智能立体车库控制系统设计
1、绪论
随着城市经济发展水平的快速提升，汽车进入家庭的速度加快，停车难问题日益突出，成为全世界面临的难题。各级政府、城市规划部门采用各种行政、管理办法解决该问题。立体车库是近年来逐步投入应用的新型停车场方案，通常是建2~5层甚至更多层的立体车库，在占地面积不变的情况下，大幅提高车位数量，是解决停车难问题的一个有效技术措施。
2、智能立体车库整体设计
机械式车库种类较多，主要有以下形式：升降横移类、垂直循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降横移类等。通过对这些车库类型特点的比较与分析，我们以垂直升降横移类机械式车库结构为研究模型和设计内容。
垂直升降横移类机械式停车设备：垂直升降横移类汽车停车设备亦可称为塔式立体停车设备，通过提升机的升降和装在提升机上的横移机构将车辆或载车板横移，实现存取车辆的机械式停车设备。整个存车库可多达20～25层，即可停放40～50辆车，占地面积不到50m2 ，空间利用率最高。适宜建筑在高度繁华的城市中心区域以及车辆集中停放的集聚点。本系统研究的是三层七车位的垂直升降横移类机械式立体车库。整个智能立体车库由PC管理中心、单片机控制器、PLC电机移动车辆，并记录车辆进出数据、将数据传送到PC机管理中心。管理中心采用MCGS组态软件进行动态模拟、数据存储、数据分析、故障报警等。控制器与管理中心采用RS485通信。
整体系统框图
3、升降横移式立体车库车库主要机械结构和工作原理
升降横移式立体车库机械结构主要由载车板，钢结构和电机组成，其系统
采用链条作为主要传动机构，电机采用带减速器的电机。其关键部分是载车板，它需要进行水平及垂直两个方向的移动。垂直移动用升降电机来驱动链条来完成，水平移动有横移电机驱动滚轮来完成。横移式立体车库上层为升降载车板，可上下升降，底层是横移载车板，当有指令时，各个载车板移动到指定位置。另外本系统研究的是三层七车位的升降横移立体车库。如下图所示，二三层的载车板既可升降，又能横移，一层的载车板只能横移。1、2号车位可以直接存放车辆；7号车位需下降后再存放车辆；3号车位则需先将1号和2号载车板右移，再将3号载车板下降；4号车位则需先将2号载车板右移，再将4号存车板下降；5号车位需要先将1、2、3、4号四个载车板右移，再将5号载车板下降；6号车位则需要先将2、4号载车板右移，再将6号载车板降下。
三层七车位升降横移式立体车库
4、车库PLC控制系统硬件设计
本横移式立体车库采用PLC控制器控制电机，由PLC来控制载车板升降横移传动装置，完成车辆的存取操作，各车位车辆的存取由PLC根据当前各车位的停放情况，按照相应的策略来调动载车板，以存取车辆。
立体车库的自动控制系统包括弱电和强电两套系统，弱电系统主要是各种信号的采集和控制输出，例如：通过PLC输出信号给接触器线圈，以此来控制接触器的通断，从而来控制强电系统。强电系统主要包括载车板电机控制线路，控制电机正反转的接触器等。车库采用面板按钮呼叫车位存取车，用升降横移装置将汽车输送到位。控制系统在面板上设有急停按钮，当发生意外时，按下急停按 钮将使车库立即停止运行
5、PLC的选型
目前市面上主要的PLC有西门子、三菱、欧姆龙、施耐德等。其中西门子的功能强大，系统稳定，性能质量好，市场占有率最高。基于西门子结构化的编程方式，开放性好，支持多种通信协议。另外西门子适用多种人机界面和监控组态软件利于多厂家设备的通讯与集成，西门子做了很多功能块，减少了设计人员的负担。因此，本设计选用了西门子公司的PLC。西门子S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能价格比。S7-200有5种CPU模块，分别是CPU 221、CPU 222、CPU 224、CPU 224XP、CPU 226；其中CPU 226集成了24输入，16输出共40个数字量I∕O点，可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I
∕O点或35路模拟量I∕O点。根据本设计车库的输入和输出，采用CPU226模块为PLC控制系统的核心控制器是最合适的。
6、PLC接线设计
在升降横移式立体停车库中，控制系统中主控单元的主要控制对象首先是车库内的横移电机和升降电机，控制系统就是使它们在不同的时间内实现正反转，其次是车库内的各种辅助装置，如指示灯及其各种安全设施等，这些辅助装置帮助我们更好的控制立体车库。为了保证载车板能横移到预定位置以及载车板能上升或下降到指定位置，采用了行程开关。为了判断载车板上有无车辆，采用了光电开关。同时在车库中还采用了一些传感器如烟温传感器以及安全预警装置。在此图中只是简单的画出了三层七位升降横移式立体车库的一些其简单的功能。根据这些功能我们可以很直观的观察出三层七位升降横移式立体车库的工作。接线图见下图。
电机控制及接线设计：在存取车时车位的升降不能同时进行，车位的升降和横移也不能同时进行，这两个动作必须是互锁的，即当上层车位在升降时，地面层车位不能移动，反之亦然，并且上层车位每次只能有一个车位进行上下升降运动。这些在程序中可采用联锁和互锁的方法来解决。如下图所示。