PLC車庫(kù)出入管理系統(tǒng)

山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文PAGE23畢業(yè)(設(shè)計(jì))論文題目：PLC車庫(kù)出入管理系統(tǒng)系部：電器工程與自動(dòng)化系專業(yè)：機(jī)電一體化班級(jí)：姓名：指導(dǎo)教師：山西職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 21引言 31.1與本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 31.2PLC的基本結(jié)構(gòu) 41.3PLC的工作原理 51.4PLC發(fā)展新動(dòng)向 61.5PLC發(fā)展歷史 61.6PLC的選型 72.1技術(shù)參數(shù)和條件 82.2整體方案設(shè)計(jì) 83系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布 93.1整體框架 93.2傳感器型號(hào)參數(shù) 93.3IC卡檢測(cè)儀 103.4PLC選型及I／O點(diǎn)分配 113.5PLC輸入電路設(shè)計(jì) 113．5．1車輛檢測(cè)器 113．5．2輸入接口電路 123.6PLC輸出電路設(shè)計(jì) 123.7系統(tǒng)整體框圖 123.8光傳感器的布置方案 123.9I/O口地址分配 144程序設(shè)計(jì) 154.1控制要求 154.2程序流程圖 164.3計(jì)數(shù)邏輯 174.4梯形圖 18結(jié)束語(yǔ) 21摘要介紹了PLC在立體停車庫(kù)中的應(yīng)用，詳細(xì)討論了整個(gè)控制系統(tǒng)的功能以及硬件和軟件設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：PLC光傳感器可靠性車輛1引言隨著城市經(jīng)濟(jì)的騰飛，停車難已到了刻不容緩的地步。在寸土寸金的市中心，特別是賓館、商場(chǎng)、購(gòu)物中心等車輛集中的地區(qū)，只有向空中、向地下發(fā)展，建造相當(dāng)數(shù)量的立體停車庫(kù)已是必不可少。1.1與本課題有關(guān)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著汽車數(shù)量的激增，我國(guó)城市交通壓力大大增加，迫切需要新建、擴(kuò)建和改建相應(yīng)的城市道路、交通管理設(shè)施以及各類停車設(shè)施。據(jù)有關(guān)方面統(tǒng)計(jì)，截止2008年統(tǒng)計(jì)，我國(guó)生產(chǎn)汽車934．5萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)5．2％，我國(guó)國(guó)內(nèi)汽車銷量為938．05萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)6．7％。由于汽車數(shù)的增長(zhǎng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于停車位的增長(zhǎng)，我國(guó)每年停車位的缺口高達(dá)300多萬(wàn)個(gè)，城市停車位遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。當(dāng)前我國(guó)的汽車與車位數(shù)量之比約為5：1，而正常的平衡比例應(yīng)當(dāng)是1:1.2，差距很大，需要大量增加停車位，在城市土地資源緊缺的情況下通過(guò)地面增加車位己難以滿足要求［32］。通常國(guó)內(nèi)外解決停車難的問(wèn)題有以下辦法：廣場(chǎng)型停車場(chǎng)、路邊停車區(qū)、地下停車場(chǎng)、機(jī)械式立體車庫(kù)。在寸土寸金的城市中心不可能浪費(fèi)大面積土地來(lái)用于停泊車輛的廣場(chǎng)型停車場(chǎng)或者路邊停車區(qū)；地下停車場(chǎng)存在著施工周期長(zhǎng)及造價(jià)較高的局限性[1]。此狀況下機(jī)械式立體車庫(kù)的有點(diǎn)十分明顯。機(jī)械式立體車庫(kù)具有以下優(yōu)點(diǎn)[28]，第一，節(jié)約空間。一般情況下，其占地面積約為平面停車場(chǎng)的1/2~1/20，機(jī)械式“立體”車庫(kù)在地下和地面都可安裝，最大的好處就是可以充分利用小面積向高空發(fā)展，盡量多存車輛，是土地資源緊缺、車輛容量大的場(chǎng)所最佳停車方式。例如，在空間有限的居民小區(qū)地面上最適合使用“垂直循環(huán)”式立體車庫(kù)。這種車庫(kù)每組H層，也就是說(shuō)，在原來(lái)只可停放一輛車的面積上建起的立體車庫(kù)可以停放H輛車。第二，自動(dòng)化操控，使用方便。立體停車庫(kù)自動(dòng)化程度很高，可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)式升降，例如，小區(qū)居民下班回來(lái)停車，只要按一下與車位號(hào)對(duì)應(yīng)的號(hào)碼，這個(gè)車位就會(huì)旋轉(zhuǎn)著降落到地面，待車主停好車輛后，再按號(hào)碼，車位又回旋上升、復(fù)位。安裝了立體車庫(kù)的大型地下停車場(chǎng)則配套安裝停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)，由經(jīng)過(guò)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)的工作人員進(jìn)行!24小時(shí)值守調(diào)度。