PLC技術(shù)在高層立體車庫中的應(yīng)用研究機(jī)械制造專業(yè)

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1、高層立體車庫中的PLC技術(shù)應(yīng)用研究 7摘要 自動立體車庫具有廣闊的發(fā)展前景。本文介紹了立體車庫發(fā)展?fàn)顩r以及立體車庫的主要功能與優(yōu)越性，并進(jìn)一步結(jié)合給出了一個物業(yè)小區(qū)內(nèi)地下三層升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案的實(shí)踐操作來闡述PLC的應(yīng)用。同時本文還介紹了基于可編程控制器(PLC)和Profibus總線的車庫控制系統(tǒng),簡述了多層升降橫移立體停車庫工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過PLC軟件設(shè)計(jì)及其優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了立體車庫的自動控制。升降橫移類立體車庫的控制系統(tǒng)通過采用PLC和Profibus現(xiàn)場總線控制,使整個控制系統(tǒng)的可靠性大大提高,滿足了車庫的控制功能與使用性能的要求,完全實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出車的智能控制。系

2、統(tǒng)還在硬件設(shè)計(jì)上采用了手動、半自動和全自動多級冗余控制方式,配合軟件/硬件連鎖保護(hù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性;同時,由于PLC軟件設(shè)計(jì)上的優(yōu)化處理,使得本系統(tǒng)對于車位的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)較為簡便;此外,軟件設(shè)計(jì)還采用了“并行分支與匯合”的技巧,從而大大縮短了進(jìn)出車時間,提高了工作效率。 關(guān)鍵詞 PLC Profibus 立體停車庫 多層升降橫移 控制系統(tǒng)應(yīng)用 載車盤　認(rèn)趾開關(guān)　 引言 隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞

3、。目前市面上常見的機(jī)械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額。 目前常見的機(jī)械式立體停車庫有升降橫移式、垂直循環(huán)式、多層循環(huán)式、水平循環(huán)式、平面移動式、巷道堆垛式、垂直升降類和簡易升降式8種，其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)車庫市場占有83%的市場份額?？删幊炭刂破?PLC)集微機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體，可靠性強(qiáng)、性價比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便，因此在自動停車系統(tǒng)

4、中通常作為電控核心。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)，還可使用工業(yè)現(xiàn)場總線(Profibus或Devicenet)構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自動控制。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:底層只能平移，頂層只能升姜，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層都必須預(yù)留一個空車位，供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時，無需移動其他托盤就可直接進(jìn)出車;中間層、頂層進(jìn)出車時，先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動作，進(jìn)出車后再上升回到原位置。其運(yùn)動總原則是:升降復(fù)位，平移不復(fù)位。 1. PLC相關(guān)的介紹 1.1什么是PLC （PLC） PLC來源可編程序控制器的英文為

5、Programmable Controller,在二十世紀(jì)70-80年代一直簡稱為PC。由于到90年代,個人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來,也簡稱為PC;加之可編程序的概念所涵蓋的范圍太大,所以美國AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器 (PLC-Programmable Logic Controller),為了方便,仍簡稱PLC為可編程序控制器。有人把可編程序控制器組成的系統(tǒng)稱為PCS可編程序控制系統(tǒng),強(qiáng)調(diào)可編程序控制器生產(chǎn)廠商向人們提供的已是完整的系統(tǒng)了。 PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置，它具有體積小，功能強(qiáng)，程序設(shè)計(jì)簡單，靈活通用

6、，維護(hù)方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力，使它成為大規(guī)模控制工程的理想下位機(jī)。 1.2 PLC的發(fā)展歷史 自1968年美國GM(通用汽車)公司第一次提出取代繼電器控制裝置以來,現(xiàn)在已有第五代PLC產(chǎn)品了。PLC除了以連續(xù)量為主的反饋控制外,特別在制造工業(yè)中存在了大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制,它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作號按照時序動作;另外還有與順序、時序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求,所以PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順

7、序控制為主的產(chǎn)品。 1.3 PLC的市場情況 在PLC應(yīng)用方面,我國是很活躍的,近年來每年約新投入10萬臺套PLC產(chǎn)品,年銷售額30億元人民幣,應(yīng)用的行業(yè)也很廣。但是與其它國家相比,在機(jī)械加工及生產(chǎn)線方面的應(yīng)用,還需要加大投入。我國市場上流行的有如下幾家PLC產(chǎn)品: 1.3.1 西門子公司的產(chǎn)品,目前有SIMATIC S7-400/300/200系列產(chǎn)品。 1.3.2 GE公司的產(chǎn)品;日本歐姆龍、三菱、富士、松下等公司產(chǎn)品。 1.3.3 PLC的市場的潛力是巨大的,不僅在我國,即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的日本也有調(diào)查表明,PLC配套的機(jī)電一體化產(chǎn)品的比例占42%,采用繼電器、接觸器控制尚有2

8、4%。所以說,需要應(yīng)用PLC的場合還很多,在我國就更是如此了。 1.3.4 從技術(shù)創(chuàng)新的角度看,我國大中型企業(yè)還要大力發(fā)展CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)),在機(jī)械制造廠要形成FMS柔性制造系統(tǒng),PLC是基礎(chǔ),所以PLC市場是廣闊的。 1.3.5PLC具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn),這是它能持久的占有市場的根本原因。 2. 立體車庫概述（立體車庫的構(gòu)成） 車輛無處停放的問題是城市的社會、經(jīng)濟(jì)、交通發(fā)展到一定程度產(chǎn)生的結(jié)果，立體停車設(shè)備的發(fā)展在國外，尤其在日本已有近30"40年的歷史，無論在技術(shù)上還是在經(jīng)驗(yàn)上均已獲得了成功。我國也于90年代初開始研究開

9、發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十年的歷程。由于很多新建小區(qū)內(nèi)住戶與車位的配比為1:1，為了解決停車位占地面積與住戶商用面積的矛盾，立體機(jī)械停車設(shè)備以其平均單車占地面積小的獨(dú)特特性，已被廣大用戶接受。 機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效

10、地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個設(shè)備便不會運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 2.1立體車庫主要有以下幾種形式 目前，立體車庫主要有以下幾種形式：升降橫移式、巷道堆垛式、垂直提升式、垂直循環(huán)式、箱型水平循環(huán)式、圓形水平循環(huán)式。 2.1

11、.1升降橫移式 升降橫移式立體車庫采用模塊化設(shè)計(jì)，每單元可設(shè)計(jì)成兩層、三層、四層、五層、半地下等多種形式，車位數(shù)從幾個到上百個。此立體車庫適用于地面及地下停車場，配置靈活，造價較低。產(chǎn)品特點(diǎn)如下： 1)　節(jié)省占地，配置靈活，建設(shè)周期短。 2)　價格低，消防、外裝修、土建地基等投資少。 3)　可采用自動控制，構(gòu)造簡單，安全可靠。 4)　存取車迅速，等候時間短。 5)　運(yùn)行平穩(wěn)，工作噪聲低。 6)　適用于商業(yè)、機(jī)關(guān)、住宅小區(qū)配套停車場的使用。 2.　安全裝置：防墜裝置，光電傳感器、限位保護(hù)器、急停開關(guān)等。 2.1.2巷道堆垛式 巷道堆垛式立體車庫采用

