基于PLC的停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)雷志林

1、國(guó)家職業(yè)資格全國(guó)統(tǒng)一鑒定維修電工技師論文（國(guó)家職業(yè)資格二級(jí)）論文題目：基于PLC停車(chē)場(chǎng)立體車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng) 姓 名： 身份證號(hào)： 準(zhǔn)考證號(hào)： 所在省市： 廣東省廣州市 所在單位：天津津?yàn)I聯(lián)合物業(yè)有限服務(wù)有限公司廣州分公司 摘 要隨著我國(guó)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(chē)、出租車(chē)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(chē)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

2、子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于停車(chē)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(chē)智能管理體系，通過(guò)采取PLC技術(shù)對(duì)停車(chē)場(chǎng)管理的設(shè)計(jì)，車(chē)輛進(jìn)入后，記錄車(chē)輛總量，車(chē)輛離開(kāi)時(shí)，減少車(chē)輛數(shù)量。車(chē)輛進(jìn)出指示可完全由PLC作為中央控制處理，停車(chē)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(chē)場(chǎng)智能化、高效化。關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；人工智能；信息技術(shù)；管理系統(tǒng)目 錄第一章 緒論11.1國(guó)內(nèi)外智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)狀11.2智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)1第二章 PLC的發(fā)展22.1 PLC的定義22.2 PLC的發(fā)展階段42.3 PLC的工作原理4第三章 停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案6

3、3.1車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)工作流程圖63.2系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件7第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布94.1 系統(tǒng)整體框圖94.2 光傳感器的布置方案104.3 顯示電路114.4 PLC的I/O 口端口接線114.5I/O 口地址分配124.6 硬件電路設(shè)計(jì)134.6.1 PLC硬件組成框圖13外部接線圖144.6.3 操作面板設(shè)計(jì)14順序功能圖154.6.5 梯形圖16第五章 系統(tǒng)的軟件與程序175.1梯形圖175.1.1 梯形圖175.1.2 控制程序梯形圖195.2 控制程序指令20道閘控制程序20車(chē)輛計(jì)數(shù)程序215.2.3 故障報(bào)警程序225.2.4 A/D轉(zhuǎn)換控制程序23第六章致謝

4、24參考文獻(xiàn)25第一章 緒論1.1國(guó)內(nèi)外智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀目前我國(guó)的智能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)根據(jù)停車(chē)場(chǎng)類(lèi)型的不同，設(shè)備配置也不相同。有些簡(jiǎn)單停車(chē)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(lèi)型的停車(chē)場(chǎng)多見(jiàn)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(chē)場(chǎng)采用咪表停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，以人工收取現(xiàn)金或刷卡的形式管理停車(chē)場(chǎng)，這種在路內(nèi)停車(chē)管理中采用停車(chē)瞇表作為技術(shù)設(shè)備的停車(chē)管理方式，在世界發(fā)達(dá)國(guó)家城市中已普遍推行。比較完整的智能化停車(chē)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(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所。國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家的智能停車(chē)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

5、國(guó)外的一些大城市很少看到因停車(chē)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(chē)與路外停車(chē)相互結(jié)合，合理控制與收費(fèi)，比如在日本，一車(chē)一位，再加20%的周轉(zhuǎn)車(chē)位，車(chē)和車(chē)位之比在1：1.2，遠(yuǎn)低于我國(guó)車(chē)與車(chē)位5：1的比例；另外一個(gè)原因是國(guó)外智能建筑智能化的投資占整個(gè)建筑投資的5%8%的比例，而國(guó)內(nèi)稍低，這就決定了國(guó)外作為物業(yè)管理組成部分之一的停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)，其智能化程度要相對(duì)高一些，停車(chē)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(chē)場(chǎng)，共3300個(gè)車(chē)位，停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)完全自動(dòng)化，停車(chē)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(chē)場(chǎng)的運(yùn)行情況，以備處理應(yīng)急事件。1.2智

