【摘要】本文主要以五車位升降橫移式立體車庫為研究對象，對其進行控制系統(tǒng)研究與設計。文章詳細介紹了車庫的PLC控制系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，其中控制部分工作任務由西門子PLC完成，監(jiān)控部分采用基于WINDOWS平臺的工控組態(tài)軟件MCGS。系統(tǒng)具有友好的人機交互界面，控制靈活，系統(tǒng)的安全性和可靠性高。

【關鍵詞】PLC；立體車庫；控制系統(tǒng)

1.引言

隨著我國經濟持續(xù)快速的發(fā)展和城市建設工作的不斷進行，在許多城市，交通擁堵和停車難已經成了影響城市發(fā)展的重要因素，利用路邊停車和傳統(tǒng)的自走式停車方式己經遠遠不能適應城市發(fā)展的要求。隨著我國汽車工業(yè)以及房地產行業(yè)的訊速發(fā)展和轎車數(shù)量的迅速上升，我國立體停車行業(yè)發(fā)展迅速。立體停車是解決許多城市出現(xiàn)的停車難問題的有效方法。機械式立體車庫是指用立體化的方式，利用機構完成車輛存取的停車設施。也就是用機械停車設備將汽車存放到立體化的停車位或從停車位取出的停車設施。機械式立體車庫是近期順應市場經濟發(fā)展，根據(jù)市場需求，在其迫切影響下應運而生的一種新型停車系統(tǒng)，它綜合運用了機械、控制、液壓以及光學等先進技術，屬于技術密集型設備[1]。

本文主要以五車位升降橫移式立體車庫為研究對象，介紹其結構、工作原理及監(jiān)控系統(tǒng)的構成。

2.立體車庫的組成及原理

升降橫移式立體車庫指利用載車板的升降或橫向平移存取停放車輛的一種機械式停車設備。主要由結構框架部分、載車板部分、橫移系統(tǒng)、提升系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、安全防護系統(tǒng)六大部分組成。這種立體車庫結構特點是：底層只能平移，頂層只能升降，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層都必須預留一個空車位，供進出車升降之用。當?shù)讓榆囄贿M出車時，無需移動其他托盤就可直接進出車；中間層、頂層進出車時，先要判斷其對應的下方位置是否為空，不為空時要進行相應的平移處理，直到下方為空才可進行下降動作，進出車完成后再上升回到原位置。其運動的總原則是：升降復位，平移不復位。

本設計為五車位停車庫，系統(tǒng)由一臺PLC對車庫進行統(tǒng)一的管理和監(jiān)控，通過PLC控制載車板縱橫傳動裝置以完成對車輛的存取操作。各車位內車輛的調入調出由PLC根據(jù)當前各車位的車輛存放情況，按照相應的調度策略調度車輛進出。其工作方式為：二層三個車位可以升降，一層的兩個車位只能橫向橫移，二層車位要想升降則必須讓其下側車移走，進而橫移出空位，將載車板升或降到地面層。系統(tǒng)工作示意圖如圖1所示。

3.系統(tǒng)硬件單元設計

3.1 電氣系統(tǒng)關鍵部分設計

PLC接線設計：在升降橫移式立體停車庫中，控制系統(tǒng)中主控單元的主要控制對象首先是車庫內的橫移電機和升降電機，控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內實現(xiàn)正反轉；其次是車庫內的各種輔助裝置，如指示燈及其各種安全設施等。為了保證載車板能橫移到預定位置以及載車板能上升或下降到指定位置，采用了行程開關。為了判斷載車板上有無車輛，采用了光電開關。同時在車庫中還采用了一些傳感器如煙溫傳感器以及安全預警裝置。

電機控制及接線設計：在存取車時車位的升降不能同時進行，車位的升降和橫移也不能同時進行，這兩個動作必須是互鎖的，即當上層車位在升降時，地面層車位不能移動，反之亦然，并且上層車位每次只能有一個車位進行上下升降運動。這些在程序中可采用聯(lián)鎖和互鎖的方法來解決。

3.2 PLC型號的選擇

根據(jù)系統(tǒng)設計要求進行需求分析，確定PLC的輸入輸出點。本系統(tǒng)共計26個輸入，18個輸出，系統(tǒng)選用西門子公司的S7-200系列的CPU226（加擴展模塊）。CPU226共有24個輸入，16個輸出，擴展模塊選擇為EM223，它有16個輸入，16個輸出。該選擇能夠滿足系統(tǒng)要求。系統(tǒng)I/O分配表見表1、2所示。

4.系統(tǒng)PLC程序設計

主程序設計參考程序見圖2所示。

5.組態(tài)監(jiān)控畫面設計

5.1 MCGS簡介

組態(tài)軟件是在工業(yè)自動化領域興起的一種新型的軟件開發(fā)技術。開發(fā)人員不需要編制具體的指令和代碼，只要利用組態(tài)軟件包中的工具，通過硬件組態(tài)（硬件配置）、數(shù)據(jù)組態(tài)、圖形圖像組態(tài)等工作即可完成所需應用軟件的開發(fā)工作。MCGS（Monitor and Control Generated System通用監(jiān)控系統(tǒng)），是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft（各種32位Windows平臺上）運行，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制、實時曲線、歷史曲線和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案[2]。

5.2 系統(tǒng)畫面設計

本文采用通用版MCGS組態(tài)軟件設計了該控制系統(tǒng)上位機監(jiān)控界面。系統(tǒng)運行畫面如圖3所示。

6.結束語

本控制系統(tǒng)以PLC為核心，實現(xiàn)了兩層五車位立體車庫的自動控制，同時采用計算機進行監(jiān)控，實現(xiàn)了車庫的智能化管理和實時監(jiān)控，工作安全可靠，操作方便。本文的研究對PLC在計算機自動化控制系統(tǒng)中的應用，以及利用MCGS實現(xiàn)工業(yè)工程實時監(jiān)控，提高工業(yè)的自動化水平，都具有很重要的實踐意義[3]。

參考文獻

[1]劉延利.后懸臂升降橫移式立體車庫虛擬樣機設計[D].山東大學碩士學位論文，2012（9）：1-10.

[2]北京昆侖通態(tài)自動化軟件科技有限公司.全中文工控組態(tài)軟件MCGS用戶指南[M].北京：MCGS公司，2003.

[3]賀文華.升降橫移式立體車庫的控制研究與仿真實現(xiàn)[D].長安大學碩士學位論文，2006（4）：1-10.

作者簡介：張芬（1980—），女，陜西渭南人，碩士，現(xiàn)供職于西安航空職業(yè)技術學院，主要研究方向：PLC控制技術、組態(tài)控制技術。