12、堆垛機(jī)作為存取車輛的工具，所有車輛均由堆垛機(jī)進(jìn)行存取，因此對堆垛機(jī)的技術(shù)要求較高，單臺堆垛機(jī)成本較高，所以巷道堆垛式立體車庫適用于車位數(shù)需要較多的客戶使用。 2.1.3垂直提升式立體車庫 直提升式立體車庫類似于電梯的工作原理，在提升機(jī)的兩側(cè)布置車位，一般地面需一個汽車旋轉(zhuǎn)臺，可省去司機(jī)調(diào)頭。垂直提升式立體車庫一般高度較高（幾十米），對設(shè)備的安全性，加工安裝精度等要求都很高，因此造價較高，但占地卻最小。 2.1.4垂直循環(huán)式 垂直循環(huán)式產(chǎn)品特點(diǎn)： ①占地少，兩個泊位面積可停6"10輛車。 ②外裝修可只加頂棚，消防可利用消防栓。 ③格低，地基、外裝修、消防等投資少，建設(shè)周期短。 ④

13、可采用自動控制，運(yùn)行安全可靠。 3. 立體車庫自動控制系統(tǒng)（立體車庫的構(gòu)成） 現(xiàn)代大型建筑的主流是智能化大廈和小區(qū)，因此自動化立體停車設(shè)備或車庫的自動控制系統(tǒng)將成為智能化大廈和小區(qū)的一個重要組成部分。操作簡單、迅速，使用方便，安全可靠，維護(hù)量小，為用戶提供一個安全、簡易的使用環(huán)境，這是自動化立體停車設(shè)備的基本特點(diǎn)。停車設(shè)備的一切運(yùn)行狀況，車輛停放的時間，車輛存放交費(fèi)情況，車庫庫容量，車輛存放高、低峰情況，等信息均可通過網(wǎng)絡(luò)傳送到智能化控制中心，通過智能化控制中心運(yùn)算處理，與廣播系統(tǒng)和各分部管理辦公室相連，達(dá)到提前發(fā)布相關(guān)控制、管理信息，從而全部實(shí)現(xiàn)智能化管理。通過大廈和小區(qū)的智能化控制

14、中心還可與社會相關(guān)職能部門聯(lián)網(wǎng)，將有關(guān)信息發(fā)布出去或收集進(jìn)來，擴(kuò)大車庫的社會利用率和經(jīng)濟(jì)效益。這也將是自動化車庫的發(fā)展方向和趨勢。 3.1立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要五個子系統(tǒng) 立體車庫自動化控制系統(tǒng)主要包含以下五個子系統(tǒng)：自動收費(fèi)管理系統(tǒng)，自動存取車系統(tǒng)，遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)，自動道閘，監(jiān)控安保系統(tǒng)。以上子系統(tǒng)均由中央控制室統(tǒng)一控制，可為客戶規(guī)劃停車庫管理形式，發(fā)布車庫庫存容量，控制車流方案。 3.1.1自動收費(fèi)管理系統(tǒng) 自動收費(fèi)采用非接觸式IC卡。IC卡分長期卡與儲值卡兩種。對固定用戶，發(fā)行長期卡，費(fèi)用可在固定用戶交納管理費(fèi)用時一并交納；對臨時用戶，發(fā)行儲值卡，即：用戶交納的費(fèi)用存在卡內(nèi)

15、，每次停車讀卡自動從卡中扣除費(fèi)用。 3.1.2自動存取車系統(tǒng) 自動存取車系統(tǒng)一般由小型可編程控制器PLC控制，包括卡號識別與移動載車盤兩個過程。用戶進(jìn)入車庫時，在門口刷卡進(jìn)入，讀卡機(jī)自動把數(shù)據(jù)傳送到PLC控制系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)通過判斷卡號，自動把對應(yīng)的載車盤移動到人車交接的位置，開啟車庫門，縮短存取車的時間。存車時，司機(jī)按照指示燈信號指引入庫，只有當(dāng)車輛停放在安全位置后，停車正常指示燈才會亮啟。存取車完成后，車庫門自動關(guān)閉。移動載車盤時，系統(tǒng)嚴(yán)格按照各種檢測信號的狀態(tài)進(jìn)行移動，檢測信號包括超長檢測、到位檢測、極限位置檢測、人員誤入檢測、急停信號檢測等。若有載車盤運(yùn)行不到位或車輛長度超出車庫允

16、許的長度，所有載車盤將不進(jìn)行動作，若檢測到急停信號，將停止一切動作，直至急停信號消失。以上信號均為硬件信號，除此之外，還可從控制軟件中設(shè)置保護(hù)信號，比如時間保護(hù)，以保證因硬件損壞而導(dǎo)致信號失靈時保證主體設(shè)備及車輛的安全。 3.1.3遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng) 現(xiàn)場控制器可以通過網(wǎng)卡、Hub等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與控制中心的局域網(wǎng)相連接，可以通過MODEN實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，監(jiān)測現(xiàn)場運(yùn)行情況，當(dāng)現(xiàn)場出現(xiàn)故障時，在控制中心即可進(jìn)行解決，方便管理人員、安保人員異地辦公。 3.1.4自動道閘 在車庫出入口處各設(shè)非接觸式讀卡器、感應(yīng)線圈及道閘，用戶在車庫出入口處刷卡后，系統(tǒng)自動判別該卡是否有效，若有效，則道閘自動開啟，通過感應(yīng)

17、線圈后，自動?xùn)艡谧詣雨P(guān)閉；若無效，則道閘不開啟，同時聲光報(bào)警。 3.1.5監(jiān)控安保系統(tǒng) 監(jiān)控安保系統(tǒng)是指在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視控制車庫現(xiàn)場的運(yùn)行狀況。它具有運(yùn)動檢測、車牌識別、網(wǎng)絡(luò)連接、各種類型的報(bào)警系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連動等功能，可以實(shí)現(xiàn)無人看守。系統(tǒng)簡介如下： 視頻監(jiān)控功能：在車庫各出入口，值班室和車庫內(nèi)主要區(qū)段安裝定焦攝像機(jī)，在大范圍車位區(qū)安裝球形云臺，以便實(shí)現(xiàn)對車庫全方位的實(shí)時監(jiān)控。如果在車庫光照條件不好的情況下，可選用黑白攝像機(jī)。 運(yùn)動檢測功能：可以在夜間設(shè)置車庫的運(yùn)動檢測區(qū)域，當(dāng)檢測區(qū)有移動目標(biāo)時，運(yùn)動檢測功能發(fā)出報(bào)警信號，提醒值班人員。 車牌識別功能：它能夠設(shè)置車庫參照車輛的車牌、車

18、型。當(dāng)參照車輛進(jìn)入車庫監(jiān)視區(qū)域，系統(tǒng)自動對比參照車輛圖像，有異常情況，發(fā)出報(bào)警信號，并自動切換和記錄相關(guān)圖像。 報(bào)警連動功能：可以連動各類報(bào)警主機(jī)，如啟動繼電器發(fā)出聲光報(bào)警通知安保人員自動放下道閘攔截車輛出入。 數(shù)字錄像功能：可以連續(xù)記錄一個同在車庫所發(fā)生事件，可以同步回放多個圖像，可選擇任意圖像進(jìn)行整體放大和局部放大，記錄、回放、備份可同步進(jìn)行各種信息。 3.2據(jù)介紹，已經(jīng)開始有越來越多的居住小區(qū)開始采用機(jī)械停車庫了?？紤]到成本及維修，目前多數(shù)小區(qū)采用的是多層升降橫移式立體停車設(shè)備，大規(guī)模的倉儲式機(jī)械停車庫還很少。 4. 基于PLC的多層升降橫移立體停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（PLC技術(shù)