6、能停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)目前智能停車(chē)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(jiàn)智能小區(qū)與大廈的快速發(fā)展，極大帶動(dòng)了智能停車(chē)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(chē)場(chǎng)工程類(lèi)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(chē)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(xiě)字樓來(lái)說(shuō)要低一些，并且一旦停車(chē)場(chǎng)建成，產(chǎn)品更新?lián)Q代比較慢。智能大廈等高檔寫(xiě)字樓停車(chē)場(chǎng)的應(yīng)用潛力更大一些。目前中國(guó)已經(jīng)成為世界第三大汽車(chē)生產(chǎn)國(guó)和第二大汽車(chē)消費(fèi)國(guó)，據(jù)權(quán)威部門(mén)數(shù)據(jù)表明，截至2006年底，中國(guó)汽車(chē)保有量突破3500萬(wàn)輛，私人汽車(chē)擁有量已達(dá)2925萬(wàn)輛，其中4年以

7、內(nèi)的新車(chē)占到百分之六十。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)每年汽車(chē)增長(zhǎng)率都以50%-80%的速度增長(zhǎng)，這就導(dǎo)致了50%的汽車(chē)無(wú)序停放現(xiàn)象。智能停車(chē)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(lái)的，車(chē)多位少、停車(chē)難的問(wèn)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(lái)說(shuō)，現(xiàn)有機(jī)動(dòng)車(chē)數(shù)量達(dá)50萬(wàn)以上，車(chē)卻只有約28萬(wàn)個(gè)，停車(chē)位短缺可見(jiàn)一斑。停車(chē)所引發(fā)的社會(huì)問(wèn)題日趨嚴(yán)重。停車(chē)所涉及的社會(huì)問(wèn)題是多方面的，涉及城市規(guī)劃、汽車(chē)保有量的增長(zhǎng)與停車(chē)資源配套的失衡、軌道交通停車(chē)配套等諸多問(wèn)題。面對(duì)這一系列難題，智能化停車(chē)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)不斷地向各種領(lǐng)域滲透，當(dāng)今的停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)已

8、經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進(jìn)可靠的停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)在停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)中的作用越來(lái)越大。利用PLC控制停車(chē)的停車(chē)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(chē)場(chǎng)管理手段，是停車(chē)場(chǎng)對(duì)于車(chē)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(wú)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(chē)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(chē)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(chē)場(chǎng)的維護(hù)管理，以及在性能上更穩(wěn)定可靠。在合理化方面，價(jià)格上要合理，避免一方面車(chē)

9、輛亂停，另一方面停車(chē)場(chǎng)內(nèi)車(chē)位空閑；在人性化方面，能夠讓車(chē)主更便捷的找到車(chē)位。比如在未來(lái)一定范圍內(nèi)的停車(chē)場(chǎng)可以相互聯(lián)系在一起，建立總的車(chē)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(chē)主最近的空停車(chē)位在什么地方。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(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)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(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)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

10、設(shè)計(jì)?？傊删幊炭刂破魇且慌_(tái)計(jì)算機(jī)，它是專(zhuān)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。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(wú)故障時(shí)間高達(dá)30萬(wàn)小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無(wú)故障工作時(shí)間則更長(zhǎng)。從PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用PLC構(gòu)成控制系

11、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(kāi)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?？梢杂糜诟鞣N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(lái)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、C

12、NC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(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)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(kāi)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(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。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)

13、也變得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(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(wèn)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(guò)程大致可分三個(gè)階段：1、早期的PLC（60年代末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

14、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(yǔ)言梯形圖一直沿用至今。2、中期的PLC（70年代中期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(guó)，日本，德國(guó)

15、等一些廠家先后開(kāi)始采用微處理器作為PLC的中央處理單元(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(kāi)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(lèi)型的PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為

16、了進(jìn)一步提高PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開(kāi)發(fā)了專(zhuān)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.2.3PLC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(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)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?/p>

17、在輸入鎖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(xiě)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(xiě)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)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)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。道閘在關(guān)閉位置自動(dòng)手動(dòng)觸動(dòng)稱重傳感器1觸動(dòng)稱重傳感器2按下觸摸屏打開(kāi)控制檢測(cè)到正確的IC卡信號(hào)道閘打開(kāi)否車(chē)輛出庫(kù)車(chē)輛進(jìn)庫(kù)經(jīng)過(guò)光電傳感器1#

