層旋式升降立體車庫自動存取控制系統設計

王彩紅

【摘要】隨著我國的國民汽車保有量的迅速增加，“停車難”問題已經是困擾各大城市的通病。而立體車庫可以有效緩解"停車難"頑疾。本文以2層12車位的層旋式升降立體車庫為研究對象，選用S7-200PLC作為控制器，實現對立體車庫的自動控制;選用紫金橋組態軟件作為人機交互操作平臺，實現實時監控立體車庫運行狀態;并結合了計算機視覺庫引入了車牌識別功能，利用Access數據庫管理存取車記錄。實踐表明，該控制系統實現了車庫的智能識別，智能控制，工作效率高，人機監控界面友好，具有一定的工程應用價值。

【關鍵詞】立體車庫;自動存取;控制系統

1、引言

隨著物聯網的概念提出，未來停車場必將實現信息化管理，立體車庫也將會加入物聯網的行列。如何實現智能識別，智能控制已成為當前的研究熱點.

本文以 2 層 12 車位的層旋式升降立體車庫為研究對象，利用PLC實現對立體車庫的自動控制;利用紫金橋組態軟件結合Access數據庫，開發人機監控界面，實現車輛的自動存取、管理和實時監控。

2、立體車庫控制系統總體設計

2.1 系統組成

本文以2*6共2車位的升降橫移式立體車庫為例，控制系統主要由下位機和上位機構成，如圖1所示。下位機包括控制器S7-200PLC，檢測單元接近開關和限位開關和執行元件電機。上位機包括紫金橋組態軟件、 Access數據庫和車輛識別系統。

2.2 系統功能

本文設計的自動存取立體車庫具有以下功能：

（1）自動拖放車輛存取，通過車牌識別系統實現;軟手動存取車輛，在人機交互界面上點擊相應的按鈕即可存取車;車庫設有入口和出口，當所存取車輛所在樓層不同時，二者能夠完全分開、同時運行，大量節省運行時間;

（2）當車主想要存車時，只需將車輛停放到入口對應的位置，系統檢測到車牌號會自動彈出存車界面，同時選擇一個空車位，確認存車操作后會顯示取車憑證，拖放車機構將車輛拖放到垂直升降電梯，同時在空車位的樓層，環形旋轉停車平臺將空車位旋轉到對應位置等待，當垂直升降電梯將車輛送到對應樓層后，拖放車機構將車輛拖放到存入的空車位，完成存車操作;

（3）當車主想要取車時，點擊取車按鈕，彈出取車畫面，在屏幕上輸入取車憑證，與數據庫匹配后，環形旋轉停車平臺將指定車輛所對應的車位旋轉到對應位置待機，同時垂直升降電梯到達對應樓層，托放車機構將車輛托放到垂直升降電梯后，垂直升降電梯返回地面，待托放車機構將車輛托放到出口，車主便能將車開走;

（4）如果車主取車時忘記取車憑證，可聯系管理員，通過車牌號來取走車輛。

3、立體車庫控制系統下位機設計

3.1 硬件設計

整個車庫需要與PLC直接相連的有32個繼電器，24個行程開關，18個接近開關，共計32輸出、42輸入。根據系統要求和性價比，選用S7-200 CPU224XP型PLC為控制器，再選用兩個16輸入/16輸出的EM223擴展模塊。具體I/O分配如表1所示：

3.2 軟件設計

PLC程序的主要任務是接受到來自上位機的存車、取車信號時，通過I/O點控制運行機構按照既定的順序一步一步動作，最終完成整體的控制動作，完成對指定庫位的自動存車、取車。

4、立體車庫控制系統上位機設計

上位機包括紫金橋組態軟件，用于開發人機交互界面;車輛識別系統，用于識別車輛車牌號;Access數據庫，用于存儲車輛相關信息。其主要任務是當有用戶需要存、取車時，只要在顯示屏上操作，紫金橋就會通過腳本程序向PLC發送存車、取車信號。存車時，人機交互界面通過攝像頭識別停車位上的車牌號，如圖2（a），向PLC發送存車指令，將車輛存入立體車庫中，生成取車憑證號，如圖2（b），并將信息存入數據庫;取車時，人機交互界面將用戶輸入的取車憑證與數據庫進行匹配，如圖2（c），向PLC發送取車指令，將車輛從數據庫中取出，并將信息存入數據庫。

結論：

本文利用PLC實現對2層12車位的層旋式升降立體車庫的自動控制;利用紫金橋組態軟件結合Access數據庫，開發人機監控界面，系統真實地反映了立體車庫的運行情況、現場的相關信號和信息，工作人員可實時監測和控制車庫，提高了車庫控制的智能化水平和運行效率。且結合計算機視覺庫，數據庫引入車牌識別功能和數據管理功能使整個系統的功能更加完善。

參考文獻：

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