多層升降橫移式立體車庫控制系統的設計

（南京萊鋼泰達艾利肯車庫有限公司，江蘇 南京 210000）

1 升降橫移車庫運行原理

隨著時代不斷發展，城市中的汽車數量不斷增長，停車困難問題日益嚴重。立體車庫的構架模式，符合房地產商開發的設計要求，尤其是升降橫移車庫，不僅可以成倍地提升停車的位置數量，還呈現出良好的地域適應能力。升降橫移車庫結構為鋼架式，能夠實現縱向的延伸操作，并且可以分段或者集中控制，也能夠支持橫向并列運行，達到單獨控制的要求[1]。通過升降橫移的方式轉移空間形成垂直的通道，通過升降的方式取下從高層位置的車輛，整體采用PLC 進行控制。其運行原理為升降復位，平移不復位[2]。

2 立體車庫控制系統設計

2.1 控制系統組成

上位機的監控系統與下位機的PLC 控制系統組合在一起形成立體車庫的控制體系。上級的整體線路設備或者是可以選擇的網絡，與上位機、現場操作機構以及PLC 組合成為監控系統。其中PC 設備屬于核心設備，另外還包括配合音效的設備、顯示器、打印機以及收款機等諸多設備[3]。將PC 設備作為核心，配合音響、顯示設備、打印設備以及收款設備等實現工作目標。上級的整體線路控制設備、網絡平臺、設備運作的操作機械、IC 卡的磁卡設備以及觸摸屏幕等都屬于可以選擇的設備，希望通過這樣的方式能夠滿足深入開發的工作內容要求，能夠根據車庫的實際規模以及車庫的實際應用情況，進行科學的選擇[4]。例如生活中比較常見的3×3 單元組合的車庫，可以利用PLC 的控制模式實現單元車庫的管理目標，關注多個PLC 的配合，同時構建一個具有多個節點結構的局域網絡。例如配合操作設備、IC 磁卡設備以及觸摸屏幕等。具體空內置體系結構如圖1 所示。

圖1 控制體系結構圖

將車庫控制方法劃分為3 個級別，分別是手動、半自動以及全自動。現場應用手動操作方式對每個托板進行控制。通過PLC 的控制面板實現半自動操作，通過按鈕的方式實現PLC 的自動邏輯控制目標。全自動操作模式即應用計算機設備收集和存儲命令。在維修和調試設備或者對設備的異常情況進行處理干預的過程中，會選擇手動操作方式，這也就是最高級別的優先模式。一般車輛進出工作選擇半自動模式，這一模式優先于全自動操作模式。完全脫離計算機的運作模式，利用PLC 的控制面板可以直接完成取車。設置手動、半自動以及全自動模式，需要能夠在3種模式下實現互相鎖定目標的功能。

2.2 PLC控制系統設計

核心運營和管控車庫體系的主要板塊就是PLC，通過劃分不同的操作類型，實現3 個工作目標。1）實現診斷故障和處理故障的工作目標，進行科學操作。2）根據車庫運營實際現場情況進行VO 的數據操作。3）執行相關操作，完成用戶要求指標，并配合服務工作的需求進行外部相關設備的指令的操作。在進行車輛實時存取時，操作人員對PLC 接收到的信號進行分析，然后在控制面板或者上位設備上輸入指令，然后選擇合理的工控指令進行操作。檢測并輸入元件的分析，然后進入車庫的設備驅動位置信息系統，將元件的狀態信息反饋到執行操作的元件當中，拉動車位板，實現移動該位置的目的，實現車輛存取、信號顯示、指示燈顯示的目的。在工作區間當中配置光纖、電力監測體系并且能夠滿足多重的安全體系維護工作，保證設備正常運行并控制異常問題的發生。采用光電檢測、軟硬件的信號聯合鎖定、防墜保護和位置限定及過載保護等設備，保證系統整體運行的安全性和穩定性。

