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摘 要 本文提出一種運(yùn)用可編程控制器（PLC）對(duì)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出及停放指示進(jìn)行管理的方案。本停車(chē)場(chǎng)由16位停車(chē)位、入口檢測(cè)器、出口檢測(cè)器、道閘管理系統(tǒng)、七段數(shù)碼管用來(lái)顯示車(chē)庫(kù)內(nèi)車(chē)輛數(shù)、尚有車(chē)位指示燈、車(chē)位已滿指示燈等部分組成。采用PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于PLC具有可靠性、易操作性、靈活性等優(yōu)點(diǎn)，因此，本控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)停車(chē)場(chǎng)相比，大大提高了設(shè)計(jì)效率，維護(hù)周期短、調(diào)試方便、成本較低、易操作、可靠性高，有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞：PLC；停車(chē)場(chǎng)管理；車(chē)位控制 目 錄 第1章 平面停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)需求分析…………………………………………… 1 1.1車(chē)場(chǎng)建設(shè)情況及其管理模式分析…………………………………………………………… 1 1.2平面停車(chē)場(chǎng)管理分析及其控制模式………………………………………………………… 1 1.3平面停車(chē)場(chǎng)控制需求描述…………………………………………………………………… 2 1.4停車(chē)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要功能模塊……………………………………………………………… 3 1.5停車(chē)場(chǎng)管理監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備……………………………………………………………… 4 第2章 可編程控制器（PLC）簡(jiǎn)介及發(fā)展趨勢(shì)…………………………………… 5 2.1PLC的起源……………………………………………………………………………………… 5 2.2PLC的特點(diǎn)……………………………………………………………………………………… 5 2.3PLC的發(fā)展的發(fā)展方向………………………………………………………………………… 6 2.4PLC的選型及簡(jiǎn)介……………………………………………………………………………… 7 2.5PLC的總結(jié)……………………………………………………………………………………… 8 第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)……………………………………………………………… 10 3.1七段數(shù)碼管的設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 10 3.2車(chē)位傳感器…………………………………………………………………………………… 11 3.3道閘管理系統(tǒng)………………………………………………………………………………… 14 3.4車(chē)位指示版…………………………………………………………………………………… 15 第4章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………… 16 4.1PLC外部輸入輸出點(diǎn)（I/O）………………………………………………………………… 16 4.2車(chē)輛進(jìn)庫(kù)……………………………………………………………………………………‥ 16 4.3車(chē)輛出庫(kù)……………………………………………………………………………………… 17 4.4車(chē)輛進(jìn)出庫(kù)梯形圖…………………………………………………………………………… 18 4.5軟件程序……………………………………………………………………………………… 19 第5章 課題總結(jié)及展望…………………………………………………………… 21 5.1課題總結(jié)……………………………………………………………………………………… 21 5.2 展望…………………………………………………………………………………………… 21 感謝致辭……………………………………………………………………………… 22 參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………… 23 第1章 平面停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)需求分析 1.1 停車(chē)場(chǎng)建筑情況及其管理模式分析 停車(chē)場(chǎng)根據(jù)建筑形式及停車(chē)場(chǎng)位置的不同分為園區(qū)地面停車(chē)場(chǎng)、建筑物地下平面停車(chē)場(chǎng)、專(zhuān)用停車(chē)樓及路邊臨時(shí)占道停車(chē)場(chǎng)。根據(jù)建筑物類(lèi)型及建筑物功能的不同又可分為： 1、市區(qū)公共建筑群大型停車(chē)場(chǎng)，該類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)規(guī)模龐大，停車(chē)位多，停車(chē)用戶(hù)流動(dòng)性大，用戶(hù)通常皆為臨時(shí)停車(chē)用戶(hù)。 2、綜合建筑樓專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng)，如各類(lèi)大型商場(chǎng)及商務(wù)樓群地下專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng)。該類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)停車(chē)位數(shù)量適中，停車(chē)用戶(hù)常分為辦公樓固定停車(chē)用戶(hù)人群及購(gòu)物顧客或訪客臨時(shí)停車(chē)用戶(hù)人群。此類(lèi)停車(chē)場(chǎng)通常白天工作時(shí)段車(chē)位緊張而夜晚非工作時(shí)段則車(chē)位大量空置。因此在管理模式上可實(shí)行分片分區(qū)管理，劃定專(zhuān)用的固定用戶(hù)停車(chē)區(qū)域及臨時(shí)用戶(hù)停車(chē)區(qū)域，在夜晚非工作時(shí)段將臨時(shí)用戶(hù)停車(chē)區(qū)域車(chē)位提供給周邊社區(qū)無(wú)配套停車(chē)位小區(qū)住宅用戶(hù)計(jì)時(shí)停車(chē)，提高設(shè)施利用率以提高社會(huì)配套設(shè)施的社會(huì)效益，緩解停車(chē)位置緊張的市場(chǎng)供需矛盾。 