PLC停車場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(正文)

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)隨著我國城市建設(shè)速度的加快，城市交通需求量日益增大，隨之出現(xiàn)了私家 車、出租車停放的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、安全性差、人性化和 運(yùn)行效率低下等一系列難題。本設(shè)計(jì)針對(duì)這些難題與不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動(dòng)化程度較高的停車 場(chǎng)智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技 術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、人工智能及電子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于停車場(chǎng)智能管理體 系中，建立一種在區(qū)域性內(nèi)全方位發(fā)揮作用的準(zhǔn)時(shí)、快捷、高效的停車智能管理體系，通過采取PL（技術(shù)對(duì)停車場(chǎng)管理的設(shè)計(jì)，車輛進(jìn)入后，

2、記錄車輛總量，車 輛離開時(shí)，減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由 PLC乍為中央控制處理，停車 場(chǎng)空位指示可利用價(jià)格較不高的數(shù)碼管顯示，以達(dá)到停車場(chǎng)智能化、高效化。關(guān)鍵詞：PL（技術(shù)；人工智能；信息技術(shù)；管理系統(tǒng)ABSTRACTWith Chin a's urba n con structi on to speed up, and urba n tran sportati on dema nd is increasing, emerge in the car, a taxi parked behind, integrated managementsystem medium low aut

3、omatization, poor safety, humanization and running a series of problems such as low efficiency. This design aiming at these problems and in sufficie ncy, comb ining the latest scie nee and tech no logy research, desig n a kind of tech no logy is adva need, reliable performa nee, high degree of autom

4、ati on park ing lot of in tellige nt man ageme nt system. The system will be adva need computer process ing tech no logy, in formati on tech no logy, data tran smissi on tech no logy, automatic con trol tech no logy, artificial in tellige nee and electr onic tech no logy, effectively in tegrated in

5、the parking lot of intelligent management system, establish a kind in the role of regional on comprehensive, rapid and efficient parking intelligent management system, through adopts PLC tech no logy for the desig n of park ing man ageme nt, car en teri ng, record the amount whe n they leave, vehicl

6、e traffic, reduce the nu mber of vehicles. Vehicle pass in and out instructions can completely by PLC as a central eon trol process ing, park ing space in structi ons available price is not high, the digital pipe display to achieve park ing in tellige nt, more efficie nt way.Keywords: PLC tech no lo

7、gy; Artificial in tellige nee; In formati on tech no logy;Man ageme nt system目錄第一章緒論61.1課題的提出及現(xiàn)實(shí)意義 61.2國內(nèi)外智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 71.3智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 71.4本課題的主要研究?jī)?nèi)容 81.5本章小結(jié) 9第二章PLC的發(fā)展92.1 PLC的定義 92.2 PLC的發(fā)展階段 102.3 PLC發(fā)展趨勢(shì) 112.4 PLC的基本結(jié)構(gòu) 122.5 PLC的工作原理 142.6本章小結(jié) 14第三章停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 153.1車輛出入庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15車輛出入庫管理系

8、統(tǒng)工作流程圖 15系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件 16出入庫系統(tǒng)傳感器的選擇 183.2車位PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 193.2.1 PLC 與上位監(jiān)控軟件通訊 193.2.2 上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 193.3停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 20功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介 20收費(fèi)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu) 20系統(tǒng)模塊劃分 203.4 PLC的選擇 213.4.1 模塊選用 213.4.2 FX2N系列PLC的特點(diǎn) 213.4.3 FX2N系列PLC編程語言 223.4.4 FX2N系列PLC各種軟元件 22第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布 234.1系統(tǒng)整體框圖 234.2光傳感器的布置方案 234.3顯示電路 234.4 PLC的 I/O 口

9、端口接線 244.5 I/O 口地址分配 244.6硬件電路設(shè)計(jì) 254.6.1 PLC 硬件組成框圖 25外部接線圖 254.6.3 操作面板設(shè)計(jì) 26順序功能圖 264.6.5 梯形圖 26第五章系統(tǒng)的軟件與程序設(shè)計(jì) 275.1梯形圖設(shè)計(jì) 275.1.1 梯形圖 27控制程序梯形圖設(shè)計(jì) 285.2控制程序指令 28道閘控制程序 28車輛計(jì)數(shù)程序 29故障報(bào)警程序 295.2.4 A/D轉(zhuǎn)換控制程序 295.3程序調(diào)試 29第六章結(jié)論與展望30參考文獻(xiàn)31致謝 錯(cuò)誤！未定義書簽。第一章緒論1.1課題的提出及現(xiàn)實(shí)意義近20年來，隨著我國城市建設(shè)速度的加快，改革的不斷深入，經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展， 物質(zhì)日

10、益豐富，機(jī)動(dòng)車輛的數(shù)量也是飛速上升。 城市交通需求量也日益增大。由 于私家車、出租車比重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢(shì)，車輛停放成為了市民最為關(guān)注的問 題。也許還有不少人對(duì)上世紀(jì)八、九十年代的“擠車難”記憶猶新，但現(xiàn)在“停 車難”的問題更讓不少人頭疼。車輛停放設(shè)施的落后確實(shí)是長(zhǎng)期困繞市民日常生 活的一個(gè)老大難問題。近年來各地政府部門投入了大量人力、物力用以改善城市 停車設(shè)施，隨著基礎(chǔ)設(shè)施和重大工程的建設(shè)， 以及車輛的淘汰更新和擴(kuò)容，一定 程度上提高了許多停車場(chǎng)的智能管理和安全化，一定程度上緩解了交通問題。但是，簡(jiǎn)單的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和停車管理技術(shù)已經(jīng)不能滿足社會(huì)日益增長(zhǎng)車輛的對(duì)停 車服務(wù)的需求。據(jù)國家“十五”

