基于PLC控制的升降橫移式立體車庫系統(tǒng)設(shè)計

齊紅波

（河南建達(dá)工程建設(shè)監(jiān)理公司，河南 鄭州 450052）

基于PLC控制的升降橫移式立體車庫系統(tǒng)設(shè)計

齊紅波

（河南建達(dá)工程建設(shè)監(jiān)理公司，河南 鄭州 450052）

本文介紹了機(jī)械式立體停車設(shè)備的工作原理及升降橫移式立體車庫系統(tǒng)設(shè)計的思路，以兩層升降橫移式立體停車庫為例，重點對車輛存取工作原理、安全保護(hù)、電氣控制及程序控制等方面進(jìn)行設(shè)計。為城市突出的“停車難”問題提供了一種解決方案。

立體車庫；升降橫移；車輛存取；PLC控制

近幾年來，隨著城市經(jīng)濟(jì)的騰飛，汽車工業(yè)和建筑業(yè)兩大支柱產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，汽車數(shù)量急劇增加，“停車難”成為突出的社會問題。機(jī)動車違法擠占道路亂停亂放嚴(yán)重影響了城市交通運(yùn)行和發(fā)展，車輛被盜的現(xiàn)象也對社會治安造成很大影響。在城市的用地本來就十分緊張的情況下，用傳統(tǒng)的辦法修建停車場，已變得越來越不可能了。因此，建立新型的、占地少的立體停車場，已成為當(dāng)今社會的迫切需求。

立體車庫從建設(shè)和使用的實際情況來看主要有以下幾種：升降橫移式、電梯式、垂直升降式、垂直循環(huán)式、水平循環(huán)式、多層循環(huán)式、巷道堆垛式等，技術(shù)涉及機(jī)械、電子、液壓、光學(xué)、磁控和計算機(jī)等多個方面。其中升降橫移式的立體停車庫結(jié)構(gòu)框架不高，在垂直平面內(nèi)車位布置較緊湊，出入口布置靈活，在樓宇地下室或住宅小區(qū)空地布置方便，相對成本較低，進(jìn)出一輛車不必牽動全庫車輛，并可以并列、串列組成組合式車庫，形式多樣，因此在我國得到了廣泛應(yīng)用。

1 升降橫移式停車設(shè)備的工作原理

采用以載車板升降或橫移的方法存取車輛的設(shè)備被稱為升降橫移類機(jī)械停車設(shè)備。此種停車設(shè)備的工作原理是利用載車板移位產(chǎn)生垂直通道，實現(xiàn)高層或地下車位升降存取車輛。每個車位都有載車板，所需存取的車輛通過載車板升、降和橫移運(yùn)行到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛。停在地面的車輛只作橫移運(yùn)行，不需升降，上層車位或下層車位要通過中間層橫移空出車位，只有將載車板升或降到地面層，駕駛員才能進(jìn)入車庫把汽車開進(jìn)或開出車庫。

現(xiàn)以3×3立體車庫為例說明其工作原理。車庫車位示意圖如圖1所示。

圖1 車位示意圖

它的結(jié)構(gòu)特點是：一層只能平移，二層既可平移又能升降，三層只能升降，一層二層各有一個空位。當(dāng)一層車位進(jìn)出車輛時，不需移動其他托盤就可直接進(jìn)行車輛進(jìn)出，當(dāng)二、三層車位進(jìn)出車時，首先要判斷其對應(yīng)的下方是否有空余位置，沒有空余位置時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直至下方有空位時才可進(jìn)行下降動作到達(dá)一層，進(jìn)行車輛進(jìn)出。其運(yùn)行過程是：1、2號停車位可直接存取車輛，7號停車位可直接下降到地面后存取車輛。3、4號停車位通過1、2號停車位橫移出空位后下降到地面存取車輛。5、6、7號停車位通過3、4號停車位和1、2號停車位的橫移讓出空位后，再下降到地面存取車輛。如需在6號停車位存取車輛，則將4號和2號停車位向右移動，6號停車位下降即可。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計（兩層11車位為例）

2.1 主電路的設(shè)計

主電路中有11臺電機(jī)，其中包括6臺升降電機(jī)和5臺橫移電機(jī)。斷路器（包括熱保護(hù)和過電流保護(hù)）QF1將三相電源引入。KM為電路的主接觸器，KM1、KM2為一對控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，立體車庫的運(yùn)行包括升降、橫移，升降是一對相反的動作，左移、右移是一對相反的動作，KM1和KM2的輔助常開觸點引出升降電機(jī)的抱閘線L上，如圖2所示。