3、辦公區(qū)域?qū)Ｓ脠@區(qū)地面停車(chē)場(chǎng)。該類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)用戶(hù)也常分為固定用戶(hù)及臨時(shí)訪客用戶(hù)，由于園區(qū)露天管理模式使得對(duì)停車(chē)管理到固定車(chē)位的可能性很小，通常只能實(shí)現(xiàn)門(mén)禁管理出入權(quán)限。此類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)為防止盜車(chē)現(xiàn)象的發(fā)生則可采用攝像監(jiān)控，在出入口嚴(yán)格比對(duì)車(chē)輛攝像信息。對(duì)多出入口園區(qū)停車(chē)場(chǎng)管理還需做好聯(lián)網(wǎng)管理，數(shù)據(jù)共享，一卡通行。 4、住宅小區(qū)專(zhuān)用停車(chē)場(chǎng)，該類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)規(guī)模通常依據(jù)小區(qū)總戶(hù)數(shù)設(shè)計(jì)，停車(chē)類(lèi)型絕大多數(shù)應(yīng)為固定用戶(hù)停車(chē)，在管理模式上可不采用計(jì)時(shí)收費(fèi)而采用停車(chē)位相對(duì)固定，用戶(hù)卡預(yù)先充值付費(fèi)方式。為防止亂停車(chē)位及盜車(chē)現(xiàn)象，可加強(qiáng)車(chē)位動(dòng)態(tài)監(jiān)控結(jié)合門(mén)禁管理以達(dá)到有效監(jiān)控。 5、專(zhuān)用停車(chē)樓的建筑在設(shè)計(jì)上為停車(chē)場(chǎng)專(zhuān)用，可采用專(zhuān)用托舉設(shè)備結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)控制器、傳感器、計(jì)算機(jī)等智能設(shè)備實(shí)現(xiàn)停車(chē)、取車(chē)、車(chē)位監(jiān)視等過(guò)程的全自動(dòng)控制，并能做到空間的最高效利用。該類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)需在建筑設(shè)計(jì)的初期即根據(jù)專(zhuān)用設(shè)備規(guī)劃建筑的功能及形式，并且初期設(shè)備投入昂貴。 綜上所述可知無(wú)論哪一類(lèi)停車(chē)場(chǎng)地，其用戶(hù)皆可歸類(lèi)為臨時(shí)停車(chē)用戶(hù)和固定停車(chē)用戶(hù)兩類(lèi)。對(duì)臨時(shí)停車(chē)用戶(hù)，由于用戶(hù)流動(dòng)性大，為防止盜車(chē)現(xiàn)象發(fā)生，通常采用攝像監(jiān)控、比對(duì)出庫(kù)車(chē)輛信息、計(jì)時(shí)收費(fèi)的管理監(jiān)控模式。對(duì)固定停車(chē)用戶(hù)則通常采用停車(chē)用戶(hù)卡預(yù)先充值收費(fèi)，門(mén)禁系統(tǒng)結(jié)合車(chē)位監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)停車(chē)車(chē)輛及車(chē)位動(dòng)態(tài)監(jiān)控的管理、監(jiān)控模式。 鑒于此，本文在對(duì)典型停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上提出停車(chē)場(chǎng)管理及監(jiān)控系統(tǒng)的功能規(guī)劃及實(shí)施方案，并對(duì)其控制系統(tǒng)做詳細(xì)設(shè)計(jì)。 1.2 平面停車(chē)場(chǎng)管理及其控制需求分析 對(duì)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)行管理及控制需求分析是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，本節(jié)在分析停車(chē)場(chǎng)基本情況的基礎(chǔ)上分析該類(lèi)型停車(chē)場(chǎng)的控制及管理需求。 1、停車(chē)場(chǎng)基本情況分析 在對(duì)典型停車(chē)場(chǎng)基本情況進(jìn)行研究過(guò)程中由建筑設(shè)計(jì)單位提供圖形資料的一種典型的平面停車(chē)場(chǎng)在建筑形式上具有較好的代表性，本文以此停車(chē)場(chǎng)為例進(jìn)行的停車(chē)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)亦具有較好的廣泛性與代表性。圖1是該住宅小區(qū)的地下停車(chē)場(chǎng)的總平面圖。 圖1 停車(chē)場(chǎng)的總平面圖 2、入庫(kù)車(chē)輛地點(diǎn)變更邏輯分析 停車(chē)場(chǎng)內(nèi)不同停車(chē)區(qū)域可提供不同的服務(wù)，但進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)的車(chē)輛皆會(huì)進(jìn)行如圖2所示的地點(diǎn)變更。 圖2 入庫(kù)車(chē)輛地點(diǎn)變更邏輯圖 停車(chē)場(chǎng)車(chē)輛管理操作應(yīng)該從車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)開(kāi)始，到車(chē)輛出停車(chē)場(chǎng)結(jié)束，并針對(duì)不同類(lèi)型停車(chē)用戶(hù)的出入停車(chē)事件的發(fā)生做相關(guān)事件的記錄。車(chē)輛從入場(chǎng)到出場(chǎng)有固定的運(yùn)動(dòng)邏輯，從一個(gè)狀態(tài)到另一個(gè)狀態(tài)一般是不可逆的，這樣一來(lái)如果已知一個(gè)狀態(tài)就可準(zhǔn)確地預(yù)計(jì)車(chē)輛的下一個(gè)狀態(tài)，可實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的狀態(tài)追蹤。 1.3 平面停車(chē)場(chǎng)控制需求描述 停車(chē)場(chǎng)的管理及控制包含管理及控制兩部分運(yùn)行系統(tǒng)。 管理包括對(duì)用戶(hù)及其使用停車(chē)位情況等信息的管理；停車(chē)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)基本情況信息的管理及設(shè)備基本信息的管理。