基于西門子S7-1500 PLC的智能立體車庫控制系統(tǒng)設(shè)計

引言

隨著當(dāng)今人們生活水平的不斷提高,私家車保有量逐年增長,多數(shù)老式住宅小區(qū)都出現(xiàn)了停車難的問題。本文設(shè)計的立體車庫具有占地面積小、利用率高、控制流程簡單高效等優(yōu)點,能夠很好地解決老式住宅區(qū)停車難的問題。立體車庫實物如圖1所示。

圖1立體車庫實物圖

1系統(tǒng)硬件框架

系統(tǒng)采用西門子S7-1516-3PN/DP作為核心控制器,其具有配置簡單、編程靈活、使用方便及可靠性高等特點,廣泛運(yùn)用于工業(yè)自動化控制系統(tǒng)中:電機(jī)驅(qū)動選用SIEMENSG120系列變頻器,具有控制方便、運(yùn)行穩(wěn)定等特點:HMI選用西門子TP1500Comfort精智面板,能很好地實現(xiàn)對車庫運(yùn)行狀態(tài)的實時監(jiān)控,監(jiān)控操作畫面可通過軟件自由定制,通過PR0FINET與PLC進(jìn)行通信。系統(tǒng)硬件整體框架如圖2所示。

系統(tǒng)中各類傳感器能保證車庫的運(yùn)行安全,光電傳感器可檢測車輛是否超限,稱重傳感器可檢測車輛重量。車牌識別模塊采用DSP處理芯片,其功能包括車牌檢測和字符識別,可極大地縮短存取車的操作流程。

2系統(tǒng)程序設(shè)計

本立體車庫的系統(tǒng)程序設(shè)計主要包含控制流程設(shè)計、HMI界面設(shè)計以及車位調(diào)用流程設(shè)計。

2.1控制流程設(shè)計

在初始界面,管理員可對立體車庫運(yùn)行模式進(jìn)行選擇。當(dāng)選擇操作模式時,用戶可通過HMI界面對車輛進(jìn)行存取:當(dāng)立體車庫硬件設(shè)備出現(xiàn)故障時,可由管理員開啟維護(hù)模式進(jìn)行檢修,維護(hù)人員可手動控制載車板在水平及垂直方向上的運(yùn)動。立體車庫的啟動模式、操作模式及維護(hù)模式具體控制流程如圖3、圖4、圖5所示。

2.2HMI設(shè)計

由于本停車系統(tǒng)在用戶駛?cè)胲噹烨皶詣诱{(diào)動空車位至底層,故存車時用戶無須操作HMI。當(dāng)取車時,用戶可在HMI車輛存取界面框中輸入車輛對應(yīng)的車牌號,經(jīng)車牌識別系統(tǒng)檢測即可通過PLC驅(qū)動電機(jī)令相對應(yīng)的車載板位移到與地面平行的位置。當(dāng)車載板處于運(yùn)作中時,"工作中"指示燈閃爍,此時無法對觸摸屏進(jìn)行操作,用戶可通過HMI畫面實時監(jiān)控車輛位置信息,直觀了解車庫運(yùn)行狀態(tài)。HMI操作畫面如圖6所示,觸摸屏畫面也可根據(jù)需要進(jìn)行定制。

2.3位移系統(tǒng)設(shè)計

立體停車庫車載板的位移系統(tǒng)基本是10個車載板按順序進(jìn)行位移。通過研究后,設(shè)計以下位移系統(tǒng):使用者將車輛停在系統(tǒng)調(diào)出的空車位上,車載板保持在一層,在下一次取車時,若是處于一層的車輛,則直接取車:若是處于其他層車載板上的車輛,則系統(tǒng)先將前次通過位移到達(dá)一層的車載板進(jìn)行復(fù)位,再將所需位移的車載板移至一層。

3程序調(diào)試

位移系統(tǒng)程序可通過實驗平臺進(jìn)行調(diào)試,調(diào)試步驟如下:

(1）使用TIAPortalV15.1編譯程序,對警告與錯誤部分進(jìn)行修改至無誤。

(2）將程序下載到PLC中并運(yùn)行,進(jìn)行程序監(jiān)控。

(3）調(diào)試程序,觀察位移狀態(tài)是否符合設(shè)計邏輯。若有錯誤則進(jìn)行完善修改,直至實現(xiàn)控制要求。

4結(jié)語

本文設(shè)計的智能立體車庫控制系統(tǒng)在西門子S7-1500PLC等硬件基礎(chǔ)上,通過采用車牌識別系統(tǒng)簡化存取車流程。系統(tǒng)采用HMI使用戶操作與管理人員對立體車庫的維護(hù)變得更直觀與方便。筆者由于能力所限,加上對于設(shè)計立體車庫經(jīng)驗有限,故本文上述各方面都有待提高,同時車庫的運(yùn)行流程也有優(yōu)化的空間。