立体车库控制系统分析

立体车库控制系统分析

一、控制系统分类

目前，在立体车库控制系统中主要有：继电器控制系统、单片机控制系统和PLC控制系统三种。三种控制系统各有特点，可根据不同需求适当选择。

二、系统介绍

1、继电器控制系统

继电器通俗意义上说就是开关，在条件满足的情况下关闭或开启。我们生活中常用的一种控制设备在条件满足的情况下开启和关闭。

继电器控制系统具有电路直观、结构简单、价格低廉等优点。继电器控制系统适用于简单一些的逻辑控制电路，在电路中继电器类似计算机中的基本逻辑电路，组成了各种各样的控制电路。随着工业的飞速发展，要求控制系统的越来越复杂，同时其可靠指标也越来越高，在实际应用中仅依靠继电器触点的通断来实现控制不可避免存在一些缺点：触点转换时间造成响应速度慢，降低了控制精度；触点频繁通断容易产生电火花，耗电量大，影响使用寿命；不同电路继电器不能通用，对复杂逻辑关系设计不容易实现；继电器触点长时间使用容易磨损；继电器的触点容易产生电弧，甚至会熔在一起产生误操作，引起严重后果。对一个装有上百个继电器的设备，其控制箱是庞大而笨重的。继电器控制系统必须是手工接线、安装，在全负荷运载的情况下，大的继电器将产生大量的热及噪声，并且如果有简单的改动，也需要花费大量的时间及人力物力去改动、安装和调试，使用调整很不方便。

2、单片机控制系统

单片机就是单片微型计算机的简称，也称作微控制器，是指集成在一个芯片上的微型计算机，也就是把组成微型计算机的各种功能部件都制造在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现一个微型计算机的基本功能。

单片机可以构成各种各样的应用系统，从微型、小型到中型、大型都可以。对于量大的配套项目，采用单片机系统具有成本低，效益高的优点，但这要有相当的研发力量和行业经验才能使系统工作稳定、可靠。就控制而言：单片机只是一个芯片，用单片机直接开发控制系统，还必须进行系统软硬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设计，对开发者要求相当高，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。

3、 PLC控制系统

PLC是已经完成系统设计的一种控制设备，特点是具有通用性强、使用方便、适用面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等。只要规划好输入输出信号，再用PLC指令根据控制要求编排出PLC控制程序即可。同时，PLC指令比汇编语言或C语言要容易掌握的多。

PLC不但可以很容易的完成顺序逻辑、运动控制、定时控制、计数控制、数字运算、数据处理等功能，而且可以通过输入输出接口建立各种生产机械的数字量和模拟量的联系，从而实现生产过程的自动控制。

继电器控制系统、单片机控制系统和PLC控制系统是现代机电设备及生产过程常用的控制方式，研究选择哪一种控制方式更适合，需要通过对系统的可靠性、技术的适用性、经济的合理性等方面进行比较论证，最后确定系统控制方案。对于有如下设计要求的系统，应该选择PLC控制系统。

（1）输入/输出信号较多，且以开关量为主，也有少量模拟电路。

（2）控制对象工艺复杂，逻辑设计部分用继电接触器控制难度大。

（3）有工艺变化或控制系统扩充的可能性。

（4）现场处于工业环境，又要求控制系统具有较高的可靠性。（5）系统调试比较方便，能现场进行。

下图为PLC控制系统设计与调试一般步骤：

三方案比较

1、PLC与继电器比较

（1）控制方式

继电器的控制是采用硬件接线实现的，是利用继电器机械触点的串联或并联及延时继电器的滞后动作等组合形成控制逻辑，只能完成既定的逻辑控制；PLC采用存储逻辑，其控制逻辑是以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需改变程序即可。

（2）控制速度

继电器控制逻辑是依靠触电的机械动作实现控制，工作频率低，毫秒级，机械触点有抖动现象；PLC是有程序指令控制半导体电路来实现控制，速度快，微秒级，严格同步，无抖动。

（3）延时控制

继电器控制系统使靠时间继电器的滞后动作实现延时控制，而时间继电器定时精度不高，受环境影响大，调整时间困难；PLC用半导体集成电路作定时器，时钟脉冲由晶体振荡产生，精度高，调整时间方便，不受环境影响。

2、PLC与单片机比较

单片机在精度和速度要求很高的地方使用性好，但要面对外围电路和干扰，程序混乱等必须考虑的问题。PLC是建立在单片机之上的产品，从工程的角度，对单项工程或重复数极少的项目，采用PLC方案是明智、快捷的途径，成功率高，可靠性好，因为其稳定性和抗干扰性很高。PLC对一些大型、稳定性要求很高的控制比较适用。PLC编程简单，可现场修改程序，可将数据直接送入管理计算机，可直接驱动电磁阀，用户程序存储器可以扩展，用软件程序代替硬件接线，输入输出信号可直接和外界设备相连。

四控制方案选择

针对立体车库的自动化控制系统要求，通过对PLC、继电器和单片机的上述比较，从系统可靠性、成本、研发周期、后期维护等方面考虑，选用PLC作为立体车库的自动化控制系统核心较为合适。为达到智能化的目的，利用PLC对存取车过程进行控制，PLC作为控制器直接控制车库运行，虽然在工业控制系统中所使用的继电器控制设备不会被淘汰，但是用PLC的工业控制系统与传统的用继电器的工业控制系统相比，从操作、控制、效率和精度等各方面都具有无法比拟的优点。

下图为典型PLC控制系统组成图