這些管理功能的實(shí)現(xiàn)由安裝在管理PC機(jī)內(nèi)的管理中心軟件完成，包含如下功能： 在線監(jiān)控所有各站點(diǎn)帳目狀況：如各時(shí)期收支情況、付款額度及次數(shù)、幣卡數(shù)量、種類(lèi)等、出入口當(dāng)前狀況、操作員姓名等；用戶(hù)卡的管理數(shù)據(jù)庫(kù)；帳目打印與數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)表；系統(tǒng)配置及建立停車(chē)系統(tǒng)及費(fèi)率設(shè)置等其他部件管理等；控制則主要是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)依據(jù)管理及控制流程進(jìn)行監(jiān)視與控制，該部分功能的實(shí)現(xiàn)由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及現(xiàn)場(chǎng)控制器及相關(guān)監(jiān)控軟件完成。主要包含如下功能： 1、自動(dòng)采集車(chē)輛出入車(chē)庫(kù)與車(chē)位的狀態(tài)； 2、根據(jù)車(chē)輛出入庫(kù)狀態(tài)自動(dòng)開(kāi)、關(guān)道閘并自動(dòng)開(kāi)啟； 3、對(duì)車(chē)位則自動(dòng)計(jì)數(shù)并能啟動(dòng)滿位紅燈亮； 4、車(chē)輛超過(guò)限制的車(chē)位區(qū)蜂鳴器報(bào)警，提示司機(jī)。 1.4 停車(chē)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要功能模塊 要實(shí)現(xiàn)上述監(jiān)控流程，停車(chē)場(chǎng)監(jiān)控及管理系統(tǒng)的基本組成為出入口控制系統(tǒng)；車(chē)路、車(chē)位監(jiān)控系統(tǒng)及管理系統(tǒng)。系統(tǒng)框圖如圖3所示。本文重點(diǎn)介紹管理監(jiān)控系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的功能設(shè)計(jì)、相關(guān)控制軟件的設(shè)計(jì)。對(duì)管理中心軟件的設(shè)計(jì)則不作介紹。 圖3 停車(chē)場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)框架 1、停車(chē)場(chǎng)入口控制系統(tǒng) 入口控制系統(tǒng)主要由入口票箱（內(nèi)置出卡機(jī)、感應(yīng)式讀卡器）、自動(dòng)道閘、車(chē)輛檢測(cè)線圈、控制器等設(shè)備組成。 用戶(hù)入場(chǎng)時(shí)在票箱處按鍵，票箱內(nèi)發(fā)卡器發(fā)送一張IC卡至入口票箱出卡口，同時(shí)完成讀卡過(guò)程。讀卡器與PC機(jī)通信，記錄讀卡事件相關(guān)數(shù)據(jù)如：卡號(hào)、讀卡時(shí)間等。同時(shí)發(fā)信息通知控制器啟動(dòng)入口攝像機(jī)，拍攝入庫(kù)車(chē)輛圖像并依據(jù)相應(yīng)卡號(hào)存入管理數(shù)據(jù)庫(kù)?？刂破鏖_(kāi)啟道閘放行車(chē)輛，車(chē)輛通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)傳感器后，控制器關(guān)閉道閘并記錄入庫(kù)車(chē)輛數(shù)目，車(chē)位滿時(shí)，紅燈亮顯示“滿位”。 2、停車(chē)場(chǎng)出口控制系統(tǒng) 出口控制系統(tǒng)部分主要由出口讀卡器、自動(dòng)道閘、車(chē)輛檢測(cè)線圈、照相機(jī)及控制器組成。 用戶(hù)車(chē)輛出場(chǎng)時(shí)，在出口讀卡器處讀卡，同時(shí)啟動(dòng)照相機(jī)拍照，PC機(jī)依據(jù)讀取的卡號(hào)調(diào)用出入口兩幅相同卡號(hào)的圖像人工比對(duì)。管理軟件依據(jù)入場(chǎng)及出場(chǎng)時(shí)間及計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)費(fèi)，司機(jī)繳費(fèi)；在收費(fèi)及圖像比對(duì)無(wú)誤后，管理人員按鍵開(kāi)啟道閘放行。車(chē)輛檢測(cè)傳感器檢測(cè)到車(chē)輛離場(chǎng)后道閘關(guān)閉，停車(chē)位計(jì)數(shù)器加一，管理系統(tǒng)將該車(chē)?yán)U費(fèi)信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)。 3、車(chē)位狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng) 在用戶(hù)停車(chē)場(chǎng)管理中若按照通常系統(tǒng)構(gòu)成僅利用出入口門(mén)禁系統(tǒng)進(jìn)行出入權(quán)限管理，對(duì)車(chē)輛進(jìn)入時(shí)的亂停放現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控。在本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，利用車(chē)位傳感器構(gòu)成車(chē)位狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)。 4、停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng) 停車(chē)場(chǎng)收費(fèi)管理處內(nèi)設(shè)備由管理PC機(jī)、系統(tǒng)管理軟件、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)、IC卡讀寫(xiě)器、報(bào)表打印機(jī)、對(duì)講系統(tǒng)、收費(fèi)顯示器組成。管理PC機(jī)通過(guò)系統(tǒng)管理軟件與IC卡讀寫(xiě)器系統(tǒng)、出入口控制器通信，負(fù)責(zé)讀寫(xiě)IC卡信息；存儲(chǔ)并管理用戶(hù)卡及車(chē)位信息；統(tǒng)計(jì)分析計(jì)費(fèi)及管理情況；查詢(xún)、打 印報(bào)表；系統(tǒng)維護(hù)等功能。 1.5 停車(chē)場(chǎng)管理監(jiān)控系統(tǒng)主要設(shè)備 停車(chē)場(chǎng)管理及監(jiān)控系統(tǒng)需要有如下的設(shè)備作為硬件支撐： 1、管理PC機(jī) 管理計(jì)算機(jī)配備相應(yīng)的停車(chē)場(chǎng)系統(tǒng)管理軟件，實(shí)現(xiàn)日常運(yùn)營(yíng)管理如計(jì)時(shí)計(jì)費(fèi)、車(chē)位及收費(fèi)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、數(shù)據(jù)信息管理、圖像采集、顯示、對(duì)比等管理功能。 