以PLC控制为基础的自动化立体车库研究

周刚 张坤平

摘要：立体车库的显著优势体现在空间节省方面，由于立体车库能够使城市停车难问题得以有效解决，因此在车库建设工程规划过程中往往会优先选择建立立体车库。但值得注意的是，立体车库自动化水平对其能否在实际中进行广泛应用具有决定性作用，因此作为自动化立体车库中控制核心的PLC，决定了立体车库的核心技术水平。为确保立体车库自动化水平逐步提高，进一步推广立体车库在当前社会中的广泛应用，基于PLC控制的自动化立体车库探究十分必要。

关键词：PLC控制;自动化;立体车库

中图分类号：F407.67 文献标识码：A

立足升降横移立体车库角度进行分析，其主要是对横移框架升降及横移功能加以利用，进而保障多层车辆停放的停车设备得以良好建设。这一类型的立体车库具有相对简单的结构，同时也不会占据过多面积，在建设过程中可以以用户实际需求为依据，对场地适用性进行参考，进而灵活改动车库规模。因立体车库具备的这些优势，使得其发展前景、发展空间等都十分良好。上世纪初是立体车库最早出现的时间，而在二十一世纪，暴增的全球汽车数量，在便利人们出行的同时，停车紧张等一系列问题随之产生，此时对于人口密集的城市来说，怎样把停车难问题解决是一项重要问题，而建立立体车库则能够使上述问题得以良好解决。

1 自动化立体车库的控制原理

立足外部結构进行分析，升降横移式立体车库会从二维矩阵形式呈现出来，对此从理论角度来说，立体车库建立过程中可对多层及多列加以设计，但在考量安全及便捷等因素的情况下，建立自动化立体车库通常都会在一定程度上限制立体车库层数。从目前常用的3×3立体车库为例进行分析，进而对这一立体车库工作原理进行介绍。

在这一立体车库中，主要共有三层，即顶层、底层及中间层，每辆车都会在一个载体托盘上进行停放，简单来说也就是借助载体托盘进行垂直升降运动和水平横移操作等，确保车辆存取得以良好实现。用户存取车的过程，仅需要顶层托盘移动到垂直方向，而底层托盘移动则需要沿水平方向进行，中间层托盘移动方向则为水平及垂直。除了顶层以外，对于中间层和底层来说，都需要对一个空位进行预留，为进出车升降使用提供有利条件，而针对预留的空位，并不会要求其具体位置，空位在中间及两边都可以，在用户需要针对底层车库进行存取车操作的过程中，可在相应空车位中直接停放车辆，或者取车时直接开出车库即可，这一过程托盘并不需要移动就能够实现车辆存取;但在进出车是针对顶层及中间层时，就需要对各自下方车位是否为空先行判断，如果确定是空的状态，把托盘直接向目标车位移动即可，如果不是空的状态，就需要先对下方车位托盘加以移动，到下方车位处于空的状态时，下降动作方可进行，之后待进出车操作完成的后期，已经载车的托盘会向原来位置上升[1]。从整个运动情况来看，其主要是对以下原则加以遵循，即在托盘升降后，复位操作必须进行，在托盘处于平移运动时，复位则并不需要。

2 PLC核心控制系统硬件设计

基于PLC的自动化立体车库系统硬件设计，PLC控制系统为核心所在，之后车库内传感检测系统在运行过程中会对相应信号进行检测，并把检测到的信号向PLC控制系统中输送，借此帮助PLC判断车库工作状态;系统硬件中的人机交互系统在输入数字按键的情况下，就能够对旋转编码器加以控制，进而对转速点信息进行精准检测，同时将检测的信息向PLC控制系统进行反馈，确保对变频器的控制得以良好实现，为系统外围设备能够顺利交换数据提供保障[2]，如图1所示。

2.1 立体车库传感检测系统

检测车库状态的系统主要就是传感检测系统，通过这一系统为车库系统的安全运行提供充足保障。在这一系统的具体设计过程中，可以把四个光电开关安装在立体车库入口处及尾部，借此检测车辆大小与车库具体要求相符与否;与此同时还需要把九个横移限位开关安装在水平位置，借此检测车位横移运动情况;此外还需要十四个升降限位开关安装在上下两侧方向，检测车位升降运动状态，并且还要把七个防坠挂钩安装在横移框架下方，有效防止载车板突发坠落情况，还应该把九个压力传感器安装在载车板正上方，对汽车重量是否超出载车板可承受荷载范围进行准确检测;十分必要的一点是，需要把一个烟雾传感器安装在车库角落处，对车库内烟雾存在与否加以检测，保障车库内不存在安全隐患[3]。