19、在立體車庫控制中的應(yīng)用） 4.1升降橫移立體車庫運(yùn)行原理 升降橫移類機(jī)械停車庫利用托盤移位產(chǎn)生垂直通道,實(shí)現(xiàn)高層車位升降存取車輛。其車位結(jié)構(gòu)為2維矩陣形式,可設(shè)計(jì)為多層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車時間的限制,一般為2~4層(國家規(guī)定最高為4層),2層、3層者居多,現(xiàn)以典型的地上33升降橫移式為例,說明停車庫的運(yùn)行原理。 4.2立體車庫結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 立體車庫結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：底層只能平移,頂層只能升降,中間層既可平移又可升降。除頂層外,中間層和底層都必須預(yù)留一個空車位,供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時,無需移動其他托盤就可直接進(jìn)出車;中間層、頂層進(jìn)出車時,先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空,不為

20、空時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理,直到下方為空才可進(jìn)行下降動作,進(jìn)出車完成后再上升回到原位置。其運(yùn)動的總原則是：升降復(fù)位,平移不復(fù)位。 圖2 上層控制程序流程圖 4.3立體停車庫控制系統(tǒng)方案的確定 升降橫移立體停車庫以停放轎車為主,其代價較昂貴,而且立體停車庫使用時涉及到人身和車輛的安全,所以對設(shè)備的安全性和可靠性要求非常高。PLC采用了以計(jì)算機(jī)為核心的通用自動控制裝置,集微機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體,可靠性強(qiáng)、性價比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便,適用于頻繁啟動和惡劣的環(huán)境,因此在立體停車庫控制系統(tǒng)中通常采用PLC作為電控系統(tǒng)的核心。 作為網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場總線技術(shù)以其

21、簡單的結(jié)構(gòu),在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)上體現(xiàn)出極大的優(yōu)越性,因此本文采用Profibus-FMS和Profibus-DP構(gòu)成兩層控制網(wǎng)絡(luò)。Profibus-FMS主要完成中等傳輸速度的循環(huán)和非循環(huán)通信任務(wù),通常用于PLC與PC、PLC與PLC之間的互相通信。而底層網(wǎng)絡(luò)則選擇了Profibus-DP,這主要因?yàn)镻rofibus-DP是經(jīng)過優(yōu)化的高速通信聯(lián)接,用于設(shè)備級分散I/O之間的通信,構(gòu)成獲得最短總體循環(huán)時間的單主站系統(tǒng)。本系統(tǒng)運(yùn)用現(xiàn)場總線技術(shù)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場智能設(shè)備和自動化控制設(shè)備之間的開放式、數(shù)字化、多節(jié)點(diǎn)通信,并提高了系統(tǒng)工作的可靠性和靈活性。 同時,本系統(tǒng)以上位機(jī)作為監(jiān)控

22、機(jī),利用上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信手段,數(shù)據(jù)處理能力和圖形顯示、多媒體技術(shù),通過現(xiàn)場總線,實(shí)時接收和處理下位機(jī)PLC從現(xiàn)場采集的各種狀態(tài)、控制、報(bào)警信號,并利用這些信號驅(qū)動PC控制界面中的各種圖形,實(shí)時顯示現(xiàn)場的各種狀況,在操作員和停車庫之間構(gòu)造出形象、直觀的界面,對操作運(yùn)行和故障給出提示、報(bào)警等。 4.4立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)） 4.4.1控制系統(tǒng)的組成 立體車庫控制系統(tǒng)由上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)和下位機(jī)PLC控制系統(tǒng)組成,圖1為該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。其中,監(jiān)控系統(tǒng)由“上位機(jī)+Profibus現(xiàn)場總線+PLC+現(xiàn)場操作機(jī)構(gòu)”構(gòu)成,以PC機(jī)為核心,配備有打印機(jī)、音效設(shè)備、收款機(jī)、顯示器等。如

23、果車庫是由多個33單元的組合,可以用一個PLC控制一個車庫單元,多個PLC共同構(gòu)成多點(diǎn)結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。如果車庫的規(guī)模足夠大,還可以考慮配備操作器、觸摸屏和IC卡磁卡機(jī)等來實(shí)現(xiàn)智能化自動控制。 車庫控制方式分為3級——手動、半自動和全自動。手動是在現(xiàn)場用手操作器對每個托板進(jìn)行點(diǎn)動控制,應(yīng)用于車庫檢修、突然停電、緊急停機(jī)和車庫故障4種情況;半自動為操作PLC控制面板上的按鈕由PLC實(shí)現(xiàn)自動邏輯控制;全自動是由計(jì)算機(jī)給出存取命令由PLC來執(zhí)行任務(wù)(要求配備“操作器”)。其中,手動方式為最高優(yōu)先級,而半自動或全自動方式用于正常進(jìn)出車處理,其中半自動方式優(yōu)先級高于全自動。在計(jì)算機(jī)脫機(jī)情況下,PLC控制面

24、板可以完成所有存取車操作,而且本設(shè)計(jì)要求手動、半自動、全自動之間必須能夠互鎖。 4.4.2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC是車庫控制系統(tǒng)的核心,其操作大致分為三類：以故障診斷和處理為主的操作;聯(lián)系現(xiàn)場狀況的數(shù)據(jù)I/O操作;執(zhí)行用戶程序以及響應(yīng)與PLC相連的外部設(shè)備的命令操作。當(dāng)有存取操作時,PLC會接收和分析操作人員在控制面板按鈕或上位機(jī)輸入的指令,做出合理的工控安排：判斷檢測元件的狀態(tài),讀取車庫機(jī)械驅(qū)動部分的信息;然后,將信息反饋到執(zhí)行元件,拖動車位板,實(shí)現(xiàn)其位置移動,完成車輛的存取操作和信號的顯示(指示燈)。整個動作區(qū)域配有光電檢測及多重安全系統(tǒng),以防異常情況發(fā)生。 該系

25、統(tǒng)中PLC主要完成對托盤、托板位置及運(yùn)行狀態(tài)的檢測和存取車的操作。用各種光電開關(guān)、行程開關(guān)檢測位置狀態(tài),用接觸器、繼電器執(zhí)行對拖動電機(jī)的起停控制。 對車位的操作就是控制橫移小電機(jī)和升降大電機(jī),使它們在不同時間實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。而且上層升降動作和以下各層的橫移動作必須是互鎖的,即當(dāng)上層泊位在升降時,下面各層泊位不能移動,反之亦然。并且上層泊位每次只能有一個泊位進(jìn)行上下升降運(yùn)動。 為了保證存取車可靠安全,系統(tǒng)要精確定位。行程開關(guān)的設(shè)置保證了托板能平移到預(yù)定位置以及托盤能上升或下降到準(zhǔn)確位置,但同時,行程開關(guān)邏輯要嚴(yán)格互鎖。例如1、2水平限位開關(guān)在靜態(tài)情況下只能有一個是斷開的,如果2個以上開關(guān)閉合即表

