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        基于PLC的立體停車庫的設(shè)計

        2021-10-23 10:27:34郭昊坤
        新型工業(yè)化 2021年8期
        關(guān)鍵詞:示意圖設(shè)計

        郭昊坤

        (江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系,江蘇 江陰 214405)

        0 引言

        近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、居民收入的不斷提高以及人民對美好生活的向往越來越強烈,我國私家車的總數(shù)迅速增加[1]。對于城市居民而言,幾乎每家每戶都有一輛私家車,有些家庭還不止一輛,但是,很多房地產(chǎn)開發(fā)商在開發(fā)新樓盤時往往忽視了這一重要因素,一般情況下車位總數(shù)只有總戶數(shù)的70%左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了人們的需要。隨著“易買車、難停車”[2]問題越來越普遍,“亂停車”現(xiàn)象也相應(yīng)變得越來越普遍,很多公民在其生活中,都曾或多或少的受到公共場所亂停車所帶來的困擾和影響,這一現(xiàn)象也逐漸成為當(dāng)今社會中一個核心焦點。立體停車場憑借其占地面積較小、結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣靈活等特點越來越受到人們的關(guān)注,為了更好地改善居民生活中的停車狀況,有必要對立體停車庫進(jìn)行研究與設(shè)計。本文基于PLC[3-4]設(shè)計了一種立體停車庫,給出了其總體設(shè)計方案、硬件設(shè)計與軟件設(shè)計等,并通過仿真研究證明了其正確性[5]。

        1 總體方案設(shè)計

        目前,常用立體停車庫的類型主要有以下幾種[6-7]:升降橫移類(SH)、垂直循環(huán)類(CX)、水平循環(huán)類(SX)、多層循環(huán)類(DX)、平面移動類(PY)、巷道堆垛類(XD)、垂直升降類(CS)、簡易升降類 (JS)等,本文以平面移動式立體停車庫為例進(jìn)行仿真研究。如圖1所示,即為平面移動式立體車庫的主體模型,其主要構(gòu)架包括了升降機、載車板、傳動機構(gòu)、控制系統(tǒng)、安全設(shè)備等[8]。

        圖1 平面移動式立體車庫主體模型

        平面移動式立體停車庫運行時與自動化立體倉庫[9]類似,如圖2所示,水平運動X用于選擇巷道,垂直運動Z用于選擇停車的層數(shù),水平運動Y用于選擇停車位所在的位置。

        圖2 立體停車庫車輛移動方向模型

        本文以兩層五排的結(jié)構(gòu)為例,其車位分布示意圖如圖3所示,共有10個車位,又分5個區(qū)域(1號、6號車位為A區(qū),2號、7號車位為B區(qū),3號、8號車位為C區(qū),4號、9號車位為D區(qū),5號、10號車位為E區(qū)),在停車庫前方有一條軌道,允許通過相關(guān)車輛。

        圖3 車位分布示意圖

        PLC控制系統(tǒng)是一種集計算機、自動控制技術(shù)等多種技術(shù)為一體的綜合型系統(tǒng),本文所設(shè)計的一種基于PLC的立體停車庫控制系統(tǒng)的主要功能如下:

        (1)自動控制:用戶通過觸控屏界面操縱自動停車,PLC接受到指令后分配空置的車位給車主,同時堆垛機將車輛存好隨后發(fā)送車位號給用戶,用戶憑借車位號取車。

        (2)手動控制:當(dāng)車位需要檢修或出現(xiàn)故障時,觸摸屏上警報燈閃爍,用戶或工作人員可以同過手動控制運行。

        (3)設(shè)有緊急按鍵,當(dāng)車庫發(fā)生意外時可以通過緊急按鍵停止整個車庫的運行。

        (4)車輛停穩(wěn)在載車板后將通過傳感器檢測是否停好,如車輛停穩(wěn)傳感器將顯示正常,如未停穩(wěn)則傳感器將發(fā)出報警。載車板上下層移動時將通過一二層的傳感器顯示是否到達(dá)當(dāng)前樓層,同時在橫向移動時也將通過傳感器顯示是否到達(dá)車位前方。當(dāng)車輛到達(dá)車位前方后車輛搬運器將車輛搬入至車位,當(dāng)車輛觸發(fā)車位前方的傳感器后停止搬運,搬運器返回載車板并觸發(fā)載車板上的傳感器,載車板回到出入口。

        (5)車輛的存取將遵循先存后取的原則。

        2 硬件設(shè)計

        本文選用西門子S7-300系列PLC進(jìn)行設(shè)計,其模塊示意圖如圖4所示,立體停車庫輸入輸出點硬件接線圖如圖5、圖6所示。

        圖4 S7-300模塊示意圖

        圖5 輸入點硬件接線圖

        圖6 輸出點硬件接線圖

        3 軟件設(shè)計

        立體停車庫存車流程示意圖如圖7所示,車輛在平臺上停穩(wěn)后通過觸摸屏選取空車位存車,載車板根據(jù)劃分的車位區(qū)域?qū)④囕v送至指定區(qū)域,到達(dá)指定區(qū)域后系統(tǒng)判斷車位在1F還是2F,如果車位在1F則將車輛送至車位,如果不是則升至2F再送至車位。

        圖7 存車流程示意圖

        立體停車庫取車流程示意圖如圖8所示,取車時輸入車位號,載車板將車輛移出車位,判斷車輛現(xiàn)在是在1F還是2F,如果車輛在1F則直接送至出口,如果車輛在2F則先下降至1F再送至出口。

        圖8 取車流程示意圖

        4 仿真調(diào)試

        利用仿真系統(tǒng)進(jìn)行模擬,進(jìn)而對車輛的存放和取出的過程與邏輯予以論證。如當(dāng)選取6號車位來存車時,先輸入車位號再按下存車鍵M0.2,平臺開始右移(右移輸出Q0.1),當(dāng)?shù)竭_(dá)A區(qū)后觸發(fā)限位開關(guān)I1.3,平臺上升,平臺到達(dá)二層觸發(fā)二層到達(dá)開關(guān)I2.0,車輛開始運至車位,當(dāng)車輛觸發(fā)車位限位開關(guān)I0.6車輛停穩(wěn)顯示6號車位有車,反之取車時亦是如此。如圖9所示,即為載車板將車輛停至車位的過程中觸發(fā)車位限位開關(guān)I0.6,載車板停止移動,同時界面顯示6號車位已有車輛。

        圖9 車輛停穩(wěn)后界面

        5 結(jié)語

        隨著我國私家車的總數(shù)迅速增加,社會上“難停車、亂停車”的現(xiàn)象越來越普遍。針對上述現(xiàn)象,本文利用立體停車場占地面積較小、結(jié)構(gòu)設(shè)計多樣靈活等特點,設(shè)計了一種基于PLC的立體停車庫。所設(shè)計的立體停車庫的主要構(gòu)架主要包括:升降機、載車板、傳動機構(gòu)、控制系統(tǒng)、安全設(shè)備等。本文給出了立體停車庫的總體設(shè)計方案、硬件設(shè)計與軟件設(shè)計等相關(guān)要素。最后,對所設(shè)計的立體停車庫進(jìn)行了仿真驗證,經(jīng)過仿真驗證,結(jié)果達(dá)到預(yù)期目標(biāo),所設(shè)計的立體停車庫正確有效。

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