2、現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC 本文系統(tǒng)采用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制器，匯總現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及PC機(jī)傳來(lái)的各類(lèi)輸入信息，根據(jù)管理及監(jiān)控流程進(jìn)行信息處理，輸出控制信號(hào)，控制停車(chē)場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作，并向管理PC機(jī)傳送現(xiàn)場(chǎng)信息。 3、讀卡器 在設(shè)有門(mén)禁控制的管理場(chǎng)所，讀卡器被廣泛應(yīng)用，停車(chē)場(chǎng)的讀卡器根據(jù)所用卡片讀卡感應(yīng)距離的不同分為短、中、長(zhǎng)及遠(yuǎn)距離讀卡器系統(tǒng)。讀卡器讀取與輛、車(chē)位一一對(duì)應(yīng)的用戶(hù)卡信息，通過(guò)上述信息對(duì)車(chē)輛的出入進(jìn)行記錄與管理。 4、車(chē)輛檢測(cè)器及地感線圈 車(chē)輛到達(dá)出入口的情況和位置需要系統(tǒng)能自動(dòng)探測(cè)到，這就需要在出入口的適當(dāng)位置設(shè)置光電傳感器作為檢測(cè)器。當(dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)檢測(cè)器產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)作為輸入信號(hào)傳給現(xiàn)場(chǎng)控制器以便控制。 一般在停車(chē)場(chǎng)出入口各設(shè)置兩套車(chē)輛檢測(cè)器。一套在道閘前，檢查車(chē)輛到達(dá)情況啟動(dòng)讀卡，一套在道閘后檢查車(chē)輛的離場(chǎng)或入場(chǎng)情況。同時(shí)還可在道閘桿下部設(shè)超聲波車(chē)輛檢測(cè)器，與擋車(chē)器的控制信號(hào)連鎖，防止閘桿下有車(chē)時(shí)閘桿落下砸傷車(chē)輛。 5、攝相設(shè)備 車(chē)輛進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)照相機(jī)，記錄車(chē)輛的外形、色彩、車(chē)牌等信息存入管理數(shù)據(jù)庫(kù)并按卡號(hào)管理。車(chē)輛出入時(shí)系統(tǒng)管理軟件自動(dòng)調(diào)出出入圖片人工比對(duì)，可有效防止盜車(chē)現(xiàn)象。同時(shí)需配備輔助照明設(shè)備。 6、擋車(chē)器 擋車(chē)器又稱(chēng)為道閘，是停車(chē)場(chǎng)出入口的關(guān)鍵設(shè)備，其控制方式通常有手動(dòng)按鈕、遙控器控制、程序控制道閘升降等三種方式。 7、車(chē)位傳感器 在用戶(hù)停車(chē)區(qū)域?yàn)榉乐箒y停放及盜車(chē)現(xiàn)象發(fā)生，在車(chē)位上方設(shè)置車(chē)位傳感器，檢測(cè)車(chē)輛是否亂放，常采用超聲波車(chē)位傳感器。 第2章 可編程控制器（ＰＬＣ）簡(jiǎn)介及發(fā)展趨勢(shì) 2.1 PLC的起源 在工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域主要分為PLC，工控機(jī)和嵌入式控制，而PLC自1968年誕生以后以驚人的速度成為了這一領(lǐng)域的主導(dǎo)者，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來(lái)面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來(lái)的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。PLC需要解決的問(wèn)題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開(kāi)放性和價(jià)格。 PLC技術(shù)發(fā)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。大多數(shù)人認(rèn)為，PLC將會(huì)繼續(xù)失去市場(chǎng)份額；更有甚者認(rèn)為，在工業(yè)PC面前，PLC將會(huì)一步一步走向死亡；但也有一部分人相信，一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為PLC提供一定的市場(chǎng)份額。 2.2 PLC的特點(diǎn) 就我個(gè)人來(lái)看，PLC市場(chǎng)份額不但不會(huì)減少，反而將會(huì)增加。許多年前開(kāi)始，就有人預(yù)言，PLC將要被PC-BASED控制系統(tǒng)取代。但是，PLC的銷(xiāo)售每年都在以一個(gè)十分穩(wěn)定的增長(zhǎng)率在上升，目前的PLC已經(jīng)與十年前的PLC有著很大的區(qū)別，十年后的PLC與當(dāng)前的PLC也將有著很大的不同。但是，有兩個(gè)方面是不變的：首先，PLC會(huì)提供穩(wěn)定的控制響應(yīng)，其次，高度的可靠性。PLC有著其它控制產(chǎn)品，如工控機(jī)，DCS，單片機(jī)等控制產(chǎn)品，所無(wú)法替代的特性。 1．可靠性 可靠性包括產(chǎn)品的有效性和可維修性?？删幊炭刂破鞯目煽啃愿撸憩F(xiàn)在下列幾個(gè)方面： a)可編程控制器不需要大量的活動(dòng)部件和電子元件，接線大大減少，與此同時(shí)，系統(tǒng)的維修簡(jiǎn)單，維修時(shí)間縮短，因此可靠性得到提高。 b)可編程控制器采用一系列可靠性設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如冗余設(shè)計(jì)，掉電保護(hù)，故障診斷，報(bào)警和運(yùn)行信息顯示和信息保護(hù)及恢復(fù)。 c)可編程控制器有較強(qiáng)的易操作性，它具有編程簡(jiǎn)單，操作方便，編程的出錯(cuò)率大大降低，而為工業(yè)惡劣操作環(huán)境設(shè)計(jì)的硬件使可靠性大大提高。 d)可編程控制器的硬件設(shè)計(jì)方面，采用了一系列提高可靠性的措施。例如，采用可靠性高的工業(yè)級(jí)元件，采用先進(jìn)的電子加工工藝（SMT）制造，對(duì)干擾采用屏蔽、隔離和濾波等；存儲(chǔ)器內(nèi)容的保護(hù)，采用看門(mén)狗和自診斷措施，便于維修的設(shè)計(jì)等。 