基于PLC的智能立體車庫設計

譚悅彤 姜姍* 沈陽工學院 信息與控制學院

立體車庫不僅解決了車輛問題也能很好的節(jié)省資源，并且實現(xiàn)智能化、合理化和提高安全性能。升降橫移式更符合我國車庫情況，因此，本文主要以升降橫移式智能立體車庫為研究。

1 升降橫移式智能立體車庫控制系統(tǒng)的設計原理分析

升降橫移立體車庫車位結構設置為多層、多列，即M*N二維矩陣形式，能夠提供的總車位數(shù)目達到C=M*N-(N-1)的數(shù)量，公式中M是二維矩陣的列數(shù)，即車庫的列數(shù)，N則為二維矩陣的行數(shù)，也就是車庫層數(shù)。其中，N的數(shù)值是受到實際情況限制的，限制條件主要是提升所用到的設備和存取車所用的時間。一般根據(jù)泊車位的多少決定車庫的規(guī)模大小，根據(jù)式子很容易可以得出車庫的層數(shù)和列數(shù)。升降橫移式智能車庫的特點是布置形式靈活，存取車快捷，對場地適應較強，造價或成本較低，采用PLC控制，自動化程度高。目前我國規(guī)定層數(shù)最高為4層，實際中，使用兩層和三層的居多，三層結構的車庫在市場上的應用非常廣泛。存取過程如下所述：升降橫移式立體車庫利用橫向托盤移位產生汽車垂直升降位置，實現(xiàn)將高層汽車進行升降存取。每個車位都有載車板，所需存取車輛的載車板通過上升，下降，橫移等運動過程到達地面層，中間各層載車板既可以上下升降，又可以左右橫移但頂層和底層載車板只可以上下升降，不可以左右橫移；中間各層和地面層都有一個空位，可以通過橫移載車板變換空位，使空位正上方的載車板下降到地面層。地面層載車板的汽車可以直接存取，全部邏輯控制通過PLC實現(xiàn)。

圖1 存取方向示意圖

2 立體車庫控制系統(tǒng)的設計

整個車庫由一臺PLC作為控制核心并對其進行自動管理和監(jiān)控，由PLC來控制載車板升降橫移傳動裝置，完成車輛的存取操作，各車位車輛的存取由PLC根據(jù)當前各車位的停放情況，按照相應的策略來調動載車板，以存取車輛。

圖2 控制系統(tǒng)結構

2.1 控制系統(tǒng)硬件設計

立體車庫控制系統(tǒng)的硬件主要由上位機、PLC、及輸入輸出裝置組成。PLC是整個系統(tǒng)中最關鍵的一個環(huán)節(jié)，它分別連著上位機和輸入輸出裝置。對于PLC編程它可智能的與上位機進行信息交換，并根據(jù)上位機和輸入輸出裝置傳來的信號，使裝置完成指定的操作，從而保證立體車庫安全有效的進行。上位機主要用于數(shù)據(jù)處理、圖形顯示和多媒體處理。輸入輸出裝置主要由檢測機構和和執(zhí)行機構組成。檢測機構主要作用是將檢測到的信號作為輸入信號傳遞給PLC。執(zhí)行機構的主要作用是接受PLC的輸出信號，并根據(jù)信號作出相應的動作。

在立體車庫運行時，上位機通過PROFIBUS-DP通信協(xié)議與PLC進行通訊。PLC將檢測機構檢測到的信息傳遞給上位機，如存取車信息、車庫異常信息等。上位機根據(jù)這些信息對車庫的運行進行實時監(jiān)控，并將相應的操作指令傳遞給PLC通過PLC控制現(xiàn)場執(zhí)行操作。

2.2 控制系統(tǒng)軟件設計

PLC控制系統(tǒng)的軟件設計由主程序塊和子程序塊組成。

主程序用來監(jiān)控整個車庫的運行情況，并通過調用子程序來完成各種操作。主程序的功能主要包括切換自動運行和手動運行模式。

立體車庫一般采用自動控制方式工作，當出現(xiàn)緊急異常的情況時候使用急停控制，當故障排除或急停取消后，可以用手動按鈕使車庫復位。

手動運行的編程主要是提供人員的檢修、管理和維護的使用。主要是是考慮控制系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，維修人員將如何檢查問題和解決問題。當維護管理人員選擇手動運行時候，通過控制面板的對應車位按鈕，可以選擇任何一個車位進行移動，在移動過程中所有的升降通道都由人主動觀察并移動出來，這樣的好處是可以檢查任何一個車位的故障問題，做到毫無遺漏。

自動運行的編程將決定整個系統(tǒng)的自動化程度、運行流暢與否和方便快捷性。設計自動運行的思路是為了安全快捷地完成整個過程。

3 結束語

立體車庫系統(tǒng)采用PLC作為控制的主要部件，不僅提高了操作系統(tǒng)的可靠性和車庫的自動化程度，而且運用了軟硬件的運行，同時操作簡單，性價比高。