基于PLC的立体车库的设计

基于PLC的立体车库的设计

近些年来，汽车种类不断增加，价格也不断下滑，人民购买力不断增强，现如今，汽车几乎已经进入千家万户。但是，汽车数量的急速增长使城市停车难的问题日益严峻，不仅道路拥堵，而且大肆扩建的停车场严重破坏了城市绿化，而且随着人均经济水平的提升，这些问题将会越来越严重。从其他经济发达国家的解决方法来看，建立立体停车库能够有效缓解停车难，而且应该推广起来。

1.立体车库的种类

目前常见的机械式立体停车库有升降横移式、垂直循环式、多层循环式、水平循环式、平面移动式、巷道堆垛式、垂直升降类和简易升降式8种。

1.1 升降横移类机械式

升降横移式立体车库采用模块化设计，配置灵活，每单元可以按需设置层数，车位从数十个到上百个不等，建造方便，造价低，几乎适用于各个场合，因此市面上使用的大多是这类。缺点是必须留出一个空车位进行车辆间的移动，而且一旦层数较高，设备的安全性就需要更高。

1.2 垂直循环类机械式

垂直循环式立体车库采用升降机在垂直方向循环来进

行车辆的存取，这类设备具有更高的土地利用率，在有限的土地上停放更多的车辆。缺点是相比升降横移式具有更大的风险，而且根据停车的远近，存取时间有着十分大的差异，实用性较低。

1.3 水平循环类机械式

水平循环式车库一般建造在狭长的地形，采用水平循环的方式存取车辆，因为只有一个进出口，因此在车辆高峰期会造成拥堵。

1.4 多层循环类机械式

多层循环式车库占地小，自动化程度高，但是设备较为复杂，故障率也较高，进出与水平循环式车库一样不方便。

1.5 平面移动类机械式

平面移动式车库采用起重机与搬运机相结合进行车辆

的存取，在同一层面采用搬运机进行车辆的移动，通过起重机进行上下层面的移动，比较适合大型车辆的停放。缺点是设备比较复杂，安全性低，存取车较为麻烦。

1.6 堆垛类机械式

堆垛式车库也叫桥式起重机式，就是运用起重机移动车辆进行停放，但是这类车库操作比较繁琐，主要适用于大型密集场所，日常生活中较为少见。

1.7 垂直升降类机械式

垂直升降式车库也叫塔式立体车库，通过装在升降机上

的横移装置进行车辆的移动，这类车库土地利用率最高，广泛用在城市的中心区域及车辆人口密集地带。缺点是造价高，结构复杂，存取不方便。

1.8 简易升降类机械式

简易升降式是一种立体车库的辅助设备，这类车库结构简单，操作便捷，而且能够做到人车分离，但是车库的结构存在一定的安全隐患，三层以上的车库运行时会出现摆动，不适合大规模推广运用。

升降横移式立体车库主要由四部分组成：机械部分、电机驱动部分、控制管理部分和安全防护措施。

（1）机械部分：由车架、起升结构和双向平移结构组成，它是车库的主架。

（2）电机驱动部分：由数个电机组组成，提供平移机

构和升降机构的动力，进行车位间的上下、左右移动，完成存取车的过程。

（3）控制管理部分：控制系统随着控制的智能化程度

的不同而不同。

（4）安全防护措施：保护人在存取车辆时的人身安全，保护车辆存取时的安全。

升降横移式立体车库的运行原理：利用托盘的移动产生垂直通道，通过车位间升降来实现车辆的存放，而托盘的移动是由PLC来进行控制的。

2 车库原理图设计

本次设计一个3层3列升降横移式立体车库，根据车库的特点，设计车库的车库运动原理。底层只能平移，顶层只能升降，中间层既可平移又可升降。除顶层和底层外，中间层必须空出一个空车位，供车位间的升降。当中间层车位要存取车时，无需移动其它托盘就可直接存储；底层、顶层进出车时，先要判断其对应的上下方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到对应位置为空才可进行上升下降和进出车动作，进出车后托盘再回到原位置。

3 PLC控制原理图设计

由前面分析我们知道升降横移式立体车库的运行原理：用PLC控制的托盘来

进行车位间的移动。在该控制系统中的首要控制对象是横移电机和升降电机，使它们在不同的时间实现正反转；接下来就是车库内的各种辅助装置，如指示灯：用于判断系统是否正常运行；限位开关：为了使托盘能够移动到准确的位置；光电开关：判断是否停有车辆以及各种意外情况报警，设备停止运行。其PLC控制原理图见图1所示。

这个PLC控制系统只有开关量输入，选择一般的可编程控制器就能满足要求。控制软件采用梯形图语言编写，因为二层车位可直接存取，所以只分析一层和三层的存取流程。PLC应选择80个I/O点左右，用开关、灯和按钮模拟控制系

统中的电机、传感器、光电开关和报警装置等，具体如下：（1）各车位存取车的输入信号用按钮表示，存车按存车按钮输入存车信号，取车按取车按钮输入取车信号。

（2）各层车位间的移动用上升、下降、左移、右移信号灯表示。

（3）车位检测、车辆检测等用开关的常开、常闭状态表示。

4 总结

本文通过对立体车库的状况分析和市场需求，进行了升降横移式立体车库的分析与设计。在本文中详细介绍了PLC 的构成以及工作方式，采用了以PLC为控制核心的系统，选择三菱FX-2N型PLC进行编程控制。

作者简介

葛希，南京铁道职业技术学院学生，爱好研究PLC。