11、汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃，2005年，我國汽車保有量將 達(dá)到2465-2545萬輛。而據(jù)有關(guān)部門的不完全統(tǒng)計(jì)，全國城市每 4.84輛機(jī)動(dòng)車才 有一個(gè)合法的停車位，有的城市每31輛才有一個(gè)停車位，已經(jīng)越來越不適應(yīng)日夜 激增的車輛管理問題。因此大型智能停車場(chǎng)隨之而生并且發(fā)展勢(shì)頭迅猛，而作為 現(xiàn)代大型智能停車場(chǎng)的靈魂一一停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)也是日新月異，尤其是近幾年隨著電子產(chǎn)品及系統(tǒng)軟件越來越快的更新周期。為了使交通更加便捷暢通，智能交通系統(tǒng)（ITS）的理念越來越受到人們的 關(guān)注，該系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、自動(dòng)控 制技術(shù)、人工智能及電子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于停車場(chǎng)智能管理體系中

12、，建立一種在區(qū)域性內(nèi)全方位發(fā)揮作用的準(zhǔn)時(shí)、快捷、高效的停車智能管理體系。由于城市人口相對(duì)密集，無論是私家車輛還是公交車輛都不能真正滿足正常的停放， 公交需求更很大。所以在停車場(chǎng)智能管理領(lǐng)域，相應(yīng)的也出現(xiàn)了 PLC停車場(chǎng)智能 管理的概念，即含有高科技的智能系統(tǒng)，與普通的停車系統(tǒng)不同的是，它能以 PLC技術(shù)為基礎(chǔ)來解決停車難的問題，直接為目標(biāo)安全、迅速地到達(dá)目的地。因 此，在大力加強(qiáng)車輛停放智能管理的建設(shè)方面，尤其在實(shí)現(xiàn)快捷、便利、安全這 一點(diǎn)上擁有很大的發(fā)展空間和潛力。為此，本文在停車場(chǎng)智能控制管理上引入了 PLC技術(shù)，對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行了一個(gè) 關(guān)于PLC為主的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)主要是對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行智能化

13、設(shè)計(jì)，通過采取 PLC技術(shù)對(duì)停車場(chǎng)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)，車輛進(jìn)入后，記錄車輛總量，車輛離開時(shí)，減 少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由PLC作為中央控制處理，停車場(chǎng)空位指示可 利用價(jià)格較不高的數(shù)碼管顯示，以達(dá)到停車場(chǎng)智能化、高效化。同時(shí)，進(jìn)行停車場(chǎng)智能化管理具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義：規(guī)范停車秩序，與動(dòng)態(tài)交通和諧發(fā)展；避免亂收費(fèi)現(xiàn)象，提高停車收費(fèi)的可信度；提高停車管理人員 的工作效率，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度；擴(kuò)充停車信息的可利用形式以及范圍， 提高停車泊位利用率；提高找尋停車位的便利性，減輕交通污染；保障車輛安全 出入停車場(chǎng)以及停車期間的安全， 減少損失；停車泊位引導(dǎo)系統(tǒng)的采用，減少了 車主進(jìn)入停車場(chǎng)后尋找停車

14、位的時(shí)間。1.2國內(nèi)外智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀目前我國的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)根據(jù)停車場(chǎng)類型的不同，設(shè)備配置也不相同。有些簡(jiǎn)單停車場(chǎng)管理系統(tǒng)僅設(shè)置欄桿機(jī)，出入口設(shè)在一起，多靠人工管理，這類型的停車場(chǎng)多見于一些小型小區(qū)、 大廈、機(jī)關(guān)等場(chǎng)所。還有一些路內(nèi)停車場(chǎng)采用 咪表停車收費(fèi)系統(tǒng)，以人工收取現(xiàn)金或刷卡的形式管理停車場(chǎng)， 這種在路內(nèi)停車 管理中采用停車瞇表作為技術(shù)設(shè)備的停車管理方式， 在世界發(fā)達(dá)國家城市中已普 遍推行。比較完整的智能化停車場(chǎng)系統(tǒng)多應(yīng)用于城區(qū)較發(fā)達(dá)的商業(yè)區(qū)、大廈、大型社區(qū)及大型公共停車場(chǎng)等場(chǎng)所。國外一些發(fā)達(dá)國家的智能停車場(chǎng)建設(shè)及管理系統(tǒng)的應(yīng)用相對(duì)要成熟一些，比如柏林、東京、紐約等國外的

15、一些大城市很少看到因停車而造成的交通擁堵。其原因一個(gè)是規(guī)劃比較合理，路內(nèi)停車與路外停車相互結(jié)合，合理控制與收費(fèi)，比 如在日本，一車一位，再加20%勺周轉(zhuǎn)車位，車和車位之比在1： 1.2，遠(yuǎn)低于我 國車與車位5: 1的比例；另外一個(gè)原因是國外智能建筑智能化的投資占整個(gè)建 筑投資的5%-8%勺比例，而國內(nèi)稍低，這就決定了國外作為物業(yè)管理組成部分 之一的停車場(chǎng)系統(tǒng)，其智能化程度要相對(duì)高一些，停車管理相對(duì)方便快捷，比如 新加坡的樟宜機(jī)場(chǎng)是亞洲最繁忙的空港之一， 設(shè)有三個(gè)停車場(chǎng)，共3300個(gè)車位， 停車場(chǎng)收費(fèi)完全自動(dòng)化，停車場(chǎng)內(nèi)看不到一個(gè)管理人員。值班人員只在辦公室遠(yuǎn) 程監(jiān)測(cè)停車場(chǎng)的運(yùn)行情況，以備處理應(yīng)