第三，立體車庫(kù)建設(shè)成本大大低于傳統(tǒng)停車場(chǎng)。據(jù)了解，傳統(tǒng)停車場(chǎng)的占地和建設(shè)成本相當(dāng)高昂。一般說(shuō)來(lái)，普通地上停車位每個(gè)占地15平方米左右，地下停車場(chǎng)每個(gè)車位的占地面積則至少在25平方米以上。如果使用立體停車庫(kù)，在30平方米的空地上就可以停放一組8車位立體停車庫(kù)，平均每個(gè)車位占地面積不到4平方米。就建設(shè)成本而言，目前小區(qū)房產(chǎn)開(kāi)發(fā)商建一個(gè)地下車位需投資6-8萬(wàn)元，某些高檔寫字樓地下停車位的建設(shè)成本更是高達(dá)十幾萬(wàn)元。如果安裝立體車庫(kù)，在空間面積不變的情況下盡量增加停車位，可以將每個(gè)停車位的建設(shè)成本攤薄到5—6萬(wàn)元。第四，安全可美化環(huán)境。配備自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，各種安全機(jī)構(gòu)，自動(dòng)報(bào)警，消防系統(tǒng)及其他防范設(shè)施。汽車不會(huì)損壞，丟失。因地制宜，利用零星空地，配以外形美觀的車庫(kù)，美化城市環(huán)境[2]。對(duì)立體車庫(kù)的系統(tǒng)理論研究較少，特別是對(duì)立體車庫(kù)的主體框架鋼結(jié)構(gòu)精確理論計(jì)算和結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)較少，不能深化產(chǎn)業(yè)。通過(guò)有限元技術(shù)可以節(jié)約設(shè)計(jì)成本和制造費(fèi)用，快速響應(yīng)市場(chǎng)需求，增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力，深化我國(guó)的立體車庫(kù)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。從機(jī)械式立體車庫(kù)的類型看，應(yīng)用較多的是升降橫移類，占總量的83％，其所占比例隨著機(jī)械立體車庫(kù)在我國(guó)還是新興產(chǎn)業(yè)，具有廣闊的發(fā)展前景，國(guó)家經(jīng)貿(mào)委將“城市立體車庫(kù)”列為“近期行業(yè)技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)”。然而目前我國(guó)立體車庫(kù)行業(yè)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)未能完善統(tǒng)一：許多立體車庫(kù)生產(chǎn)廠家以仿制為主，自主開(kāi)發(fā)能力弱，缺乏自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)；式立體車庫(kù)的發(fā)展還會(huì)繼續(xù)上升。所以本文在升降橫移式立體車庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，深入地對(duì)升降橫移式立體車庫(kù)的主體框架與載車板進(jìn)行有限元分析是十分必要、迫切。1.2PLC的基本結(jié)構(gòu)1.中央處理器（CPU）中央處理器（CPU）是PLC的控制核心。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能：a.接收并存儲(chǔ)從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢測(cè)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(yǔ)法錯(cuò)誤。2.存儲(chǔ)器可編程控制器的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序）的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放用戶程序的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器，所以又分為用戶存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分。輸入輸出信號(hào)有開(kāi)關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種，以開(kāi)關(guān)量最普遍。4.輸出信號(hào)電路可編程控制器的輸出有：繼電器輸出（M）、晶體管輸出（T）、晶閘管輸出（SSR）三種輸出形式。5.電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般小型PLC的電源輸出為兩部分：一部分供PLC內(nèi)部電路工作；一部分向外提供給現(xiàn)場(chǎng)傳感器等的工作電源。1.3PLC的工作原理PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個(gè)掃描周期主要可分為3個(gè)階段。1.輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉出入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，而這些變化必須等到下一步周期的輸入刷新階段才能被讀入。2.程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入端的控制程序，從第一條開(kāi)始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部輔助存儲(chǔ)器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。