PLC控制的立体式车库研究分析.pdf

1 訇 化 P L C 控制的立体式车库研究分析 PL C con t r ol of v er t i cal r esear ch i nt o t he gar ag e 汤平 。 ，刘 昭琴 T ANG Pi n g。 ． L l U Zh a o ． q i n 重庆航天职业技术学院，重庆 4 0 0 0 2 1 摘 要在许多城市出现了停车难的问题，如何解决停车难问题。机械停车设备以它独特的优势， 引起 了人们的关注。本文主要介绍了一种基于PL C 的智能控制升降横移式立体车库控制系统。介绍 了它的工作原理， 完成了立体车库程序流程图和控制系统的设计。 关键词立体车库；P L C；升降横移式；控制系统 中图分类号T P 3 9 1 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 3 0 8 下 一0 1 5 4 0 3 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 3 ． 0 8 下 ． 4 6 0 引言 停车难 的问题是社会 、经济和城市交通发展 到一定程度的结果。立体车库作为一种方案来解 决城市交通 。立体 车库停车 系统 以高层的立体停 车架为主要标志，为了完成运输， 采用先进的计算 机控制技术为主要 手段来提高空 间利用率，提高 车辆存取效率 、降低工人的劳动强度 。 立体 车库 用于地 下停 车场 和地 面停车 场， 配 置灵活， 成本 低。该产品具有如下特点 1 配置灵 活，施工时间短；2 价格低属于基础设施投资 ；3 控制安全可靠， 结构简单 ；4 存取车时间短 ；5 运 行平稳 ，噪音低；6 用于商业 、政府、配套住宅停 车场。 本文以4 层2 4 车位升降横移式立体停车库为研 究对象 ，完成 了立体停车设备程序流程 图和控制 系统 的设计 。 1 立体停车设备的组成和工作原理 升 降横 移式立 体停 车设备 自动控制 系统主要 包括 以下五个子 系统 主框架、 自动收费管理 系 统 、 自动存取车 系统 、远程诊断、 自动刹车 ，监 控和安全系统。 1 主框架是升降式立体车库的支撑结构，通 常采用钢结构。 2 自动收费子 系统采用非接触式I C卡 。有长 期卡和记忆卡 。固定的客户使用长期卡， 和管理费 用一起支付 。临时用户使用充值卡， 停车时读卡 自 动扣除费用。 3 自动存取 系统存取车 的时候， 根 据操作信 号 ，在安全的地方停车，停车灯正常 。存取完全 的车辆， 车库将 自动关 闭。移动托盘， 系统严格按照 国家 各种信号检测 ，包括长期 测试信号检测 、位 置检测、位置检测极限， 测试人 员测试 ，突然停止 信号检测等 。如果有不到位或车辆运行超过车库 允许的长度， 托盘不会行动， 如果发现停止信号，将 停止所有的动作，直到停止信号的消失。 4 远程诊断系统 控制器可 以通过 网卡 、集线器及其他网络设 备和控制中心的局域 网连接， 可以实现远程管理 。 通过监测现场操作，当现场出现故障， 在控制 中心 可以解决， 方便操作人员的办公 。 5 自动刹车、监控和安保系统 设置非接触式I C卡，停车设备的入 口门禁，用 户进 出刷卡、终端判断是否有效。如果 有效， 打开 门。如果无效， 报警 。在 中央控制室停车设备运行状 态监控 。它有运动检测、车牌识别、网络连接、各 种类型的报警系统等功能， 可以实现无人守卫。 图 1 升降横移式立体停车工作原理图 由图l 可以看出每个车位配有单独的挡车板 ， 中间层和地层有一个空车位 ，顶层没有空车位 ， 上方车想要下来 ，需要将下层 的地方空 出来 ，直 接移出车库 。 收稿日期2 0 1 3 - 0 6 -1 2 作者简介汤平 1 9 7 2一，男，I l l 仁寿人，副教授，硕士，研究方向为 自动化控制。 [ 1 5 4 ] 第3 5 卷第8 期2 0 1 3 0 8 下 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m l 匐 化 2 立体车库智能化控制方案 可编程序控制器 P L C 技术是一种微型计算机 相结传统的继电器接触控制技术 ，低的可靠性、 高功耗 、多功能性 和灵活性较差的缺点， 充分利用 微处理器 的优点 ，结合操作人 员的习惯 。停 车设 备控制系统以P L C 为控制核心 。 在 图2 中我 们知道 ，智 能控制 系统主 要 由两 部分组成 下位机控制 系统和上位机监控 系统组 成，下位机主要 由P L C 控制 ，P L C与P L C之间总线 通 信 ，可以互相交流 。电脑的主要功能是数据采 集和数据处理 、监控、图形显示 。根据总线接收 实时接收 ，控制信号、报警信号 ，使用P L C采集数 据在P C软件上显示各种状态 ，可以远程操控 ，达 到操作人就在现场的状态 。 图2 立体 车库的智能控制系统组成 P L C作为控制 系统的核心部分 ，如图3 所示主 要 由四部分组 成1 状 态检测单元 ；2执行单 元；3 用户操作单元 ；4 保护单元；状态监测单 元执行时，P L C 会分析指挥用户操作 ，检测系统的 状态，读取 系统的信息，经过分析给出合理的操作 安排 ；执行单 元把车移动到相应 的位 置，实现位 置移动。执行单元包括 电机 、车位元板阀、安全挂 钩、状态指示灯 、蜂鸣器等。状态检测单元包括主 要由各种传感器组成，检测立体车库的各种状态 ， 给 出合理化的安排 。用户操作单元，用户通过按键 开关选择当前空的车位及进行各种功能操作。保护 单元，保护单元其 实可以归类到状态检测单元，升 降式立体车库在停放车时，使用人和车的安全最为 重要，所以对设备 的安全和稳定要求非常高，监控 各个环节 ，出现故障及时处理。 图3 P L C控制系统的核心部分 3 程序流程图的设计 根据立体车库 的运 行控制 要求，设 计立体车 库的程序流程。P L C 控制系统主要工作是存取车功 能和与上位机工控机通信 ，其控制方式主要 由两 种方式手动方式和 自动方式。手动 方式通过按键 点动控制 ，把立体 车库的存取车 完成。 自动控制 是立体 车库的正 常工作模式 ，当有人存取车时 ， 系统 自动 完成存取车任务 。存取车主要是解决车 位移动的问题。 我们采用 的是升 降横 移式，中间和底部都会 空余一个空车位 ，以边移动控制。当选择 某车位 进行操作时 ，主要移开他下面的所有车就行 了。 图4 所示为控制系统存取车主程序流程图。 图4 控制系统程序流程图 4 应用和发展 无处停放车辆 的问题是 交通 发展到一定程度 产生 的，立体停车设备发展在国外 ，无论 在技术 上和经验上都基 本成熟 。我们 的国家也在9 0 年代 早期开始研 发机械立体停车设备 ，它有 1 0 年 的历 史。因为很多新居 民在地 区用少许1 1 比率，为了 解决停车位 占地 面积商 业环境 、居民区的矛盾， 三维机械式停 车设备，其车平 均 占地面积小 的特 点，已被用户接受。 但是到现在为止 中国的停车场还是 以平面停 车场为主 。这样 的停 车厂 ，占地 面积大 ，在土地 第3 5 卷第8 期2 0 1 3 0 8 下 [ 1 5 5 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 务l 匐 似 稀缺的今天 已经越来越不能满足社 会的发展 。大 力推广立体车库已成为了必然的发展趋势。 据统计 ，要想确保交通不拥挤 ，不仅能够满 足基 本 的停车 空 间 ，也 的满 足一 定 的公共 停车 位 。近 年来小汽车 以每年2 0 0 0 万辆增长，按停车 场和汽 车的数量比1 1 2 计算，每年增长2 4 0 0 万个 停车场停的停车位， 才能满足需求的停车位 。 中国立 体 式车 库 与发达 国家还 有很 大 的 差 距 ，尤其是在立体车 库的智能化管理和 自动化 发 面 。