18、，再經(jīng)過(guò)2#,寄存器加1觸動(dòng)稱重傳感器2經(jīng)過(guò)光電傳感器2#，再經(jīng)過(guò)1#,寄存器減1觸動(dòng)稱重傳感器1車(chē)輛出入庫(kù)經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電傳感器，寄存器相應(yīng)加減1否按下觸摸屏關(guān)閉控制道閘關(guān)閉結(jié)束否道閘打開(kāi)否否道閘打開(kāi)開(kāi)始第三章 停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案3.1車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)工作流程圖圖3-1 車(chē)輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)工作流程圖上圖是設(shè)計(jì)的車(chē)輛管理系統(tǒng)工作流程圖，其中包括很多功能，有車(chē)輛的檢測(cè)識(shí)別功能，車(chē)輛計(jì)數(shù)功能，道閘自動(dòng)開(kāi)關(guān)功能，還有一個(gè)是報(bào)警系統(tǒng)功能，在下文獨(dú)立說(shuō)明。下圖是車(chē)輛管理系統(tǒng)示意圖：圖3-2 車(chē)輛出入庫(kù)單道管理示意圖3.2系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件汽車(chē)檢測(cè)功能汽車(chē)檢測(cè)的功能主要表現(xiàn)在對(duì)車(chē)輛身份的識(shí)別

19、與車(chē)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(kāi)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(chē)輛準(zhǔn)備進(jìn)車(chē)庫(kù)時(shí)，停在刷卡區(qū)旁，車(chē)主使用IC信息卡，通過(guò)刷卡儀器，檢測(cè)正確后將車(chē)主信號(hào)傳到PLC控制器中，完成身份識(shí)別。車(chē)輛到位檢測(cè)：在車(chē)輛停在刷卡區(qū)的同時(shí)，汽車(chē)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(chē)輛準(zhǔn)備進(jìn)入車(chē)庫(kù)。道閘開(kāi)關(guān)功能 道閘開(kāi)關(guān)主要是通過(guò)PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)與到位開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)的，所使用的設(shè)備主要有電動(dòng)機(jī)和到位開(kāi)關(guān)。當(dāng)車(chē)輛準(zhǔn)備進(jìn)車(chē)庫(kù)，在完成汽車(chē)檢測(cè)時(shí)，PLC控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開(kāi)，車(chē)輛開(kāi)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(chē)輛準(zhǔn)備出車(chē)庫(kù)，在

20、車(chē)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(kāi)，車(chē)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(chē)輛計(jì)數(shù)功能車(chē)輛計(jì)數(shù)主要是通過(guò)PLC處理兩個(gè)光電傳感器信號(hào)，完成車(chē)輛計(jì)數(shù)功能。當(dāng)車(chē)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(chē)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(chē)位顯示功能圖3-3 控制面板圖最上邊是車(chē)位顯示指示燈，用來(lái)顯示停車(chē)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(chē)場(chǎng)還有空位，當(dāng)紅燈亮的時(shí)候就說(shuō)明這個(gè)停車(chē)場(chǎng)沒(méi)有空位了。中間的是用來(lái)停止和啟動(dòng)控制系統(tǒng)的，開(kāi)始時(shí)按下啟動(dòng)按鈕然后對(duì)應(yīng)

21、的指示燈就會(huì)亮，說(shuō)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(lái)顯示當(dāng)有車(chē)進(jìn)出停車(chē)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(lái)監(jiān)視進(jìn)出情況用的，即某一段時(shí)間停車(chē)場(chǎng)的進(jìn)出頻繁程度用的。當(dāng)車(chē)輛計(jì)數(shù)功能中計(jì)數(shù)達(dá)到停車(chē)場(chǎng)車(chē)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(guò)PLC處理控制顯示屏警示燈開(kāi)關(guān)與報(bào)警蜂鳴器的開(kāi)關(guān)。錯(cuò)誤信號(hào)1：在車(chē)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(chē)輛出入庫(kù)單道管理中，會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛出入的同時(shí)，另一輛車(chē)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)。開(kāi)始兩光電傳感器前后接通時(shí)間不超過(guò)10S檢測(cè)到

22、錯(cuò)誤的IC卡信號(hào)報(bào)警排除故障按下報(bào)警解除按鈕報(bào)警解除結(jié)束否圖3-4 車(chē)輛報(bào)警系統(tǒng)流程圖上圖是車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)報(bào)警流程圖，在設(shè)計(jì)過(guò)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。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(guò)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(guò)一系列相關(guān)處理之后，在數(shù)碼管顯示相應(yīng)的車(chē)輛數(shù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛輸入庫(kù)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(wèn)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(chē)庫(kù)的是否是車(chē)輛，當(dāng)人通過(guò)傳感器時(shí)不可以計(jì)數(shù)；其次，采用邏輯互鎖方式

