王禮平

摘 要：隨著經(jīng)濟社會的不斷進步，我國的汽車普及率越來越高，但在許多公共場合如住宅小區(qū)、寫字樓、商業(yè)區(qū)等繁華地段往往存在車輛停放困難的現(xiàn)象，傳統(tǒng)車庫的容量和設(shè)計難以滿足當(dāng)前車輛停放的需求，為解決這種困難，基于PLC的地下智能立體車庫控制系統(tǒng)應(yīng)運而生。為此，本文針對基于PLC的地下智能立體車庫的概念進行闡釋，并從地下智能立體車庫的硬件系統(tǒng)設(shè)計、控制系統(tǒng)軟件設(shè)計等方面進行研究分析，以期對基于PLC的地下智能立體車庫控制系統(tǒng)的完善優(yōu)化提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC；地下智能立體車庫；控制系統(tǒng)；升降橫移

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.120

0 前言

在許多大中小城市中，越來越多的家庭擁有兩輛以上的車輛，同時這些車輛的大部分時間處于停泊狀態(tài)中，而城市用地中用于停泊車輛的面積有限，導(dǎo)致市區(qū)的商業(yè)街、居民小區(qū)以及企業(yè)等地段停車?yán)щy，基于PLC的地下智能立體車庫能夠有效解決停車?yán)щy的問題，并具有結(jié)構(gòu)較為簡單、規(guī)模變化靈活、場地適應(yīng)性較強的優(yōu)點，為此本文針對基于PLC的地下智能立體車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計進行研究，先對PLC以及地下智能立體車庫的相關(guān)概念進行闡釋，再對其硬件系統(tǒng)設(shè)計以及控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計等方面進行分析研究。

1 基于PLC的地下智能立體車庫的相關(guān)概念

1.1 PLC的概念以及工作原理

PLC即可編程邏輯控制器，這種設(shè)備本質(zhì)上是一種帶有編程功能的存儲器，通過PLC能夠?qū)ζ鋬?nèi)部存儲的程序進行邏輯運算、順序控制等，完成各種面向用戶的指令，同時通過數(shù)字或者模擬信號的輸入和輸出來控制機設(shè)備的生產(chǎn)操作過程。

PLC的工作包括三個階段：輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。這三個步驟的完成能夠成為一個掃描周期，PLC的CPU對不同的用戶重復(fù)進行掃描周期的工作。

1.2 立體車庫

立體車庫是一種將順序控制、運動控制、過程控制結(jié)合在同一機電體中的現(xiàn)代化產(chǎn)品。立體車庫的主要功能是通過控制系統(tǒng)的管理實現(xiàn)車輛的存取自動化。

如圖1所示，空位處為無載車板的空間，是車輛升降移動的通道，空車位不進行車輛存檔，在地面層一層的的車輛可以直接存取，載車板只進行橫向平移，二、三、四層的載車板除了進行橫向移動，還承擔(dān)著上下移動的功能，但頂層的載車板不能進行橫向平移，只能進行上下的移動，智能立體車庫系統(tǒng)通過PLC實現(xiàn)對電機的控制，通過一系列數(shù)據(jù)的處理，實現(xiàn)車位的升降和橫移，達到自動存取車輛的目的。

1.3 基于PLC的地下智能立體車庫的優(yōu)勢

基于PLC的地下立體智能車庫系統(tǒng)采用RFID的射頻識別技術(shù)對車輛進行識別，不僅在地下一層進行車輛停泊，還能在保證建筑安全的前提下，利用地下三層進行車輛停放，提高了對地下空間的利用率；除此之外，智能化也提高了系統(tǒng)的安全性，傳統(tǒng)車庫需要車主進入車庫尋找車位，帶來許多安全隱患，但地下智能車庫系統(tǒng)從存車到取車的全部過程都是自動完成，車主可以不需要深入車庫，提高了安全性和效率。

