基于PLC的自选车位堆垛式立体车库设计

孙莉 关义康

【摘  要】本文研究的基于PLC的自选车位式堆垛立体车库，综合考虑了当前市场需求、用户类型和使用场地等各方面因素，主要以可拆卸钢结构作为车库整体框架，堆垛机运动机构作为车库的动力机构，采用西门子STEP7-300 PLC作为控制中心设计而成。同时选取TP270作为人机交换设备，并进行软件进行触摸屏组态，用户可以使用触摸屏自主选择停车位置，选用变频器MM440实现电动机的变频调速，采用PROFIBUS-DP现场总线通信网络进行数据通信，使数据传输更高效。

【关键词】立体车库;PLC控制系统;触摸屏

近年来汽车保有量的不断增加，不仅给城市动态交通增加负担，还严重影响着静态停车，许多大中型城市并没有预计到汽车保有量会增加如此之快，所以城市内部没有足够多的停车位规划，一旦汽车保有量突然增加，将面临巨大的安全隐患，同时给人们生活带来不便。充分了解市场需求的情况下确立的，主要针对人群密集的商业区和人口密度较大的住宅小区设计。拥有存取车辆车位可选、自动进行存取车辆掉头、存取时间短、建造资金低和安全可靠等特点，不仅能解决停车难的问题，还可以进一步推动汽车工业和城市发展，对节约城市土地资源和环境保护作出了一定的贡献，设计出一款控制系统稳定，安全易操作的立体车库，是一件非常有实际意义的事情。

1.堆垛式立体车库的控制原理

立体车库控制系统可以分为监控层、控制层和执行层三个层次结构，并通过各相应的通信协议完成相互通信，计算机与PLC核心控制器通过MPI通信协议完成通信进行控制程序的下载，S7-300 PLC核心控制器主站与各个从站通过PROFIBUS-DP总线进行信息传输。

2.控制系统设计方案

立体车库控制系统通过个各个控制元器件的相互合作实现了各设备正常可靠的运行，其中车库门开启、堆垛机升降、堆垛机横移、载车托盘横移、指示灯等设备的准确快速响应反应了整个控制系统的质量。常用控制系统有继电器控制、单片机控制和PLC控制等方式，结合本文立体车库需求选用PLC作为核心控制系统。由于PLC控制系统 具有较高的可靠性、响应速度快、便于扩展和更改，抗干扰能力强、编程方便快捷、调试和维护方便、可与多种控制元器件共同使用等优点，被广泛应用于工业生产中。其控制系统主要由PLC核心控制器、触摸屏人机交互设备、分布式I/O接口模块、变频器调速模块、输入/输出模块，传感器等末端控制元件组成。各设备模块通过各相应通讯方式进行信息传递和反馈，进而相互合作，共同保证了立体车库的平稳高效的运行。

3.控制系统主要硬件选型

在本课题控制系统中，PLC控制器作为主站，从站主要有触摸屏、分布式I/O设备和变频器等元器件，同时PLC控制器還需要和上位机进行通信，完成上述功能需要在性能强大PLC设备中进行。根据立体车库实际设计需求选用CPU315-2DP 型号CPU，CPU315-2DP属于紧凑型 CPU，具有较高的处理能力，运算及响应速度快，有两个DP接口，可以方便用户完成各控制元器件与PROFIBUS-DP现场总线的连接。

人机交换设备使用工控触摸屏，以此完成车主与堆垛式立体车库控制系统的信息交流过程。选用西门子TP270工控触摸屏作为人机交换设备，选择ET200M作为本课题的I/O设备。研究立体车库所选用的四台三相异步电动机使用变频器来进行运行速度的调节，变频器选用西门子MM440。

4.电路图原理

文立体车库PLC控制的电路原理图如图 1所示。PLC 控制系统通过接收输入信号变化通过已编程序运行后进而控制输出点信号变化，从而控制整个车库的运行。

5.总结

本文研究的基于 PLC 的自选车位式堆垛立体车库，综合考虑了当前市场需求、用户类型和使用场地等各方面因素，操作性能稳定，存取车辆便捷，整个存放流程经认真调试，数据可靠，满足市场各类需求，实用性强。

参考文献：

[1]李移伦.基于PLC与组态控制的立体智能停车场系统设计[J].电子测试，2019（21）：41-43.

[2]姜东明.基于PLC立体车库控制系统设计[J].电视技术，2019，43（20）：71-74.

[3]郑建全.基于PLC的垂直循环式立体车库控制系统设计[J].机电信息，2019（21）：128-129+131.

（作者单位：山东协和学院工学院）