23、，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(chē)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I0.1，傳感器2#接I0.2，以此來(lái)輸入

24、信號(hào)至主控制器PLC，當(dāng)PLC采集到信號(hào)，并經(jīng)過(guò)相關(guān)分析處理后，通過(guò)輸出端口將信號(hào)送至LED顯示出來(lái)，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)4

25、.6.1 PLC硬件組成框圖圖4-3 PLC硬件組成框圖CPU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(lái)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(guò)程中的語(yǔ)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入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 編程設(shè)備用來(lái)生成、檢查和修改用戶程序，還可以用來(lái)監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。它的體積小，攜帶方便，一般用來(lái)給小型PLC編程，或

26、者用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和維護(hù)。停車(chē)場(chǎng)空位顯示PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用PLC控制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的能力。車(chē)輛進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)是由PLC為中心控制系統(tǒng)工作的。PLC是整體模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)單，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單。4.6.2外部接線圖 圖4-4 PLC的外部接線圖說(shuō)明：S1和S2分別是出口和進(jìn)口的傳感器開(kāi)關(guān)，用來(lái)給輸入信號(hào)，在這里加了兩個(gè)LED用來(lái)顯示車(chē)輛的進(jìn)出情況，當(dāng)有車(chē)出停車(chē)場(chǎng)和進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)的時(shí)候指示燈1和2分別亮著提示一下。4.6.3 操作面板設(shè)計(jì)圖4-5 控制面板圖說(shuō)明：最上邊是車(chē)位顯示指示

27、燈，用來(lái)顯示停車(chē)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(chē)場(chǎng)還有空位，當(dāng)紅燈亮的時(shí)候就說(shuō)明這個(gè)停車(chē)場(chǎng)沒(méi)有空位了。中間的是用來(lái)停止和啟動(dòng)控制系統(tǒng)的，開(kāi)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(shuō)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(lái)顯示當(dāng)有車(chē)進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)的時(shí)候，傳感器接收到信號(hào)后，對(duì)應(yīng)的等就會(huì)亮一下，是用來(lái)監(jiān)視進(jìn)出情況用的，即某一段時(shí)間停車(chē)場(chǎng)的進(jìn)出頻繁程度用的。4.6.4順序功能圖圖4-6 順序功能圖說(shuō)明：S4是啟動(dòng)按鈕，S3是停止按鈕，S1是出口傳感器，S2是入口傳感器;按下S4啟動(dòng)系統(tǒng)，按下S3停止系統(tǒng)運(yùn)行。S1有信號(hào)說(shuō)明有車(chē)輛出去，計(jì)數(shù)器C200減一

28、，S2有信號(hào)說(shuō)明有車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)，計(jì)數(shù)器C200加一，當(dāng)C200計(jì)數(shù)沒(méi)有達(dá)到30時(shí)Y1綠燈亮，說(shuō)明該停車(chē)場(chǎng)有空位，當(dāng)C200計(jì)數(shù)達(dá)到30時(shí)Y2紅燈亮，顯示該停車(chē)場(chǎng)沒(méi)空位。4.6.5 梯形圖 圖4-7 梯形圖說(shuō)明：S4是啟動(dòng)按鈕，S3為停止按鈕，S1是出口傳感器，S2是入口的傳感器。M8200是特殊輔助繼電器，C200是32加減法計(jì)數(shù)器。Y1是綠燈，Y2是紅燈。第五章 系統(tǒng)的軟件與程序5.1梯形圖5.1.1 梯形圖 圖5-1 程序圖整個(gè)系統(tǒng)有一個(gè)啟動(dòng)按鈕和一個(gè)停止按鈕，按下啟動(dòng)按鈕，整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行，按下停止按鈕則系統(tǒng)停止。通過(guò)在停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出口的傳感器感應(yīng)車(chē)輛的出入，從而輸入信號(hào)。入口出有兩個(gè)燈，