26、示托板不到位。在車庫靜止時, 2、3層所有掛鉤信號均應(yīng)斷開(負(fù)邏輯),2層上限位開關(guān)斷開,3層上限位開關(guān)閉合。 此外,為了保證載車板運(yùn)行過程的安全性,必須采取傳動系統(tǒng)自鎖保險設(shè)計(jì)和安全掛鉤保險設(shè)計(jì)：如鏈傳動采用制動電機(jī),無論發(fā)生什么情況,都處于自我保護(hù)狀態(tài);控制安全掛鉤運(yùn)動的電磁鐵上必須有一反饋信號,以指示掛鉤是否已把托盤掛好等。 光電開關(guān)布置在不同的位置有不同的功能：分別安裝在托盤底層左右兩邊的光電開關(guān),可以檢測托盤上汽車停放是否到位;在托盤對角線上安放的光電開關(guān)可以檢測托盤上有無車;裝設(shè)于停車庫車輛入口處左右兩側(cè)的光電開關(guān)還可以用于檢測外界的錯誤動作和車位移動時出現(xiàn)的異常情況等

27、,如車輛未停妥、動作區(qū)域有人或物、運(yùn)行過程中有車想開進(jìn)等意外情況,光電開關(guān)光線被遮,會給PLC一個電平變化信號,從而改變PLC的輸入,蜂鳴器發(fā)音報(bào)警,設(shè)備不作運(yùn)行或停止運(yùn)行。同時在車庫中還運(yùn)用了一些傳感器,如煙溫傳感器、檢測斷繩松繩或斷鏈報(bào)警的位移傳感器,以及警示裝置、緊急停車開關(guān)、手動按鈕、復(fù)位開關(guān)等。 4.4.3 PLC控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)存取車控制只針對上層(二、三、四層)車位,而對于下層車位,存取車只需直接開進(jìn)開出即可。控制軟件采用梯形圖語言編寫。程序流程圖如圖2所示。 軟件在設(shè)計(jì)不同層進(jìn)出車程序時運(yùn)用了“并行分支與匯合”的技巧,所謂并行分支指的是各分支流程可同時執(zhí)行

28、,待各流程動作全部結(jié)束后,根據(jù)相應(yīng)執(zhí)行條件,匯合狀態(tài)動作。即如果選擇第三層托盤進(jìn)出車,可以使一層二層同時平移(左移或右移),這樣,設(shè)備動作順序之間聯(lián)鎖或雙重輸出時,控制系統(tǒng)均能自動處理,而且控制系統(tǒng)的試運(yùn)行及故障檢查非常方便,可節(jié)約大量時間,提高工作效率。 4.4.5控制程序優(yōu)化 由于上層的托盤升降都必須使其下層車位為空車位之后才能進(jìn)行,以地上三層車位運(yùn)動為例,一層空車位位置有N種,二層托盤升降涉及的運(yùn)動方式有N2種,三層托盤可能的運(yùn)動方式有N3種,隨著車位和層數(shù)的增加,程序會出現(xiàn)劇烈膨脹,因此,如何尋求簡便方法,使程序得到優(yōu)化將是該系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。以第二層為例,在變量Dm中存放

29、第二層需要存取的車位號,該車位號為1~N,如進(jìn)行上層X(1≤X≤N)號車位存取,則Dm＝X;在Dn中存放下層空車位號,設(shè)空車位為Y號車位,則Dn＝Y(jié);在進(jìn)行存取車時,把Dm和Dn中的數(shù)值進(jìn)行比較,其結(jié)果為零,則上層車位的托盤可以直接下移;如果結(jié)果大于零,則表示空車位在左邊,這樣先把空車位右邊第一個托盤左移到空位上,之后重復(fù)上述過程,直到空車位在上層需要存取的車位正下方時,上層車位的托盤才能進(jìn)行升降運(yùn)動。三層和四層存取車的處理方法和第二層類似。 4.4.6模塊化程序設(shè)計(jì) PLC控制程序采用模塊化編程形式,車位運(yùn)行過程中只需調(diào)用子程序模塊,這樣大大降低了程序的復(fù)雜程度,方便了程序的修改

30、,而且為車位的拓展提供了便利的條件。整個程序包括主程序模塊、手動按鍵子程序模塊、緊急停車按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取車位號賦值程序模塊、空車位號與移動車位號賦值程序模塊、托盤平移運(yùn)動程序模塊、光電開關(guān)子程序模塊、托盤升降運(yùn)動程序模塊和故障報(bào)警子程序模塊。 4.4.7軟件設(shè)計(jì)中關(guān)鍵問題的處理 程序所用狀態(tài)元件、定時器及數(shù)據(jù)存儲器均選用具有掉電保護(hù)功能的元件,當(dāng)系統(tǒng)掉電時元件保持掉電前的狀態(tài),以保存現(xiàn)場信息,待上電后繼續(xù)完成被中斷的動作;當(dāng)發(fā)生意外情況時,按下急停按鈕中止系統(tǒng)的運(yùn)行并保存現(xiàn)場斷點(diǎn)信息;當(dāng)出現(xiàn)如電機(jī)過載、過熱電氣或機(jī)械故障時,自動中止系統(tǒng)的運(yùn)行,并發(fā)出聲光報(bào)警,同

31、時系統(tǒng)轉(zhuǎn)入手動方式進(jìn)行故障處理。 5. 升降橫移式立體停車設(shè)備的泊車流程示意如下： 5.1紅綠黃指示燈指示車庫運(yùn)行狀態(tài) 紅綠黃指示燈指示車庫運(yùn)行狀態(tài)：紅色指示燈指示有人正在進(jìn)行操作，請稍候；綠色指示燈指示目前無人操作，可進(jìn)行操作；黃色指示燈指示有故障發(fā)生，車庫不能工作。 5.2存車操作 存車操作：司機(jī)駕駛車輛從車庫入口進(jìn)入。在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，感應(yīng)過程完畢，柵欄自動升起，司機(jī)開車進(jìn)入車庫。車輛進(jìn)入后，柵欄自動關(guān)閉。劃卡的同時，控制器讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開。司機(jī)開車進(jìn)入，停車到位，

32、拉手剎，下車走出車庫，用IC卡在車庫出口處晃一下IC卡，車庫單元門自動關(guān)閉。完成存車操作。 5.3取車操作 取車操作：司機(jī)進(jìn)入車庫時，在入口處的非接觸式讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃以下自己的IC卡，控制器自動讀取車位號，車庫內(nèi)對應(yīng)的載車盤自動移動到人車交接的位置，車庫單元門自動打開，司機(jī)進(jìn)入車庫，開車出來，在車庫出口處的自動讀卡機(jī)前感應(yīng)區(qū)域晃一下自己的IC卡，感應(yīng)完畢，讀卡機(jī)接受信息，上位控制機(jī)自動記錄、扣費(fèi)，柵欄自動升起，司機(jī)開車出場，出場后，柵欄自動關(guān)閉；同時，控制器自動讀取車位號，對應(yīng)的車庫單元門自動關(guān)閉。取車操作完畢。 車庫在運(yùn)行過程中，有完備的自我保護(hù)裝置。一系列光電開關(guān)