因此 ，中国立体 式车库才刚刚发展，还 有很 多不足 ，还有很大的上升空间。 5 结束语 在这个立体车库控制系统 中，采用P L C 及人机 界面控制技术， 通过合理的存取机制设计 ，简化 了 立体车库访问的步骤和汽车存取的时间。通过采 用计算机管理技 术，通用串行通信技术， 具有良好 的人机界面与用户级控制接 口、立体车库 系统管 理、提高立体车库 的智能化、科学化 、集成智能 管理 的效果。通过停车设备特点和使用条件 的比 较分析 ，并 收集完整 的一个车库用户在使用过程 中的反馈意见 ，设 计的立体车库控制系统适 用于 解决小区停车问题。 本文 的工作 ，对控制 系统最终实现 多种 功能 集成具有一定的参考价值。 参考文献 【 1 】刘敬 花， 胡桂川， 基于参数 化技术的中 、小型水轮机设计 [ J 】 ． 制造业 自动化， 2 0 1 1 ， 0 1 ． 【 2 】万 吕伟 ． 立体车 库实验 装置控制 系统的设 计【 D】 ． 苏州大 学， 2 0 1 1 ． [ 3 ]3 美莲， 滕旭辉， 熊光洁， 等． 基于P L C的立体车库控制系统 设 计f J ] ． 微计算机信息， 2 0 0 9 2 5 4 2 - 4 4 ． 【 4 】周雪松， 田密， 基于GAA A算法的DS P 控制系统对立体车 库车位 调度的研 究． 制造业 自动化 【 J 】 _ 2 0 0 9 1 2 ． 【 5 】刘延利． 后悬臂升降横移式立体车库虚拟样机设计【 D】 _ 山东大学， 2 0 1 2 ． {童‘ {国‘ 国● {岛● {盘● {岛‘ 蠢‘ {盘● 矗‘ {国● {重● {国● {国‘ 量● {重‘ {重‘ ＆‘ {＆‘ {＆‘出． ． 矗‘ {童● 矗‘ 【 上接第1 4 3 页】 3 涂料输送及清洗系统 供漆系统布 置在喷漆室 内部 ，输供漆管路通 过机器人移动机构拖链连接到机器人上 的喷枪 ， 并可 通过 喷枪 循环 到原 有 的供漆 桶 ，以防止 油 漆沉淀。主供料泵采用隔膜泵 ，保证 系统供料稳 定 ，油漆桶配有不锈钢搅拌器 ，保证涂料混合均 匀 ，同时防止沉淀 。 自动喷枪配有涂料调压器 ， 可以调整涂 料的压力大小 ，在工作站 空气源入 口 设有空气过 滤器 ，保证空气的清洁度 。系统采用 手动清洗换色。 4 工件位置检测及启动装置 系统具有工件停放位置 自动识别功能，安装 在机器人移动滑板上 ，放置在行走车上的工件进 入喷涂指定位置后，机器人移动滑板在移动过程 中检测工件起始位置 ，检测到工件后即开始进入 工作程序 自动完成喷涂工作。 5 系统软件实现 要实现 对ABB I RB5 5 0 0 机 器人对 工件 的喷 [ 1 5 6 1 第3 5 卷第8 期2 0 1 3 0 8 下 涂 ，软件 系统是整个系统的重要组成部分 。系统 的软件涉及到上位i F I X监控软件、S 7 3 0 0 P L C、伺 服控制器 以及机器人喷涂轨迹 四部分 。四部分有 机结合 才能实现工件最终的完美喷涂 。系统流程 图，如图3 所示。 6 结束语 AB B I R B5 5 0 0 机器人 自动喷涂 系统不但能够 实 现大 型航天 发动 机 卧式 喷涂 ，并且 具有 工艺 参数调整方便、涂料 更换 简单 、机械装置运行平 稳 、用户操作界面易学 的特点 ，兼具实用性 和可 靠性 。该喷涂系统已实 际应用于航天发动机 的喷 涂 ，并 且得 到用 户的 好评 。该 项 目的实施 在航 天、航空喷涂领域具有很大的推广示范作用。 参考文献 【 l 】王锡春． 最新汽车涂装技术【 M】 ． 北京 机械工业出版 社 ， 1 9 9 8 ． 【 2 】廖常初． s 7 3 0 0 1 4 0 0 P L C应用技术【 M】 ． 北京 机械工业出 版社， 2 0 0 5 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m