基于PLC的立体车库电气控制研究

基于PLC的立体车库电气控制研究

尹言峰 ,王健

青岛茂源停车设备制造有限公司  山东青岛 266000

摘要：目前，我国已经成为世界上最大的机动车消费市场，然而，停车设施的建设并没有赶上汽车市场的发展速度。为防止因停放车辆而侵占了珍贵的商业土地，在城市发展过程中出现了一些新的思路。立体车库因其占地少而被广泛认可。本文分析并设计了智能立体车库的关键技术，并在此基础上，提出了一种以PLC为基础的立体停车库的自动化控制方案，通过对控制策略的优化，实现对客户的车辆的自动访问，从而实现对立体车库的集中、智能化的高效管理。

关键词：PLC；立体车库；电气控制

伴随着我国经济的持续发展，人民的生活水平在不断地提升，与此同时，对汽车的研究和开发也在不断地提升，这就使得汽车的普及程度也会相应地提升。这就造成了一个共同的问题，那就是停车难。随着汽车数量的急剧增长，城市停车位的增长却跟不上，甚至有不增不减的趋势。目前，我国大部分的城市都采用了地下车库，而且还有多个楼层供汽车停车，但这种传统车库的使用率实在是太低了，远远跟不上汽车的发展速度。尤其是在一线城市的市中心，经常会有6层的地下停车场都不能满足商场的停车需要，就算把附近的道路的一段用上，也不能彻底解决这一问题，而且，这种借道的方式也是无奈之举，而且还会对交通的通畅造成很大的影响，导致城市交通的流动能力大幅度降低，甚至出现瘫痪的情况。近年来，我国机动车使用量以15%-20%的速度增加，而车位使用量却仅以2%-3%的比例增加，形势严峻。本文就是针对这一问题而提出的。正是因为这种新的理念与当今的城市发展需要完美契合，所以才会如此快速的成长。立体车库拥有占地面积小、空间利用率高、自动化水平高、可控性高、智能控制等优点，它避开了地面停车场所占的面积过大的不利因素，并且不会像地下停车场那样，将楼层间隔设得过高，并且不会有过多的通行道路。这套系统采用了机械式的方式，大大缩短了人工操作的时间，也省去了人工找车位的麻烦。它既是一种较好的解决办法，又是一种较好的发展方向。

2停车库概述

智能立体车库的建造方式有多种，根据其建造的位置和内部的运动方向，可以将其划分为：升降横移式、垂直升降式、巷道堆垛式、水平循环类机械式和垂直循环式等。在这些类型中，升降横移类停车设备的种类相对较多，它具有很好的场地适应能力，对建筑结构的要求也不高，它可以建造在室外，也可以建造在建筑物的地下，它的尺寸可以很大，也可以很小，可以按照不同的地形和空间进行任意的组合和排列，它具有很高的空间利用率，它的设备是安全的，它可以快速的存取车，它的使用和维护非常简单，而且它的成本也很低廉。竖向升降一般都是安装在户外，也可以安装在与建筑物相连的位置，因此，这样的立体车库是最大的，不过因为建造费用较高，一般都是用在那些对空间要求很低的地方，尤其是老城改造、闹市区等区域一般情况下，巷道堆垛类停车设备是一种技术含量较高，且具有较高的智能化和自动化水平。它可以按照具体的需要，在室外，室内，地面，地下等不同的环境中实现。这样的话，既能提高车位的使用效率，又能保证安全性，但造价也会很高。水平循环类机械式与垂直循环式具有相同的基本思想，都是为了减小车辆的缝隙，提高停车位置，区别是一个是从水平方向，一个是从竖直方向。能够让停车位很容易地填满整个停车空间，它使用了封闭式的结构，可以利用机械进行上下、左右的自由移动，再由升降机的提升来出入仓库，不需要另外设置走道，与此同时，在运行的时候，水平类型的车辆要比垂直类型的车辆更节省能量。

