升降橫移式立體停車庫電器控制系統(tǒng)設(shè)計

張濤 王衛(wèi)東 譚周政 劉偉

【摘 ?要】本設(shè)計采用兩層三列式的車庫結(jié)構(gòu)作為模型。在設(shè)計升降橫移式立體停車庫時使用了先進(jìn)的 PLC 控制，使用編程軟件編制程序，并且經(jīng)過調(diào)試和運行之后，證明可編程式 PLC 作為控制系統(tǒng)使用方便。停車設(shè)備為滿足使用要求，采用了必備的安全措施，即保障汽車安全，又使車庫能夠全部平穩(wěn)運行，從根本上解決了停車?yán)щy的問題。

【關(guān)鍵詞】立體車庫;控制系統(tǒng);可編程序控制器;PLC

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當(dāng)前我國一線和二線城市的停車位和汽車保有量的比例約為0.8：1，三線城市的停車位和汽車保有量的比例為1：0.5，總體分析來看，全國的停車位缺口目前超過了5000萬。隨著加快城鎮(zhèn)化進(jìn)度，城市停車?yán)щy將會更加嚴(yán)重，構(gòu)建立體車庫是解決這個問題的最佳選擇。

一、立體停車庫控制系統(tǒng)的原理

整個立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計由一臺西門子S7-200 PLC對停車庫進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控，利用 PLC 驅(qū)動電機來控制傳動裝置，從而來完成對汽車的存取工作。

控制裝置的原理：管理人員使用控制板面輸入車號，控制裝置的平臺把信息輸送到PLC，控制裝置分析信息之后分配到驅(qū)動電機，由此使車庫正常運行，其控制流程圖如圖1所示。

二、升降橫移立體停車庫的電器控制系統(tǒng)

升降橫移式立體停車庫的控制系統(tǒng)有強電系統(tǒng)和弱電系統(tǒng)。弱電系統(tǒng)含有采集信號、控制輸出和報警，接觸器線圈接收PLC 的輸出信號來控制開關(guān)。強電系統(tǒng)有到位限位、電機控制線路、載車板的上下行程限位和控制電機旋轉(zhuǎn)方向接觸器。立體停車庫使用檢測系統(tǒng)替代人工找位，利用升降系統(tǒng)把車輛運送到車位上。系統(tǒng)的控制面板上備有急停開關(guān)，意外發(fā)生的時侯，急停開關(guān)打開，如圖2所示。

立體車庫的系統(tǒng)控制原理：使用人使用系統(tǒng)的平臺將信息輸送給控制系統(tǒng)處理，完成車庫的運行。

因為PLC 的強抗干擾能力，PLC的控制系統(tǒng)大部分使用可編程控制器，尤其是現(xiàn)代化升降橫移式立體停車庫。

控制系統(tǒng)中的主控對象是升降和橫移電機以及各種輔助裝置，控制系統(tǒng)使升降電機和橫移電機可以在不同時間完成正向運轉(zhuǎn)和方向運轉(zhuǎn)。行程開關(guān)可以保障載車板可以橫移或下降或上升到預(yù)定地點。光電開關(guān)的作用是判斷有無車輛在載車板上。同時使用了安全預(yù)警裝置和傳感器，雖然本控制系統(tǒng)只有開關(guān)量輸入但沒有模擬量輸入，但是憑借隔離變壓器及可編程序控制器的抗干擾能力可滿足要求，因而不需要另增添其余抗干擾方法。

三、PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計

控制系統(tǒng)核心是PLC，PLC的操作分3種：第一種將現(xiàn)場狀況的數(shù)據(jù)操作聯(lián)系起來;第二種是執(zhí)行用戶程序和服務(wù)以及外部設(shè)備命令;第三種是以系統(tǒng)故障的診斷處理為主的操作。存取操作進(jìn)行時，使用人在控制平臺上輸入指令：先判別檢測裝置狀態(tài)，然后讀取驅(qū)動信息反應(yīng)給執(zhí)行裝置，再移動載車板，完成移動。利用軟硬件信號聯(lián)鎖、光電檢測、過載保護、防墜保護以及限位等裝置確保系統(tǒng)的平穩(wěn)安全運轉(zhuǎn)。其控制原理如圖3所示。

PLC 控制系統(tǒng)的程序設(shè)計流程圖如圖4所示。

程序設(shè)計方案：

a）將系統(tǒng)的控制信息初始化，掃描各個位置的開關(guān)信號;

b）載車板運動前，先判斷是否有空位，有空位才可行動，前后動作互鎖。

c）故障報警程序可實時收集異常信息，及時發(fā)出報警信號。倘若PLC程序執(zhí)行中，車輛超長或者有人、物入侵車庫空間，PLC根據(jù)閉鎖關(guān)系使設(shè)備停止運行，同時發(fā)出報警。

按照立體停車庫的控制流程圖和實際設(shè)計遇到的困難，使用 PLC 梯形圖進(jìn)行編程并且經(jīng)過多次修改，把停車庫第二層的三個車位使用順序編程進(jìn)行自動存取，使用主程序調(diào)用對子程序進(jìn)行調(diào)用來完成立體停車庫的自動存取。

四、外部電路接線部分設(shè)計

立體車庫系統(tǒng)利用 PLC 控制載車板電機，在不同時間完成正反轉(zhuǎn)。另外控制車庫中各種檢測設(shè)施。為確保存車過程中的安全和判別載車板上是否有車輛，采用光電感應(yīng)和限位開關(guān)，除此之外車庫還使用了如溫度傳感器和煙霧確保車庫安全，PLC的外部接線圖如圖 5、圖6所示。

五、結(jié)論

隨著人民生活水平提高以及汽車行業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量增長速度飛快，汽車存取車位少這個問題越來越嚴(yán)重，所以非常需要立體車庫。設(shè)計占地少、停放車輛多并且快速存取的立體停車庫是目前很多廠商研發(fā)的目標(biāo)。因此本文在研究立體車庫的發(fā)展技術(shù)與現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對升降橫移式立體車庫進(jìn)行了研究，完成了升降橫移立體車庫的電氣設(shè)計。

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（作者單位：1，2.中國石油華北油田公司第一采油廠;3，4.中國石油華北油田公司第四采油廠）