2．易操作性 a)操作方便：對(duì)PLC的操作包括程序的輸入和程序更改操作，大多數(shù)PLC采用編程器進(jìn)行程序輸入和更改操作?，F(xiàn)在的PLC的編程器大部分可以用電腦直接進(jìn)行，更改程序也可根據(jù)所需地址編號(hào)、繼電器編號(hào)或接點(diǎn)號(hào)等直接進(jìn)行搜索或按順序?qū)ふ?，然后可以在線或離線更改。 b)編程方面：PLC有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以使用，梯形圖與電氣原理圖相似；編程語(yǔ)句是功能的縮寫(xiě)，便于記憶；功能圖表語(yǔ)言以過(guò)程流程進(jìn)展為主線，十分適合設(shè)計(jì)人員與工藝專(zhuān)業(yè)人員設(shè)計(jì)思想的溝通。功能模塊圖和結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言，功能清晰，易于理解等優(yōu)點(diǎn)。 c)維修方便：PLC所具有的自診斷功能對(duì)維修人員的技術(shù)要求較低，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)硬件和軟件的自診斷，維修人員可以根據(jù)有關(guān)故障代碼的顯示和故障信號(hào)燈的提示等信息，或通過(guò)編程器和HMI屏幕的設(shè)定，直接找到故障所在的部位，為迅速排除故障和修復(fù)節(jié)省了時(shí)間。 3．靈活性 a)編程的靈活性：PLC采用的標(biāo)準(zhǔn)編程語(yǔ)言有梯形圖、指令表、功能圖表、功能模塊圖和結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言等。使用者只要掌握其中一種編程語(yǔ)言就可進(jìn)行編程，編程方法的多樣性使編程方便。 b)擴(kuò)展的靈活性：PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要特點(diǎn)。它可以根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)展，即進(jìn)行容量的擴(kuò)展、功能的擴(kuò)展、應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。它不僅可以通過(guò)增加輸入輸出卡件數(shù)來(lái)增加點(diǎn)數(shù)，通過(guò)擴(kuò)展單元擴(kuò)大容量和功能，也可以通過(guò)多臺(tái)PLC的通信來(lái)擴(kuò)大容量和功能。 c)操作的靈活性：操作的靈活性指設(shè)計(jì)工作量、編程工作量、和安裝施工的工作量的減少。操作變得十分方便和靈活，監(jiān)視和控制變得很容易。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作得到簡(jiǎn)化，不同生產(chǎn)過(guò)程可采用相同的控制臺(tái)和控制屏等。 4．機(jī)電一體化 為了使工業(yè)生產(chǎn)的過(guò)程控制更平穩(wěn)，更可靠，向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗要效益，對(duì)過(guò)程控制設(shè)備和裝置提出了機(jī)電一體化，即儀表、電子、計(jì)算機(jī)綜合的要求，而PLC正是這一要求的產(chǎn)物，它是專(zhuān)門(mén)為工業(yè)過(guò)程而設(shè)計(jì)的控制設(shè)備，具有體積小、功能強(qiáng)，抗干擾性好等優(yōu)點(diǎn)，它將機(jī)械與電氣部件有機(jī)地結(jié)合在一個(gè)設(shè)備內(nèi)，把儀表、電子和計(jì)算機(jī)的功能綜合集成在一起，因此，它已經(jīng)成為當(dāng)今數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人、離散制造和過(guò)程流程等領(lǐng)域的主要控制設(shè)備，成為工業(yè)自動(dòng)化三大支柱（PLC，機(jī)器人，CAD/CAM）之一。 可編程控制器現(xiàn)在已經(jīng)成為了一個(gè)不可代替的控制系統(tǒng)，它們可以與其它系統(tǒng)通訊，提供產(chǎn)品報(bào)表，生產(chǎn)調(diào)度，診斷自身和設(shè)備的故障，這些技術(shù)上的改進(jìn)，讓PLC成為今天的各行各業(yè)的高質(zhì)量和產(chǎn)量的重要的貢獻(xiàn)者。 由以上特點(diǎn)不難看出，PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域，不僅不會(huì)逐漸推出，而且會(huì)不斷擴(kuò)大他的市場(chǎng)份額。表面上看工控機(jī)的出現(xiàn)給PLC帶來(lái)了一定程度的沖擊，但如果我們仔細(xì)分析一下可以看到，工控機(jī)在某種程度上其實(shí)幫助了PLC的發(fā)展，因?yàn)镻LC的可靠性高，易操作，但對(duì)與操作員站的一些功能，如曲線處理，數(shù)據(jù)記錄等功能，遠(yuǎn)不及工控機(jī)，而工控機(jī)的致命缺陷是可靠性差。所以目前來(lái)看工控機(jī)與PLC結(jié)合的控制系統(tǒng)更為完美。工控機(jī)的出現(xiàn)推動(dòng)了PLC的發(fā)展。 2.3 PLC發(fā)展的方向 其實(shí)PLC自誕生以來(lái)也是在不斷發(fā)展改進(jìn)創(chuàng)新的。采用新的、先進(jìn)的微處理器和電子技術(shù)達(dá)到快速的掃描時(shí)間。 小型的、低成本的PLC，可以替代4到10個(gè)繼電器，獲得更大的發(fā)展動(dòng)力。 高密度的I/O系統(tǒng)，以低成本提供了節(jié)省空間的接口。 基于微處理器的智能I/O接口，擴(kuò)展了分布式控制能力。典型的接口如：PID，網(wǎng)絡(luò)，CAN總線，現(xiàn)場(chǎng)總線，ASCII通信，定位，主機(jī)通訊模塊，和支持高級(jí)語(yǔ)言編程的模塊（如BASIC，PASCAL）。 包括輸入輸出模塊和端子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改進(jìn)，使端子更加集成。 特殊接口允許某些器件可以直接接到控制器上，如熱電偶、熱電阻、應(yīng)力測(cè)量、快速響應(yīng)脈沖等。 由于工控機(jī)，DCS等控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，將迫使PLC向著功能更多，開(kāi)放性兼容性更強(qiáng)的方向不斷發(fā)展。 2.4 PLC選型及簡(jiǎn)介 1．選擇的原則 選擇PLC是首待解決的事情。一方面要選擇多大容量的PLC ,另一方面是選擇什么公司的PLC及外設(shè)。 