基于PLC的立體車庫的設(shè)計

近些年來，汽車種類不斷增加，價格也不斷下滑，人民購買力不斷增強，現(xiàn)如今，汽車幾乎已經(jīng)進入千家萬戶。但是，汽車數(shù)量的急速增長使城市停車難的問題日益嚴峻，不僅道路擁堵，而且大肆擴建的停車場嚴重破壞了城市綠化，而且隨著人均經(jīng)濟水平的提升，這些問題將會越來越嚴重。從其他經(jīng)濟發(fā)達國家的解決方法來看，建立立體停車庫能夠有效緩解停車難，而且應(yīng)該推廣起來。

1.立體車庫的種類

目前常見的機械式立體停車庫有升降橫移式、垂直循環(huán)式、多層循環(huán)式、水平循環(huán)式、平面移動式、巷道堆垛式、垂直升降類和簡易升降式8種。

1.1 升降橫移類機械式

升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計，配置靈活，每單元可以按需設(shè)置層數(shù)，車位從數(shù)十個到上百個不等，建造方便，造價低，幾乎適用于各個場合，因此市面上使用的大多是這類。缺點是必須留出一個空車位進行車輛間的移動，而且一旦層數(shù)較高，設(shè)備的安全性就需要更高。

1.2 垂直循環(huán)類機械式

垂直循環(huán)式立體車庫采用升降機在垂直方向循環(huán)來進行車輛的存取，這類設(shè)備具有更高的土地利用率，在有限的土地上停放更多的車輛。缺點是相比升降橫移式具有更大的風(fēng)險，而且根據(jù)停車的遠近，存取時間有著十分大的差異，實用性較低。

1.3 水平循環(huán)類機械式

水平循環(huán)式車庫一般建造在狹長的地形，采用水平循環(huán)的方式存取車輛，因為只有一個進出口，因此在車輛高峰期會造成擁堵。

1.4 多層循環(huán)類機械式

多層循環(huán)式車庫占地小，自動化程度高，但是設(shè)備較為復(fù)雜，故障率也較高，進出與水平循環(huán)式車庫一樣不方便。

1.5 平面移動類機械式

平面移動式車庫采用起重機與搬運機相結(jié)合進行車輛的存取，在同一層面采用搬運機進行車輛的移動，通過起重機進行上下層面的移動，比較適合大型車輛的停放。缺點是設(shè)備比較復(fù)雜，安全性低，存取車較為麻煩。

1.6 堆垛類機械式

堆垛式車庫也叫橋式起重機式，就是運用起重機移動車輛進行停放，但是這類車庫操作比較繁瑣，主要適用于大型密集場所，日常生活中較為少見。

1.7 垂直升降類機械式

垂直升降式車庫也叫塔式立體車庫，通過裝在升降機上的橫移裝置進行車輛的移動，這類車庫土地利用率最高，廣泛用在城市的中心區(qū)域及車輛人口密集地帶。缺點是造價高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存取不方便。

1.8 簡易升降類機械式

簡易升降式是一種立體車庫的輔助設(shè)備，這類車庫結(jié)構(gòu)簡單，操作便捷，而且能夠做到人車分離，但是車庫的結(jié)構(gòu)存在一定的安全隱患，三層以上的車庫運行時會出現(xiàn)擺動，不適合大規(guī)模推廣運用。

升降橫移式立體車庫主要由四部分組成：機械部分、電機驅(qū)動部分、控制管理部分和安全防護措施。

（1）機械部分：由車架、起升結(jié)構(gòu)和雙向平移結(jié)構(gòu)組成，它是車庫的主架。

（2）電機驅(qū)動部分：由數(shù)個電機組組成，提供平移機構(gòu)和升降機構(gòu)的動力，進行車位間的上下、左右移動，完成存取車的過程。

（3）控制管理部分：控制系統(tǒng)隨著控制的智能化程度的不同而不同。

（4）安全防護措施：保護人在存取車輛時的人身安全，保護車輛存取時的安全。

升降橫移式立體車庫的運行原理：利用托盤的移動產(chǎn)生垂直通道，通過車位間升降來實現(xiàn)車輛的存放，而托盤的移動是由PLC來進行控制的。

2 車庫原理圖設(shè)計

本次設(shè)計一個3層3列升降橫移式立體車庫，根據(jù)車庫的特點，設(shè)計車庫的車庫運動原理。底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層和底層外，中間層必須空出一個空車位，供車位間的升降。當(dāng)中間層車位要存取車時，無需移動其它托盤就可直接存儲；底層、頂層進出車時，先要判斷其對應(yīng)的上下方位置是否為空，不為空時要進行相應(yīng)的平移處理，直到對應(yīng)位置為空才可進行上升下降和進出車動作，進出車后托盤再回到原位置。

3 PLC控制原理圖設(shè)計

由前面分析我們知道升降橫移式立體車庫的運行原理：用PLC控制的托盤來

進行車位間的移動。在該控制系統(tǒng)中的首要控制對象是橫移電機和升降電機，使它們在不同的時間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；接下來就是車庫內(nèi)的各種輔助裝置，如指示燈：用于判斷系統(tǒng)是否正常運行；限位開關(guān)：為了使托盤能夠移動到準確的位置；光電開關(guān)：判斷是否停有車輛以及各種意外情況報警，設(shè)備停止運行。其PLC控制原理圖見圖1所示。

這個PLC控制系統(tǒng)只有開關(guān)量輸入，選擇一般的可編程控制器就能滿足要求?？刂栖浖捎锰菪螆D語言編寫，因為二層車位可直接存取，所以只分析一層和三層的存取流程。PLC應(yīng)選擇80個I/O點左右，用開關(guān)、燈和按鈕模擬控制系統(tǒng)中的電機、傳感器、光電開關(guān)和報警裝置等，具體如下：

（1）各車位存取車的輸入信號用按鈕表示，存車按存車按鈕輸入存車信號，取車按取車按鈕輸入取車信號。

（2）各層車位間的移動用上升、下降、左移、右移信號燈表示。

（3）車位檢測、車輛檢測等用開關(guān)的常開、常閉狀態(tài)表示。

4 總結(jié)

本文通過對立體車庫的狀況分析和市場需求，進行了升降橫移式立體車庫的分析與設(shè)計。在本文中詳細介紹了PLC的構(gòu)成以及工作方式，采用了以PLC為控制核心的系統(tǒng)，選擇三菱FX-2N型PLC進行編程控制。

作者簡介

葛希，南京鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生，愛好研究PLC。