圖2 主電源控制

圖3 升降控制

KM3-KM8的主觸點控制的是升降電機(jī)M1-M6的接通和斷開，如圖3所示。

KM9-KM13的主觸點控制的是橫移電機(jī)M7-M11的接通和斷開，如圖4所示。

圖4 橫移控制

T3、S3、R3、L提供的是升降電機(jī)的電源和抱閘電源。T2、S2、R2提供的是橫移電機(jī)的電源。為保證主電路的正常運(yùn)行，主電路還設(shè)置了DXJ和TH0。DXJ為相序保護(hù)器，TH0為升降電機(jī)的熱保護(hù)繼電器，TH2-TH6為橫移電機(jī)的熱保護(hù)，其作用為對連續(xù)運(yùn)行的電動機(jī)進(jìn)行過載和斷相保護(hù)。

2.2 PLC控制電路的設(shè)計

該系統(tǒng)中主控單元的控制對象首先是車庫內(nèi)的橫移小電機(jī)和升降大電機(jī)，控制系統(tǒng)控制他們在不同時間實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)；其次是車庫內(nèi)的輔助裝置如運(yùn)行警燈等。為了保證載車版能橫移到預(yù)定位置、載車板能上升或下降到準(zhǔn)確位置，采用了行程開關(guān)；為了判斷載車板上有無車輛、車輛到位與否，有無外界干擾，采用了光電開關(guān)，（光電開關(guān)在不同的位置有不同的功能：將接收器與發(fā)射器裝在載車板底層左右兩邊的光電開關(guān)，用于檢測載車板上汽車是否到位；在載車板的對角線上安裝的光電開關(guān)用于檢測載車板上有無車輛；裝在車位入口處左右兩側(cè)的光電開關(guān)用于檢測外界的錯誤動作和車位移動時出現(xiàn)的異常情況），如有車位未停穩(wěn)、動作區(qū)域有人或有物、運(yùn)行過程中有車想進(jìn)入等意外情況，光電開關(guān)光線被檔，會給PLC一個電平變化信號，從而改變PLC的輸入，其控制原理圖如5所示。

圖5 PLC控制接線原理

系統(tǒng)選用FX2N-48MR規(guī)格的PLC，其控制系統(tǒng)I/O分配表如表1、表2所示。

表1 PLC輸入點分配表

表2 PLC輸出點分配表

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 程序構(gòu)成

3.1.1 通訊接口的設(shè)置

圖6

3.1.2 設(shè)置模式的選擇、按鍵的輸入、基本動作等所連接的內(nèi)部寄存器的線圈

3.1.3 故障下不能運(yùn)行以及在這種情況下內(nèi)部設(shè)置車位號、橫移、升降等所用到的內(nèi)部寄存器的清零

3.1.4 自動模式下的運(yùn)行

3.1.5 手動模式下的運(yùn)行

3.1.6 通過限位、光電等狀態(tài)來判斷是否處于故障狀態(tài)以及故障狀態(tài)的處理

3.2 程序的基本流程圖（如圖6）

3.3 程序設(shè)計的核心思路

3.3.1 自動狀態(tài)

3.3.1.1 判斷所取車是否在上，在上時有效否則不動作（由上下限位的狀態(tài)反映）。

3.3.1.2 橫移前的定位、下降前空位的定位（由橫移限位狀態(tài)反映）。

3.3.1.3 下降結(jié)束時各個環(huán)節(jié)的復(fù)位。

3.3.1.4 在某一動作結(jié)束時需要將下一動作的啟動線圈置位，同時當(dāng)下一動作接通后置位前一動作。

3.3.2 手動狀態(tài)

3.3.2.1 其動作時，是實現(xiàn)地點動且當(dāng)?shù)竭_(dá)位置時斷開。

3.3.2.2 手動是車庫在自動運(yùn)行時出故障經(jīng)排除之后的后續(xù)動作。

3.3.2.3 手動也是程序調(diào)試階段的重要依據(jù)。

3.3.3 保護(hù)措施、故障的顯示

3.3.3.1 把各限位的狀態(tài)取反，與所對應(yīng)的相與，當(dāng)大于后等于某值時就說明某一限位的狀態(tài)異樣，就把所故障代碼送入

U491.71

A

1671-0037（2014）09-72-3