智能立体停车库系统的研究与设计

牛羽新+魏东辉+高明+徐佳音

摘 要 本文先分析了不同类型的车库功能特点和适用范畴，详细介绍立体停车库的机械构造、电气结构与安全装备设计，从硬件的层面对整个车库的结构进行阐述；在控制系统设计中确定了以 PLC为主控单元的控制方案，并对控制系统的输入、输出进行了详细分析，完成了控制系统的输入、输出分配和 PLC选型，设计了控制系统的程序流程图，完成了立体车库控制系统设计。

关键词 智能 立体停车库

中图分类号：TP278 文献标识码：A

1研究的目的与意义

现在还没有针对城市住宅小区，特别是在一二线汽车保有量大的城市中的立体车库，来解决私人汽车的停放问题。为了解决我国住宅小区内找车位难、停车难的问题，现提出可以利用小区内较小的面积，建立中小型的多层立体停车库。并接入城市中车库的通信管理系统再配合手机APP进行车位的查找，能使住户存取车辆时，得到方便、快捷、安全和可靠的用户体验。升降横移式立体停车库对土地的利用率和空间利用率很高，使用时的操作也很灵活、方便同时也能适应各种室内外环境，被认为是解决大城市住宅小区停车问题的主要手段之一。

2系统工作流程

在立体停车库监控系统的设计中，主要存在电机的启动和传感器的检测等开关量信号，主控单元控制系统由欧姆龙S7-200版PLC进行编程。初步估计需使用两台横移电机，三台升降电机。各种传感器信号被检测后，通过数字输入（DI）输入到PLC、PLC经过运算，通过数字输出（DO）将信号输出并传送给立体停车库，实现对电机等执行元件的控制，立体停车库控制系统信息流程如图1所示：

3检测信号算法设计

3.1车库检测信号

控制程序根据检测到的信号顺序执行，控制输出，因此检测信号成为控制程序执行的重要依据。对于在二层（及以上）的每个车托，其运行状态只存在上升、下降两种，车托板停放位置也只有上位或下位，所以都有以下检测信号：车托板上位，车托板上极限，车托板下位，车托板下极限。车托板在上位时，都会设安全挂钩，挂钩也为通电闭合和断电打开两种状态，并设置特定的行程开关获取挂钩的状态信息。车托板向上运行过程中，检测到上位信号，则自动停止运行；如果上位开关被损坏，系统未检测到信号，车托板仍然会继续向上运行，当运行到上极限开关处时，上极限信号就会自动切断电机电源，使电机停电，无法继续运行，起着双重保险的作用。如果两道位置开关均被损坏，车托板运行到位而无信号返回时，车托板会继续上行或下行，从而容易发生不可预料的事故，但有了PLC的时间保护，则能够对车托板的运行起到第三层的保护。

3.2急停信号

系统必须在方便、合适的位置设有急停开关，以保护人员及财产的安全。一旦发生意外，按下急停开关，即可切断所有电机的电源使车托板无法继续运行。

3.3输入、输出控制信号

因输入、输出控制信号较多，所以先将两者分开进行单独分析，然后再对PLC进行选型后可以确定控制系统的输入、输出设备及对应的输入、输出分配信号表。

4安全系统设计

用PLC进行系统控制时，有自动、手动两种方式。在两种方式同时使用时，所有信号进入PLC后，PLC将按照外部检测信号、输出控制信号、正反转接触器线圈（控制电机）和各电机接触器线圈，来控制各车托板的运行状态。

（1）超长开关只要有一个被遮挡（无论是前部还是后部），所有的车托板都立即停止动作。

（2）入口处只要检测到有人员误入，所有车托板都必须立刻停止动作（无论是横移还是升降）。只有通过按下“复位”按钮，才能解除此联锁。

（3）只有安全挂钩置于开启位置时，才能启动下降动作。

（4）任何车托板触发上、下极限位开关后，必须保证立即切除所有电机电源。

（5）人为触发急停按钮后，也必须保证立刻断开所有电机电源。

5结论

中国经济的高速飞跃推动城市化进程加快，家家户户都开始选择以车代步，而在人口膨胀导致土地资源紧缺的情况下，可以預见的是，立体停车库的逐步推广与普及将是未来发展的一大趋势，而设计及技术的不完备导致到目前为止，我国的立体停车库的设计与建造仍处于初级阶段，为进一步改善这一问题，本文通过对立体停车库的硬件、控制和管理系统的设计以及联机实现提供了初步的规划和研究，具有重大的现实意义和潜在的经济效益。

参考文献

[1] 李铁军，张淑敏.PLC在数控机床电气控制方面的应用[J].机械工程师，2005（09）：23-25.

[2] 杨克冲，陈吉红，郑小年.数控机床电气控制[M].武汉：华中科技大学出版社，2005.endprint