層旋式升降立體車庫自動存取控制系統(tǒng)設(shè)計

王彩紅

【摘要】隨著我國的國民汽車保有量的迅速增加，“停車難”問題已經(jīng)是困擾各大城市的通病。而立體車庫可以有效緩解"停車難"頑疾。本文以2層12車位的層旋式升降立體車庫為研究對象，選用S7-200PLC作為控制器，實現(xiàn)對立體車庫的自動控制;選用紫金橋組態(tài)軟件作為人機(jī)交互操作平臺，實現(xiàn)實時監(jiān)控立體車庫運(yùn)行狀態(tài);并結(jié)合了計算機(jī)視覺庫引入了車牌識別功能，利用Access數(shù)據(jù)庫管理存取車記錄。實踐表明，該控制系統(tǒng)實現(xiàn)了車庫的智能識別，智能控制，工作效率高，人機(jī)監(jiān)控界面友好，具有一定的工程應(yīng)用價值。

【關(guān)鍵詞】立體車庫;自動存取;控制系統(tǒng)

1、引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)的概念提出，未來停車場必將實現(xiàn)信息化管理，立體車庫也將會加入物聯(lián)網(wǎng)的行列。如何實現(xiàn)智能識別，智能控制已成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn).

本文以 2 層 12 車位的層旋式升降立體車庫為研究對象，利用PLC實現(xiàn)對立體車庫的自動控制;利用紫金橋組態(tài)軟件結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫，開發(fā)人機(jī)監(jiān)控界面，實現(xiàn)車輛的自動存取、管理和實時監(jiān)控。

2、立體車庫控制系統(tǒng)總體設(shè)計

2.1 系統(tǒng)組成

本文以2*6共2車位的升降橫移式立體車庫為例，控制系統(tǒng)主要由下位機(jī)和上位機(jī)構(gòu)成，如圖1所示。下位機(jī)包括控制器S7-200PLC，檢測單元接近開關(guān)和限位開關(guān)和執(zhí)行元件電機(jī)。上位機(jī)包括紫金橋組態(tài)軟件、 Access數(shù)據(jù)庫和車輛識別系統(tǒng)。

2.2 系統(tǒng)功能

本文設(shè)計的自動存取立體車庫具有以下功能：

（1）自動拖放車輛存取，通過車牌識別系統(tǒng)實現(xiàn);軟手動存取車輛，在人機(jī)交互界面上點(diǎn)擊相應(yīng)的按鈕即可存取車;車庫設(shè)有入口和出口，當(dāng)所存取車輛所在樓層不同時，二者能夠完全分開、同時運(yùn)行，大量節(jié)省運(yùn)行時間;

（2）當(dāng)車主想要存車時，只需將車輛停放到入口對應(yīng)的位置，系統(tǒng)檢測到車牌號會自動彈出存車界面，同時選擇一個空車位，確認(rèn)存車操作后會顯示取車憑證，拖放車機(jī)構(gòu)將車輛拖放到垂直升降電梯，同時在空車位的樓層，環(huán)形旋轉(zhuǎn)停車平臺將空車位旋轉(zhuǎn)到對應(yīng)位置等待，當(dāng)垂直升降電梯將車輛送到對應(yīng)樓層后，拖放車機(jī)構(gòu)將車輛拖放到存入的空車位，完成存車操作;

（3）當(dāng)車主想要取車時，點(diǎn)擊取車按鈕，彈出取車畫面，在屏幕上輸入取車憑證，與數(shù)據(jù)庫匹配后，環(huán)形旋轉(zhuǎn)停車平臺將指定車輛所對應(yīng)的車位旋轉(zhuǎn)到對應(yīng)位置待機(jī)，同時垂直升降電梯到達(dá)對應(yīng)樓層，托放車機(jī)構(gòu)將車輛托放到垂直升降電梯后，垂直升降電梯返回地面，待托放車機(jī)構(gòu)將車輛托放到出口，車主便能將車開走;

（4）如果車主取車時忘記取車憑證，可聯(lián)系管理員，通過車牌號來取走車輛。

3、立體車庫控制系統(tǒng)下位機(jī)設(shè)計

3.1 硬件設(shè)計

整個車庫需要與PLC直接相連的有32個繼電器，24個行程開關(guān)，18個接近開關(guān)，共計32輸出、42輸入。根據(jù)系統(tǒng)要求和性價比，選用S7-200 CPU224XP型PLC為控制器，再選用兩個16輸入/16輸出的EM223擴(kuò)展模塊。具體I/O分配如表1所示：

3.2 軟件設(shè)計

PLC程序的主要任務(wù)是接受到來自上位機(jī)的存車、取車信號時，通過I/O點(diǎn)控制運(yùn)行機(jī)構(gòu)按照既定的順序一步一步動作，最終完成整體的控制動作，完成對指定庫位的自動存車、取車。

4、立體車庫控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計

上位機(jī)包括紫金橋組態(tài)軟件，用于開發(fā)人機(jī)交互界面;車輛識別系統(tǒng)，用于識別車輛車牌號;Access數(shù)據(jù)庫，用于存儲車輛相關(guān)信息。其主要任務(wù)是當(dāng)有用戶需要存、取車時，只要在顯示屏上操作，紫金橋就會通過腳本程序向PLC發(fā)送存車、取車信號。存車時，人機(jī)交互界面通過攝像頭識別停車位上的車牌號，如圖2（a），向PLC發(fā)送存車指令，將車輛存入立體車庫中，生成取車憑證號，如圖2（b），并將信息存入數(shù)據(jù)庫;取車時，人機(jī)交互界面將用戶輸入的取車憑證與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配，如圖2（c），向PLC發(fā)送取車指令，將車輛從數(shù)據(jù)庫中取出，并將信息存入數(shù)據(jù)庫。

結(jié)論：

本文利用PLC實現(xiàn)對2層12車位的層旋式升降立體車庫的自動控制;利用紫金橋組態(tài)軟件結(jié)合Access數(shù)據(jù)庫，開發(fā)人機(jī)監(jiān)控界面，系統(tǒng)真實地反映了立體車庫的運(yùn)行情況、現(xiàn)場的相關(guān)信號和信息，工作人員可實時監(jiān)測和控制車庫，提高了車庫控制的智能化水平和運(yùn)行效率。且結(jié)合計算機(jī)視覺庫，數(shù)據(jù)庫引入車牌識別功能和數(shù)據(jù)管理功能使整個系統(tǒng)的功能更加完善。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬紅麟.基于PLC控制的升降橫移式立體車庫的研究與設(shè)計[J].智能建筑與城市信息，2007，（9）：85-89

[2]王康康.升降橫移式立體車庫的設(shè)計研究[J].長安大學(xué)，2015.

[3]王虎軍，馬殷元.基于PLC的垂直升降式立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報，2016，18（1）：82-84.