立体停车场PLC控制系统设计研究
positive and negative rotation to achieve the car carrying board lifting and moving around; the contactor has many contacts, through the contactor to control the contact closure and disconnection; heat relay for motor protection is provided to prevent the motor overheating and burning. Parking system basic principle: from structure, usually parking except the top of other layers are required to set aside a space, to the vehicle carrying tray with the rise and fall of the channel. When the vehicle is located in the bottom layer, without the need to move to other tray can be directly out of the car to car; if stored in the bottom, also do not need to move to other layers of the vehicle loading plate, directly to the car into a can. But if the vehicle is stored in the middle or top layer, in access to the car, then need to judge the access parking places. If it is empty, is not empty it through shifting will be parking spaces below the pallet adjusting is empty, translation operation, on down to the floor, for access to the car. The whole operation, follow the underlying tray is only the translation operation, only the top tray lifting operation, the intermediate layer can be translated and lifting operation principle. Lifting transferring space parking system according to its working principle and practical moving law, by using modular design method to prepare a parking control program, which is more beneficial for program debugging, saving internal resources.
Lifting transverse-moving stereo parking garage has a very broad space for development and prospects for development, its development direction in the future is to make the garage to achieve real intelligence, based on the Internet, network. The operator can through flexible and diverse, friendly man-machine interface, flexible control, the system security and reliability.
Key words: stereo parking garage, control system, programmable controller
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1 绪 论
1.1立体停车库简介
立体停车库设备的应用已有30多年的历史了发展较早、较好的有日本、韩国、台湾省、德国等众所周知，我国经济在经历了近30年的高速增长之后，大众对生活质量的要求日益提高，“衣食住行”中的“行”提高到一个新的高度。随之而来的交通方面的情况也日加紧张，而这包含了动态与静态两个方面。如同城市中由平房改建成高楼大厦一样，停车也从平面转向立体化停放，立体停车在静态交通中已经占有越来越重要的地位。立体停车库与传统的地下车库相比，在许多方面都显示出优越性首先是节地优势，以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据40平方米的面积，而如果采用双层立体停车库，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多层（21层）立体式车库的话，50平方米的土地面积上便可存放40辆车，可以节省土地资源和减少土建开发成本。例如北京印度尼西亚驻华大使馆未建多层立体停车库前平面只能放五辆车，现建成三层立体升降横移类停车库后，能停放13辆车，基本能满足驻华大使馆要求。人们普遍认为停车设备行业发展前景良好，并已被誉为21世纪最热门的行业之一。
1.2课题背景及研究意义
随着经济的快速发展和人民生活水平的提高，世界各大中城市轿车拥有量的迅速膨胀，车辆的增加、交通拥挤所造成的商场、酒店车位限制，使得车主为停车发愁。因此，扩展停车场引起人们的广泛关注。普通露天停车场和建筑物下的停车场虽然停车方便，但占地面积广，且停车数量有限，加上当今土地价格突飞猛进增长。因此，减少土地占用成本，充分利用立体空间，缓解城市中道路空间小的矛盾，减少污染，规范和科学管理汽车的停放，建立立体停车场已经刻不容缓。升降横移式立体停车库是一种比较典型的机电一体化产品形式，它主要涉及机械、电子、建工等多个领域，它需要各方面的专业技术人员协同工作。在现代化大都市中，升降横移式立体车库已经渗入到人们的各个生活领域，在机关、宾馆酒店、医院和居民区等许多地方，升降横移式立体停车库成了一道必不可少的基础设施。但是我国的机械式停车库技术发展比较晚，大部分还沿用着日本80年代的技术。经济的飞速发展，机械式车库的现有功能已落后于人们的要求。现有车库技术的不足主要表现在取车得时间比较长，智能化程度比较低，安全程度不够，设计型式比较陈旧。上海和北京等地现有的许多高质量的立体停车库，都是运用大量的
