张兰兴
云南金鑫智能泊车设备有限公司 云南昆明 650224
摘要：本文主要研究内容是根据我国停车设备实际发展情况分析设计了基于PLC控制的立体车库自动控制系统，对升降横移式立体车库进行了原理介绍，系统方案设计和梯型图设计，基本满足所需控制功能和使用要求，PLC的应用和继电器和单片机相比速度快，抗干扰性强，可靠性高，无论从操作，控制还是效率方面来说PLC都更具优势，因此在今后发展进程中PLC具有强大的生命力。
关键词：PLC控制；自动化立体车库系统；设计
引言
自动化立体车库以PLC为控制系统的核心，实现了自动化的控制，同时设备中又辅助设计了安全防护系统，进一步增强了工作的可靠性和安全性。自动立体车库具有存取速度快、结构紧凑、节约土地空间等优点，将成为未来车库的发展方向。
1概述
本文选择金城印象城市旅游综合体项目双层升降横移式立体车库，也就是采用施耐德PLC对2层9车的立体车库进行自动控制系统的分析与设计。此车库分为上下两层，共有10个车位，其中下层有一个为空位作为交换车位，可为载车板提供一个无障碍的上下升降通道，另外9个车位用于存放车辆。底层车位存取车辆时，无需移动载车板，车可以直接进出；上层车位进出车时，先要判断该车位正下方车位是否有载车板，有载车板时要进行相应的平移处理，直到下方为空车位才可以进行下降动作进行进出车处理，进出车结束后载车板需要复位上升，而底层载车板无需复位。
2系统方案设计
2.1立体车库自动控制系统要求
选取车位后，载车板在电动机带动下按照程序设计好的的路径自动到达地面；进入停车库存取车时，升降电动机以及平移电动机都必须处于停止状态，否则会造成不必要的车辆损坏和人员伤亡。若控制系统发生故障或者车库内存在安全隐患时，系统应该发出报警用来提示工作人员进行排查和处理。
2.2控制系统硬件组成
利用检测机构将检测到的信号作为输入信号给PLC。光电开关用来检测载车板上面是否有车，行程开关用来判断载车板是否升降平移完成，感温感烟复合式传感噐用来检测车库内是否有安全隐患以备紧急突发状况。接收PLC给出的输出信号的作为执行机构，它会按照输出信号做出相应的动作。利用升降电动机以及横移电动机的正反转来实现载车板的上下升降以及左右平移。
按照立体车库自动控制系统要求，比较继电器、单片机和PLC三种控制方式的优缺点，最终决定采用PLC（可编程控制噐）作为立体车厍自动控制系统的核心，本控制系统选用施耐德TM-200型PLC。
3系统的程序设计
3.1程序流程图
首先进行主程序设计，先对系统进行初始化，以免发生程序错误；然后进行安全检测，判断系统是否存在故障，先进行排除故障操作后才能进行存取车的操作。在选取车位的时候，需要先判断所选车位正下方是否有载车板的存在，YES执行下层载车板左右平移，NO执行弹开防坠挂钩操作；接着判断升降通道是否通畅，YES才可以执行下降载车板，即存取车的操作。延时1min，载车板复位上升需判断载车板是否上升回到原位置，复位完成，存取车才算整体完成。子程序块按车位号码排列就好，底层直接进出车，上层需要底层的平移与顶层的升降配合完成，程序类似。
3.2梯型图设计
立体车库模型简图如图1所示。
图1 立体车库模型简图
本文设计双层五列九车位PLC程序，用梯形图来实现。以存取3号车为例进行说明。按下3号车位按钮时，首先判断3号车位正下方是否有通畅的升降通道，即检测8号位置是否有载车板；若没有，3号可以直接下降，若有，要再检测哪个位置没有载车板，再根据情况选择如何平移下层载车板来提供升降通道；3号下降停留几秒后复位上升至原位置，存取车完成。下面分情况也就是存取3号位置车的子程序说明。
（1）当3号车位正下方8号车位无载车板时，3号载车板可以直接下降，直到触碰8号位置下行程开关，给PLC一个信号，PLC控制升降电机制动，下降完成；延时1min后复位，升降电动机上升，触碰3号位置上行程开关，PLC控制升降电机制动，载车板上升停止，存取车完成。为防止载车板同时运动造成不必要的损失，所以程序中加入了互锁环节以确保安全。
（2）当下层7号车位无载车板时，3号载车板下方没有升降通道，需要正下方8号载车板左移以空出升降通道。设计最初先检测此时的情况，发现8号有板7号无板，根据设计好的最优路径，系统默认选择先左移8号位置载车板，3号再下降。8号左移直到触碰7号位置左行程开关，给PLC一个信号，PLC控制横移电机制动，检测7号左右、下行程开关常开，8号载车板左移完成；这时3号可以直接下降了，直到触碰8号位置下行程开关，给PLC一个信号，PLC控制升降电机制动，下降完成；停留1min后复位，触碰3号位置上行程开关，PLC控制升降电机制动，载车板上升停止，存取车完成。
（3）当下层6号车位无载车板时，先检测3号位置正下方有8号位置载车板，没有升降通道，再通过载车板检测发现6号位置为空，根据设计好的最优路径，系统默认选择先左移7号位置载车板至6号再左移8号至7号，然后3号再下降。7号左移直到触碰6号位置左行程开关，给PLC一个信号，PLC控制横移电机制动，检测6号左右、下行程开关常开，7号载车板左移完成；然后8号左移直到触碰7号位置左行程开关，给PLC一个信号，PLC控制横移电机制动，检测7号左右、下行程开关常开，8号载车板左移完成；此时3号可以直接下降了，直到触碰8号位置下行程开关，给PLC一个信号，PLC控制升降电机制动，下降完成；停留1min后复位，触碰3号位置上行程开关，PLC控制升降电机制动，载车板上升停止，存取车完成。
（4）当下层9号车位无载车板时，由于车位对称，情况跟下层7号位置无载车板时相似。先将8号右移到9号，触碰9号右行程开关，8号横移电动机停止运行，8号右移完成；然后3号再下降，触碰8号下行程开关，3号升降电机停止运行，3号下降完成；经过延时，3号复位，升降电动机带动载车板上升，触碰3号上行程开关，载车板停止，存取车完成。
（5）当下层10号车位无载车板时，由于车位对称，情况跟下层6号位置无载车板相似。先将9号右移到10号，触碰10号右行程开关，9号横移电动机停止运行，9号右移完成；再将8号右移到9号，触碰9号右行程开关，8号横移电动机停止运行，8号右移完成；然后3号再下降，触碰8号下行程开关，3号升降电机停止运行，3号下降完成；经过延时，3号复位，升降电动机带动载车板上升，触碰3号上行程开关，载车板停止；存取车完成。
4应用与发展前景
随着家用汽车的增多，城市土地资源越来越紧张，普通的地面停车场已经日益趋于饱和，在这种情形下，大力发展立体车库已成为了必然。目前在国内许多发达城市的新建小区内，立体车库已经开始投入使用。随着科技的进步，更加经济实用的立体车库必将兴起，立体车库的远程网络化控制和管理也必将实现。
参考文献：
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[4]杨红波.基于PLC的全自动立体停车车库系统设计[D].郑州大学，2017.
论文作者:张兰兴
论文发表刊物:《防护工程》2018年第18期
论文发表时间:2018/11/5
标签：车位论文; 位置论文; 触碰论文; 行程开关论文; 电动机论文; 立体车库论文; 下层论文; 《防护工程》2018年第18期论文;