PLC停車場管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案(雷志林)

1、作者：Pan Hon glia ng僅供個(gè)人學(xué)習(xí)國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定維修電工技師論文（國家職業(yè)資格二級）論文題目：基于PLC停車場立體車庫控制系統(tǒng)身份證號：準(zhǔn)考證號：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

2、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)對停車場管理的設(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乍為中央控制處理，停車 場空位指示可利用價(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)目錄第一章緒論11.1國內(nèi)外智能停車場管理系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn)狀 11.2智能停車場管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 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

3、工作原理 4第三章停車場管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 63.1車輛出入庫管理系統(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 114.51/0 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 14463操作面板設(shè)計(jì) 14464順序功能圖15465 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17控制程序梯形圖195.2控制程序指令20道閘控制程序20車輛計(jì)數(shù)程序 21故障報(bào)警程序22

4、5.2.4 A/D轉(zhuǎn)換控制程序.23第六章致謝24參考文獻(xiàn).25第一章緒論1.1國內(nèi)外智能停車場管理系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀目前我國的智能停車場管理系統(tǒng)根據(jù)停車場類型的不同， 設(shè)備配置也不相同。 有些簡單停車場管理系統(tǒng)僅設(shè)置欄桿機(jī)，出入口設(shè)在一起，多靠人工管理，這類型的停車場多見于一些小型小區(qū)、 大廈、機(jī)關(guān)等場所。還有一些路內(nèi)停車場采用 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， 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)及大型公共停車場等場所。國外一些發(fā)達(dá)國家的智能停

5、車場建設(shè)及管理系統(tǒng)的應(yīng)用相對要成熟一些，比如柏林、東京、紐約等國外的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 之一的停車場系統(tǒng)，其智能化程度要相對高一些，停車管理相對方便快捷，比如 新加坡的樟宜機(jī)場是亞洲最繁忙的空港之一， 設(shè)有三個(gè)停車場，共3300個(gè)車位， 停車場收費(fèi)完全自動(dòng)化，停車場內(nèi)看不到一

6、個(gè)管理人員。值班人員只在辦公室遠(yuǎn) 程監(jiān)測停車場的運(yùn)行情況，以備處理應(yīng)急事件。1.2智能停車場管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢目前智能停車場管理系統(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)對智能停車場管理系統(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

7、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)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)每年汽車增長率 都以50%-80%勺速度增長，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)的社會問題日 趨嚴(yán)重。停車所涉及的社會問題是多方面的， 涉及城市規(guī)劃、汽車保有量的增長 與停車資源配套的失衡、軌道交通停車配套等諸多問題。面對這一系列難題，智能化停車管理系統(tǒng)必為

8、大勢所趨。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)今的停車場車位控 制系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進(jìn)可靠的停車場控制系統(tǒng)在停車場管理系統(tǒng) 中的作用越來越大。利用PLC控制停車的停車場管理系統(tǒng)是一種高效快捷、公正 準(zhǔn)確、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的停車場管理手段，是停車場對于車輛實(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。而從趨勢上看，智能停車場管理系統(tǒng)應(yīng)向更高程度的智能化、合理化、人性化

9、方向發(fā)展。比如在智能化方面要更便于整個(gè)停車場的維護(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，避免一方面車輛亂停，另一方面停 車場內(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。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器，用于其內(nèi)部存儲程序，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

10、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。但可編程控制 器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(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

11、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。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帶有硬件故障自我檢測功能，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

12、場合。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

13、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、小批量的生產(chǎn)場合。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，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)

14、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，存儲器采用磁芯存儲器。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)包括簡單易懂，便于安裝

15、， 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)

16、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.2.3PLC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器中的程序，按指令步序號（或 地址號）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

17、，直至程序結(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，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(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

18、的通斷狀態(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。第三章停車場管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案3.1車輛出入庫管理系統(tǒng)工作流程圖圖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，有車輛的檢測開始道閘在關(guān)閉位置自動(dòng)手動(dòng)觸動(dòng)稱重傳感器1、按下觸摸屏打 開控制觸動(dòng)稱重傳感器2檢測到正確的IC卡信號r道閘打、否匕/道閘打、否開/否道閘打開車輛進(jìn)庫ZfZ經(jīng)過光電傳感器1#，再經(jīng)過2#,寄存器加1J)車輛出庫車輛出入庫經(jīng)過光電傳感 器2#，再經(jīng)過 1#,寄存器減1經(jīng)過兩個(gè)光電 傳感器，寄存 器相應(yīng)加減1LJ