16、急事件。1.3智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)目前智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域是智能小區(qū)與大廈，而這所占比例明顯高于其它領(lǐng)域，可見智能小區(qū)與大廈的快速發(fā)展，極大帶動(dòng)了智能停車場(chǎng)管理 系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是智能小區(qū)方面的應(yīng)用，在工程商智能停車場(chǎng)工程類型調(diào)查中 名列榜首。但有也業(yè)內(nèi)人士也提出，智能小區(qū)對(duì)智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)用智能 化程度相較智能大廈等高檔寫字樓來說要低一些，并且一旦停車場(chǎng)建成，產(chǎn)品更新?lián)Q代比較慢。智能大廈等高檔寫字樓停車場(chǎng)的應(yīng)用潛力更大一些。目前中國已經(jīng)成為世界第三大汽車生產(chǎn)國和第二大汽車消費(fèi)國，據(jù)權(quán)威部門數(shù)據(jù)表明，截至2006年底，中國汽車保有量突破3500萬輛，私人汽車擁有量已 達(dá)

17、2925萬輛，其中4年以內(nèi)的新車占到百分之六十。預(yù)計(jì)國內(nèi)每年汽車增長(zhǎng)率 都以50%-80%勺速度增長(zhǎng)，這就導(dǎo)致了 50%勺汽車無序停放現(xiàn)象。智能停車已經(jīng) 成為推動(dòng)城市發(fā)展不可或缺的一部分。 但隨之而來的，車多位少、停車難的問題 也日漸突出，成為當(dāng)前社會(huì)普遍的關(guān)注點(diǎn)，以廣州來說，現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車數(shù)量達(dá)50萬以上，車卻只有約28萬個(gè)，停車位短缺可見一斑。停車所引發(fā)的社會(huì)問題日 趨嚴(yán)重。停車所涉及的社會(huì)問題是多方面的， 涉及城市規(guī)劃、汽車保有量的增長(zhǎng) 與停車資源配套的失衡、軌道交通停車配套等諸多問題。面對(duì)這一系列難題，智能化停車管理系統(tǒng)必為大勢(shì)所趨。而隨著科技的進(jìn)步， 電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)不斷地

18、向各種領(lǐng)域滲透，當(dāng)今的停車場(chǎng)車位控 制系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進(jìn)可靠的停車場(chǎng)控制系統(tǒng)在停車場(chǎng)管理系統(tǒng) 中的作用越來越大。利用PLC控制停車的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)是一種高效快捷、公正 準(zhǔn)確、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的停車場(chǎng)管理手段，是停車場(chǎng)對(duì)于車輛實(shí)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管理的綜 合。從用戶的角度看，其服務(wù)高效、準(zhǔn)確無誤；從管理者的角度看，其易于操作 維護(hù)、動(dòng)化程度高、大大減輕管理者的勞動(dòng)強(qiáng)度；從投資者角度看，徹底杜絕失 誤及任何形式的作弊，防止停車費(fèi)用流失，使投資者的回報(bào)有了可靠的保證。而從趨勢(shì)上看，智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)應(yīng)向更高程度的智能化、 合理化、人性 化方向發(fā)展。比如在智能化方面要更便于整個(gè)停車場(chǎng)的維護(hù)管理，以及在

19、性能上更穩(wěn)定可靠。在合理化方面，價(jià)格上要合理，避免一方面車輛亂停，另一方面停 車場(chǎng)內(nèi)車位空閑；在人性化方面，能夠讓車主更便捷的找到車位。 比如在未來一 定范圍內(nèi)的停車場(chǎng)可以相互聯(lián)系在一起， 建立總的車位查詢情況，比如象有些大 廈里的電梯可以提示客人搭乘哪一趟電梯上下一樣，提示車主最近的空停車位在 什么地方。1.4本課題的主要研究?jī)?nèi)容本設(shè)計(jì)針對(duì)私家車、出租車停放的系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動(dòng)化程度低、 安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下等一系列難題與不足，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動(dòng)化程度較高的停車場(chǎng) 智能管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)行智能化設(shè)計(jì)，通過采

20、取PLC技術(shù)對(duì)停 車場(chǎng)管理的設(shè)計(jì)，達(dá)到停車場(chǎng)智能化、高效化。主要研究?jī)?nèi)容如下：(1) 針對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的不足之處， 對(duì)停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)進(jìn)行 了總體設(shè)計(jì)，并按照用戶性質(zhì)的不同，對(duì)工作流程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高了停車 場(chǎng)的運(yùn)行效率。(2) 系統(tǒng)需對(duì)停車場(chǎng)中的收費(fèi)系統(tǒng)、車位顯示系統(tǒng)、上位監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)， 并且繪制出相應(yīng)的梯形圖。(3) 利用智能停車管理系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)，完成了車輛入場(chǎng)時(shí)收費(fèi)系統(tǒng)與主電 腦系統(tǒng)的控制，允許車輛入場(chǎng)時(shí)監(jiān)攝系統(tǒng)、定位感測(cè)器與門欄之間控制。1.5本章小結(jié)從社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展所帶來的停車難題出發(fā)，引出了設(shè)計(jì)基于PLC的停車場(chǎng)管 理系統(tǒng)的必要，簡(jiǎn)單介紹了國內(nèi)外智能停車場(chǎng)管

21、理系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)， 突出了智能停車場(chǎng)的一種大勢(shì)必然。最后對(duì)本設(shè)計(jì)的主要工作進(jìn)行了總結(jié)歸納。第二章PLC的發(fā)展2.1 PLC的定義可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)， 專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì) 的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ，順序控 制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與 工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)?？傊?，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì) 算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力