29、分別是紅燈和綠燈作為輸出，電路中還有個(gè)加減計(jì)數(shù)器，它的設(shè)定值是30。加減計(jì)數(shù)器隨著車(chē)輛的進(jìn)出而加減，一旦計(jì)數(shù)器達(dá)到30，入口處的紅燈就亮，提醒司機(jī)朋友此停車(chē)場(chǎng)的停車(chē)位已滿。而其他時(shí)候進(jìn)口處都是綠燈，表示此停車(chē)場(chǎng)還有可停車(chē)位。5.1.2 控制程序梯形圖圖5-2 控制程序梯形圖5.2 控制程序指令5.2.1道閘控制程序圖5-3 道閘控制程序自動(dòng)控制：車(chē)輛入庫(kù)時(shí)，有正確的IC卡信號(hào)從X002輸入后使M0、M3為ON，且X005同時(shí)接通使Y001置為ON，電機(jī)正轉(zhuǎn)使道閘打開(kāi)，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的打開(kāi)位置后觸動(dòng)到位行程開(kāi)關(guān)X010使Y001置為OFF,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車(chē)輛通過(guò)道閘，行至規(guī)定位置后，觸動(dòng)稱重傳感器2

30、使X006置為ON，使的Y002置為ON，電機(jī)反轉(zhuǎn)使道閘關(guān)閉，當(dāng)?shù)篱l碰到到位開(kāi)關(guān)2后X011接通后使Y002置為OFF，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。汽車(chē)出庫(kù)時(shí)，當(dāng)光電傳感器2得到信號(hào)后使X001得到信號(hào)后Y001置為ON，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開(kāi)，當(dāng)碰到到位開(kāi)關(guān)1時(shí)使得Y001為OFF，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)，車(chē)輛通過(guò)道閘行置稱重傳感器1后使Y002為ON，電機(jī)反轉(zhuǎn)使得道閘關(guān)閉，當(dāng)碰到到位開(kāi)關(guān)2時(shí)使Y002為OFF，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。M3為ON時(shí)Y003接通使正常運(yùn)行指示燈工作。手動(dòng)控制：當(dāng)按下X003時(shí)使Y001置為ON道閘打開(kāi)，當(dāng)按下X004時(shí)使Y002置為ON道閘關(guān)閉。5.2.2車(chē)輛計(jì)數(shù)程序圖5-4 車(chē)輛計(jì)數(shù)程序?qū)1

31、、M2復(fù)位后，車(chē)輛入庫(kù)時(shí)當(dāng)光電傳感器1得到信號(hào)后X000接通后，M1置為“1”，等到光電傳感器2的到信號(hào)后X001為ON時(shí)寄存器D1加1，同時(shí)對(duì)M1復(fù)位；在車(chē)輛出庫(kù)時(shí)，光電傳感器2得到信號(hào)后X001接通后M2置為“1”，等到光電傳感器1得到信號(hào)后X000為ON時(shí)寄存器D1減1，當(dāng)X014接通后寄存器D1復(fù)位。5.2.3 故障報(bào)警程序圖5-5 鼓掌報(bào)警程序當(dāng)M1被置1后定時(shí)器T0開(kāi)始計(jì)數(shù)，在5s之內(nèi)若光電傳感器2所連的X001被接通，則使M4置為ON且自鎖,當(dāng)M2被置1后定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)數(shù)，在5s之內(nèi)若光電傳感器1所連的X000被接通，則使M5置為ON且自鎖；當(dāng)IC卡的錯(cuò)誤信號(hào)從X012傳入后，

32、使M6置為ON且自鎖；當(dāng)M4、M5、M6中任意為ON時(shí)有Y000和Y004輸出使得報(bào)警燈和蜂鳴器同時(shí)工作并且通過(guò)Y004自鎖，按下X013使Y000和Y004關(guān)閉。5.2.4 A/D轉(zhuǎn)換控制程序5.3程序調(diào)試若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應(yīng)先畫(huà)出梯形圖，然后編程，這樣可少出錯(cuò)，速度也快。編程結(jié)束后先空調(diào)程序，待各個(gè)動(dòng)作正常后，再在設(shè)備上調(diào)試。為了準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，需要進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)試的順序按照先硬件后軟件，先局部后整體的順序來(lái)完成。（1）硬件調(diào)試：接通電源，檢查三菱FX2N-48MR可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。 （2）軟件調(diào)