以PLC控制為基礎(chǔ)的自動化立體車庫研究

周剛 張坤平

摘要：立體車庫的顯著優(yōu)勢體現(xiàn)在空間節(jié)省方面，由于立體車庫能夠使城市停車難問題得以有效解決，因此在車庫建設(shè)工程規(guī)劃過程中往往會優(yōu)先選擇建立立體車庫。但值得注意的是，立體車庫自動化水平對其能否在實際中進行廣泛應用具有決定性作用，因此作為自動化立體車庫中控制核心的PLC，決定了立體車庫的核心技術(shù)水平。為確保立體車庫自動化水平逐步提高，進一步推廣立體車庫在當前社會中的廣泛應用，基于PLC控制的自動化立體車庫探究十分必要。

關(guān)鍵詞：PLC控制;自動化;立體車庫

中圖分類號：F407.67 文獻標識碼：A

立足升降橫移立體車庫角度進行分析，其主要是對橫移框架升降及橫移功能加以利用，進而保障多層車輛停放的停車設(shè)備得以良好建設(shè)。這一類型的立體車庫具有相對簡單的結(jié)構(gòu)，同時也不會占據(jù)過多面積，在建設(shè)過程中可以以用戶實際需求為依據(jù)，對場地適用性進行參考，進而靈活改動車庫規(guī)模。因立體車庫具備的這些優(yōu)勢，使得其發(fā)展前景、發(fā)展空間等都十分良好。上世紀初是立體車庫最早出現(xiàn)的時間，而在二十一世紀，暴增的全球汽車數(shù)量，在便利人們出行的同時，停車緊張等一系列問題隨之產(chǎn)生，此時對于人口密集的城市來說，怎樣把停車難問題解決是一項重要問題，而建立立體車庫則能夠使上述問題得以良好解決。

1 自動化立體車庫的控制原理

立足外部結(jié)構(gòu)進行分析，升降橫移式立體車庫會從二維矩陣形式呈現(xiàn)出來，對此從理論角度來說，立體車庫建立過程中可對多層及多列加以設(shè)計，但在考量安全及便捷等因素的情況下，建立自動化立體車庫通常都會在一定程度上限制立體車庫層數(shù)。從目前常用的3×3立體車庫為例進行分析，進而對這一立體車庫工作原理進行介紹。

在這一立體車庫中，主要共有三層，即頂層、底層及中間層，每輛車都會在一個載體托盤上進行停放，簡單來說也就是借助載體托盤進行垂直升降運動和水平橫移操作等，確保車輛存取得以良好實現(xiàn)。用戶存取車的過程，僅需要頂層托盤移動到垂直方向，而底層托盤移動則需要沿水平方向進行，中間層托盤移動方向則為水平及垂直。除了頂層以外，對于中間層和底層來說，都需要對一個空位進行預留，為進出車升降使用提供有利條件，而針對預留的空位，并不會要求其具體位置，空位在中間及兩邊都可以，在用戶需要針對底層車庫進行存取車操作的過程中，可在相應空車位中直接停放車輛，或者取車時直接開出車庫即可，這一過程托盤并不需要移動就能夠?qū)崿F(xiàn)車輛存取;但在進出車是針對頂層及中間層時，就需要對各自下方車位是否為空先行判斷，如果確定是空的狀態(tài)，把托盤直接向目標車位移動即可，如果不是空的狀態(tài)，就需要先對下方車位托盤加以移動，到下方車位處于空的狀態(tài)時，下降動作方可進行，之后待進出車操作完成的后期，已經(jīng)載車的托盤會向原來位置上升[1]。從整個運動情況來看，其主要是對以下原則加以遵循，即在托盤升降后，復位操作必須進行，在托盤處于平移運動時，復位則并不需要。

2 PLC核心控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

基于PLC的自動化立體車庫系統(tǒng)硬件設(shè)計，PLC控制系統(tǒng)為核心所在，之后車庫內(nèi)傳感檢測系統(tǒng)在運行過程中會對相應信號進行檢測，并把檢測到的信號向PLC控制系統(tǒng)中輸送，借此幫助PLC判斷車庫工作狀態(tài);系統(tǒng)硬件中的人機交互系統(tǒng)在輸入數(shù)字按鍵的情況下，就能夠?qū)πD(zhuǎn)編碼器加以控制，進而對轉(zhuǎn)速點信息進行精準檢測，同時將檢測的信息向PLC控制系統(tǒng)進行反饋，確保對變頻器的控制得以良好實現(xiàn)，為系統(tǒng)外圍設(shè)備能夠順利交換數(shù)據(jù)提供保障[2]，如圖1所示。

2.1 立體車庫傳感檢測系統(tǒng)

檢測車庫狀態(tài)的系統(tǒng)主要就是傳感檢測系統(tǒng)，通過這一系統(tǒng)為車庫系統(tǒng)的安全運行提供充足保障。在這一系統(tǒng)的具體設(shè)計過程中，可以把四個光電開關(guān)安裝在立體車庫入口處及尾部，借此檢測車輛大小與車庫具體要求相符與否;與此同時還需要把九個橫移限位開關(guān)安裝在水平位置，借此檢測車位橫移運動情況;此外還需要十四個升降限位開關(guān)安裝在上下兩側(cè)方向，檢測車位升降運動狀態(tài)，并且還要把七個防墜掛鉤安裝在橫移框架下方，有效防止載車板突發(fā)墜落情況，還應該把九個壓力傳感器安裝在載車板正上方，對汽車重量是否超出載車板可承受荷載范圍進行準確檢測;十分必要的一點是，需要把一個煙霧傳感器安裝在車庫角落處，對車庫內(nèi)煙霧存在與否加以檢測，保障車庫內(nèi)不存在安全隱患[3]。

