升降橫移式立體停車庫電器控制系統設計

張濤 王衛東 譚周政 劉偉

【摘 ?要】本設計采用兩層三列式的車庫結構作為模型。在設計升降橫移式立體停車庫時使用了先進的 PLC 控制，使用編程軟件編制程序，并且經過調試和運行之后，證明可編程式 PLC 作為控制系統使用方便。停車設備為滿足使用要求，采用了必備的安全措施，即保障汽車安全，又使車庫能夠全部平穩運行，從根本上解決了停車困難的問題。

【關鍵詞】立體車庫;控制系統;可編程序控制器;PLC

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當前我國一線和二線城市的停車位和汽車保有量的比例約為0.8：1，三線城市的停車位和汽車保有量的比例為1：0.5，總體分析來看，全國的停車位缺口目前超過了5000萬。隨著加快城鎮化進度，城市停車困難將會更加嚴重，構建立體車庫是解決這個問題的最佳選擇。

一、立體停車庫控制系統的原理

整個立體停車庫控制系統設計由一臺西門子S7-200 PLC對停車庫進行統一監控，利用 PLC 驅動電機來控制傳動裝置，從而來完成對汽車的存取工作。

控制裝置的原理：管理人員使用控制板面輸入車號，控制裝置的平臺把信息輸送到PLC，控制裝置分析信息之后分配到驅動電機，由此使車庫正常運行，其控制流程圖如圖1所示。

二、升降橫移立體停車庫的電器控制系統

升降橫移式立體停車庫的控制系統有強電系統和弱電系統。弱電系統含有采集信號、控制輸出和報警，接觸器線圈接收PLC 的輸出信號來控制開關。強電系統有到位限位、電機控制線路、載車板的上下行程限位和控制電機旋轉方向接觸器。立體停車庫使用檢測系統替代人工找位，利用升降系統把車輛運送到車位上。系統的控制面板上備有急停開關，意外發生的時侯，急停開關打開，如圖2所示。

立體車庫的系統控制原理：使用人使用系統的平臺將信息輸送給控制系統處理，完成車庫的運行。

因為PLC 的強抗干擾能力，PLC的控制系統大部分使用可編程控制器，尤其是現代化升降橫移式立體停車庫。

控制系統中的主控對象是升降和橫移電機以及各種輔助裝置，控制系統使升降電機和橫移電機可以在不同時間完成正向運轉和方向運轉。行程開關可以保障載車板可以橫移或下降或上升到預定地點。光電開關的作用是判斷有無車輛在載車板上。同時使用了安全預警裝置和傳感器，雖然本控制系統只有開關量輸入但沒有模擬量輸入，但是憑借隔離變壓器及可編程序控制器的抗干擾能力可滿足要求，因而不需要另增添其余抗干擾方法。

三、PLC 控制系統設計

控制系統核心是PLC，PLC的操作分3種：第一種將現場狀況的數據操作聯系起來;第二種是執行用戶程序和服務以及外部設備命令;第三種是以系統故障的診斷處理為主的操作。存取操作進行時，使用人在控制平臺上輸入指令：先判別檢測裝置狀態，然后讀取驅動信息反應給執行裝置，再移動載車板，完成移動。利用軟硬件信號聯鎖、光電檢測、過載保護、防墜保護以及限位等裝置確保系統的平穩安全運轉。其控制原理如圖3所示。

PLC 控制系統的程序設計流程圖如圖4所示。

程序設計方案：

a）將系統的控制信息初始化，掃描各個位置的開關信號;

b）載車板運動前，先判斷是否有空位，有空位才可行動，前后動作互鎖。

c）故障報警程序可實時收集異常信息，及時發出報警信號。倘若PLC程序執行中，車輛超長或者有人、物入侵車庫空間，PLC根據閉鎖關系使設備停止運行，同時發出報警。

按照立體停車庫的控制流程圖和實際設計遇到的困難，使用 PLC 梯形圖進行編程并且經過多次修改，把停車庫第二層的三個車位使用順序編程進行自動存取，使用主程序調用對子程序進行調用來完成立體停車庫的自動存取。

四、外部電路接線部分設計

立體車庫系統利用 PLC 控制載車板電機，在不同時間完成正反轉。另外控制車庫中各種檢測設施。為確保存車過程中的安全和判別載車板上是否有車輛，采用光電感應和限位開關，除此之外車庫還使用了如溫度傳感器和煙霧確保車庫安全，PLC的外部接線圖如圖 5、圖6所示。

五、結論

隨著人民生活水平提高以及汽車行業的快速發展，汽車保有量增長速度飛快，汽車存取車位少這個問題越來越嚴重，所以非常需要立體車庫。設計占地少、停放車輛多并且快速存取的立體停車庫是目前很多廠商研發的目標。因此本文在研究立體車庫的發展技術與現狀的基礎上，對升降橫移式立體車庫進行了研究，完成了升降橫移立體車庫的電氣設計。

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（作者單位：1，2.中國石油華北油田公司第一采油廠;3，4.中國石油華北油田公司第四采油廠）