22、。但可編程控制 器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用， 在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行 選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。PLC的特點(diǎn)：一、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電 路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余 CPU的PLC的平均無故障工 作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的 繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶

23、有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。 在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。 這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。二、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜?各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù) 據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC等各種工業(yè)控制中。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非

24、常容易。三、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易， 編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器 電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器 電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從 事工業(yè)控制打開了方便之門。四、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系 統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè) 備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小

25、批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。五、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm重量小于150g, 功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè) 備。2.2 PLC的發(fā)展階段雖然PLC問世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集 成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步，PLC也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段：1、早期的PLC（ 60年代末一70年代中期）早期的PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的 PLC多少有點(diǎn)繼電器控制 裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式

26、出現(xiàn)， 在I/O接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè) 控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程 上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式一一梯形圖。因此,早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝， 體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中 PLC特有的編程語言一梯形 圖一直沿用至今。2、中期的PLC（70年代中期一80年代中，后期）在70年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國 等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC的中央處理

27、單元（CPU）。這樣，使PLC 的功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能 以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面， 除了保持其原有的開關(guān)模塊以外， 還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特 殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一 定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。3、近期的PLC（80年代中、后期至今）進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器 的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。 而且，為了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制

28、造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯 處理芯片。這樣使得PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化.2.3 PLC發(fā)展趨勢(shì)1 向高速度、大容量方向發(fā)展為了提高PLC的處理能力，要求PLCM有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲(chǔ)容量。 目前，有的PLC的掃描速度可達(dá)0.1ms/k步左右。PLC的掃描速度已成為很重要 的一個(gè)性能指標(biāo)。2 向超大型、超小型兩個(gè)方向發(fā)展當(dāng)前中小型PLC比較多，為了適應(yīng)市場(chǎng)的多種需要，今后PLC要向多品種方 向發(fā)展，特別是向超大型和超小型兩個(gè)方向發(fā)展。 現(xiàn)已有I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)的 超大型PLC，其使用32位微處理器，多CPU并行工作和大容量存儲(chǔ)器，功能強(qiáng)。3. PLC大力開發(fā)智能模塊，加強(qiáng)

29、聯(lián)網(wǎng)通信能力為滿足各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求，近年來不斷開發(fā)出許多功能模塊，如高 速計(jì)數(shù)模塊、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程 I/O模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。這些帶 CPU和存儲(chǔ)器的智能I/O模塊，既擴(kuò)展了 PLC功能，又使用靈活方便，擴(kuò)大了 PLC 應(yīng)用范圍。4增強(qiáng)外部故障的檢測(cè)與處理能力根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：在PLC控制系統(tǒng)的故障中，CPU占 5% I/O接口占15% 輸入設(shè)備占45%輸出設(shè)備占30%線路占5%前二項(xiàng)共20%故障屬于PLC的內(nèi) 部故障，它可通過PLC本身的軟、硬件實(shí)現(xiàn)檢測(cè)、處理；而其余 80%勺故障屬于PLC的外部故障。因此，PLC生產(chǎn)廠家都致力于研制、發(fā)展用于檢測(cè)外部故障的 專用智能模塊

30、，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的可靠性。5 編程語言多樣化在PLC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的同時(shí)，PLC的編程語言也越來越豐富，功能也不 斷提高。除了大多數(shù)PLC使用的梯形圖語言外，為了適應(yīng)各種控制要求，出現(xiàn)了 面向順序控制的步進(jìn)編程語言、面向過程控制的流程圖語言、與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語言 （ BASIC C語言等）等。多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC進(jìn)步的一種趨勢(shì)2.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1所示CPU莫塊 I/O模塊編程器 電源 接口圖2-1 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的基本結(jié)構(gòu)：1、中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)

31、據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。 當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或 算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之 后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝 置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。為了進(jìn)一步提高 PLC的可靠性，近年來對(duì)大 型PLC還采用雙CPU勾成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU勺表決式系統(tǒng)。這樣，即使某 個(gè)CPU出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。2、

32、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱 為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。PLC常用的存儲(chǔ)器類型：（1） RAM（Random Assess Memory這是一種讀/寫 存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器），其存取速度最快，由鋰電池支持。（2） EPROMErasable Programmable Read Only Memory ）這是一種可擦除的只讀存儲(chǔ)器。在斷電情況 下，存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。（在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容）（3） EEPROM（Electrical Erasable Programmable Read Only Memory） 這是一種 電可擦除的只讀存儲(chǔ)器。

33、使用編程器就能很容易地對(duì)其所存儲(chǔ)的內(nèi)容進(jìn)行修改。PLC存儲(chǔ)空間的分配：雖然各種PLC的CPU勺最大尋址空間各不相同，但是 根據(jù)PLC的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：（1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)； （2）系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）；（3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū)。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。 包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由 制造廠商將其固化在EPROI中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該 PLC 的性能。系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)包括I/O映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，女口：邏 輯線圈；

34、數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。（1） I/O 映象區(qū)：由于PLC投入運(yùn)行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù) 據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。因此，它需要一定數(shù)量的存儲(chǔ)單元（RAM）以存放I/O的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O映象區(qū)。一 個(gè)開關(guān)量I/O占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位（bit ），一個(gè)模擬量I/O占用存儲(chǔ)單元中 的一個(gè)字（16個(gè)bit ）。因此整個(gè)I/O映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)；模擬量I/O映象區(qū)。（2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū)：除了 I/O映象區(qū)區(qū)以外， 系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計(jì)時(shí)

