升降横移式立体停车库电器控制系统设计

【摘  要】本设计采用两层三列式的车库结构作为模型。在设计升降横移式立体停车库时使用了先进的 PLC 控制，使用编程软件编制程序，并且经过调试和运行之后，证明可编程式 PLC 作为控制系统使用方便。停车设备为满足使用要求，采用了必备的安全措施，即保障汽车安全，又使车库能够全部平稳运行，从根本上解决了停车困难的问题。

【关键词】立体车库;控制系统;可编程序控制器;PLC

中图分类号：   文献标识码：A   文章编号：

当前我国一线和二线城市的停车位和汽车保有量的比例约为0.8：1，三线城市的停车位和汽车保有量的比例为1：0.5，总体分析来看，全国的停车位缺口目前超过了5000万。随着加快城镇化进度，城市停车困难将会更加严重，构建立体车库是解决这个问题的最佳选择。

一、立体停车库控制系统的原理

整个立体停车库控制系统设计由一台西门子S7-200 PLC对停车库进行统一监控，利用 PLC 驱动电机来控制传动装置，从而来完成对汽车的存取工作。

控制装置的原理：管理人员使用控制板面输入车号，控制装置的平台把信息输送到PLC，控制装置分析信息之后分配到驱动电机，由此使车库正常运行，其控制流程图如图1所示。

二、升降横移立体停车库的电器控制系统

升降横移式立体停车库的控制系统有强电系统和弱电系统。弱电系统含有采集信号、控制输出和报警，接触器线圈接收PLC 的输出信号来控制开关。强电系统有到位限位、电机控制线路、载车板的上下行程限位和控制电机旋转方向接触器。立体停车库使用检测系统替代人工找位，利用升降系统把车辆运送到车位上。系统的控制面板上备有急停开关，意外发生的时侯，急停开关打开，如图2所示。

立体车库的系统控制原理：使用人使用系统的平台将信息输送给控制系统处理，完成车库的运行。

因为PLC 的强抗干扰能力，PLC的控制系统大部分使用可编程控制器，尤其是现代化升降横移式立体停车库。

控制系统中的主控对象是升降和横移电机以及各种辅助装置，控制系统使升降电机和横移电机可以在不同时间完成正向运转和方向运转。行程开关可以保障载车板可以横移或下降或上升到预定地点。光电开关的作用是判断有无车辆在载车板上。同时使用了安全预警装置和传感器，虽然本控制系统只有开关量输入但没有模拟量输入，但是凭借隔离变压器及可编程序控制器的抗干扰能力可满足要求，因而不需要另增添其余抗干扰方法。

三、PLC 控制系统设计

控制系统核心是PLC，PLC的操作分3种：第一种将现场状况的数据操作联系起来;第二种是执行用户程序和服务以及外部设备命令;第三种是以系统故障的诊断处理为主的操作。存取操作进行时，使用人在控制平台上输入指令：先判别检测装置状态，然后读取驱动信息反应给执行装置，再移动载车板，完成移动。利用软硬件信号联锁、光电检测、过载保护、防坠保护以及限位等装置确保系统的平稳安全运转。其控制原理如图3所示。

PLC 控制系统的程序设计流程图如图4所示。

程序设计方案：

a）将系统的控制信息初始化，扫描各个位置的开关信号;

b）载车板运动前，先判断是否有空位，有空位才可行动，前后动作互锁。

c）故障报警程序可实时收集异常信息，及时发出报警信号。倘若PLC程序执行中，车辆超长或者有人、物入侵车库空间，PLC根据闭锁关系使设备停止运行，同时发出报警。

按照立体停车库的控制流程图和实际设计遇到的困难，使用 PLC 梯形图进行编程并且经过多次修改，把停车库第二层的三个车位使用顺序编程进行自动存取，使用主程序调用对子程序进行调用来完成立体停车库的自动存取。

四、外部电路接线部分设计

立体车库系统利用 PLC 控制载车板电机，在不同时间完成正反转。另外控制车库中各種检测设施。为确保存车过程中的安全和判别载车板上是否有车辆，采用光电感应和限位开关，除此之外车库还使用了如温度传感器和烟雾确保车库安全，PLC的外部接线图如图 5、图6所示。

五、结论

随着人民生活水平提高以及汽车行业的快速发展，汽车保有量增长速度飞快，汽车存取车位少这个问题越来越严重，所以非常需要立体车库。设计占地少、停放车辆多并且快速存取的立体停车库是目前很多厂商研发的目标。因此本文在研究立体车库的发展技术与现状的基础上，对升降横移式立体车库进行了研究，完成了升降横移立体车库的电气设计。

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（作者单位：1，2.中国石油华北油田公司第一采油厂;3，4.中国石油华北油田公司第四采油厂）