3.輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器），并通過(guò)一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。由此可見(jiàn)，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成PLC一個(gè)工作周期，因此稱為循環(huán)掃描方式。顯示掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出之后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但是由于其對(duì)I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對(duì)有變化的進(jìn)行刷新，這對(duì)一般的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力?？傊琍LC采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設(shè)備的最大特點(diǎn)之一。1.4PLC發(fā)展新動(dòng)向PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。1：產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展大：I/O點(diǎn)數(shù)達(dá)14336點(diǎn)、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。2：PLC在閉環(huán)過(guò)程控制中應(yīng)用日益廣泛3：不斷加強(qiáng)通訊功能4：.新器件和模塊不斷推出高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EPROM或RAM的智能I/O模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊等專用化模塊。5：編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語(yǔ)言趨向標(biāo)準(zhǔn)化有各種簡(jiǎn)單或復(fù)雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng)6：發(fā)展容錯(cuò)技術(shù)采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。7：追求軟硬件的標(biāo)準(zhǔn)化。1.5PLC發(fā)展歷史起源：1968年美國(guó)通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司研制出了第一臺(tái)可編程控制器PDP—14，在美國(guó)通用汽車公司的生產(chǎn)線上試用成功，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這是第一代可編程序控制器，稱Programmable，是世界上公認(rèn)的第一臺(tái)PLC。1969年，美國(guó)研制出世界第一臺(tái)PDP-141971年，日本研制出第一臺(tái)DCS-81973年，德國(guó)研制出第一臺(tái)PLC1974年，中國(guó)研制出第一臺(tái)PLC發(fā)展：20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC）。20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。20世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30～40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。1.6PLC的選型現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的PLC有三菱、西門子、歐姆龍、松下等。三菱PLC結(jié)構(gòu)靈活、傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬穩(wěn)定、范圍廣、成本低、適用面廣但是數(shù)據(jù)處理比西門子弱。西門子PLC性能強(qiáng)大、可操作性強(qiáng)、有相配套的伺服系統(tǒng)和組態(tài)軟件但是價(jià)錢太高。2內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案2.1技術(shù)參數(shù)和條件利用PLC控制停車場(chǎng)的空位顯示，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。停車場(chǎng)的空位為200個(gè)，停車場(chǎng)全空是啟動(dòng)按鈕SB1后，根據(jù)出口，入口的車輛檢測(cè)傳感器S1、S2的檢測(cè)，計(jì)算是否有空位？若有空位，點(diǎn)亮入口的綠色指示燈L1，則點(diǎn)亮入口的紅色指示燈L2。1、停車場(chǎng)的空位有200個(gè)。2、啟動(dòng)按鈕SB1在停車場(chǎng)全空時(shí)按下，另設(shè)停止按鈕SB2。3、出口、入口的車輛檢測(cè)傳感器各1個(gè)，用來(lái)檢測(cè)車輛的進(jìn)出。4、入口的指示燈兩個(gè)，用來(lái)指示有無(wú)空位。2.2整體方案設(shè)計(jì)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。