35、器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù) 寄存器和累加器等）的存儲(chǔ)區(qū)。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持的存儲(chǔ)區(qū)域和無失 電保持的存儲(chǔ)區(qū)域，前者在 PLC斷電時(shí)，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失； 后者當(dāng)PLC斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。1.邏輯線圈與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯線圈占 用系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用， 其作用類似于電器控制線路中的繼電器。另外，不同的PLC還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。2.數(shù)據(jù)寄存器與模擬量I/O 一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)寄 存器占用系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中的一個(gè)字（16 bits）。另外，PLC還提供數(shù)量不等的 特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。3.計(jì)時(shí)器4.計(jì)數(shù)器

36、用戶程序存儲(chǔ)區(qū)：用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型的 PLC，其存儲(chǔ)容量各不相同。電源：PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分 重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%（+15%范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。2.5 PLC的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí),CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或 地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行 用戶程序，直至程序

37、結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在 每次掃描過程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的 輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中， 即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令， 經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所 有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀

38、態(tài)在輸出刷 新階段送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出， 驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。2.6本章小結(jié)本章結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需要的核心 PLC，講述了 PLC的基本定義、發(fā)展階段與 趨勢(shì)，并對(duì)PLC的基本結(jié)構(gòu)與工作原理進(jìn)行了介紹。對(duì)于他們的其他產(chǎn)品與功能 在后面的章節(jié)中會(huì)詳細(xì)的介紹。第三章停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案3.1車輛出入庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)車輛出入庫管理系統(tǒng)工作流程圖開始觸動(dòng)稱重傳感器2觸動(dòng)稱重傳感器1道閘關(guān)閉結(jié)束圖3-1車輛出入庫管理系統(tǒng)工作流程圖上圖是設(shè)計(jì)的車輛管理系統(tǒng)工作流程圖， 其中包括很多功能，有車輛的檢測(cè) 識(shí)別功能，車輛計(jì)數(shù)功能，道閘自動(dòng)開關(guān)功能，還有一個(gè)是報(bào)警

39、系統(tǒng)功能，在下 文獨(dú)立說明。下圖是車輛管理系統(tǒng)示意圖：圖3-2 車輛出入庫單道管理示意圖系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件汽車檢測(cè)功能汽車檢測(cè)的功能主要表現(xiàn)在對(duì)車輛身份的識(shí)別與車輛到位的檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)功能完成時(shí)，所啟動(dòng)了道閘開關(guān)系統(tǒng)，使用的設(shè)備儀器主要有刷卡儀器和稱重傳感 器。身份識(shí)別：當(dāng)車輛準(zhǔn)備進(jìn)車庫時(shí)，停在刷卡區(qū)旁，車主使用IC信息卡，通過刷卡儀器，檢測(cè)正確后將車主信號(hào)傳到 PLC控制器中，完成身份識(shí)別。車輛到位檢測(cè)：在車輛停在刷卡區(qū)的同時(shí)，汽車觸動(dòng)1#稱重傳感器，管理系統(tǒng)檢測(cè)到壓力傳感信號(hào)，有車輛準(zhǔn)備進(jìn)入車庫。道閘開關(guān)功能道閘開關(guān)主要是通過PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)與到位開關(guān)實(shí)現(xiàn)的，所使用的設(shè) 備主要有

40、電動(dòng)機(jī)和到位開關(guān)。當(dāng)車輛準(zhǔn)備進(jìn)車庫，在完成汽車檢測(cè)時(shí)，PLC控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開，車輛開進(jìn)并觸動(dòng)2#稱重傳感器，PLC控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉；當(dāng)車輛準(zhǔn)備出 車庫，在車輛觸動(dòng)2#光電傳感器時(shí)，PLC控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開，車輛出道 閘并觸動(dòng)1#稱重傳感器，PLC控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉。車輛計(jì)數(shù)功能車輛計(jì)數(shù)主要是通過PLC處理兩個(gè)光電傳感器信號(hào)，完成車輛計(jì)數(shù)功能。當(dāng)車輛觸動(dòng)1#光電傳感器，再觸動(dòng)2#光電傳感器，PLC寄存器加1,當(dāng)車輛 觸動(dòng)2#光電傳感器，再觸動(dòng)1#光電傳感器時(shí)，PLC寄存器減1,兩個(gè)光電傳感器 的位置如圖3-2所示。車位顯示功能妁0 車位顯示翱0圖3-3 控制面板圖最上

41、邊是車位顯示指示燈，用來顯示停車場(chǎng)是否有空位，當(dāng)綠燈一直亮著時(shí) 就表示這個(gè)時(shí)候停車場(chǎng)還有空位，當(dāng)紅燈亮的時(shí)候就說明這個(gè)停車場(chǎng)沒有空位了。 中間的是用來停止和啟動(dòng)控制系統(tǒng)的，開始時(shí)按下啟動(dòng)按鈕然后對(duì)應(yīng)的指示燈就 會(huì)亮，說明該系統(tǒng)正在運(yùn)行當(dāng)中，按下停止按鈕系統(tǒng)就停止運(yùn)行。 最下邊的兩個(gè) 指示燈分別用來顯示當(dāng)有車進(jìn)出停車場(chǎng)的時(shí)候， 傳感器接收到信號(hào)后，對(duì)應(yīng)的燈 就會(huì)亮一下，是用來監(jiān)視進(jìn)出情況用的，即某一段時(shí)間停車場(chǎng)的進(jìn)出頻繁程度用 的。當(dāng)車輛計(jì)數(shù)功能中計(jì)數(shù)達(dá)到停車場(chǎng)車位數(shù)時(shí)，則實(shí)現(xiàn)紅燈亮，否則綠燈。故障報(bào)警功能故障報(bào)警功能主要是錯(cuò)誤信號(hào)通過 PLC處理控制顯示屏警示燈開關(guān)與報(bào)警 蜂鳴器的開關(guān)。錯(cuò)誤信