33、、接近開關(guān)、行程開關(guān)等對載車盤準(zhǔn)確運(yùn)行到位起著決定性的作用；獨(dú)特的防墜落裝置、斷繩報(bào)警裝置、超速保護(hù)裝置對車輛的安全起到保護(hù)作用?！≤囕v超長檢測、車輛停車不到位檢測、以及人員誤入檢測等信號對車輛及人員的安全起著決定性的作用。 6. 實(shí)例介紹 去年，我公司承接了北辰綠色家園小區(qū)地下立體停車庫，該車庫采用升降橫移式機(jī)械立體設(shè)備，為用戶建造了718個車位，從根本上解決了用戶停車難的問題，在保證停車的前提下，增加了綠地面積，改善了小區(qū)的居住環(huán)境，深受住戶好評?，F(xiàn)以此為實(shí)例對升降橫移式立體停車設(shè)備的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行介紹。 此車庫為升降橫移式立體停車設(shè)備，共有24個單元，每個單元分為前后兩排，

34、共三層，即上層、中層、下層，前后排各有8個車位，共16個車位。中層為車道層，用戶在中層完成出入庫人、機(jī)、車交接作業(yè)操作。每個車位編號如下： 中A"R為載車盤所在位置編號，1"16為載車盤（停放車輛）編號。1"3為前排上層載車盤，4"5為前排中層載車盤，6"8為前排下層載車盤，9"11為后排上層載車盤，12"13為后排中層載車盤，14"16為后排下層載車盤，“中”為過橋車代號（為后排車出入庫搭橋）。1"3，6"8，9"11，14"16只能上下移動，4"5，12"13，中只能左右移動。 6.1立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng) 該立體車庫的自動存取車控制系統(tǒng)包括弱電與強(qiáng)電兩套系統(tǒng)。

35、弱電系統(tǒng)主要包括各種信號的采集，報(bào)警與控制輸出。強(qiáng)電系統(tǒng)包括載車盤電機(jī)控制線路。 6.1.1弱電系統(tǒng)： 6.1.1.1檢測信號 車庫檢測信號是控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)?？刂瞥绦蚋鶕?jù)檢測到的信號順序執(zhí)行，控制輸出。對每個上、下層載車盤，其運(yùn)行狀態(tài)只有上升、下降動作，載車盤停放位置只有上位或下位，所以都有以下檢測信號：載車盤上認(rèn)趾，載車盤上極限，載車盤下認(rèn)趾，載車盤下極限。在載車盤上位，均設(shè)有安全掛鉤，掛鉤也為兩種狀態(tài)，即掛鉤通電打開和斷電閉合，并通過一個特定的行程開關(guān)來獲取掛鉤狀態(tài)信息。載車盤向上運(yùn)行過程中，檢測到上認(rèn)趾信號，則自動停止運(yùn)行，如果上認(rèn)趾開關(guān)被損壞，系統(tǒng)未檢測到信號，載車盤會繼

36、續(xù)向上運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到上極限開關(guān)處時，上極限信號就會切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停電，無法繼續(xù)運(yùn)行，起著雙重保險的作用。載車盤向下運(yùn)行過程中，首先打開對應(yīng)的掛鉤，系統(tǒng)檢測到掛鉤打開的信號后，系統(tǒng)開始下降，如果掛鉤未打開，載車盤不會下降。下降過程中，當(dāng)檢測到下認(rèn)趾信號時，自動停止運(yùn)行，如果下認(rèn)趾開關(guān)被損壞，系統(tǒng)未檢測到信號，載車盤會繼續(xù)向下運(yùn)行，當(dāng)運(yùn)行到下極限開關(guān)處時，下極限信號就會切斷電機(jī)電源，使電機(jī)停電，無法繼續(xù)運(yùn)行，起著雙重保險的作用。PLC還設(shè)有延時保護(hù)，在載車盤開始運(yùn)行的同時， 2 PLC開始計(jì)時，當(dāng)計(jì)時時間到，而載車盤未運(yùn)行到位時，載車盤停止運(yùn)行，同時系統(tǒng)報(bào)警。另外，若兩道認(rèn)址開關(guān)均被損壞，

37、載車盤運(yùn)行到位而無信號返回時，載車盤會繼續(xù)向上或下運(yùn)行，從而發(fā)生不可預(yù)料的事故，但通過PLC的時間保護(hù)，則可對載車盤的運(yùn)行起到第三層保護(hù)的作用。 　　對中層載車盤，其運(yùn)行狀態(tài)只有左、右移動動作，載車盤停放位置只有左位或右位，所以有以下檢測信號：4在D位，4在E位，5在E位，5在F位，12在M位，12在N位，13在N位，13在O位。4號載車盤右移時，檢測到E位信號，則停止運(yùn)行；左移時，檢測到D位信號，則停止運(yùn)行。5號載車盤右移時，檢測到F位信號，則停止運(yùn)行；5號載車盤左移時，檢測到E位信號，則停止運(yùn)行。12號載車盤左移時，檢測到M位信號，則停止運(yùn)行；右移時，檢測到N位信號，則停止運(yùn)行。13號

38、載車盤左移時，檢測到N位信號，則停止運(yùn)行；右移時，檢測到O位信號，則停止運(yùn)行。 　　由于此車庫為前后雙列停放車輛，后排車的出入就得依賴前排的過橋車，過橋車的控制將是后排車出入的關(guān)鍵。過橋車有三個運(yùn)行位置，即左、中、右，所以有三個檢測信號：過橋車在D，過橋車在E，過橋車在F。 　　另外，每個車位設(shè)有車輛超長檢測，當(dāng)系統(tǒng)檢測到超長信號時，所有載車盤均不能動作，以保護(hù)車輛的安全。車庫入口處設(shè)有人員誤入檢測，防止人員在載車盤運(yùn)行過程中誤入，發(fā)生意外；也有在車庫入口處設(shè)有升降門或欄桿，起著防止人員誤入的作用，但升降門或欄桿的開啟關(guān)閉受系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)聯(lián)鎖控制。 6.1.1.2急停信號：

39、系統(tǒng)必須在明顯處設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)發(fā)生意外時，按下急停開關(guān)，斷所有電機(jī)的電源，使載車盤無法繼續(xù)運(yùn)行，以保護(hù)人員及設(shè)備的安全。 6.1.1.3輸出控制信號： 系統(tǒng)輸出控制信號包括控制電機(jī)運(yùn)行方向信號，控制電機(jī)運(yùn)行信號，控制電磁鐵得、失電信號，控制燈光報(bào)警信號，控制車庫照明信號。 6.1.2強(qiáng)電系統(tǒng) 強(qiáng)電部分包括控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器，控制電機(jī)運(yùn)行接觸器。PLC輸出信號給接觸器線圈，控制接觸器的接通與關(guān)斷。 6.1.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)(電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)) 　　系統(tǒng)采用PLC控制，分設(shè)自動，手動，檢修三種狀態(tài)。檢修狀態(tài)下，所有檢測信號不參與控制。在手動與自動方式時，所有信號進(jìn)入PLC