對(duì)第一個(gè)問(wèn)題，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的I/O點(diǎn)找出來(lái)，包括開(kāi)關(guān)量I/O和模擬量I/O以及輸出是用繼電器還是晶體管或是可控硅型。控制系統(tǒng)輸出點(diǎn)的類(lèi)型非常關(guān)鍵，如果他們之中既有交流220V的接觸器、電磁閥，又有24V的指示燈，則最后選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際電數(shù)。因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組共用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類(lèi)和等級(jí)。所以一旦它們是交流220V的負(fù)載負(fù)載使用。則直流24V的負(fù)載只能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點(diǎn)浪費(fèi)，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類(lèi)的負(fù)載，比如使用交流220V的指示燈等。一般情況下繼電器輸出的PLC使用最多，對(duì)第二個(gè)問(wèn)題，則有以下幾個(gè)方面要考慮： （1）功能方面 所有PLC一般都具有常規(guī)的功能，但對(duì)某些特殊要求，就要知道所選用的PLC是否有能力控制任務(wù)。如對(duì)PLC與PLC、PLC與智能儀表及上位機(jī)之間有靈活方便的通信要求；或?qū)LC的計(jì)算速度、用戶(hù)程序容量等有特殊要求；或?qū)LC的位置控制有特殊要求等。 （2）價(jià)格方面 不同廠家的PLC產(chǎn)品價(jià)格相差很大，有些功能類(lèi)似、質(zhì)量相當(dāng)、I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)腜LC的價(jià)格能相差40%以上。在使用PLC較多的情況下，這樣的差價(jià)當(dāng)然是必須考慮的因數(shù)。 因?yàn)楸敬握n程設(shè)計(jì)是在學(xué)校完成。考慮到實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用的是三菱FX2N型PLC，對(duì)此種型號(hào)PLC的指令以及使用方法都比較熟悉。所以本次設(shè)計(jì)采用就近取材原則選三菱FX2N型PLC。 2．FX2n型PLC的簡(jiǎn)介 20世紀(jì)90年代，三菱公司在FX系列PLC的基礎(chǔ)上又推出了FX2n系列產(chǎn)品。該機(jī)型在運(yùn)算速度，指令數(shù)量及通訊能力方面有了較大的進(jìn)步，是一種小型化、高速、高性能、各方面都相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小型的PLC。 FX2nPLC的基本單元可以根據(jù)控制規(guī)模大小外加擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊及特殊功能單元構(gòu)成疊裝式PLC控制系統(tǒng)。下圖是FX2n可編程控制器基本單元實(shí)物圖。 FX2n可編程控制器實(shí)物圖 2.5 總結(jié) PLC的未來(lái)發(fā)展除了產(chǎn)品本身的發(fā)展，更大程度上取決于用戶(hù)和市場(chǎng)的發(fā)展，任何產(chǎn)品存在的根本在于用戶(hù)和市場(chǎng)的需求。PLC以它的高可靠性和易操作性，主導(dǎo)了工控行業(yè)數(shù)十年，我相信它將繼續(xù)存在且壯大下去。 PLC是一種可編程的數(shù)字邏輯控制設(shè)備，早期用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，多用做控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和電磁閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。只要合理分派輸入、輸出點(diǎn)，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)梯形圖，采用基本指令和步進(jìn)指令就可達(dá)到控制目標(biāo)。隨著控制要求的不斷提高，許多PLC生產(chǎn)廠家進(jìn)一步優(yōu)化和完善PLC的功能，增加了功能指令，大大拓寬了PLC的應(yīng)用范圍，使PLC在某種程度上可以代替控制器和計(jì)算機(jī)的協(xié)同工作系統(tǒng)，為工業(yè)生產(chǎn)和民用控制設(shè)計(jì)提供方便。 PLC的具有可靠性高、功能性強(qiáng)和編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以深受設(shè)計(jì)人員的喜愛(ài)。PLC就如同一 部計(jì)算機(jī)與繼電器控制設(shè)備相結(jié)合的新型高性能控制裝置。PLC的基本單元包括中央控制器(PLC)、存儲(chǔ)器、輸入單元和輸出單元。采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件包括CPU、電源、I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶(hù)的需要自行組合。編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC的編程大多采用類(lèi)似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC不需要專(zhuān)門(mén)的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶(hù)了解運(yùn)行情況和查找故障。由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶(hù)可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。下面是PLC的基本單元結(jié)構(gòu)圖： 存儲(chǔ)器 輸入單元 輸出單元 擴(kuò)展模塊 擴(kuò)展模塊 中央處理器 CPU PLC基本單元物理結(jié)構(gòu)圖 PLC就物理結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)有豐富的輸入輸出端，而從PLC的邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，內(nèi)部有許多軟元件，如輸入輸出繼電器、狀態(tài)器、計(jì)數(shù)器。