC的立体车库控制系统除了全自动的模式外还有的手动控制系统通过PLC连接启动按键，停止按键，存车按键，取车按键以及手动控制每个方向运转的按钮。PLC接线图如图2所示。

3 系统软件设计

系统软件功能实现存取车以及实时监控的过程。系统可以选择手动操作或自动操作，之后判断是否存车，若库位为空可以停车则进入存车模块进行存车操作；若判断出优先级高的车库有车则进行对下一库位的判断继续循环之前的流程。取车模式下先判断车库是否有车，再选择要取的车位进行取车操作。

为了实现立体车库快速有序的存取，通过将立体车库的车位按照存取时间长短进行编号，并在软件中实现优先等级寻位法存取策略，使存放车辆的时间最短。系统软件流程图如图3所示。

4 结论

本系统硬件结合工业实际，搭建了可以进行三轴运动的机械运动系统，应用西门子PLC进行控制性，设计了基于漫反射式光电传感器的检测电路，实现了立体车库的存取车功能，实现了对立体车库的自动化管理。在存车操作中，设计了优先等级寻位法，减小存车时间，提高车库使用效率。验证了存车策略的可行性，具有较强的实用性和推广性。

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作者简介：赵月姣（1992-），女，硕士，主要研究方向：控制理论与控制工程。