立体车库的电气安装智能控制系统设计与运行

摘 要：利用PLC组成升降横移式的立体车库智能控制系统自动化程度较高，能够满足车库控制和使用的要求。和传统车库系统不同，升降横移式立体车库的主要部件是PLC及工控上位机，这使得车库操作简单，且功能性和安全性高。尤其是节省了车库建设用地，有效缓解城市用地紧张问题。

关键词：PLC；立体车库控制系统；设计

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.134

1 立体车库控制系统设计种类

自动化立体车库在各国的发展情况不一，主要依据国情设计车库类型，因为各国的立体车库发展及应用范围不同，本主要针对集中应用广泛的立体车库进行介绍。

1.1 电梯式立体车库

电梯是立体车库又被叫做塔式立体车库，该车库层数多，一般高于六层，借鉴了电梯技术使企业能够迅速升降到指定的楼层数。该车库的停车位基本是固定的，通过电梯系统将汽车移动到停车位上，通过特定的横向移动装置存取汽车。该立体车库全部是由电脑进行控制，自动化水平较高，车库区无序人工操作，以此防止人为破坏或偷盗汽车的现象出现。该类型的立体车库适用于土地面积狭小的地方，能够依靠建筑物建筑，一般设置在地上、半地下或者地下。

1.2 循环式立体车库

循环式立体车库是应用水车、巨轮、连续链、传送带的原理形成的，将汽车放置在托板上，动力来源是电机，依托链条传送动力来移动汽车。该车库的特点是存取车辆的过程需要整个控制系统一起移动，增加车位移动频率，增加能耗和磨损程度，且噪声也很大。该立体车库一般有两种，一是垂直循环式立体车库，通过环形链条带动汽车托板垂直循环的升降，停车托板需要悬置在链条上，支撑架承担所有的重量，优点是节约占地面积，高效利用空间，出口设置方便。二是水平循环式立体车库，运送器进行多层配置做循环移动，任意两层运送器两端间，通过升降运送器实现层间的循环。这种类型的立体车库适用于楼房地下室，车位能占满地下室的整个空间，停车位根据机械运动进行左右移动，通过升降机进出车库，不需要另设车道，能够节省停车时间和空间。

1.3 巷道堆垛式立体车库

巷道堆垛式立体车库出现于20世纪60年代后期，欧洲根据自动化立体仓库的设计原理，针对小型汽车设计的立体停车设备。升降机构能够进行上下水平移动，当运动到停车位置时，伸缩机构通过伸缩从车架上取车。这类车库满足大型密集的存车需求，设备构造较为复杂，其电源线及通信线故障发生频率较高，因此实用性不高。

1.4 升降横移式立体车库

升降横移式立体车库，应用模块化设计理念，层数一般不多于五层，车位数量几个至上百个不等。该立体车库一般适用于地面和地下的停车场，配置较为灵活，造价也较低。其工作原理是，一层车位只能进行横移，中间的车位既可以横移也能升降，上层车位只能进行升降。在运行系统时，从地面层能够直接存取车辆，其余层在存取车辆时，需要通过地面层相对应的载车台进行横移，空出相应的车位，再进过升降到达地面层。因为升降横移式立体车库具有加强的适应性，能够适用于不同的地形，并且能任意组合和排列，规模也是可大可小的，因此土地建设要求相对较低，所以被广泛应用和使用，在停车设备市场中其份额约占70%。

2 控制系统的整体设计

升降横移式立体车库控制系统，一般是由上位机监控系统以及下位机PLC控制系统构成。车库控制方式一般有三种，即手动、半自动以及全自动。手动的控制方式是指现场用手操作器控制每个托板，适用于调试设备。设备异常处理或者维修。半自动的控制方式通过PLC操作面板中的按钮，进行自动逻辑控制实现的。在计算机脱机的状况下，PLC操作面板能够实现存车和取车动作。全自动的控制方式是全部由计算机控制实现的，由计算机下达存取车命令，PLC执行命令，车库运行状况会实时上传至上位机上。这三种控制方式可以任意选择，通常情况下，升降横移式立体车库采取全自动控制方式。上位机是监控设备，通过串行通讯设备实施收集和处理下位机PLC采集的车库状态、报警等信号，通过这些信号由计算机向PLC下发控制命令。

3 存取车流程

一般通过人机界面运行立体车库控制系统。当进行存车时，选择人机界面中的存车界面，然后选择想要存车的位置，在确定无误的情况下选择确定，PLC将自动执行存车命令。当取车时，进入到取车界面，直接选择需要执行取车命令的库位，确定无误之后选择确定，PLC将自动进行取车动作。

用户存车时，通过触摸屏界面进入存车界面，下发存车指令之后，人机界面将指令传达给下位机PLC，下位机PLC会将距离最近的空车位下降至一层，然后打开车库大门，司机将要存的车辆驶入一层空车板上，再由检测装置对车辆进行检查，查看车是否停放到位，车长是否超长，如果有异常情况出现，检测机制将发出警报。如果检查结果为正常，则托板在司机离开车库之后进行上升，PLC会根据换速开关接受的信号加速或者减速电机，在到达指定层之后，停止电机运转，开启保护装置抱闸，以免托板坠落，托板恢复存车前位置表示完成存车指令。取车的时候，用户通过触摸屏进入取车界面，选择想要取车的车位，并下发取车指令，下位机PLC检测该车位是否是空的，如果不是空的，就将下方的车位横移，使之到达目标车位后下降。这个过程中下位机PLC会通过控制变频器调整电机的运转速度，当下降到一层以后，触碰行程开关，停止电机，开启保护装置抱闸，由司机将车倒出车库，驶入旋转台，然后旋转电机，使汽车掉头，再由司机将车开出车库，最后关闭车库大门完成取车动作。

下位机PLC一般都设置了延时保护，在移动载车板时开始计时，时间到达指定时间后，如果载车板没有到达指定位置，电机已经断电，将停止载车板运作，并发出系统警报。如果形成开关发生损坏，载车板在运行到指定车位时不能将信号传达回来，那么载车板将收不到停止运行的指令，继续运行将会制造严重的事故。而通过下位机PLC进行延时保护，将保护载车板运行的全过程，以避免出现严重事故。另外，电机的转子抽与计数保护单元相连，能够将电机旋转圈数记录下来，当电机旋转圈数超过约定值后，计数保护单元将向下位机断电命令，避免载车板错误移动造成严重的机械事故。

总之，应用PLC的立体车库自动控制系统，具有运行稳定、适应性强等优点，其发展前景优越。

参考文献：

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[3]梁睦，李春广，张洪.升降横移式立体车库设计方案研讨[J].起重运输机械，2013（01）.