基于PLC地下智能立體車庫控制系統設計

王禮平

摘 要：隨著經濟社會的不斷進步，我國的汽車普及率越來越高，但在許多公共場合如住宅小區、寫字樓、商業區等繁華地段往往存在車輛停放困難的現象，傳統車庫的容量和設計難以滿足當前車輛停放的需求，為解決這種困難，基于PLC的地下智能立體車庫控制系統應運而生。為此，本文針對基于PLC的地下智能立體車庫的概念進行闡釋，并從地下智能立體車庫的硬件系統設計、控制系統軟件設計等方面進行研究分析，以期對基于PLC的地下智能立體車庫控制系統的完善優化提供參考。

關鍵詞：PLC；地下智能立體車庫；控制系統；升降橫移

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.120

0 前言

在許多大中小城市中，越來越多的家庭擁有兩輛以上的車輛，同時這些車輛的大部分時間處于停泊狀態中，而城市用地中用于停泊車輛的面積有限，導致市區的商業街、居民小區以及企業等地段停車困難，基于PLC的地下智能立體車庫能夠有效解決停車困難的問題，并具有結構較為簡單、規模變化靈活、場地適應性較強的優點，為此本文針對基于PLC的地下智能立體車庫控制系統的設計進行研究，先對PLC以及地下智能立體車庫的相關概念進行闡釋，再對其硬件系統設計以及控制系統的軟件設計等方面進行分析研究。

1 基于PLC的地下智能立體車庫的相關概念

1.1 PLC的概念以及工作原理

PLC即可編程邏輯控制器，這種設備本質上是一種帶有編程功能的存儲器，通過PLC能夠對其內部存儲的程序進行邏輯運算、順序控制等，完成各種面向用戶的指令，同時通過數字或者模擬信號的輸入和輸出來控制機設備的生產操作過程。

PLC的工作包括三個階段：輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。這三個步驟的完成能夠成為一個掃描周期，PLC的CPU對不同的用戶重復進行掃描周期的工作。

1.2 立體車庫

立體車庫是一種將順序控制、運動控制、過程控制結合在同一機電體中的現代化產品。立體車庫的主要功能是通過控制系統的管理實現車輛的存取自動化。

如圖1所示，空位處為無載車板的空間，是車輛升降移動的通道，空車位不進行車輛存檔，在地面層一層的的車輛可以直接存取，載車板只進行橫向平移，二、三、四層的載車板除了進行橫向移動，還承擔著上下移動的功能，但頂層的載車板不能進行橫向平移，只能進行上下的移動，智能立體車庫系統通過PLC實現對電機的控制，通過一系列數據的處理，實現車位的升降和橫移，達到自動存取車輛的目的。

1.3 基于PLC的地下智能立體車庫的優勢

基于PLC的地下立體智能車庫系統采用RFID的射頻識別技術對車輛進行識別，不僅在地下一層進行車輛停泊，還能在保證建筑安全的前提下，利用地下三層進行車輛停放，提高了對地下空間的利用率；除此之外，智能化也提高了系統的安全性，傳統車庫需要車主進入車庫尋找車位，帶來許多安全隱患，但地下智能車庫系統從存車到取車的全部過程都是自動完成，車主可以不需要深入車庫，提高了安全性和效率。

2 地下智能立體車庫控制系統的硬件系統設計

地下智能立體車庫系統的控制核心是PLC。PLC設備的發展較為迅速并不斷創新，目前市場上PLC品牌數量較多，應用較為廣泛的有Siemens、Schneider、AB、GE、松下、三菱、OMRON等，這些品牌都存在著各自的優缺點，進行產品選擇應從系統要求、I/O分配、性價比等性能進行考慮，搭配地下智能立體車庫的應用實際進行選擇。本文選擇三菱FX系列的FX2N-128MR作為控制的核心。地下智能立體車庫系統結合了RFID射頻識別技術，通過掃描識別對車輛的停泊位置進行自動分配，同時還結合驅動閘門的升降和平面往復搬運的協調動作完成對車輛存取。地面上實現車輛停泊的樞紐設施是地上存取車亭系統，其中設置了RFID射頻卡閱讀器、自動道閘以及車亭進出自動門與連接地上地下的升降機組成。

在地下智能立體車庫系統中，三層立體車庫是應用較為廣泛的一種，該系統主要從上到下分為ABC三層，每一層都有一個獨立的平面往復搬運機，使得層與層之間的平面往復搬運機不會相互干擾。而系統中的垂直升降機與地面的存取車亭系統相互聯系，在沒有存取指令時，存車升降機處于地面等高處進行待命，取車升降機則位于底層待命。

3 地下智能立體車庫控制系統的程序設計

系統采用步進方式進行程序的編寫，其整體的程序框圖如下：

進行軟件編程的內容主要包括兩部分：一是手動擋位的編程，二是自動擋位的編程。兩種編程內容具有不同的功能。

手動擋位編程主要是提供給對系統進行檢修、管理與維護的工作人員使用，其設計系統的主要思路是，如果PLC的控制系統出現了問題，維修技術人員怎樣進行故障的檢查，并進一步排除故障，因此在維護管理的人員選擇手動擋位時，對控制面板的車位按鈕直接進行操作，這樣能夠直接對車位進行移動升降。這種方法能夠有效地對每一個車位進行無遺漏的故障檢查，操作的準確性較高。在完成檢查后確認停車準備，將車庫門關閉然后手動對所有載車板位置進行復位的調整。

自動擋的編程則關系著整個系統的自動化程度和運行流暢度，直接決定了存取車系統運行的效率，在設計自動擋的存取車程序應采取最優化的存取車策略，以高效安全地完成存取車操作。

圖3是三層立體車庫自動擋位控制的設計流程圖，當操作人員選擇自動擋位時，系統開始自動工作，車主按下存車按鈕，并選擇空余車位號碼，系統會對數據進行自動的記錄，然后系統對車位號進行識別，判斷其層數（譬如選擇車位在3層），然后確定其是否具有直接下降的通道，如果沒有直接下降的通道，系統將會把1層和2層的載車板橫移，通過創建兩個空車位的下降通道，使得3層載車板先下降到一層，然后系統開啟車庫門，車主進行停車，然后在一層的光電位置檢測開關工作，確認停車的位置正確，車主離開，關閉車庫門，再將所有載車板復位，存車過程就此結束。取車過程也與此類似。

4 結束語

為解決當前居民小區、寫字樓、商業區停車困難的問題，采用基于PLC的地下智能立體車庫系統能夠有效解決停車位不足的問題，進行地下智能立體車庫系統的控制設計中，主要包括硬件系統設計和控制系統軟件設計兩部分，通過車主進行空車位選擇，載車板對車輛進行升降和平面的移動進行車輛停泊，然后系統進行車位的復位，完成存車的過程。

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