40、，PLC按照外部檢測信號，輸出控制信號，控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)接觸器線圈和電機(jī)接觸器線圈，以控制各載車盤運(yùn)行。系統(tǒng)聯(lián)動聯(lián)鎖控制： 6.1.3.1上層載車盤不在上位或運(yùn)行不到上位，中層載車盤及過橋車不能運(yùn)行。 6.1.3.2下層載車盤不在下位或運(yùn)行不到下位中層載車盤及過橋車不能運(yùn)行。 6.1.3.3中層載車盤及過橋車運(yùn)行不到位，上下層載車盤不能運(yùn)行。 6.1.3.4前后超長開關(guān)只要被遮擋，所有載車盤都不能動作。 6.1.3.5入口處人員誤入被遮擋，所有載車盤都不能動。只有通過“復(fù)位”按鈕，才可解除此聯(lián)鎖。 6.1.3.6安全掛鉤不在開啟位置，無下降動作。 6.1.3.7任何載車盤觸發(fā)上、下

41、極限限位開關(guān)，立即斷所有電機(jī)電源。 6.1.3.8急停按鈕按下，立即斷所有電機(jī)電源。 個人總結(jié)： 此項(xiàng)目已驗(yàn)收并投入使用，就使用情況來看，不僅占地面積相對擴(kuò)大了4倍，而且，經(jīng)實(shí)地測試，最長的出車時間為85秒，真正做到了空間利用率高，運(yùn)行速度快，存/取車時間端。智能化控制，操作簡便。耐用性高，維護(hù)方便。 結(jié)論與討論 近幾年，隨著人民生活水平的提高，及汽車價格的一降再降，有車在老百姓看來已是越來越平常的事?？墒?，如果你住在一些較老的小區(qū)，會發(fā)現(xiàn)，買車容易，停車可就難了；更有甚者，有些人為了能在市中心上班地找到一個泊車位，不得不比擠公車起得還早。為什么會這樣，這既有歷史原因，人

42、們沒想到國人會如此快的擁有自己的家庭轎車，也有中國過于太快的城市化，使城市本就薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施捉襟見肘，所以，國家不能承受城市無限度的外擴(kuò)，也就不允許在每個建筑外面留下大塊的空地作為停車場。因此，“車庫”是大中城市的熱門話題，國家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)”，隨著家用汽車的不斷增加，公共場所及社區(qū)內(nèi)存車矛盾、車擠綠地的問題將會越來越突出，在人們對生活質(zhì)量和環(huán)境意識不斷增強(qiáng)之時“車庫”日漸成為熱門話題，機(jī)械自動化立體車庫將會在新開發(fā)的樓盤及商業(yè)里大顯身手。 隨著汽車的急增致使城市停車難問題不斷惡化,而作為解決城市靜態(tài)交通的有效措施——向空間、向高層發(fā)展的自動化立體

43、停車設(shè)備,以其占地面積少、停車率高、布置靈活、高效低耗、性價比高、安全可靠等優(yōu)點(diǎn),越來越受到人們的青睞。目前市面上常見的機(jī)械式立體停車庫有：升降橫移類、垂直循環(huán)類、多層循環(huán)類、水平循環(huán)類、平面移動類、巷道堆垛類、垂直升降類和簡易升降類等8種,其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點(diǎn),在國內(nèi)車庫市場占有絕對優(yōu)勢的市場份額。本文介紹了立體車庫發(fā)展?fàn)顩r以及立體車庫的主要功能與優(yōu)越性，并進(jìn)一步結(jié)合給出了一個物業(yè)小區(qū)內(nèi)地下三層升降橫移式立體車庫的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案的實(shí)踐操作來闡述PLC的應(yīng)用。 升降橫移類立體車庫的控制系統(tǒng)通過采用PLC和Profibus現(xiàn)場總線控制,使整個控制系統(tǒng)的可

44、靠性大大提高,滿足了車庫的控制功能與使用性能的要求,完全實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出車的智能控制。系統(tǒng)還在硬件設(shè)計(jì)上采用了手動、半自動和全自動多級冗余控制方式,配合軟件/硬件連鎖保護(hù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性;同時,由于PLC軟件設(shè)計(jì)上的優(yōu)化處理,使得本系統(tǒng)對于車位的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)較為簡便;此外,軟件設(shè)計(jì)還采用了“并行分支與匯合”的技巧,從而大大縮短了進(jìn)出車時間,提高了工作效率。 同時，本文還介紹了基于可編程控制器(PLC)和Profibus總線的車庫控制系統(tǒng),簡述了多層升降橫移立體停車庫工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過PLC軟件設(shè)計(jì)及其優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了立體車庫的自動控制。升降橫移類立體車庫的控制系統(tǒng)通過采用PLC和Profib

45、us現(xiàn)場總線控制,使整個控制系統(tǒng)的可靠性大大提高,滿足了車庫的控制功能與使用性能的要求,完全實(shí)現(xiàn)了進(jìn)出車的智能控制。系統(tǒng)還在硬件設(shè)計(jì)上采用了手動、半自動和全自動多級冗余控制方式,配合軟件/硬件連鎖保護(hù),大大提高了系統(tǒng)的可靠性;同時,由于PLC軟件設(shè)計(jì)上的優(yōu)化處理,使得本系統(tǒng)對于車位的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)較為簡便;此外,軟件設(shè)計(jì)還采用了“并行分支與匯合”的技巧,從而大大縮短了進(jìn)出車時間,提高了工作效率。本文的一些觀點(diǎn)和實(shí)際操作是根據(jù)具體的實(shí)際情況不同而不同，存在一定差異性，還有就是希望能多和同行業(yè)的同仁通交流探討。 參考文獻(xiàn) 1 　李雪雪, 柯尊忠. PLC在立體車庫自動控制中的應(yīng)用研究 J .機(jī)電

46、產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2003 (3) 2 　郭建江, 于有生. PLC 在塔式立體車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 J . 機(jī)電工程技術(shù), 2003 (5) 3 　鄭晟, 鞏建平. 現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用 M . 北京: 科學(xué)出版社, 1999 4 　趙躍華. 可編程序控制器及其應(yīng)用 M . 成都: 電子 科技大學(xué)出版社, 1998 5 SIMATIC S7 - 200 可編程序控制器系統(tǒng)手冊 6 　西門子SIMATIC S7 - 200 可編程序控制器選型手冊 7 　西門子MicroMaster440 通用型變頻器使用大全 8 　殷際英. 機(jī)電一體化基

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49、nical Science and Technology] 17華中平 , 張立，基于組態(tài)王和VB的立體車庫管理控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[機(jī)電工程技術(shù) Mechanical & Electrical Engineering Technology] 18張永偉，豎直循環(huán)式立體車庫PLC控制系統(tǒng)[山東電大學(xué)報(bào) Journal of Shandong TV University] 19 基于PLC的電梯式立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[三峽大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）Journal of China Three Gorges University(Natural Sciences)]華中平,張立 20 李春茂

50、, 佟來生 , 宋一鳴 , 雷娟，基于總線技術(shù)的PLC智能停車庫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[電氣應(yīng)用 Electrotechnical Application] 21 于有生 , 郭建江，PLC在塔式立體車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[機(jī)電工程技術(shù) Mechanical & Electrical Engineering Technology] 22 吳慶鳴 , 程懷舟 , 陳東，升降橫移立體停車庫安保系統(tǒng)[機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新 Development & Innovation of Machinery & Electrical Products] 23 謝明 , 程懷舟，多層升降橫移立體停車庫計(jì)算機(jī)監(jiān)

