基于三菱FX2N控制的自動(dòng)立體車庫研究

崔守娟，吳學(xué)偉，李國華

（鎮(zhèn)江高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校，江蘇 鎮(zhèn)江 212016）

隨著國家經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和人民生活水平的逐步提升，機(jī)動(dòng)車數(shù)量正在快速增長。傳統(tǒng)的平面停車位由于占用空間大、容納車輛少，常常導(dǎo)致停車位嚴(yán)重供不應(yīng)求，私占道路和綠地停車行為屢見不鮮。采用三菱FX2N-16MR型PLC進(jìn)行控制的自動(dòng)立體車庫在大幅增加車輛容納數(shù)量的基礎(chǔ)上，還具有體積小、功耗小、安裝簡單、成本低、可靠性高、便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，能很好地解決停車難問題。再配以MCGS組態(tài)軟件，將使自動(dòng)立體車庫功能變得強(qiáng)大且運(yùn)行速度快、成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、操作安全性高。

1 控制系統(tǒng)

1.1 控制過程

立體車庫的停車、取車任務(wù)主要由起升機(jī)構(gòu)完成。在自動(dòng)立體車庫中，這兩個(gè)過程分別由對應(yīng)的按鈕來控制并配合檢測系統(tǒng)，以保證“存取車”過程的絕對安全。其具體控制過程如下：

停車：①按下停車按鈕，并輸入停車密碼，無誤后系統(tǒng)檢測是否有空余停車位；②若有空余停車位，起升機(jī)構(gòu)落至地面，車主需將車輛行駛至起升機(jī)構(gòu)。若無空余停車位，則顯示“無停車位”，并終止操作；③檢測系統(tǒng)檢測車輛是否停在起升機(jī)構(gòu)的安全線內(nèi)，若是，則起升機(jī)構(gòu)升起，將車輛運(yùn)送至任意停車空位。若否，系統(tǒng)則不斷報(bào)警，提醒車主將車輛停至安全線內(nèi)。自動(dòng)立體車庫的停車功能順序圖見圖1。

取車：①按下取車按鈕并輸入取車密碼；②確認(rèn)無誤后起升機(jī)構(gòu)將對應(yīng)車輛運(yùn)至地面；③車主將車輛開出，檢測系統(tǒng)檢測車輛是否在起升機(jī)的邊界線內(nèi)，若是，則起升機(jī)構(gòu)不動(dòng)。若否，起升機(jī)構(gòu)上升回至空中。自動(dòng)立體車庫的取車功能順序圖見圖2。

圖1 自動(dòng)立體車庫停車功能順序圖Figure 1 Parking function sequence diagram of automatic stereo garage

圖2 自動(dòng)立體車庫取車功能順序圖Figure 2 Starting function sequence diagram of automatic stereo garage

1.2 系統(tǒng)I/O地址分配

根據(jù)系統(tǒng)控制過程，分配I/O地址見表1。

1.3 PLC 程序

本設(shè)計(jì)使用的PLC語言為SFC，它的中文名稱為順控功能圖，即以梯形圖表示各步發(fā)生的具體控制為基礎(chǔ)，把機(jī)械運(yùn)行順序分成各步，這樣可以清晰表達(dá)程序執(zhí)行順序和執(zhí)行條件，并容易設(shè)計(jì)與修改。采用SCF進(jìn)行程序編寫，程序與注釋如圖3所示。

表1 輸入/輸出點(diǎn)分配Table 1 Input/output point allocation

圖3 自動(dòng)立體車庫SFC程序圖Figure 3 SFC program diagram of automatic stereo garage

2 組態(tài)監(jiān)控

MCGS嵌入式體系結(jié)構(gòu)分為組態(tài)環(huán)境、模擬運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境三部分。組態(tài)環(huán)境和模擬運(yùn)行環(huán)境相當(dāng)于一套完整的工具軟件，可以在PC機(jī)上運(yùn)行。用戶可根據(jù)實(shí)際需要裁減其中內(nèi)容，還可幫助用戶設(shè)計(jì)和構(gòu)造自己的組態(tài)工程并進(jìn)行功能測試。運(yùn)行環(huán)境是一個(gè)獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，可按照組態(tài)工程中用戶指定的方式進(jìn)行各種處理，進(jìn)而完成用戶組態(tài)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和功能?；贛CGS嵌入組態(tài)軟件具有容量小、速度快、成本低、真正嵌入、穩(wěn)定性高、功能強(qiáng)大、通訊方便、操作簡便、支持多種設(shè)備、有助于建造完整的解決方案的特點(diǎn)，選擇其與三菱PLC進(jìn)行通訊連接，可以達(dá)到使控制系統(tǒng)具有可靠性、實(shí)時(shí)性、確定性和安全性。本系統(tǒng)的組態(tài)監(jiān)控圖見圖4。

圖4 自動(dòng)立體車庫組態(tài)監(jiān)控圖Figure 4 Configuration monitoring chart of automatic stereo garage

3 結(jié)語

本研究使用三菱FX2N-16MR型PLC，針對國內(nèi)城市嚴(yán)重缺乏停車位的現(xiàn)象，研究設(shè)計(jì)了符合城市要求的自動(dòng)立體車庫。目前已完成的設(shè)計(jì)包括立體車庫停/取車的PLC程序設(shè)計(jì)和立體車庫停/取車MCGS組態(tài)監(jiān)控界面設(shè)計(jì)。PLC結(jié)合MCGS使用，可讓立體車庫的操作更加簡潔方便，系統(tǒng)更加安全可靠。隨著科技的不斷發(fā)展和停車難問題的長期存在，自動(dòng)立體車庫將逐步走進(jìn)有車族的生活，其應(yīng)用將越來越廣泛，大大方便了人們的出行，緩解城市停車難的壓力。

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