通過(guò)在停車場(chǎng)進(jìn)出口的傳感器感應(yīng)車輛的出入，從而輸出信號(hào)。入口有兩個(gè)燈，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200。加減計(jì)數(shù)器隨著車輛的進(jìn)出而加減，一旦計(jì)數(shù)器達(dá)到200，入口出得紅燈就亮，提醒司機(jī)朋友此停車場(chǎng)的停車位已滿。而其他時(shí)候都為綠燈，表示此停車場(chǎng)還有停車位。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布3.1整體框架1．入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)1#→2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)2#→1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。2．出庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)經(jīng)過(guò)2#→1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)1#→2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。3．設(shè)計(jì)一個(gè)由兩位數(shù)碼管及相應(yīng)的輔助元件組成的顯示電路，顯示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。3.2傳感器型號(hào)參數(shù)所選用的各種傳感器型號(hào)及其參數(shù)如表2.2所示：表2.2所選傳感器型號(hào)、參數(shù)一覽表傳感器名稱傳感器參數(shù)光電傳感器：Q23系列偏振反射板式光電傳感器：Q23系列偏振反射板式Q23系列對(duì)射板式發(fā)射器（E）型號(hào)：Q236EQ23系列對(duì)射板式接受器（R）型號(hào)：Q23SN6R檢測(cè)距離：8m供電電壓：24Vdc輸出形式：互補(bǔ)型固態(tài)NPN特點(diǎn)：聚焦式焦距為50mm?短距離和長(zhǎng)距離直接反射式以及光纖式?可見(jiàn)紅色光源易于安裝及對(duì)準(zhǔn)?帶自診斷功能，有LED狀態(tài)指示燈?10～30Vdc供電電壓?互補(bǔ)型輸出?樹(shù)脂密封電路及堅(jiān)固的ABS外殼?防護(hù)等級(jí)IP67和NEMA6?可選電纜式或接插件式接線方式?產(chǎn)品附帶安裝支架橋式測(cè)力稱重傳感器型號(hào)：CYB-605S供橋電壓：10~24V輸出靈敏度：≈2.0mV/V、4~20mA、1~5V非線性：0.02%FS重復(fù)性：0.015%FS遲滯：0.02%FS蠕變：0.02%FS/30min靈敏度溫漂：0.0016%FS/℃零點(diǎn)溫漂：0.0026%FS/℃零點(diǎn)平衡：±1.0%FS輸入阻抗：365±5輸出阻抗：365±3絕緣電阻：5000M溫度補(bǔ)償范圍：-10~55℃工作溫度范圍：-35~85℃安全過(guò)載能力：150%FS極限過(guò)載能力：200%FS傳感器材料：不銹鋼/合金鋼引線方式：直接引線3.3IC卡檢測(cè)儀IC卡儀器是用于識(shí)別身份的裝置，當(dāng)車主無(wú)接觸刷卡時(shí)，信號(hào)傳到PLC，通過(guò)程序的運(yùn)行使道閘打開(kāi)，車輛駛?cè)搿?管理系統(tǒng)總體本管理系統(tǒng)采用可編程控制器[PLC]控制車輛出入庫(kù)流程，單片機(jī)控制讀卡部分[2.3]。PLC系統(tǒng)和讀卡機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行串行通信，使整個(gè)系統(tǒng)合作完成車輛出入庫(kù)智能化集中管理工作。此外，另一部分票務(wù)系統(tǒng)用PC機(jī)來(lái)管理，可與PLC測(cè)控系統(tǒng)通過(guò)串行通信構(gòu)成一個(gè)完整的上、下位機(jī)管理系統(tǒng)。根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)可劃分為基于PLC的測(cè)控電路設(shè)計(jì)、基本8051單片機(jī)的讀卡器設(shè)計(jì)和讀卡器與PLC主控器之間的串行通信電路設(shè)計(jì)等三大部分，2PLC測(cè)控電路PLC測(cè)控電路主要由檢測(cè)量輸入部分、控制量輸出部分、控制運(yùn)算部分三大部分組成下面分別介紹各部分的設(shè)計(jì)方法。3PLC測(cè)控電路設(shè)計(jì)PLC測(cè)控電路主要由檢測(cè)量輸入部分、控制量輸出部分、控制運(yùn)算部分三大部分組成。3.4PLC選型及I／O點(diǎn)分配設(shè)計(jì)中采用內(nèi)存為3．2K，最大I／0點(diǎn)數(shù)640點(diǎn)的微處理器，電源使用帶有24VDC和AC110—120／220—240V的使用電源根據(jù)系統(tǒng)控制要求，本系統(tǒng)需計(jì)數(shù)器1個(gè)，定時(shí)器2個(gè)，16個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)，所選PLC類型滿足系統(tǒng)要求。3.5PLC輸入電路設(shè)計(jì)PLC依據(jù)接收到的車輛檢測(cè)信號(hào)判斷是否允許車輛通過(guò)道口，因此車輛檢測(cè)器的選用與輸入通道的接口電路設(shè)計(jì)是非常重要的。3．5．