51、控系統(tǒng)研究[機(jī)械與電子 Machinery & Electronics] 24 鄭寶舉 , 袁永康 , 員超，智能立體停車庫控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[計(jì)算機(jī)測量與控制 Computer Measurement & Control] 25 郭毓 , 隋海美 , 李文淼，自動化立體車庫教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研制[實(shí)驗(yàn)室研究與探索 Research and Exploration in Laboratory] 26 蔣圣平， 裴煥斗 ，PLC在立體車庫系統(tǒng)中的應(yīng)用《測試技術(shù)學(xué)報(bào)》2000-02 P76-69 27 郭建江，PLC在塔式立體車庫控制系統(tǒng)中的應(yīng)用《機(jī)電工程技術(shù)》2003-05 P

52、71-72 28 徐世許. 可編程序控制器原理應(yīng)用網(wǎng)絡(luò). 合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社. 2002 29 郝艷芳等. 自動化立體停車設(shè)備的安全技術(shù). 機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2001 施耐德立體車庫系統(tǒng)的成功應(yīng)用 關(guān)鍵詞:plc施耐德 1.概述 　　近幾年，隨著人民生活水平的提高，及汽車價格的一降再降，有車在老百姓看來已是越來越平常的事?？墒?，如果你住在一些較老的小區(qū)，會發(fā)現(xiàn)，買車容易，停車可就難了；更有甚者，有些人為了能在市中心上班地找到一個泊車位，不得不比擠公車起得還早。為什么會這樣，這既有歷史原因，人們沒想到國人會如此快的擁有自己的家庭轎車，也有中國過于太快的城市化，使

53、城市本就薄弱的基礎(chǔ)設(shè)施捉襟見肘，所以，國家不能承受城市無限度的外擴(kuò)，也就不允許在每個建筑外面留下大塊的空地作為停車場。 　　為了解決城市有限的土地面積和越來越多的建設(shè)用地及停車位的需求，最近國家建設(shè)部在有效利用地下空間資源及地上空間資源上出臺了新的政策，即，要求新的住宅或?qū)懽謽?，必須配有一定?shù)量停車位，無論地下或地上。這樣一來，立體車庫就迎來了有史以來的第一個春天，最近三年來，得到了超速的發(fā)展。 　　 　　2.立體車庫簡介及Twido PLC方案 　　立體車庫，從其外形及功能上大體分為以下幾類：升降橫移類，垂直升降類，簡易升降類，平面移動類，垂直循環(huán)類，巷道堆垛類，水平循環(huán)類，多層循環(huán)

54、類等 　　目前，應(yīng)用比較多的是升降橫移類，因其技術(shù)相對簡單。一個最簡單的立體車庫系統(tǒng)通常由六個車位組成，分上下兩層，六個車位只能停五輛車，留下一個空位作為橫移空檔。如下圖所示： 　　 　　其中的第6個位置我們可以把它作為橫移空檔，當(dāng)然4、5同樣也可以。 　　如此一來，在實(shí)際停車及取車時的邏輯大概是：當(dāng)要將車停到4、5兩個車位時，最簡單，直接將車開到上面就可以了，至于是開上去還是倒上去，就看您個人喜好及車技了。如果要將車停在3號車位，也比較簡單，只需將3號車位降下來，把車開上去再升到上面就可以了。如果要將車停到2號位，就要用到6號位了，要先將5號位移到6號空檔，再將2號位

55、降下來，把車停上去，再升到上面。至于要停到1號位，您就自已想想吧，邏輯很簡單，至少比“華容道”救曹操簡單多了。 　　以上就是所有立體車庫的基本工作原理，無論何種結(jié)構(gòu)，除了在外形和車的升降方式 有所不同外，其工作方式其本類同。 　　在這樣的一個系統(tǒng)中，別看起來簡單，但如果要讓一堆鋼鐵和電機(jī)按人的意志去運(yùn)行，其程序還是有點(diǎn)復(fù)雜的。首先是各位車位的互鎖，其次是車輛的安保措施，這都要通過PLC的程序邏輯執(zhí)行。通常情況下，一個最簡單的6車位系統(tǒng)大概要用40DI/O，當(dāng)然，還要用按鈕、指示燈，高級一些的就會用到文本顯示器或觸摸屏，另外很多的接近開關(guān)、限位開關(guān)、光電開關(guān)以及接觸器也是必不可少的了。Twi

56、do PLC大致的配置如下： 　　TWDLCAA24DRF+TWDDDI8DT+TWDDRA8RT 　　3.產(chǎn)品技術(shù)更新 　　近來，立體車庫系統(tǒng)越來越多的采用了多層升降橫移結(jié)構(gòu)，而且其自動化程度越來越高，無人值守及IC卡存車取車系統(tǒng)應(yīng)用也越來越普遍。 　　這樣就對PLC的程序要求越來越高，而且對PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)要求也越來越多。通常情況下，三層結(jié)構(gòu)，每層有車位30-40之間，要用的PLC開關(guān)量大概是：200DI，100DO。這樣，Twido PLC 單CPU就不能滿足該系統(tǒng)的要求。為了解決這一問題，我建議客戶采 　　用Twido PLC 遠(yuǎn)程I./O

57、的方式，方便的解決了這一問題，其配置如下： 　　2*TWDLMDA20DRT+6*TWDDDI32DK+7*TWDDRA16RT 　　當(dāng)然，在Twido PLC CANopen 主模塊及Advantys OTB分布式I/O發(fā)布以后，我們就可以采用全新的配置方式： 　　由于CANopen的通訊速率最高可以達(dá)到1Mbps，所以，這可以輕而易舉的解決多個Twido CPU間串行通訊速度不夠的問題，而且，一個CANopen 主站模塊可以掛十幾個從站，那么，這樣的配置，最大的輸入輸出量就可以超過一千點(diǎn)，這在立體車庫系統(tǒng)中，已經(jīng)完全可以應(yīng)付所有的要求。 　　此外，如

58、果客戶要求用IC卡智能存取車系統(tǒng)，為了簡化程序，可以有效的利用Twido PLC的查表功能，這將對解決復(fù)雜的車號與車位號對應(yīng)有很大的幫助；此外，對PLC的通訊能力也有較高的要求。在現(xiàn)階段，大部分IC智能系統(tǒng)都采用單片機(jī)開發(fā)，利用ASCII協(xié)議與PLC進(jìn)行通訊，為了使PLC能夠?qū)崟r響應(yīng)各臺IC讀卡器的數(shù)據(jù)，通常情況下，我們需要將PLC設(shè)為從站，這在ASCII編程上有一定的難度，詳見Twido應(yīng)用技巧—ASCII 從站模式編程。 　　不過，如果客戶的讀卡系統(tǒng)能夠升級到PC機(jī)，并且能夠支持以太網(wǎng)，那么上面的問題將不復(fù)存在，我們 可以利用Twido 內(nèi)置以太 網(wǎng)CPU或Twido PORT，將PLC

59、與讀卡器自由快速的連在一起，這項(xiàng)技術(shù)，目前已經(jīng)處于開發(fā)中。 　　4.總結(jié) 　　Twido PLC在立體車庫中的使用，主要有以下優(yōu)點(diǎn)： 　　1.10－264點(diǎn)I/O，可以滿足大部分立體車庫系統(tǒng)的要求。 　　2.Twido PLC支持多種通信，方便客戶系統(tǒng)的升級。 　　3.多種擴(kuò)展模塊選擇，可根據(jù)系統(tǒng)要求進(jìn)行機(jī)動靈活的配置。 　　該客戶使用Twido PLC 已經(jīng)有三年歷史，在北京等地有上千個車位，整體運(yùn)行穩(wěn)定。 　　如果再將Twido 以太網(wǎng)與CDMA/GPRS 無線通訊功能利用起來，建立自已的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，就可以足不出戶，遙知現(xiàn)場的所有運(yùn)行情況，這將很大大降低立體車庫現(xiàn)場維護(hù)

