多层升降横移式立体车库控制系统的设计

（南京莱钢泰达艾利肯车库有限公司，江苏 南京 210000）

1 升降横移车库运行原理

随着时代不断发展，城市中的汽车数量不断增长，停车困难问题日益严重。立体车库的构架模式，符合房地产商开发的设计要求，尤其是升降横移车库，不仅可以成倍地提升停车的位置数量，还呈现出良好的地域适应能力。升降横移车库结构为钢架式，能够实现纵向的延伸操作，并且可以分段或者集中控制，也能够支持横向并列运行，达到单独控制的要求[1]。通过升降横移的方式转移空间形成垂直的通道，通过升降的方式取下从高层位置的车辆，整体采用PLC 进行控制。其运行原理为升降复位，平移不复位[2]。

2 立体车库控制系统设计

2.1 控制系统组成

上位机的监控系统与下位机的PLC 控制系统组合在一起形成立体车库的控制体系。上级的整体线路设备或者是可以选择的网络，与上位机、现场操作机构以及PLC 组合成为监控系统。其中PC 设备属于核心设备，另外还包括配合音效的设备、显示器、打印机以及收款机等诸多设备[3]。将PC 设备作为核心，配合音响、显示设备、打印设备以及收款设备等实现工作目标。上级的整体线路控制设备、网络平台、设备运作的操作机械、IC 卡的磁卡设备以及触摸屏幕等都属于可以选择的设备，希望通过这样的方式能够满足深入开发的工作内容要求，能够根据车库的实际规模以及车库的实际应用情况，进行科学的选择[4]。例如生活中比较常见的3×3 单元组合的车库，可以利用PLC 的控制模式实现单元车库的管理目标，关注多个PLC 的配合，同时构建一个具有多个节点结构的局域网络。例如配合操作设备、IC 磁卡设备以及触摸屏幕等。具体空内置体系结构如图1 所示。

图1 控制体系结构图

将车库控制方法划分为3 个级别，分别是手动、半自动以及全自动。现场应用手动操作方式对每个托板进行控制。通过PLC 的控制面板实现半自动操作，通过按钮的方式实现PLC 的自动逻辑控制目标。全自动操作模式即应用计算机设备收集和存储命令。在维修和调试设备或者对设备的异常情况进行处理干预的过程中，会选择手动操作方式，这也就是最高级别的优先模式。一般车辆进出工作选择半自动模式，这一模式优先于全自动操作模式。完全脱离计算机的运作模式，利用PLC 的控制面板可以直接完成取车。设置手动、半自动以及全自动模式，需要能够在3种模式下实现互相锁定目标的功能。

2.2 PLC控制系统设计

核心运营和管控车库体系的主要板块就是PLC，通过划分不同的操作类型，实现3 个工作目标。1）实现诊断故障和处理故障的工作目标，进行科学操作。2）根据车库运营实际现场情况进行VO 的数据操作。3）执行相关操作，完成用户要求指标，并配合服务工作的需求进行外部相关设备的指令的操作。在进行车辆实时存取时，操作人员对PLC 接收到的信号进行分析，然后在控制面板或者上位设备上输入指令，然后选择合理的工控指令进行操作。检测并输入元件的分析，然后进入车库的设备驱动位置信息系统，将元件的状态信息反馈到执行操作的元件当中，拉动车位板，实现移动该位置的目的，实现车辆存取、信号显示、指示灯显示的目的。在工作区间当中配置光纤、电力监测体系并且能够满足多重的安全体系维护工作，保证设备正常运行并控制异常问题的发生。采用光电检测、软硬件的信号联合锁定、防坠保护和位置限定及过载保护等设备，保证系统整体运行的安全性和稳定性。

在控制系统中，PLC 主要根据托盘、托板的位置以及相关运动状态的检测进行控制，并满足存取车的需求。管控车位就是掌控横向移动和竖向升降的大型电机，控制设备能够实现不同时间节点正向和反向的转动功能。通过上层的升降配合下层的横向移动完成互相锁定的操作目标，进而可以保证上层的停泊车位在升降的过程中，不会影响下面各层的停泊位置出现移动变化。科学的系统支持功能可以保障存取车辆的安全性，行程开关能够保证托板平面移动到指定位置并且可以实现托盘的升降控制。为确保载车板的运行安全，一定要设置传动体系的自动锁定安保设计并配合安全挂钩的保险设定。链传动模式的制动电机，要能够在各种情况状态下都可以实现自我保护的功能。在对安全挂钩进行控制时，操作人员能够根据电磁铁的信息反馈确定挂钩是否将托盘安置平稳。在各个位置安置光电开关可以确认托盘的位置，监测托盘位置上是否存在车辆、控制车位移动方向、管控位置移动及监控操作是否错误等问题。在出现错误时，根据PLC 的电平变化信号指示，实现相关设备信息的输入，并进行报警和停机。另外，在车库当中安置部分传感设备，可以监控烟雾、断绳、松绳以及断链的报警位置移动，通过手动按钮，使开关复位，并执行报警任务，做好紧急停车处理。

2.3 PLC控制系统程序设计

首先，设计控制程序的流程图，即在系统内部设计上层和下层车位存取的方案，通过编写梯形的图形语言实现系统控制。使用托盘、钢丝绳或者链条进行托盘的悬吊。避免设备静止时出现挂钩掉落的情况出现，保证托盘下降的安全与稳定，实现上升和下降的操作。这部分设计使用了并行分支与汇合的功能，实现了分层指派工作内容和流程的目的，可以很好地完成不同流程的动作，根据执行要求实现托盘移动车辆的目的。体系内部的自动操作设置能够实现联动锁定或者是双重输出，既能够满足检查故障的工作需求，又能够节约工作时间，提升车库的工作效率。

其次，进行控制程序的优化设计。针对上层托盘进行升降控制，达到控制下层车位位置的目的，通过监控和观察下层车位的空车位，指示车辆进入空车位。

再者，进行模块化的程序设计。采取模块化的编程方法进行PLC 的管控程序设计，对车位设置模块的运行程式、操作难度和复杂程度进行简化，这也有助于简化程序的修改与维护。整体程序设定包括手动按键子程序模板、主程序模板、紧急停车的按键程序模板、存取车位号程序模板、托盘平面移动程序模板、初始化程序模板、空车位号码/移动车位号码程序模板、托盘升降移动程序模板、光电开关子程序模板以及故障报警的子程序模板。

最后，提出软件设计工作中关键性问题的处理方案。系统运行过程中的相关元件、储存数据的设计以及定时设备等都需要使用具有掉电安保功能的元件，使其能够在系统掉电的情况下，实现对掉电前期系统状态的维护，以此来储存前期信息，等待接通电力后能够继续完成之前设定的工作。如果电气或者设备出现故障问题可以进行报警，由系统维护工作人员手动处理故障。

3 结论

综上所述，对研究内容进行分析，在了解并掌握多层升降横移形式的立体停车库的结构特征，以及运行原理的基础上，对其进行深入研究和分析。明确PLC 的主要控制单元，通过分布模式的控制方案进行干预，然后针对控制体系当中的各元素的组成、PLC 的控制，以设计的形式进行干预，科学运用控制元件达成设计要求，并构建立体的车库自动控制体系。应用PLC 对升降横移形式的立体车库控制体系进行管控，可以保证系统控制的可靠性和稳定性，在提升车库运营效率性的基础上，还可以降低车库运行的风险。特别是在串联的车位相对比较充足的情况下，可以满足车位的自动调配目标，满足日常的功能性需求。