PLC技術(shù)在智能立體停車系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉亞飛

摘要：智能立體停車系統(tǒng)能夠很有效的解決當(dāng)前各大城市所面臨的“停車難”問題，減輕城市道路壓力。本文提出了一種基于可編程控制器（PLC）控制的智能立體停車庫系統(tǒng)。利用PLC控制器構(gòu)建停車場(chǎng)車位監(jiān)控體系，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)備的信號(hào)采集與控制，最終達(dá)到有效解決停車難問題的目的，在提高停車場(chǎng)的安全性能和運(yùn)行效率的同時(shí)使得停車場(chǎng)更加的智能化、人性化、符合現(xiàn)代智能建筑的需要，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：智能立體停車系統(tǒng);可編程控制器（PLC）;監(jiān)控

0 引言

隨著人民經(jīng)濟(jì)水平的提高，每家每戶都擁有一輛私家車已成為大勢(shì)所趨，停車難的問題也隨之而來 。汽車的擁有量越來越大，與發(fā)達(dá)國家相比，目前我國停車設(shè)施的發(fā)展還較為緩慢，存在非常大的發(fā)展空間。為了節(jié)省城市停車的土地和空間，智能立體式停車設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。智能立體式停車系統(tǒng)的推廣不僅能解決當(dāng)前各大城市所面臨的“停車難”問題，同時(shí)也能十分有效的減輕城市道路壓力，從而進(jìn)一步推動(dòng)智慧城市的發(fā)展，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

1智能立體停車庫

智能立體停車庫的種類多種多樣，本文主要研究升降橫移式智能立體停車系統(tǒng)，該形式車庫需要利用托盤的升降與橫移達(dá)到存取車的目的。這種類型的車庫配置較為靈活、造價(jià)不高，同時(shí)能夠適用于地面和地下等特點(diǎn)，因此我國目前大多數(shù)的智能立體停車系統(tǒng)均采用升降橫移式車庫。該類型控制系統(tǒng)有效的控制相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成對(duì)應(yīng)的動(dòng)作要求。檢測(cè)系統(tǒng)通過相關(guān)傳感器、限位器等向控制系統(tǒng)發(fā)出車輛停車是否正確的信號(hào)，以此來保證系統(tǒng)整體的安全性與穩(wěn)定性。

2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

自動(dòng)存取車系統(tǒng)主要包括卡號(hào)識(shí)別以及自動(dòng)存取車輛兩個(gè)環(huán)節(jié)，其整個(gè)系統(tǒng)可由PLC來進(jìn)行控制。當(dāng)車主把車輛開進(jìn)停車系統(tǒng)后刷卡，此時(shí)刷卡系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地把數(shù)據(jù)傳送至PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)，然后停車系統(tǒng)把對(duì)應(yīng)的托盤自動(dòng)地移動(dòng)到車主存車的位置，車主將車輛開入托盤，此時(shí)立體停車系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行，把車輛停放到對(duì)應(yīng)的位置上，整個(gè)存車過程完成。取車時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)地把車輛送至人車交接的位置，由車主開走。本次控制系統(tǒng)主要涉及的是車輛的存取兩部分，其簡(jiǎn)單的控制流程如圖1所示。

2.1硬件選擇

根據(jù)智能立體式停車庫控制流程，本次控制系統(tǒng)采用PLC控制，同時(shí)又根據(jù)其需要的輸入/出點(diǎn)數(shù)，控制器選擇西門子S7-200系列PLC。智能立體式控制系統(tǒng)所需要的輸入/出點(diǎn)位較多，因此所選CPU的I/O口必須滿足本次設(shè)計(jì)的需求。該系列PLC能夠增加擴(kuò)展模塊，同時(shí)自身又含有較多的輸入/出點(diǎn)位。CPU226本身包含40個(gè)輸入/出點(diǎn)位，同時(shí)可以擴(kuò)展到240多個(gè)I/O口，因此選擇CPU226作為控制器。

由于CPU226自身的40個(gè)輸入/出點(diǎn)位不能滿足本次控制要求，因此要選擇增加擴(kuò)展模塊。S7-200系列的PLC主要有以下幾種擴(kuò)展模塊，如表1所示。本次設(shè)計(jì)選擇擴(kuò)展模塊EM221和EM223實(shí)現(xiàn)功能要求。

2.2車位監(jiān)控系統(tǒng)

車位監(jiān)控系統(tǒng)是停車場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)整體構(gòu)成中必不可少的一部分，其中車位傳感器負(fù)責(zé)采集車位的狀態(tài)信號(hào)，判斷對(duì)應(yīng)車位是否存在車輛?？俊Ｄ壳皩?duì)車位的占、空狀態(tài)的檢測(cè)通常采用地感線圈檢測(cè)器、超聲波車位傳感器等常用的方式。本次設(shè)計(jì)主要采用超聲波車位傳感器來判斷車位的占、空狀態(tài)，其原理主要是利用超聲波發(fā)射、被測(cè)物體反射、回波接收后的時(shí)差來測(cè)量被測(cè)距離判斷車位狀態(tài)。該類型傳感器不會(huì)像使用紅外線、微波等偵測(cè)方式容易受到外界環(huán)境變化的干擾而造成誤報(bào)問題，且成本低廉、非埋設(shè)、無附加反射裝置、免維護(hù)和抗靜電等多種優(yōu)點(diǎn)，有利于網(wǎng)絡(luò)群測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成。

2.3系統(tǒng)組態(tài)界面設(shè)計(jì)

智能立體停車控制系統(tǒng)的上機(jī)位為組態(tài)軟件，組態(tài)軟件能夠有效的實(shí)現(xiàn)界面的監(jiān)控與數(shù)據(jù)之間的通訊。本次設(shè)計(jì)采用的組態(tài)軟件為WINCC Flexible，其圖形化編程語言使得軟件的通用性和實(shí)用性得到很大的提升。利用組態(tài)軟件與可編程控制器PLC程序同步變化，實(shí)時(shí)反應(yīng)車輛的狀態(tài)變化。

3結(jié)束語

本文首先介紹了現(xiàn)如今較為常見的智能立體停車庫的種類，并對(duì)其不同類型進(jìn)行特點(diǎn)分析，主要研究了升降橫移式智能立體停車系統(tǒng)。其次對(duì)該類型停車庫的控制系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)，包含PLC硬件的選取、車位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、用戶出入場(chǎng)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)組態(tài)界面設(shè)計(jì)。本文以智能立體停車系統(tǒng)高效、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)為目標(biāo)，運(yùn)用PLC作為下位機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，在存取車策略上采用排隊(duì)理論，提升了操作速率及運(yùn)行效率，可取得理想的經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)上位機(jī)采用組態(tài)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)停車場(chǎng)的監(jiān)控功能。

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