計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)寄存器及器件所對(duì)應(yīng)的常開(kāi)常閉觸電，方便對(duì)車(chē)輛進(jìn)出、停車(chē)、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)的信號(hào)輸入和車(chē)輛停放數(shù)量、位置的顯示。 大多數(shù)PLC的編程方式都有梯形圖編程、指令表編程和順序功能圖(PLC)編程，特別是梯形圖編程方式，直觀易懂。除了運(yùn)用基本指令可以完成大量工作，功能指令的擴(kuò)展更為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、調(diào)試和維護(hù)帶來(lái)很多便利，本文以梯形圖編程方式設(shè)計(jì)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，無(wú)論從設(shè)計(jì)到功能分析都是極為方便的。 第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 監(jiān)控PC機(jī) 入場(chǎng)控制PLC 出場(chǎng)控制PLC 道閘系統(tǒng) 車(chē)位傳感器 道閘系統(tǒng) 系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)圖 3.1 七段數(shù)碼管的設(shè)計(jì) 要進(jìn)行數(shù)字顯示最常用的器件就是七段數(shù)碼管，它是由a、b、c、d、e、f、g七個(gè)LED組成。通過(guò)使不同的LED組合發(fā)光，達(dá)到數(shù)字的顯示效果。七段數(shù)碼管各數(shù)碼段分布及排序如圖4所示,并聯(lián)式七段數(shù)碼管譯碼原理如圖5所示。每個(gè)數(shù)碼段通過(guò)限流電阻和譯碼開(kāi)關(guān)(譯碼開(kāi)關(guān)泛指能起到開(kāi)關(guān)作用的器件,如:三級(jí)管、集成電路、普通開(kāi)關(guān)、接插件)相互并聯(lián),然后與電源聯(lián)接,由譯碼開(kāi)關(guān)譯碼,譯碼開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,表示與該譯碼開(kāi)關(guān)相聯(lián)的數(shù)碼段顯示;譯碼開(kāi)關(guān)關(guān)斷,表示與該譯碼開(kāi)關(guān)相聯(lián)的數(shù)碼段不顯示,數(shù)碼段不同的顯示組合,就可顯示“0-9”10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字。例如:在圖5中,譯碼開(kāi)關(guān)SA, SB, SC, SD, SE, SF導(dǎo)通,顯示數(shù)碼“0”;譯碼開(kāi)關(guān)SB, SC導(dǎo)通,顯示數(shù)碼“1”,以此類(lèi)推。 　　　 圖4.七段數(shù)碼管各數(shù)碼管分布 圖5. 七段數(shù)碼管譯碼原理 3.2 車(chē)位傳感器 1．車(chē)位傳感器工作原理及選型 車(chē)位傳感器負(fù)責(zé)采集車(chē)位的狀態(tài)信號(hào)，本節(jié)依據(jù)其工作原理進(jìn)行選型[8]。 2．各類(lèi)車(chē)位傳感器 車(chē)位檢測(cè)是大型室內(nèi)專(zhuān)業(yè)停車(chē)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)車(chē)位自動(dòng)化定點(diǎn)管理的基礎(chǔ)，車(chē)位傳感器則是其中的關(guān)鍵部件。目前對(duì)車(chē)位占、空狀態(tài)的檢測(cè)常采用地感線圈檢測(cè)器、超聲波車(chē)位傳感器等常用方式。近來(lái)亦有采用視頻車(chē)位檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)位的檢測(cè)。電感線圈檢測(cè)方式常被用于停車(chē)場(chǎng)的出入控制系統(tǒng)。視頻車(chē)位檢測(cè)器則采用視頻圖像處理技術(shù)，采用攝像頭同時(shí)監(jiān)控多個(gè)車(chē)位，并將車(chē)位的占用信息傳遞到上位控制計(jì)算機(jī)。除了傳送簡(jiǎn)單的車(chē)位占用情況信息之外，還可以傳送現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)圖片。視頻車(chē)位檢測(cè)系統(tǒng)通常由圖像采集、圖像處理、網(wǎng)絡(luò)通信、顯示控制及電源五大模塊組成。系統(tǒng)對(duì)車(chē)位狀態(tài)的監(jiān)測(cè)需要強(qiáng)大的信息處理能力。超聲波車(chē)位傳感器則采用超聲波測(cè)距的工作原理，利用超聲波發(fā)射、被測(cè)物體反射、回波接收后的時(shí)差來(lái)測(cè)量被測(cè)距離的一種非接觸式測(cè)量?jī)x器。能夠檢測(cè)車(chē)輛是否停在車(chē)位上，具有防誤檢功能，如防相鄰車(chē)位誤檢、人員在停車(chē)位誤檢、障礙物誤檢等。由于使用超聲波偵測(cè)，不會(huì)象使用紅外線、微波等偵測(cè)方式容易受外在環(huán)境變化或干擾而造成誤報(bào)問(wèn)題。由于每個(gè)傳感器都有獨(dú)立的防干擾功能，也不受周?chē)鷤鞲衅鞯母蓴_。檢測(cè)車(chē)位占、空狀態(tài)可以采用光電、電磁、紅外檢測(cè)等多種方法設(shè)計(jì)車(chē)位傳感器，但從檢測(cè)原理及工程實(shí)施來(lái)看，超聲波檢測(cè)器具有造價(jià)低、非埋設(shè)、無(wú)附加反射裝置、免維護(hù)和抗靜電干擾等優(yōu)點(diǎn)，有利于網(wǎng)絡(luò)群測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成?；诔暡▊鞲衅鞯纳鲜鰞?yōu)點(diǎn)，本文系統(tǒng)中對(duì)停車(chē)場(chǎng)車(chē)位的檢測(cè)選用超聲波車(chē)位傳感器。 3．超聲波車(chē)位檢測(cè)原理 超聲波車(chē)位傳感器利用超聲波發(fā)射、被測(cè)物體反射、回波接收后的時(shí)間差來(lái)測(cè)量被測(cè)距離，根據(jù)不同距離時(shí)回波時(shí)間差的不同來(lái)判斷車(chē)輛是否停在車(chē)位上。 超聲回波示意圖所示： 傳感器 S H 超聲回波示意圖 在沒(méi)有車(chē)時(shí)，從發(fā)出超聲波到接收到回波的時(shí)間：（常數(shù)）其中s為傳感器到地板的距離，v為0℃時(shí)超聲波在空氣中的傳播速度，其值為331.5 m/s。當(dāng)有車(chē)泊位時(shí)，由于超聲波被車(chē)反射回，因此，從發(fā)出到接收回波的時(shí)間相對(duì)于沒(méi)車(chē)時(shí)會(huì)減小，其大小為，其中H為車(chē)頭的高度。 