机电一体化立体停车库的 PLC控制

机电一体化立体停车库的 PLC控制

陈卓宏

中山市健泰实业有限公司 广东 中山 528400

摘要：随着经济飞速发展，人们的生活水平也在不断提高，汽车保有量逐渐提升，在促进汽车行业稳定发展的同时，也增加了城市道路负荷压力。现如今，由于停车资源不平衡以及较为集中，导致“停车难”成为城市发展面临的一大问题，受到社会群众以及政府部门的广泛关注。近年来，国家为环节城市交通压力，通过出台鼓励政策、加大投入力度等方式大力建设智能停车库，为我国停车行业提供了广阔的发展机遇。因此，本文针对机电一体化立体停车库的PLC控制进行分析，希望能够为专业人士提供参考借鉴。

关键词：机电一体化；立体停车库；PLC控制；智能化

引言：

结合调查数据现实，我国机动车保有量截止到2018年12月已经高达3.25亿辆。相对于2017年底数据相比，增加了1556万辆。国家为缓解城市交通压力，提高城市交通管理水平，大力提倡建设智能停车设施。在这一发展背景下，全国各地均积极投入智能车库的研究和建设中。然而，结合城市发展现状来看，较为常见的停车方式依然是传统地面停车。虽然这种停车方式进出便捷、管理方便。但是无法充分满足土地合理利用这一需求。尤其在城市化进程不断加快的当今社会，城市土地资源可以说是寸土寸金。为节约土地资源，建立升降式、横移式、循环式等机电一体化立体停车库已经成为城市未来发展的必然需求^[1]。由此可见，本文结合智能立体停车库的PLC控制系统设计进行分析，对节约城市土地资源、缓解城市交通压力而言具有一定现实意义。

1. 机电一体化立体停车库的主要结构以及工作原理

1. 主要结构以及模块化

机电一体化立体停车库在建造过程中主要采用工字钢、角钢等材料。为保证停车库稳定性和牢固性，需要通过螺栓和焊接的方式将材料进行连接为减轻停车库自身重量，需要在车位底板建造过程中采用强度较高、质量较强的复合板材料。为提高停车库外部美观性，需要采用彩钢材料加以装饰。

另外，在机电一体化立体停车库建造过程中，可以将其设计为单模块形式，所谓单模块，是指总层数为10层，每层可以停放8辆机动车。如果立体停车库需要建立在住宅区域，需要尽可能将其设置在直角拐角位置^[2]。同时也可以结合实际情况采用单模块或双模块组成形式。针对体育场等车辆较为集中的场所，为提高城市交通管理水平，可以采用多模块组合形式，并且随着城市机动车辆不断增加，车库模块组合形式也可以随之拓展，从而提高立体停车库车容量。

2. 车辆存取以及升降系统

在车辆进入立体停车库通道过程中，车库大门会通过光电开关感应自动开启。车辆进入立体车库内部后停驻在旋转台上，此时驾驶员可以离开车辆并出库，而后通过刷卡将客户个人信息录入，并取回卡片。完成一系列操作后，立体车库的大门会自动关闭。此时旋转台会将车辆旋转180°，为驾驶员取车时避免倒车操作提供便利，并且调整车辆位置并将车辆送往车位。

2. 机电一体化立体停车库的PLC控制系统设计

1. 组成机构

机电一体化立体停车库的控制系统可以分为两部分，分别为下位机PLC控制系统和上位机系统。其中上位机系统在运行过程中需要依靠计算机技术，在设计过程中要配备相应的硬件设备。例如：打印机、收款机、刷卡机等^[3]。通过上位机系统能够实施监督和管理立体车库实际情况。而下位机控制系统主要以PLC为主，能够有效控制立体停车库中的载车系统电机、光电开关等元件。

（二）PLC控制系统的具体设计

机电一体化立体停车库PLC控制系统的主要作用，是将车辆进行科学调整，并及时将其送入车位。而想要充分满足这一目标，需要通过电机对车库中的载车装置进行驱动和控制，保证载车装置能够自动旋转。与此同时，在设计过程中还要应用异步电机，使其能够控制载车装置的升降台，充分保证其上升下降的安全性和稳定性。为为了能够保证载车装置平稳运行，可以采用变频器进行设计，使其能够在运行过程中结合实际情况调节速度。例如：可以在立体车库每层中安装接近开关和行程开关，载车装置在升降过程中，如果接触到开关，会自动进入减速状态。如果接触到行程开关，电机则会停止运行。车辆在进入泊车位置时，此时小车上安装的步进电机会启动，并且控制托板进行平移^[4]。如果步进电动机正方向运转，托板会随之向前移动，并将车辆送入车位。相反，如果电动机反向运转，托板会向后平移，并将车辆送出。每完成一项任务，立体车库的升降载车系统就会自动进入等待状态，为服务下一个质量奠定基础。具体设计流程如图1所示。

图1 PLC控制系统设计流程

3. 机电一体化立体停车库的PLC控制系统的串行通信

随着科学技术不断发展，PLC控制系统软件开发也进一步完善和优化，已经能够初步实现串行通信功能。然而，从性价比角度进行分析，本文预计在PLC串行通信系统设计过程中采用VB技术。并结合标准串行通信口以及相关编制软件，保证PLC控制系统之间的所有数据信息能够相互传递，同时提高上位机系统用户信息、车库运行等管理水平。

1. 串行通信硬件设备

在串行通信硬件设备设置过程中，需要采用连接方式，将PLC控制系统接口和计算机串行口紧密联结到一起，通常情况下，PLC控制系统的RS-232C接口为9针接口。如图2所示，数字2插脚的主要作用是数据发送，数字3插脚的主要作用是数据接收。因此，在设计过程中，无论PLC的接口与上位机哪个接口相连，都能够实现串行通信需求。

图2 PLC系统与PC机接口原理图

2. 串行通信的具体实施

不同的通信方式在传输方式、传输效率等方面也存在较大差异性。为保证立体车库PLC系统通信正常，可以通过PLC与PC机保持同一种设置的方式加以实现。通过编程器能够将车库内部的DM区改变，从而进一步设置PLC控制提供的状态。

结束语：

综上所述，机电一体化立体停车库是在城市土地资源紧张、汽车数量增加基础上发展而来的，也是城市未来发展的必然趋势。近年来，全国各地停车行业均积极投入智能停车库研究和建设中，掌握自动化程度更高的产品已经成为个车库厂家核心实力的重要标志。因此，本文结合机电一体化立体停车库的PLC控制进行分析，希望能够为克服行业未能实现的技术难题奠定基础。

参考文献：

[1]赵鑫,韩炼.基于PLC控制的智能立体式停车库系统[J].内燃机与配件,2019,(24):193-195.

[2]李湘伟.一种基于PLC控制的双层升降横移式立体停车库的设计[J].机床与液压,2019,47(10):64-66,81.

[3]李志超.基于PLC的自动化立体停车库控制设计[J].建筑工程技术与设计,2018,(3):2335.

[4]郭俊鸽.智能垂直循环立体车库PLC控制系统的研究[J].起重运输机械,2020,(9):74-76.