基于PLC的自選車位堆垛式立體車庫設計

孫莉 關義康

【摘 ?要】本文研究的基于PLC的自選車位式堆垛立體車庫，綜合考慮了當前市場需求、用戶類型和使用場地等各方面因素，主要以可拆卸鋼結構作為車庫整體框架，堆垛機運動機構作為車庫的動力機構，采用西門子STEP7-300 PLC作為控制中心設計而成。同時選取TP270作為人機交換設備，并進行軟件進行觸摸屏組態，用戶可以使用觸摸屏自主選擇停車位置，選用變頻器MM440實現電動機的變頻調速，采用PROFIBUS-DP現場總線通信網絡進行數據通信，使數據傳輸更高效。

【關鍵詞】立體車庫;PLC控制系統;觸摸屏

近年來汽車保有量的不斷增加，不僅給城市動態交通增加負擔，還嚴重影響著靜態停車，許多大中型城市并沒有預計到汽車保有量會增加如此之快，所以城市內部沒有足夠多的停車位規劃，一旦汽車保有量突然增加，將面臨巨大的安全隱患，同時給人們生活帶來不便。充分了解市場需求的情況下確立的，主要針對人群密集的商業區和人口密度較大的住宅小區設計。擁有存取車輛車位可選、自動進行存取車輛掉頭、存取時間短、建造資金低和安全可靠等特點，不僅能解決停車難的問題，還可以進一步推動汽車工業和城市發展，對節約城市土地資源和環境保護作出了一定的貢獻，設計出一款控制系統穩定，安全易操作的立體車庫，是一件非常有實際意義的事情。

1.堆垛式立體車庫的控制原理

立體車庫控制系統可以分為監控層、控制層和執行層三個層次結構，并通過各相應的通信協議完成相互通信，計算機與PLC核心控制器通過MPI通信協議完成通信進行控制程序的下載，S7-300 PLC核心控制器主站與各個從站通過PROFIBUS-DP總線進行信息傳輸。

2.控制系統設計方案

立體車庫控制系統通過個各個控制元器件的相互合作實現了各設備正常可靠的運行，其中車庫門開啟、堆垛機升降、堆垛機橫移、載車托盤橫移、指示燈等設備的準確快速響應反應了整個控制系統的質量。常用控制系統有繼電器控制、單片機控制和PLC控制等方式，結合本文立體車庫需求選用PLC作為核心控制系統。由于PLC控制系統 具有較高的可靠性、響應速度快、便于擴展和更改，抗干擾能力強、編程方便快捷、調試和維護方便、可與多種控制元器件共同使用等優點，被廣泛應用于工業生產中。其控制系統主要由PLC核心控制器、觸摸屏人機交互設備、分布式I/O接口模塊、變頻器調速模塊、輸入/輸出模塊，傳感器等末端控制元件組成。各設備模塊通過各相應通訊方式進行信息傳遞和反饋，進而相互合作，共同保證了立體車庫的平穩高效的運行。

3.控制系統主要硬件選型

在本課題控制系統中，PLC控制器作為主站，從站主要有觸摸屏、分布式I/O設備和變頻器等元器件，同時PLC控制器還需要和上位機進行通信，完成上述功能需要在性能強大PLC設備中進行。根據立體車庫實際設計需求選用CPU315-2DP 型號CPU，CPU315-2DP屬于緊湊型 CPU，具有較高的處理能力，運算及響應速度快，有兩個DP接口，可以方便用戶完成各控制元器件與PROFIBUS-DP現場總線的連接。

人機交換設備使用工控觸摸屏，以此完成車主與堆垛式立體車庫控制系統的信息交流過程。選用西門子TP270工控觸摸屏作為人機交換設備，選擇ET200M作為本課題的I/O設備。研究立體車庫所選用的四臺三相異步電動機使用變頻器來進行運行速度的調節，變頻器選用西門子MM440。

4.電路圖原理

文立體車庫PLC控制的電路原理圖如圖 1所示。PLC 控制系統通過接收輸入信號變化通過已編程序運行后進而控制輸出點信號變化，從而控制整個車庫的運行。

5.總結

本文研究的基于 PLC 的自選車位式堆垛立體車庫，綜合考慮了當前市場需求、用戶類型和使用場地等各方面因素，操作性能穩定，存取車輛便捷，整個存放流程經認真調試，數據可靠，滿足市場各類需求，實用性強。

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（作者單位：山東協和學院工學院）