基于西门子S7-1500 PLC的智能立体车库控制系统设计

引言

随着当今人们生活水平的不断提高,私家车保有量逐年增长,多数老式住宅小区都出现了停车难的问题。本文设计的立体车库具有占地面积小、利用率高、控制流程简单高效等优点,能够很好地解决老式住宅区停车难的问题。立体车库实物如图1所示。

图1立体车库实物图

1系统硬件框架

系统采用西门子S7-1516-3PN/DP作为核心控制器,其具有配置简单、编程灵活、使用方便及可靠性高等特点,广泛运用于工业自动化控制系统中:电机驱动选用SIEMENSG120系列变频器,具有控制方便、运行稳定等特点:HMI选用西门子TP1500Comfort精智面板,能很好地实现对车库运行状态的实时监控,监控操作画面可通过软件自由定制,通过PR0FINET与PLC进行通信。系统硬件整体框架如图2所示。

系统中各类传感器能保证车库的运行安全,光电传感器可检测车辆是否超限,称重传感器可检测车辆重量。车牌识别模块采用DSP处理芯片,其功能包括车牌检测和字符识别,可极大地缩短存取车的操作流程。

2系统程序设计

本立体车库的系统程序设计主要包含控制流程设计、HMI界面设计以及车位调用流程设计。

2.1控制流程设计

在初始界面,管理员可对立体车库运行模式进行选择。当选择操作模式时,用户可通过HMI界面对车辆进行存取:当立体车库硬件设备出现故障时,可由管理员开启维护模式进行检修,维护人员可手动控制载车板在水平及垂直方向上的运动。立体车库的启动模式、操作模式及维护模式具体控制流程如图3、图4、图5所示。

2.2HMI设计

由于本停车系统在用户驶入车库前会自动调动空车位至底层,故存车时用户无须操作HMI。当取车时,用户可在HMI车辆存取界面框中输入车辆对应的车牌号,经车牌识别系统检测即可通过PLC驱动电机令相对应的车载板位移到与地面平行的位置。当车载板处于运作中时,"工作中"指示灯闪烁,此时无法对触摸屏进行操作,用户可通过HMI画面实时监控车辆位置信息,直观了解车库运行状态。HMI操作画面如图6所示,触摸屏画面也可根据需要进行定制。

2.3位移系统设计

立体停车库车载板的位移系统基本是10个车载板按顺序进行位移。通过研究后,设计以下位移系统:使用者将车辆停在系统调出的空车位上,车载板保持在一层,在下一次取车时,若是处于一层的车辆,则直接取车:若是处于其他层车载板上的车辆,则系统先将前次通过位移到达一层的车载板进行复位,再将所需位移的车载板移至一层。

3程序调试

位移系统程序可通过实验平台进行调试,调试步骤如下:

(1）使用TIAPortalV15.1编译程序,对警告与错误部分进行修改至无误。

(2）将程序下载到PLC中并运行,进行程序监控。

(3）调试程序,观察位移状态是否符合设计逻辑。若有错误则进行完善修改,直至实现控制要求。

4结语

本文设计的智能立体车库控制系统在西门子S7-1500PLC等硬件基础上,通过采用车牌识别系统简化存取车流程。系统采用HMI使用户操作与管理人员对立体车库的维护变得更直观与方便。笔者由于能力所限,加上对于设计立体车库经验有限,故本文上述各方面都有待提高,同时车库的运行流程也有优化的空间。