60、工作，解放更多的技術(shù)人員投入到新的工程中去。 海南首座全智能全自動立體車庫即將誕生 記者近日從海南天邑國際大廈有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人處了解到，正在建設(shè)中的海南第一高樓--天邑國際，為了解決超高層建筑的停車問題，將斥資7000萬巨資打造海南首個全智能全自動立體停車庫，該車庫將成后，將為48層的天邑國際提供充足的停車位，成為大廈"世界頂級配套"的又一亮點(diǎn)。 海南第一高樓--天邑國際斥資7000萬解決停車問題 海南首座全智能全自動立體車庫即將誕生 記者近日從海南天邑國際大廈有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人處了解到，正在建設(shè)中的海南第一高樓--天邑國際，為了解決超高層建筑的停車問題，將斥資7000萬巨資打

61、造海南首個全智能全自動立體停車庫，該車庫將成后，將為48層的天邑國際提供充足的停車位，成為大廈"世界頂級配套"的又一亮點(diǎn)。 據(jù)該天邑國際相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，在全智能全自動立體車庫建成后，客戶將省去車輛下地停放的一系列繁瑣的過程，只需將車輛開至車庫升降機(jī)門口即可，在150秒內(nèi)，立體車庫將為客戶完成車輛自動掉頭回轉(zhuǎn)、入庫存放等動作，整個過程將由全自動電腦控制，并進(jìn)行全方位監(jiān)控，確保車輛的防盜與防護(hù)，給客戶帶來全新的體驗(yàn)。 立體車庫解決超高層建筑停車難問題 如何解決大廈的停車問題一直是超高層建筑設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，由于超高層建筑體量龐大，占地面積有限，設(shè)計(jì)上除了充分利用地上面積規(guī)劃停車位外，通常會向地下空

62、間發(fā)展，但即使這樣，車位有限仍成為困擾超高層建筑的設(shè)計(jì)難題。同時，規(guī)劃層數(shù)過多的地下停車場也給業(yè)主的日常使用帶來不便。 目前，國際普遍采用立體車庫來解決超高層建筑的停車問題。據(jù)記者了解，立體車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，立體車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80％-90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源。 據(jù)悉，該項(xiàng)目決策層為了使大廈配置與"海南第一高樓"匹配，特別決定建設(shè)全智能全自動立體車庫，使得整

63、棟大廈配置停車位總數(shù)達(dá)到1000余個，一勞永逸地解決大廈車輛停放的問題。 微電腦控制立體車庫在山東鄒平研制成功 發(fā)布時間：2006-03-08 來源:新華網(wǎng) 最近在鄒平縣的一些住宅小區(qū)內(nèi)，出現(xiàn)了一種立體車庫，盡管它的占地面積僅有70平方米，卻能容納25輛轎車。 這種在國內(nèi)首家擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的微電腦控制立體車庫是齊星鐵塔有限公司最近研制成功的新產(chǎn)品， 它的研制成功解決了大中城市停車難的問題。 隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車已經(jīng)越來越多地走進(jìn)了百姓家庭，但車輛停放卻成了困擾城市管理的一大難題。如何解決這一難題，齊星鐵塔有限公司敏銳地從中捕捉到了商機(jī)。他們考慮，人住房緊張，可以往空間發(fā)

64、展、往高層發(fā)展，車住樓不是同樣可以節(jié)省占地嗎？于是就產(chǎn)生了開發(fā)立體車庫，使車輛多層停放的想法。他們緊密結(jié)合自身產(chǎn)業(yè)，集中技術(shù)力量，并與山東理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院等專業(yè)科研機(jī)構(gòu)聯(lián)合攻關(guān)，短短一年時間，就自行開發(fā)研制成功了五款立體車庫。據(jù)山東理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院教授、齊星集團(tuán)技術(shù)顧問 郭明光介紹，這種立體車庫是液壓升降式立體車庫，它的主要工作部件一個是機(jī)架，一個是車臺，一個是液壓站，再就是監(jiān)控部分，采用分層鋼結(jié)構(gòu)承載車輛，車臺的載重量是2.2噸，車輛進(jìn)入停車位后，將車固定到車位上，以微電腦控制技術(shù)調(diào)整車位，停車、取車時只要對照車位號碼按一下控制鍵，很短時間內(nèi)就可以自動調(diào)整好位置。經(jīng)過操作，各停車位象蜂巢一樣

65、緊緊排列在一起，實(shí)現(xiàn)車輛多層停放。在產(chǎn)品性能方面，他們還從安全角度進(jìn)行了全面完善，感應(yīng)到有人或物靠近時，會自動停止運(yùn)行，直至重新操作。 在鄒平城南新區(qū)世紀(jì)花園住宅小區(qū)內(nèi)，微電腦控制立體車庫的用戶介紹說，這種設(shè)備對家庭來說很實(shí)用，不光占空少，操作起來也很簡單，提車、放車大約一分鐘就能完成。 春節(jié)過后，這種微電腦控制立體車庫一經(jīng)投放市場，就立即受到客戶的青睞，山西、濟(jì)南、北京等省市都派人前往公司訂貨，目前已簽訂600多個車位的生產(chǎn)合同，公司僅此就能獲得利潤200萬元左右。 地上3x3升降橫移立體車庫 程懷舟 巫世晶 陳東 ? 簡介：描述了多層升降橫移式立體停車庫的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹

66、了其控制系統(tǒng)的組成、PLC控制的實(shí)現(xiàn)和控制軟件的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了立體車庫的自動控制。 ? 關(guān)鍵字：多層升降橫移式立體停車庫，PLC控制系統(tǒng)，設(shè)計(jì) 目前常見的機(jī)械式立體停車庫有升降橫移式、垂直循環(huán)式、多層循環(huán)式、水平循環(huán)式、平面移動式、巷道堆垛式、垂直升降類和簡易升降式8種，其中升降橫移類以其結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、安全可靠、造價低等優(yōu)點(diǎn)，在國內(nèi)車庫市場占有83%的市場份額?？删幊炭刂破?PLC)集微機(jī)技術(shù)、自動化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體，可靠性強(qiáng)、性價比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便，因此在自動停車系統(tǒng)中通常作為電控核心。對于規(guī)模較大的系統(tǒng)，還可使用工業(yè)現(xiàn)場總線(Profibus或Devicenet)構(gòu)成PLC網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)自動控制。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:底層只能平移，頂層只能升姜，中間層既可平移又可升降。除頂層外，中間層和底層都必須預(yù)留一個空車位，供進(jìn)出車升降之用。當(dāng)?shù)讓榆囄贿M(jìn)出車時，無需移動其他托盤就可直接進(jìn)出車;中間層、頂層進(jìn)出車時，先要判斷其對應(yīng)的下方位置是否為空，不為空時要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理，直到下方為空才可進(jìn)行下降和進(jìn)出車動作，進(jìn)出車后再上升回到原位置。其運(yùn)動總