42、號(hào)1:在車輛檢測(cè)中，IC卡信息檢測(cè)錯(cuò)誤，導(dǎo)致報(bào)警。錯(cuò)誤信號(hào)2:在車輛出入庫單道管理中，會(huì)出現(xiàn)車輛出入的同時(shí)，另一輛車準(zhǔn)備出入，導(dǎo)致光電傳感器幾乎同時(shí)觸發(fā)，故障報(bào)警啟動(dòng)。圖3-4車輛報(bào)警系統(tǒng)流程圖上圖是車庫管理系統(tǒng)報(bào)警流程圖，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)置兩個(gè)報(bào)警源，在其它 情況下的報(bào)警員可以認(rèn)為控制處理。出入庫系統(tǒng)傳感器的選擇在車輛出入庫管理系統(tǒng)中，PLC控制系統(tǒng)如下圖所示：圖3-5 PLC控制系統(tǒng)圖如上圖所示，PLC的外圍設(shè)備包括光電傳感器、稱重傳感器、電機(jī)。它的信 息流主要表現(xiàn)在光電傳感器信號(hào)、觸摸屏控制信號(hào)、稱重傳感器通過A/D轉(zhuǎn)換后 的信號(hào)，通過PLC計(jì)算控制電機(jī)，在將信息顯示在觸摸屏上。1、光電

43、傳感器的選擇光電開關(guān)有光導(dǎo)通，當(dāng)車輛通過時(shí)，光電開關(guān)信號(hào)通過導(dǎo)線床送給PLC如下圖所示：圖3-6光電開關(guān)無光導(dǎo)通示意圖2、稱重傳感器的選擇對(duì)稱重傳感器設(shè)定車輛檢測(cè)范圍，當(dāng)稱重傳感器檢測(cè)車輛到位，信號(hào)傳到PLC進(jìn)行相應(yīng)的程序運(yùn)行，橋式測(cè)力稱重傳感器CYB-605S受力方式和外形尺寸 如下圖所示：圖3-7 稱重傳感器受力方式與外形參照?qǐng)D3.2車位PLC監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.2.1 PLC 與上位監(jiān)控軟件通訊設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件首先要求靈活多樣的人機(jī)交互，其次要依據(jù)停車場(chǎng)的規(guī)模。對(duì) 于中小型停車場(chǎng)，選擇基于 Win dows系統(tǒng)的直觀可視化人機(jī)界面，應(yīng)用 MSCCOMM 控件提供上位計(jì)算機(jī)串行通信的數(shù)據(jù)接收和發(fā)送

44、，主機(jī)的RS-232CO串行接口實(shí)現(xiàn)總線轉(zhuǎn)換，為停車場(chǎng)控制器、彩色攝像機(jī)和收費(fèi)終端提供系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)接口。后臺(tái)采用自帶數(shù)據(jù)庫Access進(jìn)行儲(chǔ)存、檢索、調(diào)用、處理，用ODB（將操作應(yīng)用程 序與數(shù)據(jù)庫文件聯(lián)結(jié)，建立相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表，如記錄發(fā)卡情況表（Card）、車輛進(jìn)出 資料表（User）和記錄停車收費(fèi)情況表（cost），設(shè)置車牌號(hào)碼這一列將3張表關(guān)聯(lián) 起來，方便對(duì)數(shù)據(jù)表進(jìn)行讀寫操作，快速訪問數(shù)據(jù)庫。前臺(tái)利用VB語言設(shè)計(jì)出管理軟件，具有車輛信息查詢、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、收費(fèi)報(bào)表和收費(fèi)人員考勤等功能。監(jiān)控中心管理系統(tǒng)是智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的核心部分，它由主控機(jī)和打印機(jī) 等外圍設(shè)備組成。通過CAN總線與入口、出口及車場(chǎng)

45、聯(lián)接，交換數(shù)據(jù)，并作自動(dòng) 統(tǒng)計(jì)，檔案保存。CAN總線技術(shù)成熟抗干擾性好，非常適合智能停車場(chǎng)通訊。 管理中心對(duì)整個(gè)停車場(chǎng)的車位進(jìn)行管理，統(tǒng)計(jì)已經(jīng)分配的車位、空閑的車位、無法使用的車位。并對(duì)每個(gè)車位進(jìn)行編號(hào)，當(dāng)有車輛入庫時(shí)，將最近的空閑車位號(hào) 分配給該車輛：當(dāng)有車輛出庫時(shí)，將其占用的車位歸到空閑車位中， 便于分配給 其它車輛；監(jiān)控中心管理系統(tǒng)同時(shí)把停車庫空余車位、已占用車位、出人口狀態(tài)等情況在屏幕上顯示出來，便于停車場(chǎng)的管理與調(diào)度。上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖3-8 上位監(jiān)控系統(tǒng)（僅為理想單獨(dú)化的系統(tǒng)圖，綜合后如3-2 ）3.3停車場(chǎng)收費(fèi)系統(tǒng)設(shè)計(jì)331功能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)介本系統(tǒng)主要為上位機(jī)電腦系統(tǒng)與底層 pic的聯(lián)

