基于PLC的智能立体车库设计

谭悦彤 姜姗* 沈阳工学院 信息与控制学院

立体车库不仅解决了车辆问题也能很好的节省资源，并且实现智能化、合理化和提高安全性能。升降横移式更符合我国车库情况，因此，本文主要以升降横移式智能立体车库为研究。

1 升降横移式智能立体车库控制系统的设计原理分析

升降横移立体车库车位结构设置为多层、多列，即M*N二维矩阵形式，能够提供的总车位数目达到C=M*N-(N-1)的数量，公式中M是二维矩阵的列数，即车库的列数，N则为二维矩阵的行数，也就是车库层数。其中，N的数值是受到实际情况限制的，限制条件主要是提升所用到的设备和存取车所用的时间。一般根据泊车位的多少决定车库的规模大小，根据式子很容易可以得出车库的层数和列数。升降横移式智能车库的特点是布置形式灵活，存取车快捷，对场地适应较强，造价或成本较低，采用PLC控制，自动化程度高。目前我国规定层数最高为4层，实际中，使用两层和三层的居多，三层结构的车库在市场上的应用非常广泛。存取过程如下所述：升降横移式立体车库利用横向托盘移位产生汽车垂直升降位置，实现将高层汽车进行升降存取。每个车位都有载车板，所需存取车辆的载车板通过上升，下降，横移等运动过程到达地面层，中间各层载车板既可以上下升降，又可以左右横移但顶层和底层载车板只可以上下升降，不可以左右横移；中间各层和地面层都有一个空位，可以通过横移载车板变换空位，使空位正上方的载车板下降到地面层。地面层载车板的汽车可以直接存取，全部逻辑控制通过PLC实现。

图1 存取方向示意图

2 立体车库控制系统的设计

整个车库由一台PLC作为控制核心并对其进行自动管理和监控，由PLC来控制载车板升降横移传动装置，完成车辆的存取操作，各车位车辆的存取由PLC根据当前各车位的停放情况，按照相应的策略来调动载车板，以存取车辆。

图2 控制系统结构

2.1 控制系统硬件设计

立体车库控制系统的硬件主要由上位机、PLC、及输入输出装置组成。PLC是整个系统中最关键的一个环节，它分别连着上位机和输入输出装置。对于PLC编程它可智能的与上位机进行信息交换，并根据上位机和输入输出装置传来的信号，使装置完成指定的操作，从而保证立体车库安全有效的进行。上位机主要用于数据处理、图形显示和多媒体处理。输入输出装置主要由检测机构和和执行机构组成。检测机构主要作用是将检测到的信号作为输入信号传递给PLC。执行机构的主要作用是接受PLC的输出信号，并根据信号作出相应的动作。

在立体车库运行时，上位机通过PROFIBUS-DP通信协议与PLC进行通讯。PLC将检测机构检测到的信息传递给上位机，如存取车信息、车库异常信息等。上位机根据这些信息对车库的运行进行实时监控，并将相应的操作指令传递给PLC通过PLC控制现场执行操作。

2.2 控制系统软件设计

PLC控制系统的软件设计由主程序块和子程序块组成。

主程序用来监控整个车库的运行情况，并通过调用子程序来完成各种操作。主程序的功能主要包括切换自动运行和手动运行模式。

立体车库一般采用自动控制方式工作，当出现紧急异常的情况时候使用急停控制，当故障排除或急停取消后，可以用手动按钮使车库复位。

手动运行的编程主要是提供人员的检修、管理和维护的使用。主要是是考虑控制系统出现问题时，维修人员将如何检查问题和解决问题。当维护管理人员选择手动运行时候，通过控制面板的对应车位按钮，可以选择任何一个车位进行移动，在移动过程中所有的升降通道都由人主动观察并移动出来，这样的好处是可以检查任何一个车位的故障问题，做到毫无遗漏。

自动运行的编程将决定整个系统的自动化程度、运行流畅与否和方便快捷性。设计自动运行的思路是为了安全快捷地完成整个过程。

3 结束语

立体车库系统采用PLC作为控制的主要部件，不仅提高了操作系统的可靠性和车库的自动化程度，而且运用了软硬件的运行，同时操作简单，性价比高。