2.2 立体车库人机交互系统

基于PLC控制的自动化立体车库，人机交互系统中不仅要保障数字按键及LCD显示、语音提示等功都充分具备，同时报警及急停等功能也应该包含其中，而这些功能的实现途径就是对PLC控制单片机方式加以应用。

3 PLC核心控制系统软件设计

立足自动化立体车库控制系统进行分析，其最普遍的程序应用就是模块式控制程序，此系统控制程序主要由五大模块构成。系统主程序具备中枢作用，能够对存车程序及取车程序进行控制，同时也能够控制对系统起保护作用的保护子程序及报警子程序。在车库具体运行过程中，如果一层车库处于空位状态的情况下，可以在一层空位上直接停车，并不需要横向移动载车板;在一层不属于空位状态的情况下，则可对预存车车位加以选取，同时判断下方是否存在载车板，如果下方有载车板时，此时需要下方所有载车板控制横移运动进行移位，之后对车位进行选取，借助下降运动向一层进行存车操作[4]。如果车辆是在一层存放，此时取车可直接进行;如果车辆是在其他层车位存放，则需要以上述存车同样的运动流程为依据进行操作。

系统具体控制程序流程如下：以自动化立体车库工作要求和其在运行过程中对设备各环节严格控制等为依据，程序设计主要是对模块化结构加以应用，具体组成则包含三部分：初始化程序、主控制程序、故障报警程序。以前文自动化立体车库运动原理描述为依据，立体车库运动原理是以升降必须复位且横移不复位为主，通过这一原理可以明确的是，存取车操作控制的载车托盘具有基本一致的运动规律，此时对于存车及取车操作来说，都需要载车托盘向底层先行下降。在完成存取车操作的后期，载车托盘再向原先位置上升，为之后的存取车操作做好充足准备工作[5]。基于此，可对相同控制程序加以应用，进而确保同一车位的存取得以良好实现，此种方式能够促进执行程序的效率得以逐步提高，同时对节省PLC内部存储空间也十分有利。

4 基于PLC控制的自动化立体车库应用和发展前景

在生活水平逐步提高的情况下，人们对出行便利方面的要求也逐渐提高，因此生活中涌现了更多的家用汽车，此时在考虑到城市土地资源日益紧张这一因素的基础上，能够明确的是，普通地面停车场已经向饱和状态逐渐发展，面对此种情况，一项必然举措就是对立体车库进行大力发展。在目前我国一些经济发达城市中，已经开始使用立体车库，而在科技水平逐渐提升的背景下，必将会兴起更加经济且广泛实用的立体车库[6]。近年来，我国多数城市都在对智能化车辆刷卡管理方式进行尝试，以期借此为离开车库或者进入车库的车辆驾驶人能够接受全方位车库管理提供保障，使得混乱的车库管理秩序得以有效规范，同时为车辆畅通运行提供保障。在车库管理进行全方面优化和改进的情况下，必然会逐步实现远程网络化控制及管理的立体车库。

5 结语

基于PLC为核心控制系统的自动化立体车库，不仅保障了立体车库自动化控制得以良好实现，同时借助设备对安全防护系统的辅助设计，能够保障自动化立体车库各方面工作的可靠性及安全性逐步增强。具备存取快速、结构紧凑、土地空间节约等优点的自动化立体车库必然会成为未来车库发展主要趋势。在立体车库对PLC核心控制系统+变频器这一技术加以应用的情况下，能够有效调节速度，同时还能够确保对车库车位位移运动及升降运动的精确定位得以良好实现。借助一些相关测试表明，基于PLC控制系统的自动化立体车库具有运行稳定、便于操作等优势，尤为重要的一点是能够有效节省空间，使得当前城市中停车紧张问题得到了有效解决。

参考文献

[1] 郭俊鸽.智能垂直循环立体车库PLC控制系统的研究[J].起重运输机械，2020（9）：74-76.

[2] 马德智，寇志伟，李文军，孙万利.立体车库中基于PLC的变频器节能控制策略的研究设计[J].国外电子测量技术，2019，38（12）：60-65.

[3] 彭宇，李晶.PLC核心控制下的自动化立体车库系统设计[J].自动化应用，2019（2）：15-16，22.

[4] 杨一曼.PLC控制的升降横移式自动化立体车库研究[J].烟台职业学院学報，2018，24（1）：83-86.

[5] 丁加璐.基于PLC控制的地下智能旋转式立体车库分析[J].河南科技，2018（7）：102-103.

[6] 周其鼐.基于PLC控制的自动化立体车库系统设计[J].科教导刊（中旬刊），2018（1）：49-51.