46、合運(yùn)用。實(shí)現(xiàn)的主要功能如下:1、當(dāng)工作人員正常登陸系統(tǒng)并在上位機(jī)軟件界面上點(diǎn)擊開始收費(fèi)時(shí)，受到上位機(jī)指示信號(hào)燈由紅燈變綠燈并且可以響應(yīng)入口桿紅外信號(hào)， 若有車輛進(jìn)入則 入口擋桿升起，車入車道，當(dāng)車經(jīng)過擋桿后紅外掃描，入口擋桿延時(shí)3 s放下, 入口信號(hào)燈由綠燈變?yōu)榧t燈。且在此過程中，使用互鎖使出口擋桿始終不能升起。2、車輛經(jīng)過正常收費(fèi)后，工作人員在上位機(jī)軟件界面上點(diǎn)擊確認(rèn)收費(fèi)，受 到上位機(jī)指示可以響應(yīng)出口桿紅外信號(hào)，若有車輛進(jìn)入則出車道出口擋桿自動(dòng)升 起，當(dāng)車輛過出口擋桿后紅外掃描延時(shí)3 s放下，同時(shí)入口信號(hào)燈由紅燈變綠燈。 且在此過程中，使用互鎖使入口擋桿始終不能升起。3、登陸系統(tǒng)后攝像機(jī)自動(dòng)

47、開始進(jìn)行攝像，當(dāng)工作人員在上位機(jī)軟件界面上 點(diǎn)擊確認(rèn)收費(fèi)按鈕時(shí)，攝像機(jī)進(jìn)行車牌號(hào)碼的拍攝，并進(jìn)行存儲(chǔ)。4、若有車輛闖卡（擋桿狀態(tài)異常）則地上擋板自動(dòng)彈起防止闖卡。5、當(dāng)收費(fèi)人員休息時(shí)，按下暫停收費(fèi)或者退出系統(tǒng)，出入口擋桿全部不能 響應(yīng)打開，入口紅燈亮起。6入口擋桿與出口擋桿不可同時(shí)開啟，防止車輛未交費(fèi)混出。收費(fèi)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)主要由收費(fèi)中心管理系統(tǒng)、 入出口收費(fèi)處管理系統(tǒng)、車道收費(fèi) 系統(tǒng)三部分構(gòu)成。以上我們雖然分了三部分來對(duì)整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)作介紹，但實(shí)際上 三者是一個(gè)有機(jī)的整體。收費(fèi)中心對(duì)整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行控制；收費(fèi)站匯總收費(fèi)道 數(shù)據(jù)并在收費(fèi)中心和收費(fèi)車道之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞；收費(fèi)車道按照收費(fèi)中

48、心的要求 對(duì)過往車輛實(shí)施正確的收費(fèi)，并上傳收費(fèi)數(shù)據(jù)和交通量數(shù)據(jù)。收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)按照車輛 的重量并將信息傳送至可編程控制器，最終換算成收費(fèi)金額顯示在收費(fèi)系統(tǒng)中。系統(tǒng)模塊劃分根據(jù)PLC上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，整個(gè)設(shè)計(jì)可以分為下面三個(gè)模塊：系統(tǒng)的人機(jī)界面和系統(tǒng)仿真。數(shù)據(jù)塊模塊。PLC與上位機(jī)通訊模塊。圖3-9 三個(gè)系統(tǒng)模塊PLC上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)最基本的功能，就是作為人機(jī)界面提供操作者以監(jiān)視系 統(tǒng)，允許操作者對(duì)下層PLC進(jìn)行控制和調(diào)整?？紤]到軟件的靈活性、擴(kuò)展性與通用性，在設(shè)計(jì)中把網(wǎng)絡(luò)信息以數(shù)據(jù)庫的形 式存儲(chǔ)。當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)有所變動(dòng)時(shí)，就不必修改程序，只要更改網(wǎng)絡(luò)的邏輯結(jié)構(gòu)并 存入數(shù)據(jù)庫就可以了。上位機(jī)控制整個(gè)

49、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，一方面上位機(jī)要向PLC發(fā)出指令，讀出PLC的工 作狀態(tài)，了解PLC所控制的信號(hào)的狀態(tài)，或者對(duì)PLC進(jìn)行操作，改變某個(gè)信號(hào)的 狀態(tài)；另一方面PLC要向上位機(jī)反饋信息，報(bào)告實(shí)時(shí)狀態(tài)或者執(zhí)行操作的結(jié)果。3.4 PLC的選擇模塊選用本次設(shè)計(jì)選用三菱FX2n系列PLCFX2n系列PLC的小型化、高速度、高性能都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。除輸入輸出16-25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本 組件間的連接、模擬控制、定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需 要的PLC在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行 16-256點(diǎn)的靈活輸 入輸出組合。可選用16/32/48

50、/64/80/128 點(diǎn)的主機(jī)，采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊 進(jìn)行擴(kuò)展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè) 可使用的簡(jiǎn)單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸 出等。便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮 點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/DC5V 10KHZ/DC12V-24V，脈寬調(diào) 制，PID控制指令等。外部設(shè)備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ASCII code印刷，HEX<->ASCII變換，校驗(yàn)碼等。時(shí)計(jì)控制內(nèi)置時(shí)鐘的數(shù)據(jù)比較、加法

51、、減法、 讀出、寫入等。3.4.2 FX2N系列PLC的特點(diǎn)1、集成型高性能，CPU電源、輸入輸出三為一體。對(duì)6種基本單元，可以以最小8點(diǎn)為單元連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以 擴(kuò)展輸入輸出256點(diǎn)2、高速運(yùn)算基本指令：0.08卩s/指令應(yīng)用指令：1.52數(shù)100卩s/指令3、安心、寬裕的存儲(chǔ)器規(guī)格內(nèi)置8000步RAM存貯器安裝存儲(chǔ)盒后，最大可以擴(kuò)展到16000步。4、豐富的軟元件范圍輔助繼電器：3072點(diǎn)，定時(shí)器：256點(diǎn)計(jì)數(shù)：235點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器；8000點(diǎn)5、除了具有輸入輸出16256點(diǎn)的一般速途，還有模擬量控制、定位控制 等特殊控制。&面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)3.4.3 FX2