19、觸動(dòng)稱重傳感器1* .按下觸摸屏關(guān) 閉控制觸動(dòng)稱重傳感器2道閘關(guān)閉結(jié)束識別功能，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3.2系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件汽車檢測功能汽車檢測的功能主要表現(xiàn)在對車輛身份的識別與車輛到位的檢測，當(dāng)檢測功能完成時(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，檢測正確后將車主信號傳到 PLC控制器中，完成身份識別。車輛到位檢測：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

20、統(tǒng)檢測到壓力傳感信號，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，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

21、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 控制面板圖最上邊是車位顯示指示燈，用來顯示停車場是否有空位，當(dāng)綠燈一直亮著時(shí) 就表示這個(gè)時(shí)候停車場還有空位，當(dāng)紅燈亮的時(shí)候就說明這個(gè)停車場沒有空位了。 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)按鈕然后對應(yīng)的指示燈就 會亮，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)出停車場的時(shí)候， 傳感器接收到信號后，對應(yīng)的燈 就會亮一下，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)到停車場車位

22、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)誤信號1:在車輛檢測中，IC卡信息檢測錯(cuò)誤，導(dǎo)致報(bào)警。錯(cuò)誤信號2:在車輛出入庫單道管理中，會出現(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。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

23、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

24、.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，以此來輸入信號至主控制器 PLC當(dāng) PLC采集到信號，并經(jīng)過相關(guān)分析處理后，通過輸出端口將信號送至 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輸出信號壓力傳感器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

25、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

26、、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場和 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狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映 輸出鎖存器狀態(tài)。編程設(shè)備用來生成、檢查和修改用戶程序，還可以用來監(jiān)視用戶程序的執(zhí) 行情況。它的體積小，攜帶方便，一般用來給小型 PLC編程，或者用于現(xiàn)場調(diào)試 和維護(hù)。停車場空位顯示PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用PLCE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。車輛進(jìn)出停車場是由 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，硬件也相對簡單，提高了控制系統(tǒng)的可靠性。另外它的編程語言也相對 簡單。462外部接線

27、圖圖4-4 PLC的外部接線圖說明：S1和S2分別是出口和進(jìn)口的傳感器開關(guān)，用來給輸入信號，在這里 加了兩個(gè)LED用來顯示車輛的進(jìn)出情況，當(dāng)有車出停車場和進(jìn)入停車場的時(shí)候指 示燈1和2分別亮著提示一下。463操作面板設(shè)計(jì)圖4-5控制面板圖說明：最上邊是車位顯示指示燈，用來顯示停車場是否有空位，當(dāng)綠燈一直 亮著時(shí)就表示這個(gè)時(shí)候停車場還有空位，當(dāng)紅燈亮的時(shí)候就說明這個(gè)停車場沒有 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)按鈕然后對應(yīng)的 指示燈就會亮，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)出停車場的時(shí)候，傳感器接收到信號后， 對

28、應(yīng)的等就會亮一下，是用來監(jiān)視進(jìn)出情況用的，即某一段時(shí)間停車場的進(jìn)出頻 繁程度用的。順序功能圖圖4-6 順序功能圖說明：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有信號說明有車輛出去，計(jì)數(shù)器 C200減一，S2有信號說明有車輛進(jìn)入停車場，計(jì)數(shù)器 C200加一，當(dāng)C200計(jì)數(shù) 沒有達(dá)到30時(shí)丫1綠燈亮，說明該停車場有空位，當(dāng) C200計(jì)數(shù)達(dá)到30時(shí)丫2紅 燈亮，顯示該停車場沒空位。465梯形圖圖4-7 梯形圖說明：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