1車輛檢測(cè)器車輛檢測(cè)器又稱車輛感應(yīng)器、地感感應(yīng)器或地感線圈，由一組環(huán)線圈與電流感應(yīng)數(shù)字電路板組成，地感線圈埋于道口欄桿前后地下5～10cm處，當(dāng)線圈上面沒(méi)有車輛時(shí)，車輛感應(yīng)器和地感線圈之間產(chǎn)生一個(gè)平衡點(diǎn)，車輛感應(yīng)器輸出一個(gè)低電平到CPU；當(dāng)?shù)馗芯€圈上面有車輛時(shí)，地感線圈形成的磁場(chǎng)分布狀況發(fā)生改變，車輛感應(yīng)器輸出高電平到CPU。PLC通過(guò)對(duì)兩個(gè)信號(hào)進(jìn)測(cè)判斷，即可得到所需的車輛檢測(cè)信號(hào)。3．5．2輸入接口電路為了保證能在惡劣的環(huán)境中使用，PLC輸入接口需采用隔離措施。采用光電耦合器為電流輸入型，能有效地避免輸入端引線可能引入的電磁場(chǎng)干擾和輻射干擾。3.6PLC輸出電路設(shè)計(jì)PLC通過(guò)控制直流電動(dòng)機(jī)的起、停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和調(diào)速來(lái)驅(qū)動(dòng)道閘按要求抬起和降落，從而對(duì)出人道口的車輛進(jìn)行放行或禁行。此外通過(guò)控制指示燈指示車輛通行情況，控制顯示牌顯示車庫(kù)存放車輛情況。3.7系統(tǒng)整體框圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)光傳感器進(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)的車輛數(shù)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛輸入庫(kù)管理。3.8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)出車庫(kù)的是否是車輛，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，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)。3.9I/O口地址分配電氣元件PLC元件功能電氣元件PLC元件功能輸入光電傳感器1X0檢測(cè)車是否進(jìn)入輸出電機(jī)正轉(zhuǎn)繼電器Y8門上升光電傳感器2X1檢測(cè)車是否進(jìn)入電機(jī)反轉(zhuǎn)繼電器Y9門下降IC卡啟動(dòng)信號(hào)X2身份驗(yàn)證

蜂鳴器Y6車輛出入庫(kù)報(bào)警稱重傳感器1X3檢測(cè)入庫(kù)開(kāi)門報(bào)警燈Y7車庫(kù)滿了報(bào)警稱重傳感器2X4檢測(cè)出庫(kù)開(kāi)門數(shù)碼管位選Y4，Y5數(shù)碼管顯示到位行程開(kāi)關(guān)1X5門上限

數(shù)碼管段選Y3Y2Y1Y0數(shù)碼管顯示內(nèi)容到位行程開(kāi)關(guān)2X6門下限車庫(kù)啟用按鈕X7復(fù)位寄存器數(shù)碼管啟用開(kāi)關(guān)X8啟用數(shù)碼管4程序設(shè)計(jì)4.1控制要求（1）入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)1#→2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)2#→1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。（2）出庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)經(jīng)過(guò)2#→1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)1#→2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。（3）設(shè)計(jì)一個(gè)由兩位數(shù)碼管及相應(yīng)的輔助元件組成的顯示電路，顯示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。4.2程序流程圖開(kāi)始程序初始化傳感器A發(fā)出信號(hào)PLC起動(dòng)計(jì)數(shù)器C0開(kāi)始程序初始化傳感器A發(fā)出信號(hào)PLC起動(dòng)計(jì)數(shù)器C0車輛數(shù)量=50？紅燈亮綠燈亮，車庫(kù)門動(dòng)作傳感器B發(fā)出信號(hào)計(jì)數(shù)器C0加1傳感器C發(fā)送信號(hào)出口門動(dòng)作，計(jì)數(shù)器C0減1結(jié)束YN4.3計(jì)數(shù)邏輯（1）光傳感器的接收被遮斷時(shí)，定義“有信號(hào)”；（2）傳感器1#完成脈沖同時(shí)2#有信號(hào)，啟動(dòng)增計(jì)數(shù)邏輯；（3）傳感器2#完成脈沖同時(shí)1#有信號(hào)，啟動(dòng)減計(jì)數(shù)邏輯（4）傳感器1#和傳感器2#都完成脈沖后進(jìn)行相應(yīng)計(jì)數(shù)動(dòng)作；（5）傳感器1#和傳感器2#都沒(méi)有信號(hào)后進(jìn)行小復(fù)位動(dòng)作；（6）增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的啟動(dòng)邏輯互鎖；（7）增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的進(jìn)行邏輯互鎖；（8）計(jì)數(shù)值超過(guò)+99后從零開(kāi)始計(jì)數(shù)并未報(bào)警（發(fā)光二極管或者蜂鳴器）10001啟動(dòng)100061#傳感器10002停止100072#傳感器

