基于PLC技术的智能车库优化设计

代夫富 洪晨晨 张婷婷 杨靖

摘 要：为了有效缓解日益增长的汽车保有量与目前车位少、停车难、管理差的城市车库现状之间的矛盾，本文针对实际性问题，根据当前科学技术领域的研究成果，优化设计了一款技术先进、自动化程度极高的停车场智能管理系统。该系统将先进的云端计算技术、自动控制技术、人工智能及PLC控制等技术有效地结合，综合运用于停车场智能管理体系中，创建一种在区域性内全方位发挥作用的准时、高效率的停车智能管理体系，通过采用PLC技术对停车场存取车进行设计，车辆的存取记录则由云端来进行全方位记录，停车时长价格结算可由手机或库外停车操作系统的触摸屏进行结算，以达到停车场智能化、高效化。

关键词：PLC停车管理系统;泊位预定技术;车库机械结构

1 引言

本文主要研究设计的是一种基于PLC技术与智能物联网结合的智能车库。这种立体车库主要是由PLC和智能物联网进行控制，利用云计算可以根据车库现存车辆和车辆停放的位置，以最快的速度计算出最合适的存取车位，再利用PLC技术控制载车板将汽车送至预定车位，极大的提高了停车和取车的效率，改善车位少、停车难、管理差的城市车库现状。

2 智能车库系统功能设计

2.1车位预留功能

这项功能需PLC和智能物联网结合实现，软件需由承办建造智能车库方邀软件开发公司开发与微信和支付宝合作，车主在微信小程序或支付宝城市服务中先行登记自己的车辆信息，绝对保密，系统将此数据上传云端，便于车主在任何时间地点停车。车主在到达停车场前可先通过手机进行预约停车位，5G云计算将会根据车主事先登记的车辆信息发送给PLC，PLC再根据数据预留出合适车主车型的停车位，预留时间为5分钟，若车主没在规定时间进行停车操作，那么该预留车位便会取消，留给下一位预留的车主进行操作。车位停取的实时信息会在网络上和车库门前的触摸屏上显示出来，当然，车主也可以在车库门前的触摸屏上进行实时操作，做为收费依据。

2.2 车辆停取功能

因车库是复式结构，相对封闭，因此车主只需将车开到指定停车道，停车道上铺有传输带。车主将车停好后，可以在手机或车库外触摸屏上进行确认停车操作，网络接收数据，当数据传输完成时，PLC接收信号，驱动车库内机械载车板与停车道上传输带完美契合，传输带自动将车运输到机械载车板上，载车板上机械固定裝置将车辆固定，平稳安全的送达至指定停车位，同理，取车的时候车主可通过手机或触摸屏操作，车主只需在指定的安全地带等候即可，停车或取车时间大概1分钟即可。

2.3 车库控制原理设计

本文设计是基于PLC和智能物联网与5G网络的结合，来实现越来越智能化的停车系统。5G云端能存储极大的车辆车位信息，前文所提到的预留系统就需要5G的云计算来进行，云端会记录下每辆车的出入信息，实时更新车库里停车位是否空闲的情况，便于多位车主随时停车。在5G和智能物联网的结合下，无需车主决定，系统会根据已知车辆信息，预留好停车位，再由PLC控制车辆的存取的机械运动。车辆出入库流程如下图1所示。

3 智能车库机械结构设计

3.1 主框架部分

材料选用45号钢和2020B型号的铝材复合搭建，基本轮廓如图2所示。

主体钢结构可采用H型钢、槽钢、钢板焊接成型，用高强度螺栓连接成框架结构，具有很好的强度和刚性。为了防锈与美观，一般在涂敷前进行喷砂、喷丸或机械除锈等处理方法。防腐涂层一般要用底漆、中间漆和面漆;底漆跟热浸锌的机理是一样的，牺牲涂层保护基材，面漆起到密封气孔和美观的作用。

3.2 载车板的组成

载车板是停车设备中用来存放汽车的托板，用来承载库存车辆的运输工具。本设计载车板采用下置横移系统，上置提升系统式设计，采用梯形式结构，由高强度铝合金和波纹板相互咬合拼接成，极大避免了载车板平台在长期工作过程中的磨损和锈蚀，一定程度上保障了用户的生命及财产安全。边梁用高强度螺栓与载车台连接以保证的刚性与了载车板的钢度和强度，载车台设有阻车和限位装置，以保证运营安全，如图3和图4所示。

智能车库载车板平台，对载车板的运行进行了优化，采用了数电结合的设计理念，包括传动轴、传动带、传动电机以及通过若干根转轴和限位辅助装置组成，所述传动轴的两末端还对应设有用于啮合至车库车架相对应的传动机构上的导向部件，即分别对应设置与之配合的导向槽的导向滚轮。相比与传统载车板，本设计的载车板简化了机械结构，使载车板平台在立体车库运行过程中能稳定行进，提高运行效率、增加安全性、降低了制造及运行成本，载车板升降机构能使立体停车装置容车率提高，更便于推广使用。

4 智能车库管理系统设计

该车库控制系统采用了西门子S7-200的PLC和最先进的智能物联网控制系统和5G网络技术。本文中的PLC主要负责车库中机械载车板的运行，计算与停车道传动带的精准对接，在车库用触摸屏操作的运动一般由PLC进行计算发送信号并实现。只要在5G基站信号覆盖范围内，5G云端计算就能无时无刻的更新智能车库的数据，为用户呈现实时车位动态信息，5G高达10Gbit/s的数据传输率在理论上可以代替PLC的一些数据运行功能，但为了保险起见，该车库进行5G网络和PLC双存储计算方式，5G主要用于车主远程预约车位，PLC主要计算用户在现场操作的数据并运行车辆存取的机械活动，PLC的作用显而易见，要想做到高效智能，二者缺一不可。若是车库外固定操作系统无多余的位置，可以用手机扫车库外二维码进行登录确认车主车辆信息，然后进行停取车操作。

5 小结

通过对该智能车库的研究分析，再结合实际需要，完成了该智能车库的各方面设计。后期用电脑进行仿真校核，基本达成了该设计的目标，能高效率最大化的进行车辆的存取，实现极高的智能化，自动化，高效化水平。该设计基本解决了传统车库停车的难题，很大程度上减少了土地资源的浪费，且建立了更多方便快捷的停车位。

参考文献

[1] 刘国海.智能化立体车库现状与发展趋势[J].建筑工程技术与设计，2019（17）.

[2] 邓杰.基于智能技术的机械式立体车库控制系统设计[J].中国高新科技.2019（13）.

基金项目：滁州职业技术学院大学生科研项目《基于PLC技术的智能车库优化设计》;

安徽省省级质量工程教研项目《面向技能型创新人才培养的电工电子DIY实验模式研究》（项目编号：2017jyxm0679）