3智能立体车库的基本结构

该系统为三层、三排、九个车位的可提升横移型立体停车库。立体停车场共有九个车位，中央及一楼分别为载车托盘留出一条升降通道，其余七个车位为停放车辆。在地面停车场的车辆出入时，可实现不需要其它货盘的直接出入。在顶层车位进出车的时候，要先对它所对应的下面的位置是否为空进行判断，只有在底部为空的情况下，才能进行下降操作，到达下层平面，然后进行进出车操作，在进出车结束之后，就会重新返回原来的位置。按照移动法则，访问车辆的程序主要有三个步骤：（1）横向移动，这样就可以使一个空着的车辆板移动到前面的一个位置上去使用；(2)提升，从而可以使所述要装载的平板达到所述目的位置；(3)进行定位，其可以是，当达到了所述目标位置之后，将其准确地定位至特定的停车位。

3.1检测系统

(1)载车板上有无车辆的检测：对角光开关均会被安装在载车板上，用于检测载车板上有无车辆的情况。(2)车盘移动距离探测：将极限开关装在对应的位置上，探测出汽车是否移动到了规定的位置。(3)载车盘提升高度探测：将极限开关装在对应位置，探测车辆有无提升到规定的高度。

3.2电气控制系统整体

由于使用了大量的硬件设备，所以对这些设备的性能指标也提出了一些要求，如：电机功率，保险丝的分断电流，热继电器的整定电流，接触器的电压与电流，PLC的最大输入与输出点，以及最大的输入与输出信号等。另外，本文所设计的智能化立体车库电控系统，采用一台PLC来对整个仿真立体车库进行统一的管理与监视，并通过PLC来控制平台驱动机构来实现对车辆的访问与取用。由PLC依据目前停车场的存储状态，对每个停车场的车辆进行调入和调出。

3.3部分电气系统

智能化的立体停车场管理系统就是用来将车辆快速准确地停放在指定地点的。要想达到很精确的定位，就必须在每一层都装上一个行程开关，当提升装置接触到行程开关时，电机就会自动减速，直到电机停止运转。电机正向转动，将台面往前推，将台面推到台面上，将台面推到台面上。在停车结束后，该智能化停车场的管理系统会在停车结束后，为下一个停车的车辆提供服务。在升降横移式立体车库中，控制系统中主控单元的主要控制对象，第一个就是车库内的横移电机和升降电机，控制系统就是要使他们在不同的时间内实现正反转，第二个就是车库内的各种辅助设备，比如指示灯及其各种安全设施等。

1.4自动化立体停车库的发展前景

当前，相对于我国人口密集程度而言，城市立体停车场的建设还处于起步阶段，且主要是以地上停车场为主。我国虽然有很多的人口，但是从人均占有的资源来看，确并不理想，而且它的私家车的数量增长很快，但是它的停车空间的增长速度却明显不够。另外，由于城市居民购买房屋的压力越来越大，住宅建筑的楼层越来越高，小区里的车位越来越少。所以，对智能化立体停车系统中的一些关键技术的研究就显得尤为重要。

伴随着计算机技术的迅速发展，图像处理技术的进步，为用户车辆的自动存储和检索，以及整车信息的获得，包括车牌的快速识别，提供了强大的技术支持。所以，就控制技术而言，现在普遍采用的是PLC的控制方式，以达到对车辆的智能化、人性化以及自动存取的目的。实践证明，可编程控制器具有可靠性高，抗干扰能力强，适应性强，可用于多种复杂工业现场，控制系统编程简单，能耗低，运行速度快等优点。

结论

利用可编程序控制器PLC对车位进行控制，PLC的安全、可靠、高效率、高处理能力等特点，使其能够很好地适应这种情况。使整个控制系统的可视化、可扩充性、便于程序模块的合理排列。

参考文献：

[1]曾鑫,唐樟春,卢军等.基于PLC的升降横移车库系统设计研究与实现[J].自动化仪表,2022,43(09):23-29.

[2]许民宗.平面移动式立体车库存取策略及车位调度优化控制研究[D].中北大学,2022.

[3]张颖,程如岐,张维等.PLC原理与实验课程四立方模式的设计与实践——以自动化立体车库控制系统教学为例[J].实验室研究与探索,2021,40(12):173-177+211.