52、N系列PLC編程語言指令表編程指令表是以LD AND、OUT等順序控制指令輸入方式，這種 方式寫順序程序是基本輸入方式，但控制內(nèi)容難于看懂，建議不用。梯形圖編程梯形圖程序采用順序控制信號(hào)及軟元件號(hào)，在圖形的畫面上 作出序控制的電路圖的方法，這種方法是用觸點(diǎn)符號(hào)與線圈符號(hào)表示順序控制回 路，因而容易理解程序的內(nèi)容，但最終還生成指令表。3.4.4 FX2N系列PLC各種軟元件輸入(X)各基本單元中，按X000-X007等按8進(jìn)制的方式分配輸入繼 電器下載程序的時(shí)候，可以通過選擇輸入濾波器的濾波值更改輸入濾波時(shí)間，也時(shí)可以用指令更改濾波值，同時(shí)也可以通過刷新指令即時(shí)更新輸入端口的物理狀 態(tài)達(dá)到高速輸

53、入。輸出(丫)各基本單元中，輸出丫0-丫7等按8進(jìn)制的方式分配輸出繼電 器可以通過快速指令，立即刷新輸出。輔助繼電器(M)可編程控制器內(nèi)部具有的繼電器，這種繼電器有別于輸入 輸出繼電器，它不能獲取外部的輸入，也不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，只能在程序中 無限使用。定時(shí)器(T)對(duì)于可編程控制器內(nèi)的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行減法計(jì)算，當(dāng)減到 0的 的時(shí)候，輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，利用基于時(shí)鐘脈沖的定時(shí)器，可以檢測(cè)到0-32768個(gè) 時(shí)基脈沖。計(jì)數(shù)器（C）供可編程控制器的內(nèi)部信號(hào)使用，16位計(jì)數(shù)范圍1-32767, 計(jì)數(shù)速度與掃描速度有關(guān)。如果是外部高速計(jì)數(shù)，與掃描無關(guān)。對(duì)于沒有使用到 的到計(jì)數(shù)器，相應(yīng)的寄存器可以做普通數(shù)據(jù)存器用

54、， 但在執(zhí)行批復(fù)位的時(shí)候，會(huì) 把數(shù)據(jù)清零。數(shù)據(jù)寄存器是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用的軟元件， 在FXPLC中可編程控制器的數(shù)據(jù)寄 存器都16位的，F(xiàn)XPLC中D0-D64分配給定時(shí)器、計(jì)數(shù)器用，如果沒有使用到， 可以當(dāng)做普通的數(shù)據(jù)寄存器用。第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布4.1系統(tǒng)整體框圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過光傳感器和壓力傳感器進(jìn)行信息采集之后，傳到可編程控制 器進(jìn)行處理，然后經(jīng)過一系列相關(guān)處理之后， 在數(shù)碼管顯示相應(yīng)的車輛數(shù)，以此 來實(shí)現(xiàn)車輛輸入庫管理。圖4-1 系統(tǒng)整體框圖4.2光傳感器的布置方案光傳感器的布置安裝需要考慮誤計(jì)數(shù)和漏計(jì)數(shù)問題，注意控制兩個(gè)傳感器之 間的距離，用程序驗(yàn)證進(jìn)出車庫的是否是車輛，當(dāng)人通過

55、傳感器時(shí)不可以計(jì)數(shù)； 其次，采用邏輯互鎖方式，啟動(dòng)加計(jì)數(shù)則要鎖定減計(jì)數(shù)，產(chǎn)生加計(jì)數(shù)脈沖時(shí)則要 鎖定減計(jì)數(shù)脈沖。如此以保證可靠性；最后，及時(shí)的進(jìn)行復(fù)位處理，以免車輛在 傳感器附近作往返運(yùn)動(dòng)時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。4.3顯示電路圖4-2 顯示電路 各個(gè)管腳接引如下表所示：表4-1管腳接引表Y1.0接LED腳bY1.1接LED腳aY1.2接LED腳cY1.3接LED腳dY1.4接LED腳eY1.5接LED腳fY1.6接LED腳gY2.0接LED腳bY2.1接LED腳aY2.2接LED腳cY2.3接LED腳dY2.4接LED腳eY2.5接LED腳fY2.6接LED腳g4.4 PLC的I/O 口端口接線傳感器1#接

56、 I0.1 ,傳感器2#接I0.2，以此來輸入信號(hào)至主控制器 PLC當(dāng) PLC采集到信號(hào)，并經(jīng)過相關(guān)分析處理后，通過輸出端口將信號(hào)送至 LED顯示出 來，管腳接線圖如上所示。4.5 I/O 口地址分配表4-2 I/O 口的地址分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)壓力傳感器1#X0.0發(fā)光二極管Y0.2壓力傳感器2#X0.1接LED腳bY1.0光電傳感器1#X0.2接LED腳aY1.1光電傳感器2#X0.3接LED腳cY1.2接LED腳dY1.3接LED腳eY1.4接LED腳fY1.5接LED腳gY1.6接LED腳bY2.0接LED腳aY2.1接LED腳cY2.2接LED腳dY2.3接LED腳eY2.4接LED腳fY2.5接LED腳gY2.64.6硬件電路設(shè)計(jì)461 PLC 硬件組成框圖圖4-3 PLC硬件組成框圖CPL是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺(tái)PLC至少有一個(gè)CPU它按PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸 入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部 電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。I/O模塊是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和 CPU模塊的橋梁。 I/O模塊集成了 PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