在控制系統中，PLC 主要根據托盤、托板的位置以及相關運動狀態的檢測進行控制，并滿足存取車的需求。管控車位就是掌控橫向移動和豎向升降的大型電機，控制設備能夠實現不同時間節點正向和反向的轉動功能。通過上層的升降配合下層的橫向移動完成互相鎖定的操作目標，進而可以保證上層的停泊車位在升降的過程中，不會影響下面各層的停泊位置出現移動變化。科學的系統支持功能可以保障存取車輛的安全性，行程開關能夠保證托板平面移動到指定位置并且可以實現托盤的升降控制。為確保載車板的運行安全，一定要設置傳動體系的自動鎖定安保設計并配合安全掛鉤的保險設定。鏈傳動模式的制動電機，要能夠在各種情況狀態下都可以實現自我保護的功能。在對安全掛鉤進行控制時，操作人員能夠根據電磁鐵的信息反饋確定掛鉤是否將托盤安置平穩。在各個位置安置光電開關可以確認托盤的位置，監測托盤位置上是否存在車輛、控制車位移動方向、管控位置移動及監控操作是否錯誤等問題。在出現錯誤時，根據PLC 的電平變化信號指示，實現相關設備信息的輸入，并進行報警和停機。另外，在車庫當中安置部分傳感設備，可以監控煙霧、斷繩、松繩以及斷鏈的報警位置移動，通過手動按鈕，使開關復位，并執行報警任務，做好緊急停車處理。

2.3 PLC控制系統程序設計

首先，設計控制程序的流程圖，即在系統內部設計上層和下層車位存取的方案，通過編寫梯形的圖形語言實現系統控制。使用托盤、鋼絲繩或者鏈條進行托盤的懸吊。避免設備靜止時出現掛鉤掉落的情況出現，保證托盤下降的安全與穩定，實現上升和下降的操作。這部分設計使用了并行分支與匯合的功能，實現了分層指派工作內容和流程的目的，可以很好地完成不同流程的動作，根據執行要求實現托盤移動車輛的目的。體系內部的自動操作設置能夠實現聯動鎖定或者是雙重輸出，既能夠滿足檢查故障的工作需求，又能夠節約工作時間，提升車庫的工作效率。

其次，進行控制程序的優化設計。針對上層托盤進行升降控制，達到控制下層車位位置的目的，通過監控和觀察下層車位的空車位，指示車輛進入空車位。

再者，進行模塊化的程序設計。采取模塊化的編程方法進行PLC 的管控程序設計，對車位設置模塊的運行程式、操作難度和復雜程度進行簡化，這也有助于簡化程序的修改與維護。整體程序設定包括手動按鍵子程序模板、主程序模板、緊急停車的按鍵程序模板、存取車位號程序模板、托盤平面移動程序模板、初始化程序模板、空車位號碼/移動車位號碼程序模板、托盤升降移動程序模板、光電開關子程序模板以及故障報警的子程序模板。

最后，提出軟件設計工作中關鍵性問題的處理方案。系統運行過程中的相關元件、儲存數據的設計以及定時設備等都需要使用具有掉電安保功能的元件，使其能夠在系統掉電的情況下，實現對掉電前期系統狀態的維護，以此來儲存前期信息，等待接通電力后能夠繼續完成之前設定的工作。如果電氣或者設備出現故障問題可以進行報警，由系統維護工作人員手動處理故障。

3 結論

綜上所述，對研究內容進行分析，在了解并掌握多層升降橫移形式的立體停車庫的結構特征，以及運行原理的基礎上，對其進行深入研究和分析。明確PLC 的主要控制單元，通過分布模式的控制方案進行干預，然后針對控制體系當中的各元素的組成、PLC 的控制，以設計的形式進行干預，科學運用控制元件達成設計要求，并構建立體的車庫自動控制體系。應用PLC 對升降橫移形式的立體車庫控制體系進行管控，可以保證系統控制的可靠性和穩定性，在提升車庫運營效率性的基礎上，還可以降低車庫運行的風險。特別是在串聯的車位相對比較充足的情況下，可以滿足車位的自動調配目標，滿足日常的功能性需求。