2.2 立體車庫人機交互系統(tǒng)

基于PLC控制的自動化立體車庫，人機交互系統(tǒng)中不僅要保障數(shù)字按鍵及LCD顯示、語音提示等功都充分具備，同時報警及急停等功能也應該包含其中，而這些功能的實現(xiàn)途徑就是對PLC控制單片機方式加以應用。

3 PLC核心控制系統(tǒng)軟件設(shè)計

立足自動化立體車庫控制系統(tǒng)進行分析，其最普遍的程序應用就是模塊式控制程序，此系統(tǒng)控制程序主要由五大模塊構(gòu)成。系統(tǒng)主程序具備中樞作用，能夠?qū)Υ孳嚦绦蚣叭≤嚦绦蜻M行控制，同時也能夠控制對系統(tǒng)起保護作用的保護子程序及報警子程序。在車庫具體運行過程中，如果一層車庫處于空位狀態(tài)的情況下，可以在一層空位上直接停車，并不需要橫向移動載車板;在一層不屬于空位狀態(tài)的情況下，則可對預存車車位加以選取，同時判斷下方是否存在載車板，如果下方有載車板時，此時需要下方所有載車板控制橫移運動進行移位，之后對車位進行選取，借助下降運動向一層進行存車操作[4]。如果車輛是在一層存放，此時取車可直接進行;如果車輛是在其他層車位存放，則需要以上述存車同樣的運動流程為依據(jù)進行操作。

系統(tǒng)具體控制程序流程如下：以自動化立體車庫工作要求和其在運行過程中對設(shè)備各環(huán)節(jié)嚴格控制等為依據(jù)，程序設(shè)計主要是對模塊化結(jié)構(gòu)加以應用，具體組成則包含三部分：初始化程序、主控制程序、故障報警程序。以前文自動化立體車庫運動原理描述為依據(jù)，立體車庫運動原理是以升降必須復位且橫移不復位為主，通過這一原理可以明確的是，存取車操作控制的載車托盤具有基本一致的運動規(guī)律，此時對于存車及取車操作來說，都需要載車托盤向底層先行下降。在完成存取車操作的后期，載車托盤再向原先位置上升，為之后的存取車操作做好充足準備工作[5]?；诖?，可對相同控制程序加以應用，進而確保同一車位的存取得以良好實現(xiàn)，此種方式能夠促進執(zhí)行程序的效率得以逐步提高，同時對節(jié)省PLC內(nèi)部存儲空間也十分有利。

4 基于PLC控制的自動化立體車庫應用和發(fā)展前景

在生活水平逐步提高的情況下，人們對出行便利方面的要求也逐漸提高，因此生活中涌現(xiàn)了更多的家用汽車，此時在考慮到城市土地資源日益緊張這一因素的基礎(chǔ)上，能夠明確的是，普通地面停車場已經(jīng)向飽和狀態(tài)逐漸發(fā)展，面對此種情況，一項必然舉措就是對立體車庫進行大力發(fā)展。在目前我國一些經(jīng)濟發(fā)達城市中，已經(jīng)開始使用立體車庫，而在科技水平逐漸提升的背景下，必將會興起更加經(jīng)濟且廣泛實用的立體車庫[6]。近年來，我國多數(shù)城市都在對智能化車輛刷卡管理方式進行嘗試，以期借此為離開車庫或者進入車庫的車輛駕駛?cè)四軌蚪邮苋轿卉噹旃芾硖峁┍Ｕ?，使得混亂的車庫管理秩序得以有效規(guī)范，同時為車輛暢通運行提供保障。在車庫管理進行全方面優(yōu)化和改進的情況下，必然會逐步實現(xiàn)遠程網(wǎng)絡(luò)化控制及管理的立體車庫。

5 結(jié)語

基于PLC為核心控制系統(tǒng)的自動化立體車庫，不僅保障了立體車庫自動化控制得以良好實現(xiàn)，同時借助設(shè)備對安全防護系統(tǒng)的輔助設(shè)計，能夠保障自動化立體車庫各方面工作的可靠性及安全性逐步增強。具備存取快速、結(jié)構(gòu)緊湊、土地空間節(jié)約等優(yōu)點的自動化立體車庫必然會成為未來車庫發(fā)展主要趨勢。在立體車庫對PLC核心控制系統(tǒng)+變頻器這一技術(shù)加以應用的情況下，能夠有效調(diào)節(jié)速度，同時還能夠確保對車庫車位位移運動及升降運動的精確定位得以良好實現(xiàn)。借助一些相關(guān)測試表明，基于PLC控制系統(tǒng)的自動化立體車庫具有運行穩(wěn)定、便于操作等優(yōu)勢，尤為重要的一點是能夠有效節(jié)省空間，使得當前城市中停車緊張問題得到了有效解決。

參考文獻

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[3] 彭宇，李晶.PLC核心控制下的自動化立體車庫系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化應用，2019（2）：15-16，22.

[4] 楊一曼.PLC控制的升降橫移式自動化立體車庫研究[J].煙臺職業(yè)學院學報，2018，24（1）：83-86.

[5] 丁加璐.基于PLC控制的地下智能旋轉(zhuǎn)式立體車庫分析[J].河南科技，2018（7）：102-103.

[6] 周其鼐.基于PLC控制的自動化立體車庫系統(tǒng)設(shè)計[J].科教導刊（中旬刊），2018（1）：49-51.