内燃机与配件
0引言
随着中国经济的迅速发展，私家车已走进普通家庭，
不再遥不可及，成为日常代步工具，
汽车数量的急剧增多和有限车位之间矛盾愈演愈烈，
“停车难”已成为众多城市的动态交通和静态交通之间发展不协调的问题[3]。因此，占地少、空间利用率高的新型立体车库应运而生[4]。 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[1]。升降横
移式立体车库凭借占地面积小、
操作便捷、成本低、适应性强等优点在国内拥有较高的市场占有率，故针对立体车库控制系统的设计和研究具有重要的意义和较好的市场前景。 文中提出升降横移式立体智能车库的总体设计方案，设计了基于上位机MCGS 监控系统、基于PLC 的软件硬件控制系统。 1智能车库结构和工作原理1.1车库结构
齿诺洗牙笔升降横移式智能车库由五部分构成，分别是：控制
系统、升降横移传动装置、车库主框架、
载车板、安全防护装置[8]。
1.1.1车库主框架
车库主框架是智能车库的重要组成部分，
关系到车库是否能安全、正常运行。目前立体车库广泛采用钢结构，大多以H 型钢、槽钢、钢板为主[10]，此类结构具有较好的可靠
性和韧性。
1.1.2升降横移传动装置
智能车库的传动装置主要实现升降、横移两种功能，
其主要功能是带动载车板上、下、左、
右移动。横移电机通过带动同轴链轮转动，
链轮的链条带动主动轮转动，从而带动载车板在导轨上左、
右移动。横移电机主要安装在除了高层以外的楼层。
升降电机通过带动链轮转动，控制载车板上、下移动。
主要安装在除了底层的各个楼层。 1.1.3载车板
载车板的主要作用是承载到达智能车库的车辆[9]。PLC 通过传动系统中的横移电机和升降电机控制载车板左右、上下移动，从而承载车辆到达预定位置。 1.1.4安全防护装置
安全防护装置是智能车库系统中的一个重要环节，为
确保系统稳定、安全、可靠运行，设计以下安全防护措施：
①急停措施，当有任何异常情况出现时，
操作人员可按下急停按钮，强制停止当前的控制操作，确保人员、
车辆、
设备安全。②互锁措施，任一车位在存取车时，其他车位禁止存取车操作，PLC 编程时设计互锁控制，有效防止误操作而造成的事故。
③警示措施，系统工作运行时，运行显示灯闪烁，并伴随声音报警以提醒周围人员注意安全。
④检测措施，通过车库安装的光电开关检测车辆长度
是否超过限定范围，如果车辆超过限定长度，
二硫化物立体车库停止工作并报警；在车库运行过程中，车库前后如若有人员误入，光电开关会被触发，并启动警报并提醒工作人员。
光电开关主要用来检测车辆是否停放到位，当车位没
有停放到位，光电开关上的接收器，
收不到来自发光器发出的光线。PLC 收到车辆未停放到位信号。光电开关实现准确停放车辆，以确保存取车辆的安全性；
压力传感器主要用来检测代存车辆是否超重，如果车
辆超重，传感器发送超重信号至PLC ，报警提醒车辆离开；
如果车辆不超重，传感器发送车辆重量在允许范围内，PLC 执行下一步操作。
限位开关主要用来检测载车板是否升降、横移到位。
当载车板上安装的静触头、
通过移动碰到横梁上安装的动触头时，限位开关闭合，PLC 收到载车板移动到位信号。
⑤防坠落装置，为防止载车板异常坠落，
升降电机在断电瞬间要求抱闸制动，确保车库的安全性和可靠性。二
高频磁芯
硒肥料层以上的高层纵梁均安有电磁铁控制的挂钩，
下方载车板对应位置均装有挂勾环，载车板运行到相应位置，挂钩自动勾住勾环，有效减少载车板因断电坠落的事故发生。
1.2存车取车工作原理本设计的升降横移式智能车库是3层3列7个车位，——————————————————————
—作者简介：刘萌萌（1984-），女，河南郑州人，
硕士研究生，教师，讲师，研究方向为智能控制。
基于三菱PLC 的升降横移式智能车库设计
刘萌萌；余彦琼；苗炜丽；姜羽飞
（郑州理工职业学院，郑州451150）
摘要：针对当前停车难、车位紧缺的问题，文中提出一套基于三菱PLC 和MCGS 的升降横移式智能车库的解决方案。系统首先介
绍了智能车库的背景和研究现状，分析了智能车库的结构和工作原理，给出控制系统方案设计，设计了基于三菱PLC 的硬件控制系
统，
完成主程序流程图及存取车流程图的设计，组建了基于MCGS 的监控系统，实现了与PLC 实时通讯和数据连接。模拟调试表明，所设计系统实现存取车功能，运行稳定、安全可靠，达到了智能车库运行状态实时监控和人机交互的目的。关键词：升降横移式；三菱PLC ；MCGS ；智能车库
中图分类号:TP271+.2文献标识码:A 文章编号:1674-957X （2021）07-0202-03
·202·
现举例说明5号车位存车/取车方案。5号车位存车
、2、3、4号载车板右移，在5号车位下方形成一垂直空中通道，5号载车板下降两个车位，等待车辆驶入载车板，间隔一段时间，5号载车板上升至原位置，1、2、
载车板左移一个车位，至此5号车位存车结束。5号车位取车原理与存车相同。
系统总体方案设计
智能车库现场控制要求：控制器通过升降横移传动装精准的将载车板移动到目标位置。根据现场控制要求，车库自动化存取车。
PLC的输入信号主要包括急停、复位、存取车按钮，上、下极限开关，前、后光电开关，超重检测，安全挂钩等。PLC的输出信号控制对象多为接触器，其相应外围设备包括横移电机、升降电机、防坠落控制、蜂鸣器、报警显示灯、运行指示灯等。水位显示器
3.2I/O口地址分配
通过对车库控制信号分析，控制对象为小型车库，输入输出量多为开关量，故选择三菱公司可编程控制器的FX2N-128MR-001，该系列产品为继电器输出，输入输出点数均为64，扩展模块可用点数为48/64。
光电开关主要用来检测车辆停放是否到位，车辆长度是否符合存放要求，安装在第一层车库框架上，前后各一
图1智能库结构示意图
图2系统总体方案框图
4.2自动存/取车子程序设计
当用户通过触摸屏，发送存取车指令时，
首先调用主程序，在系统上电良好，无故障，车辆符合存放标准等条件均正常的情况下，执行存取车子程序。一层车位存取直
接进行。一层以上车位存取需按照存取车流程执行，
如图所示。
存取车程序的流程如下：
首先待取车位上有无车辆，若有车辆，则需重新选择车位，若无车辆，执行车辆超限检
查。若待存车辆超限，报警提示离开，
若车辆检测合格，动控制机构。当载车板移动到位，存放车辆，之后载车板复位，至此存车过程结束。存车程序流程图如图4所示。
5上位机监控系统设计与仿真
5.1上位机监控系统设计根据系统控制要求，立体智能车库需采用上位机对车
库现场进行实时监控。目前市面组态产品种类繁多，经综合考虑上位机采用昆仑通态（MCGS ）的触摸屏，
具有操作简单，功能强大，能与工业设备通信，是一款采集、处理生
产现场数据，实现过程控制的专业软件[7]。上位机触摸屏通过以太网与下位机PLC 进行通信，实现上位机、下位机的
数据同步，完成存取车命令发送、车库动画显示等功能，从
图3主程序流程图
消音工程图4存车程序流程图
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