层旋式升降立体车库自动存取控制系统设计

王彩红

【摘要】随着我国的国民汽车保有量的迅速增加，“停车难”问题已经是困扰各大城市的通病。而立体车库可以有效缓解"停车难"顽疾。本文以2层12车位的层旋式升降立体车库为研究对象，选用S7-200PLC作为控制器，实现对立体车库的自动控制;选用紫金桥组态软件作为人机交互操作平台，实现实时监控立体车库运行状态;并结合了计算机视觉库引入了车牌识别功能，利用Access数据库管理存取车记录。实践表明，该控制系统实现了车库的智能识别，智能控制，工作效率高，人机监控界面友好，具有一定的工程应用价值。

【关键词】立体车库;自动存取;控制系统

1、引言

随着物联网的概念提出，未来停车场必将实现信息化管理，立体车库也将会加入物联网的行列。如何实现智能识别，智能控制已成为当前的研究热点.

本文以 2 层 12 车位的层旋式升降立体车库为研究对象，利用PLC实现对立体车库的自动控制;利用紫金桥组态软件结合Access数据库，开发人机监控界面，实现车辆的自动存取、管理和实时监控。

2、立体车库控制系统总体设计

2.1 系统组成

本文以2*6共2车位的升降横移式立体车库为例，控制系统主要由下位机和上位机构成，如图1所示。下位机包括控制器S7-200PLC，检测单元接近开关和限位开关和执行元件电机。上位机包括紫金桥组态软件、 Access数据库和车辆识别系统。

2.2 系统功能

本文设计的自动存取立体车库具有以下功能：

（1）自动拖放车辆存取，通过车牌识别系统实现;软手动存取车辆，在人机交互界面上点击相应的按钮即可存取车;车库设有入口和出口，当所存取车辆所在楼层不同时，二者能够完全分开、同时运行，大量节省运行时间;

（2）当车主想要存车时，只需将车辆停放到入口对应的位置，系统检测到车牌号会自动弹出存车界面，同时选择一个空车位，确认存车操作后会显示取车凭证，拖放车机构将车辆拖放到垂直升降电梯，同时在空车位的楼层，环形旋转停车平台将空车位旋转到对应位置等待，当垂直升降电梯将车辆送到对应楼层后，拖放车机构将车辆拖放到存入的空车位，完成存车操作;

（3）当车主想要取车时，点击取车按钮，弹出取车画面，在屏幕上输入取车凭证，与数据库匹配后，环形旋转停车平台将指定车辆所对应的车位旋转到对应位置待机，同时垂直升降电梯到达对应楼层，托放车机构将车辆托放到垂直升降电梯后，垂直升降电梯返回地面，待托放车机构将车辆托放到出口，车主便能将车开走;

（4）如果车主取车时忘记取车凭证，可联系管理员，通过车牌号来取走车辆。

3、立体车库控制系统下位机设计

3.1 硬件设计

整个车库需要与PLC直接相连的有32个继电器，24个行程开关，18个接近开关，共计32输出、42输入。根据系统要求和性价比，选用S7-200 CPU224XP型PLC为控制器，再选用两个16输入/16输出的EM223扩展模块。具体I/O分配如表1所示：

3.2 软件设计

PLC程序的主要任务是接受到来自上位机的存车、取车信号时，通过I/O点控制运行机构按照既定的顺序一步一步动作，最终完成整体的控制动作，完成对指定库位的自动存车、取车。

4、立体车库控制系统上位机设计

上位机包括紫金桥组态软件，用于开发人机交互界面;车辆识别系统，用于识别车辆车牌号;Access数据库，用于存储车辆相关信息。其主要任务是当有用户需要存、取车时，只要在显示屏上操作，紫金桥就会通过脚本程序向PLC发送存车、取车信号。存车时，人机交互界面通过摄像头识别停车位上的车牌号，如图2（a），向PLC发送存车指令，将车辆存入立体车库中，生成取车凭证号，如图2（b），并将信息存入数据库;取车时，人机交互界面将用户输入的取車凭证与数据库进行匹配，如图2（c），向PLC发送取车指令，将车辆从数据库中取出，并将信息存入数据库。

结论：

本文利用PLC实现对2层12车位的层旋式升降立体车库的自动控制;利用紫金桥组态软件结合Access数据库，开发人机监控界面，系统真实地反映了立体车库的运行情况、现场的相关信号和信息，工作人员可实时监测和控制车库，提高了车库控制的智能化水平和运行效率。且结合计算机视觉库，数据库引入车牌识别功能和数据管理功能使整个系统的功能更加完善。

参考文献：

[1]马红麟.基于PLC控制的升降横移式立体车库的研究与设计[J].智能建筑与城市信息，2007，（9）：85-89

[2]王康康.升降横移式立体车库的设计研究[J].长安大学，2015.

[3]王虎军，马殷元.基于PLC的垂直升降式立体车库控制系统设计[J].重庆科技学院学报，2016，18（1）：82-84.