2 地下智能立體車庫控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計

地下智能立體車庫系統(tǒng)的控制核心是PLC。PLC設(shè)備的發(fā)展較為迅速并不斷創(chuàng)新，目前市場上PLC品牌數(shù)量較多，應(yīng)用較為廣泛的有Siemens、Schneider、AB、GE、松下、三菱、OMRON等，這些品牌都存在著各自的優(yōu)缺點，進行產(chǎn)品選擇應(yīng)從系統(tǒng)要求、I/O分配、性價比等性能進行考慮，搭配地下智能立體車庫的應(yīng)用實際進行選擇。本文選擇三菱FX系列的FX2N-128MR作為控制的核心。地下智能立體車庫系統(tǒng)結(jié)合了RFID射頻識別技術(shù)，通過掃描識別對車輛的停泊位置進行自動分配，同時還結(jié)合驅(qū)動閘門的升降和平面往復(fù)搬運的協(xié)調(diào)動作完成對車輛存取。地面上實現(xiàn)車輛停泊的樞紐設(shè)施是地上存取車亭系統(tǒng)，其中設(shè)置了RFID射頻卡閱讀器、自動道閘以及車亭進出自動門與連接地上地下的升降機組成。

在地下智能立體車庫系統(tǒng)中，三層立體車庫是應(yīng)用較為廣泛的一種，該系統(tǒng)主要從上到下分為ABC三層，每一層都有一個獨立的平面往復(fù)搬運機，使得層與層之間的平面往復(fù)搬運機不會相互干擾。而系統(tǒng)中的垂直升降機與地面的存取車亭系統(tǒng)相互聯(lián)系，在沒有存取指令時，存車升降機處于地面等高處進行待命，取車升降機則位于底層待命。

3 地下智能立體車庫控制系統(tǒng)的程序設(shè)計

系統(tǒng)采用步進方式進行程序的編寫，其整體的程序框圖如下：

進行軟件編程的內(nèi)容主要包括兩部分：一是手動擋位的編程，二是自動擋位的編程。兩種編程內(nèi)容具有不同的功能。

手動擋位編程主要是提供給對系統(tǒng)進行檢修、管理與維護的工作人員使用，其設(shè)計系統(tǒng)的主要思路是，如果PLC的控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，維修技術(shù)人員怎樣進行故障的檢查，并進一步排除故障，因此在維護管理的人員選擇手動擋位時，對控制面板的車位按鈕直接進行操作，這樣能夠直接對車位進行移動升降。這種方法能夠有效地對每一個車位進行無遺漏的故障檢查，操作的準(zhǔn)確性較高。在完成檢查后確認(rèn)停車準(zhǔn)備，將車庫門關(guān)閉然后手動對所有載車板位置進行復(fù)位的調(diào)整。

自動擋的編程則關(guān)系著整個系統(tǒng)的自動化程度和運行流暢度，直接決定了存取車系統(tǒng)運行的效率，在設(shè)計自動擋的存取車程序應(yīng)采取最優(yōu)化的存取車策略，以高效安全地完成存取車操作。

圖3是三層立體車庫自動擋位控制的設(shè)計流程圖，當(dāng)操作人員選擇自動擋位時，系統(tǒng)開始自動工作，車主按下存車按鈕，并選擇空余車位號碼，系統(tǒng)會對數(shù)據(jù)進行自動的記錄，然后系統(tǒng)對車位號進行識別，判斷其層數(shù)（譬如選擇車位在3層），然后確定其是否具有直接下降的通道，如果沒有直接下降的通道，系統(tǒng)將會把1層和2層的載車板橫移，通過創(chuàng)建兩個空車位的下降通道，使得3層載車板先下降到一層，然后系統(tǒng)開啟車庫門，車主進行停車，然后在一層的光電位置檢測開關(guān)工作，確認(rèn)停車的位置正確，車主離開，關(guān)閉車庫門，再將所有載車板復(fù)位，存車過程就此結(jié)束。取車過程也與此類似。

4 結(jié)束語

為解決當(dāng)前居民小區(qū)、寫字樓、商業(yè)區(qū)停車?yán)щy的問題，采用基于PLC的地下智能立體車庫系統(tǒng)能夠有效解決停車位不足的問題，進行地下智能立體車庫系統(tǒng)的控制設(shè)計中，主要包括硬件系統(tǒng)設(shè)計和控制系統(tǒng)軟件設(shè)計兩部分，通過車主進行空車位選擇，載車板對車輛進行升降和平面的移動進行車輛停泊，然后系統(tǒng)進行車位的復(fù)位，完成存車的過程。

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