HONEYWELL霍尼韦尔CC-TAIX01 51308363-175

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1立体停车库的结构与工作原理

立体车库控制系统包括车辆存取车系统、车辆管理系统（车辆身份认证、停车收费等）以及监控保安系统等。自动存取车系统是立体车库控制的核心，由PLC控制。包括卡号识别与载重箱移动两个过程。在车库入口（也是出口）处设一个非接触式读卡器，用户进入车库时，在门口刷卡进入，读卡机自动把数据传送到PLC，PLC系统自动判断该卡是否有效，若有效，则库门打开，系统把载重箱移到人车交接位置，来以缩短存取车时间。

升降横移式立体停车库通过升降或横移载车板存取车辆。主要由主框架、载车板、传动系统、控制系统、安全防护措施六大部分组成。主框架是立体车库的支撑结构，通常采用钢结构。载车板用来承载库存车辆，载车板上有横移电机，带动载车板整体做横移运动。载车板上的搬运器由四根钢丝绳与框架连接，可以升降。升降横移式立体停车库的传动系统分为升降传动系统和横移传动系统，是整个车库系统的核心部分。升降横移式立体停车库的控制系统可以采用单片机、可编程控制器（PLC）等硬件控制继电器、接触器的状态，完成升降、横移的动作。安全防护措施是立体车库的安全保障，一般有紧急停止开关、超限装置、车长检测、阻车装置、防坠装置、警示装置等。

2 立体车库智能控制系统设计

本设计基于西门子 PLC，由 PLC对数据进行运算处理，然后控制现场设备的运行来完成城市排水泵站监控控制系统的自动化高效运作、准确的操作。

本设计的控制系统是全自动控制的，当启动仿真软件WINCC运行后，只需按启动开始，PLC将通过博图软件所编写的相应程序对立体车库进行控制。

升降横移式立体停车库的控制系统中，大量存在的是电机的启停信号和传感器的检测信号等开关量信号，控制模式为逻辑控制和顺序控制，故选择PLC 作为主控单元进行控制系统设计，该控制系统选择西门子S7-200 的PLC 作为主控单元。升降横移式立体停车库的各种传感器检测信号通过数字输入通道输入到PLC 控制器，PLC 经过运算，通过输出通道将输出信号下传给立体停车库，完成对升降电机、横移电机等执行元件的控制动作，立体车库控制系统流程如图1 所示。

3 控制系统硬件配置

3.1 主电路设计

主拖动电动机采用一台22KW的交流双速电动机，KM1接上升接触器，KM2接下降接触器，KM3接通低速绕组，KM4接通高速绕组，KM4短路切除高短路切除高速起动电抗，KM31短接切除低速电抗。L为限制电流的平波电抗器。起动（制动）时为了限制起动（制动）电流、减少电网电压冲击和起动（制动）时的加速度，采用定子绕组串联一级电抗形式，逐级降压起动（制动）。

库层感应电路。库层感应由每层4角中主平层行程开关的通/断来实现，感应出库层信号，用于指层、选向、选层、门厅呼叫的消号等。要求感应信号是连续的，该信号只有在载重箱移动*层或下层时才消失。

②轿内或门厅呼叫电路。该电路与电梯控制不同，在立体车库轿内和门厅呼叫电路中，轿内呼叫按钮置于载重箱内操作箱上，平时不使用，只有在维修或者管理员需要进入库区位时才使用，方便操作。

③横向移动电路。横向移动电路是指当载重箱移到层并平层后，将车推入（或拉出）左右库位的控制电路，该动作是由平层后（电磁阀开锁）信号发布，终止于电磁阀锁扣（载重箱上限位开关）动作。

④载重箱起动换速、平层电路。交流双速电动机有两套绕组：高速绕组和低速绕组，高速绕组为4极，低速绕组为16极，速比为4:1。

3.2 PLC选型

本系统需要74个数字量输入以及36个数字量输出，在配置时需要一定的余量的。基本单元不能满足输入输出的要求，需要增加扩展模块，综合各个方面的因素。本设计采用了西门子 s7-1200 PLC，CPU 1214C，5个数字输入模块，2个数字输出模块，可满足立体车库控制系统设计的需求。

3.3 控制系统IO点分析

（1）控制箱。控制箱是控制系统的操作界面，应该设有车位选择、启动/停止、急停、复位、自动/点动切换等控制按钮。

（2）车辆有无检测。为了判断载车板上是否存有车辆，每个载车板上应安装检测车辆有无的传感器。

（3）准确定位检测。为了保证载车板是否运动到位置，应在相应的车位上安装检测载车板是否升降或横移到位的检测装置。

（4）车辆超长检测。为了防止超长车辆进入停车位，在车库的入口处安装检测车辆是否超长的检测装置。

（5）升降电机。由于载车板升降所需功率较大，故选用交流电机。搬运器的升降由电机的正反转控制。

（6）横移电机。使用小型交流电机，通过横移电机的正反转控制载车板的横移运动。

（7）防坠装置。当中间层或顶层载车板停放完毕后，为防止搬运器坠落，在相应的车位上装有防坠装置，其采用挂钩形式，由电磁铁驱动打开和关闭。

（8）车库的指示设备。运行灯，报和警铃。车库中有车位动作时，运行灯亮，提醒人员注意；当出现紧急状态时，灯闪烁，同时警铃响起。

4 软件设计

升降横移式立体停车库PLC 控制系统的主要功能是存取车功能，其控制方式有点动和自动两种。点动控制方式是通过“上”、“下”、“左”、“右”键，把载车板调整到预定的位置，主要用于调试维修或应急处理；自动控制方式是立体停车库的正常工作方式，当选择某车位进行存取车时，系统自动确定车位移动方案并调用相应的车位移动程序，自动完成存取车操作。

存取车控制的主要问题是解决车位移动问题，当选择某车位进行存取车操作时，需要移开它下面的所有车位，建立下行通道。建立下行通道须遵循高效原则，包括两个方面：建立下行通道的时间少，即车位移动的距离短；建立下行通道所需移动的车位数少。

当选择地面层车位存取车时，由于地面层车位车辆可以直接出入，因此不用考虑空位的位置，可以直接进行存取车操作。当选择存取车位为中间层或顶层车位时，根据高效原则，比较所选车位与其下面各层的空位进行位置比较。若某层空位在该车位左侧，则将该层的相关车位左移，若某层空位在该车位右侧，则将该层的相应车位右移，终使所选车位的下面形成通道，便于该车位升降，完成存取车操作。

为了保证存取车控制可靠和高效，建立了存取车复位规则.车位横移复位规则：横移车位不进行行列复位。在下行通道的建立过程中，顶层以下各层车位需要横移操作，为了保证存取车的效率，规定存取车完毕，横移车位不需要复位，直接参与下次下行通道的建立过程。当系统强行复位操作时，各车位恢复到初始位置。车位升降复位规则：升降车位进行层复位。为了保证存取车控制的可靠性，规定存取车完毕后，在系统没有强行停止的情况下，下降车位完成存取车操作后及时上升，恢复到该车位所在的层位。

根据上述存取车复位规则，存、取车操作的车位升降动作达成了一致，即无论存车还是取车操作，车位都是先从所在层下降到地面层，等存取车动作完成后，及时上升恢复到原来的层位。因此，可以用相同的控制程序实现同一车位的存取车控制，提高了控制程序的执行效率，节省了存储空间。