基于PLC的两层五位车库控制系统设计

摘要：针对城市汽车数量的不断增加，停车位保有量低，停车难的问题，提出基于PLC的两层五位车库控制系统设计。系统的软件部分采用三菱PLC编程控制，硬件部分设计为两层五位的升降横移式立体车库。立体车库可以充分利用土地资源，发挥立体空间优势，智能管理，合理分配停车位，最大限度地停放车辆，成为解决城市停车难问题的重要途径。

关键词：立体车库 控制系统 PLC

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）04-0000-00

随着经济和汽车工业的迅速发展，私家车的数量越来越多，然而城市停车难的状况也应运而生。升降横移式两层五位立体车库，主要由PLC控制系统、横移电机、升降电机、光电传感器、立体结构框架、载车板等组成[1]。

1 立体车库硬件方面的设计

升降横移式立体车库是指利用载车板的升降或横向的移动来存取停放车辆的机械式停车设备。升降横移式立体车库每个停车位都有载车板[2]，所需存取车辆的载车板通过升、降、横移运动达到地面层，驾驶员进入车库，存取车辆，完成存取过程。停泊在这类车库地面的车辆只做横移，不必升降，上层车位要将载车板升或降到地面层，驾驶员才可进入车库内将汽车开进或开出车库。车库工作特点[3]是：上层三个车位可以升降，下层的4、5号车位只能横向移动，空车位供上层的车位下降时使用。4、5号车位可以直接存放车辆；2号需下降后在存放车辆；1号车位，则需先将4号载车板右移，再将1号载车板下移；3号车位，则需先将5号载车板左移，再将2号载车板下移；由于升降横移式停车设备对场地适应性强，则系统的各机械部件，可根据不同的地形和空间进行任意的组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛[4]。

2 立体车库控制系统的原理

立体车库的设计由一台PLC对车库进行统一的监控和管理，通过PLC控制载车板纵横传动装置以完成对车辆的存取操作。各车位内车辆的存取由PLC控制，根据当前各车位车辆的存放情况，按照相应的调用策略调度车辆进出。

立体车库的工作原理如图1所示，PLC是立体车库控制系统的核心，当用户对操作平台进行操作时，PLC会接收并分析用户的操作，通过扫描监测单元的状态判断车库的状态，进而读取执行单元的信息，然后通过控制单元PLC发送指令到执行单元，并将执行信息返回操作平台，执行装置将载车板移动到设定的位置，车位移动到位，进行存取车[5]。

3 主电路设计

存取车时载车板的升降和横移是通过电机的正反转控制，载车板的移动规则：下层载车板先左右移动，然后上层载车板上下移动，上下层载车板不能同时进行，这两个动作必须通过电机的互锁的实现[6]，即当上层车位升降时，下层车位不能移动，反之亦然，并且上层车位每次只能有一个车位进行升降运动。主电路电机接线线图如图2所示。

4 升降横移式立体车库控制系统的设计

根据控制系统的要求，从经济性，实用性和可靠性等方面考虑，本次采用三菱FX2N-64MR型PLC作为控制系统的核心控制器[7]。根据立体车库控制系统的要求功能，对PLC进行IMO分配，输入端口分配如表1所示，具体分配如下：

5 立体车库主流程设计

立体车库控制单元由PLC控制[8]，控制和管理载车板的升降和横移，完成车辆的存取操作，车辆的存取由外部输入存取信号，PLC根据车辆的存取信号调用程序，并启动升降横移电机，按照相应的移动规则移动载车板，存取车辆。车库存取车流程图[9]，如图3所示。

6 结语

基于PLC的两层五位车库控制系统设计，系统核心控制单元采用三菱PLC，可靠性高，抗干扰能力强，通用性强，控制程序可变；与PLC 匹配的硬件装置，可以组成能满足各种要求的控制系统；编程清晰明了，容易掌握。采用光电传感器和限位开关增加系统的可靠性。采用梯形图编程的控制程序，经过反复调试和仿真[10]，能稳定地运行。立体车库的出现缓解了目前停车难的困境，私家车的数量仍在递增，该系统将会向多层立体车库方向改进。

参考文献

[1]付翠玉，关景泰.《立体车库发展的现状与挑战》[M].机械设计与制造，2005.

[2]胡增荣.立体车库的种类及其应用[J].科技经济市场，2011（4）：24-26.

[3]张启君.《立体车库的主要型式及技术特点》.机电产品开发与创新，1999.

[4]钟晓强.多层升降横移式立体车库控制系统的研究与设计[J].自动化应用，2011（1）：33-35.

[5]苗深.PLC在立体停车装置控制中的应用[J].机电工程，2000，17（1）：34-35.

[6]刘屹巍.基于PLC的立体车库控制系统设计[J].科学技术与工程，2011，（27）：6735-6737，6746.

[7]王也仿.《可编程控制器应用技术》.机械工业出版社.2008年

[8]赵相宾，刘国林.变频调速和软起动技术的现状和发展[J].自动化博览，2000（6）：1-6.

[9]王树.变频调速系统设计与应用[M].北京：机械工业出版社，2005.

[10]龚海峰.升降横移式立体停车库及控制系统的研究[D].兰州理工大学，2003.

收稿日期：2016-03-03

作者简介：崔领科（1987―），男，汉族，河北邯郸人，硕士研究生，研究方向：信号处理与传输。