29、減法計(jì)數(shù)器。Y1是綠燈，丫2是紅燈。第五章系統(tǒng)的軟件與程序5.1梯形圖梯形圖圖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。通過在停車場進(jìn)出口的傳感器感應(yīng)車輛的出入， 從而輸入信號。入口出有兩個(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30。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30,入口處的紅燈就亮，提醒司機(jī)朋友此停車場的停車位已滿。 而其他時(shí)候進(jìn) 口處都是綠燈，表示此停車場還有可停車位。控制程序梯形圖圖5-2控制程序梯形圖5.2控制程序指令道閘控制程序圖5-3道閘控制程序自動(dòng)控制：車輛入庫

30、時(shí)，有正確的IC卡信號從X002輸入后使M0 M3為ON且X005 同時(shí)接通使丫001置為on電機(jī)正轉(zhuǎn)使道閘打開，當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的打開位置后觸動(dòng) 到位行程開關(guān)X010使丫001置為OFF,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，車輛通過道閘，行至規(guī)定 位置后，觸動(dòng)稱重傳感器2使X006置為ON使的丫002置為ON電機(jī)反轉(zhuǎn)使道 閘關(guān)閉，當(dāng)?shù)篱l碰到到位開關(guān)2后X011接通后使丫002置為OFF電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 汽車出庫時(shí)，當(dāng)光電傳感器2得到信號后使X001得到信號后丫001置為ON使 電機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開，當(dāng)碰到到位開關(guān) 1時(shí)使得丫001為OFF電機(jī)停止正轉(zhuǎn)， 車輛通過道閘行置稱重傳感器1后使丫002為ON電機(jī)反轉(zhuǎn)使得道閘關(guān)閉，當(dāng)

31、碰 到到位開關(guān)2時(shí)使丫002為OFF電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。M3為ON時(shí)丫003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)使丫001置為ON道閘打開，當(dāng)按下 X004時(shí)使丫002置為ON 道閘關(guān)閉。522車輛計(jì)數(shù)程序圖5-4車輛計(jì)數(shù)程序?qū)1 M2復(fù)位后，車輛入庫時(shí)當(dāng)光電傳感器1得到信號后X000接通后，M1 置為“ 1”，等到光電傳感器2的到信號后X001為ON時(shí)寄存器D1加1,同時(shí)對 M1復(fù)位；在車輛出庫時(shí)，光電傳感器 2得到信號后X001接通后M2置為“1”， 等到光電傳感器1得到信號后X000為ON時(shí)寄存器D1減1，當(dāng)X014接通后寄存 器D1復(fù)位。故障報(bào)警程序圖5-5鼓掌報(bào)警程序當(dāng)

32、M1被置1后定時(shí)器T0開始計(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ONK自鎖；當(dāng)IC卡的錯(cuò)誤信號從 X012傳入后，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

33、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完成。（1）硬件調(diào)試：接通電源，檢查三菱FX2N-48MF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)試：按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語法的檢查，正確后設(shè)置正確的 通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器 ROM中，進(jìn)行下一步的調(diào)試。(3) 運(yùn)行調(diào)試:在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上， 打開三菱FX2N-48MF可編程控制器的 “RUN開關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察運(yùn)行的情況，看是否是隨時(shí)按下停止按鈕可以停止 系統(tǒng)運(yùn)行，或者等

34、待100個(gè)脈沖后，系統(tǒng)是否停止運(yùn)行。第六章致謝詞感謝廣州市市二宮的全體老師給我這次學(xué)習(xí)維修電工技師的機(jī)會。我在學(xué)習(xí)期間得到了各位輔導(dǎo)老師的大力幫助，感謝輔導(dǎo)老師對我實(shí)操和理論知識細(xì)致無 微的輔導(dǎo)，使我在學(xué)習(xí)期間學(xué)到了很多新的維修電工知識。參考文獻(xiàn)1 胡泊，趙碧洋無人看護(hù)停車場的設(shè)計(jì)與仿真J.微計(jì)算機(jī)信息，2005,21(2) : 168-1692 張建民.智能控制原理及其應(yīng)用M.北京：冶金工業(yè)出版社，2003.6-503 王俊杰 王家楨.檢測技術(shù)與儀表M.武漢：武漢理工大學(xué)出版社，2002.352-3854 劉文杰，王娟，范俊波.停車場車流監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J.計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005，26

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