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立体停车场PLC控制系统设计研究
外汇从国外进口的，并且售后服务也得不到令人满意的保障。为了打破这种依赖进口的格局，打出具有自身特色的车库产品，就得要在原有技术上有重大突破，从而带动国内车库行业的发展。因此，对立体停车库的系统研究显得尤为重要。
1.3课题研究范围
本课题研究的是基于PLC的立体停车场，通过对升降横移式智能立体车库的研究，采用综合比较的方法进行系统选型与控制系统方案的确定，探讨可编程控制器（PLC）作为控制核心在智能化立体车库系统中的应用，来实现对系统的智能化设计。 第一章主要讲本课题的介绍、研究意义和研究范围。第二章是系统整体设计，包括方案论证和具体的设计说明。第三章讲可编程逻辑控制器(PLC)概述，包括PLC简介，基本结构，应用领域，编程语言和设计的基本原则。前三章为硬件的设计做了铺垫。第四章讲系统的硬件设计，介绍了设计中用到的主要硬件器件及车库控制系统的硬件配置。第五章是软件设计部分，包括I/O分析及分配，软件的流程和典型程序的说明。
2 立体停车库整体设计
2.1立体停车库方案论证
随着汽车的急增致使城市停车难问题不断恶化,而作为解决城市静态交通的有效措施——向空间、向高层发展的自动化立体停车设备,以其占地面积少、停车率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点,越来越受到人们的青睐。
目前市面上常见的立体停车库有：升降横移类、垂直循环类、多层循环类、水平循环类、平面移动类、巷道堆垛类、垂直升降类和简易升降类等8种,其中升降横移类以其结构简单、操作方便、安全可靠、造价低等优点,在国内车库市场占有绝对优势的市场份额。升降横移式立体停车库作为一种新兴的停车设备，以其独特的特点应用在酒店、宾馆、机关单位以及居民小区等各种场所。
本文主要以升降横移式立体停车库为研究对象，对其进行控制系统研究与设计。升降横移式立体车库利用托盘左右移位产生垂直通道，实现车位升降存取车辆。在系统中，PLC作为控制器直接控制车库运行，工控机作为上位机通过网络通信监视整个车库的运行状态，实现车库的安全运行和管理。停车库控制系统的硬件和软件相互依托，相互补充，才能有效地以最低的成本完成对车库系统的控制。升降横移式立体停车库具有非常广阔的发展空间和发展前景，其未来的发展方向就是要使停车库实现真正的智能化，以互联网为依托，实现网络化。操作人可通过灵活多样，比较友好的人机界面，控制灵活，
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系统的安全性和可靠性高。
在工业自动化控制中，最常用的三种控制方式有单片机控制、可编程控制器控制和继电器控制，这三种控制方式各有优缺点。
在20世纪80年代以来单片微机依它的控制功能强、体积小、成本低、功耗小、成本低和使用方便等优势得到飞速发展。理论上也可用于立体停车库系统，但实际上在立体停车库的控制系统中，单片微机控制却没有得到广泛的推广应用，其原因主要有以下几点:
单片机只是一个芯片，用单片机直接开发控制系统，还必须进行系统硬软件设计和抗干扰设计才能付诸应用，这里包含大量个性化及针对性的设计，对开发者要就相当高，工作量大、成本高、编程比较复杂、开发周期长，有很强的针对性；
控制系统开发周期比较长，系统调试耗时比较多； 抗干扰能力比较弱，所以对现场工作环境要求很苛刻；
单片机自身就是弱电驱动，若用于控制必须添加多个驱动装置，而随着驱动环节的增加，系统的可靠性不仅下降，而且大大提高系统的复杂程度，编程复杂，容易出错；
单片机应用范围主要是大批量重复生产的民用消费品以及小批量产品，特别是仪器仪表，家电以及小型控制系统。
PLC和继电器相比具有明显的优势： A. 控制方式
继电器控制是采用硬件接线（硬接线）实现过程控制，即利用导线把继电器、接触器的线圈以及它们的开关的触点按逻辑关系顺次连接起来完成既定的逻辑控制。一量系统设计完成后，若想改变或增加功能将十分困难；由于继电器的触点有限，其灵活性和扩展性也受到制约。
PLC通过编制程序实现各种逻辑控制，控制要求改变，只需改变用户程序即可，故称“软连接”。它的接线少，体积和功耗小。
B. 控制速度
继电器控制是靠继电器的触点的通断实现控制的，其动作频率受制于机械结构，动作速度慢；机械触点的现抖动现象会引起系统的误操作。
PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，速度极快并且PLC内部有严格的同步，不会出现抖动问题。
C. 延时控制
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继电器控制系统的延时控制是靠时间继电器的滞后动实现，精度不高且易受环境温度和湿度的影响，调整时间困难。
PLC用半导体集成电路作定时器，精度高。定时器数量多，用户可随意更改设定值。 D. 控制数据类型
继电器控制系统一般只能进行开关量的逻辑控制。
PLC除了能进行开关量的逻辑控制外，还具有模拟量控制、数据处理、能通讯联网、生产监控等功能，可实现多种复杂控制。
E. 可靠性和可维护性
继电器控制系统使用大量的机械触点，连线多而复杂而且寿命短，系统的可靠性和维护性都较差。
PLC采用微电子技术，开关动作由无触点的半导体电路完成，因此寿命长，可靠性高。PLC本身的监测和自诊断功能，方便现场调试和维护。
此外，PLC具有如下特点： a. 可靠性高，抗干扰能力强。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
b. 配套齐全，功能完善，适用性强。
PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。
c. 易学易用，深受工程技术人员欢迎。
d. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造。 e. 体积小，重量轻，能耗低。
综合以上原因，选择PLC来进行立体车库控制是最为合适的。
2.2 整体方案设计
升降横移立体车库车位结构为N*M二维矩阵形式，可设计为多层、多列。由于受收链装置及进出车时间的限制，通常设计为2到4层(国家规定最高为4层)，其中以2、3层者居多，实际上可以根据泊车的多少决定立体车库的规模。车库提供的总车位容量
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