基于PLC的立体停车库控制系统设计+仿真图+梯形图(3)
2. 车库设计选择及设计方案
2.1 车库方案选择及可行性分析
目前我国立体车库主要有以下几种：升降横移式、智能式（含电梯式）、巷道堆垛式、垂直升降式、垂直循环式、箱型水平循环式、多层循环时、简易类等[2]。在对以上几种停车设备进行分析的基础上，再结合车库占地面积、经济成本、技术难度以及客户需求等综合因素。故本设计最终决定研究对象为电梯式立体车库。电梯式立体停车库具有以下优点：
(1)自动化程度高、耗电低、噪音小。
(2)可有效得节省占地面积，节省大量投资。据调查立体车库的占地面积相当于同等地面停车场的1/3-1/20。对紧张的城市用地来说，其经济效果很好。
(3)运行速度快、文护方便；外观新颖、大方。
(4)配置灵活，规模可大可小。
(5)立体车库停车取车靠电脑控制操作方便，简单,很大程度上方便了顾客和管理人员。
(6)安全措施防止车辆丢失及损坏，用完善的安全装置可保证汽车安然无恙，外部人员不能随意进入，汽车不会受到人为损伤和丢失。
此外立体车库还可根据实际停车情况及需要来改变结构，实现其多样化。同时立体车库也可有自己的特点，成为城市生活的一个风景。
2.2 立体车库方案设计
电梯式立体车库用模块化设计，形式多为中、小型车库，停放车辆数目从几辆到几十辆不等，每个单元可以设计三层，四层，五层，半地下等形式，车位数从几个到上百个。节省占地，配置灵活，建设周期短；价格低，消防，外装修，土建工程等投资少；可采用自动控制，结构简单，安全可靠；存取车迅速，等待时间短；运行平稳，噪声低等特点。电梯式立体车库的控制器方框图如图1所示。
图1电梯式立体车库控制器方框图
工作原理：当合上空气开关，AC电源通过变压器变压为220V和380V低压电源，220V通过整流电路后给直流电动机提供电源。直流电动机的控制由接触器主触头完成，并且通过变换加在电动机上电压的极性来控制直流电动机的正反转。380V交流电源给交流接触器线圈，由PLC的输出端控制其是否通电，从而实现电路的通断。
2.3 立体停车库控制系统组成
随着科学技术的不断发展及生产工艺的要求不断提高，电气控制技术变革的过程包括从最早的手动控制发展到自动控制，从最简单的控制设备发展到复杂的控制系统，从有触电的接线及电气控制系统发展到以计算机为中心的软件控制系统。立体停车库控制系统由上位机和下位机PLC控制系统组成；其中监控系统由“上位机+现场总线+PLC+现场操作机构”构成，以PC机为核心，配有IC读卡器、打印机、语音提示设备、收款机、显示器等[3]。控制系统结构图如图2所示。
图2控制系统结构图
3. 立体车库电气控制系统设计
整个立体停车库控制系统的设计是以计算机和PLC为核心, 结合组态画面，由一台PLC完成对车库进行统一的管理和监控，通过PLC控制载车板纵横传动装置以实现按动按钮或控制组态画面即可完成对车辆的存取操作。各车位车辆的存取过程是由PLC根据当前各个车位的小车存放情况并按照相应的调度策略进行车辆的存放[4]。
3.1 立体车库存取车工作原理
电梯式立体车库的工作原理:电梯式立体停车库的内部空间是能够容纳几十辆或上百辆汽车的钢结构停车架，其中一端或中间作为电梯的升降通道，主要是通过电梯的上升、下降以及运用小车水平行走使小车到达指定的车位，并且通过传感器的感应来判断是否将小车安全送到指定的停车位，利用载车横移装置将载车板上的小车送入停车架或者将已经存放于指定停车位的小车取出送入电梯并运回地面。由于存车和取车的过程是三文运动，即水平方向、横向方向以及高度方向的运动。其中高度方向的运动是由电梯的升降来实现，水平方向的运动以及行走小车的前行和后行实现横向方向的运动是由载车板的横移运动来实现。即一个存取车周期是由水平方向、横向方向和高度方向的运动来组成。由于每个方向上的几何尺寸以及运动速度大都不相同，而且在一些特定的情况下大部分运动部件之间大都存在着互锁关系，当电梯与行走小车分离时，它们可以分别同时动作，但当电梯载有行走时，仅电梯动作。