10003清零00001倉(cāng)庫(kù)空顯示10004=“1”入庫(kù)操作10004=“0”出庫(kù)操作10005=“1”前進(jìn)操作10005=“0”后退操作4.4梯形圖1、控制門程序圖4.1控制門程序車輛入庫(kù)時(shí)，IC卡確認(rèn)后從X2輸入后使M0為ON，且X3同時(shí)接通使Y8置為ON，電機(jī)正轉(zhuǎn)使門打開(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)X5使Y8置為OFF,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車輛通過(guò)門，行至規(guī)定位置后，觸動(dòng)稱重傳感器2使X4置為ON，使的Y9置為ON，電機(jī)反轉(zhuǎn)使門關(guān)閉，當(dāng)?shù)篱l碰到到位開(kāi)關(guān)2后X6接通后使Y9置為OFF，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。汽車出庫(kù)時(shí)，當(dāng)光電傳感器2得到信號(hào)后使X1得到信號(hào)后Y8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Y8為OFF，電機(jī)停止正轉(zhuǎn)，車輛通過(guò)道閘行置稱重傳感器1后使Y9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Y9為OFF，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2、車輛計(jì)數(shù)程序圖4.2車輛計(jì)數(shù)程序當(dāng)X7接通后，車庫(kù)啟用寄存器D0復(fù)位，車輛入庫(kù)時(shí)當(dāng)光電傳感器1得到信號(hào)后X0接通后，M3置為“1”，等到光電傳感器2的到信號(hào)后X1為ON時(shí)寄存器D1加1，同時(shí)對(duì)M3復(fù)位；在車輛出庫(kù)時(shí)，光電傳感器2得到信號(hào)后X1接通后M4置為“1”，等到光電傳感器1得到信號(hào)后X0為ON時(shí)寄存器D0減1。當(dāng)車庫(kù)進(jìn)出庫(kù)時(shí)，計(jì)時(shí)30秒后，T0和T1接通Y6置“1”，蜂鳴器報(bào)警拉響。3、數(shù)碼管顯示程序圖4.3數(shù)碼管顯示程序接通X8開(kāi)關(guān)，數(shù)碼管啟用，將寄存器D0內(nèi)的數(shù)轉(zhuǎn)換為成BCD碼，即Y3~Y0，Y4，Y5為片選信號(hào)，顯示的數(shù)據(jù)分別存在D1，D2中，D1表示十位，D2表示個(gè)位，若當(dāng)D0為50時(shí)即車庫(kù)已滿，M6置“1”，報(bào)警燈進(jìn)行報(bào)警。結(jié)束語(yǔ)本設(shè)計(jì)采用光傳感器采集信號(hào)，使用PLC控制，用數(shù)碼管顯示，本設(shè)計(jì)可以可靠準(zhǔn)確的完成了車輛出入庫(kù)時(shí)的統(tǒng)計(jì)和顯示工作，無(wú)論車輛往返情況如何，都不會(huì)出現(xiàn)誤計(jì)數(shù)和漏計(jì)數(shù)，在外界干擾情況較大的情況下，都不會(huì)出現(xiàn)相關(guān)的誤計(jì)數(shù)。兩個(gè)LED數(shù)碼管顯示，既經(jīng)濟(jì)實(shí)用又方便。本設(shè)計(jì)具有以下優(yōu)點(diǎn)：計(jì)數(shù)動(dòng)作準(zhǔn)確可靠，設(shè)備安裝簡(jiǎn)單，性價(jià)比高，自動(dòng)化程度高，抗干擾能力強(qiáng)，剩余端口便于其他功能的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)針對(duì)性地查找資料，了解有關(guān)PLC方面的資料，既增長(zhǎng)了自己的知識(shí)面，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)，又提高了自己的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)過(guò)的課本理論知識(shí)起到了很好的溫習(xí)作用。通過(guò)對(duì)車庫(kù)車輛出入庫(kù)管理設(shè)計(jì)，讓我很好的運(yùn)用了PLC的知識(shí)，對(duì)課本知識(shí)進(jìn)一步的消化和鞏固。隨著汽車特別是私有汽車的普及使用，對(duì)大型停車廠系統(tǒng)的集中化和智能化的安全性管理已經(jīng)成為大規(guī)模停車服務(wù)管理的必然趨勢(shì)。針對(duì)現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來(lái)的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計(jì)方法，建立一套基于PLC車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛出入庫(kù)，數(shù)量統(tǒng)計(jì)、信息查詢過(guò)程的自動(dòng)化，就顯得十分必要。建立提高停車場(chǎng)利用率和方便駕車者的信息系統(tǒng)，通過(guò)信息顯示牌向?qū)ふ彝＼噲?chǎng)的駕車者提供空閑停車場(chǎng)的位置和停車位的滿空狀況，以及誘導(dǎo)路線指南等信息，最大限度地提高了停車場(chǎng)的使用率。顯示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量外，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)化的科學(xué)管理