這里討論的停車(chē)場(chǎng)是以能容納16輛車(chē)的車(chē)庫(kù)為例設(shè)計(jì)一個(gè)管理系統(tǒng)。 分析評(píng)估控制任務(wù) PLC 機(jī)型選擇 程序設(shè)計(jì) 電器系統(tǒng)安裝 檢查修改程序 調(diào)試程序 設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)接線圖 滿足要求？ 聯(lián)機(jī)調(diào)試 符合要求？ 檢查硬件接線 編制技術(shù)要求 現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試 N Y N N Y Y 自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程 存儲(chǔ)器 CPU 編程器 Ｉ／Ｏ接口 智能Ｉ／Ｏ 通信接口 擴(kuò)展接口 系統(tǒng)總線 PLC系統(tǒng)框圖 3.3 道閘開(kāi)關(guān)系統(tǒng) 　在車(chē)庫(kù)入口處，道閘前的地下埋設(shè)車(chē)輛檢測(cè)器，當(dāng)車(chē)輛停在道閘前，檢測(cè)器會(huì)向PLC發(fā)出信號(hào)告知將有車(chē)輛進(jìn)入，道閘處于準(zhǔn)備打開(kāi)狀態(tài)，只要身份識(shí)別正確，道閘立即打開(kāi)。道閘后的地面也要埋設(shè)檢測(cè)器，車(chē)輛通過(guò)后，告知PLC要增加一輛汽車(chē)的數(shù)量，并在車(chē)庫(kù)門(mén)前指示板上的數(shù)碼管顯示，最后控制道閘關(guān)閉。下面是道閘開(kāi)關(guān)功能示意圖： PLC 道閘打開(kāi)信號(hào) 道閘關(guān)閉信號(hào) 道閘 道閘前檢測(cè)器 道閘后檢測(cè)器 圖7. 道閘開(kāi)關(guān)示意圖 3.4停車(chē)場(chǎng)車(chē)位指示板 在車(chē)庫(kù)入口處應(yīng)該安裝指示板，告知車(chē)輛司機(jī)整個(gè)車(chē)庫(kù)的停放情況，包括數(shù)量和停放的位置。車(chē)庫(kù)和指示板的示意圖如圖8所示： 9 1 10 2 11 3 12 4 13 5 14 6 15 7 16 8 圖8. 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位指示板 當(dāng)某一位置沒(méi)有停放車(chē)輛時(shí)，相應(yīng)編號(hào)的指示燈亮，司機(jī)看見(jiàn)使就可以按照指示進(jìn)入車(chē)庫(kù)按位停車(chē)。這個(gè)部分同樣可以用梯形編程圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。 車(chē)位線使程序，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，所用到得軟元件X10－X17，X20-X27，輸出端原件Y20-Y27，Y30-Y37，輸出輸入原件共計(jì)16對(duì)。只要在車(chē)尾頂部安裝紅外檢測(cè)裝置，就可以對(duì)車(chē)位有無(wú)車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)車(chē)位無(wú)車(chē)輛時(shí)相應(yīng)輸入繼電器不通電，常閉節(jié)點(diǎn)合上，輸出端所連接的指示燈亮，如圖中8號(hào)和9號(hào)燈亮，證明這兩個(gè)車(chē)位為空。而其余位置有車(chē)，所以相應(yīng)的指示燈熄滅。 第4章 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 PLC外部輸入/輸出點(diǎn)(I/O) PLC外部輸入/輸出點(diǎn)（I/O） 輸入點(diǎn) 輸出點(diǎn) 系統(tǒng)動(dòng)作 X1 閘欄開(kāi)門(mén) Y1 系統(tǒng)解除 X2 閘欄關(guān)門(mén) Y2 入口檢測(cè)器 X3 尚有車(chē)位指示燈 Y3 出口檢測(cè)器 X4 車(chē)位已滿指示燈 Y4 正傳停止傳感器 X5 顯示車(chē)輛數(shù)七段燈 Y10-Y17 反轉(zhuǎn)停止傳感器 X6 顯示車(chē)輛數(shù)七段燈 Y20-Y27 4.2車(chē)輛進(jìn)庫(kù) 編程圖上，在支路2中，X0表示車(chē)輛檢測(cè)裝置開(kāi)關(guān)，只要車(chē)輛駛到道閘前，車(chē)輛檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)使X0關(guān)閉，輔助繼電器M1進(jìn)入準(zhǔn)備通電狀態(tài)；只要X1閉合，支路1通電，驅(qū)動(dòng)輔助繼電器M0，其節(jié)點(diǎn)M0閉合，M1馬上通電，M1節(jié)點(diǎn)動(dòng)作，使輸出線圈Y0置位，其相應(yīng)的輸出端Y0發(fā)出信號(hào)控制道閘升降的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)復(fù)位Y1線圈，確保道閘沒(méi)有反轉(zhuǎn)信號(hào)。這時(shí)道閘就打開(kāi)，車(chē)輛通過(guò)。 車(chē)輛通過(guò)以后，經(jīng)過(guò)道閘后車(chē)輛檢測(cè)器，這時(shí)有幾道控制目標(biāo)，所以運(yùn)用主控制器指令MC對(duì)所有工作一并控制。檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)使開(kāi)關(guān)X2閉合，PLC就執(zhí)行MC和MCR之間的程序，首先把Y0輸出線圈復(fù)位，即道閘電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)復(fù)位，同時(shí)置位Y1輸出線圈，是電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉。同時(shí)設(shè)定一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器D0中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)輸出到以10為首的八個(gè)輸出端，驅(qū)動(dòng)車(chē)庫(kù)大門(mén)指示板上的顯示管，最后，在道閘關(guān)閉的終點(diǎn)安裝一個(gè)限位開(kāi)關(guān)X3，當(dāng)?shù)篱l恢復(fù)原位時(shí)，X3節(jié)點(diǎn)接通，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)復(fù)位。 車(chē)輛進(jìn)出控制程序流程圖 　 車(chē)輛進(jìn)庫(kù)梯形圖 4.3 車(chē)輛出庫(kù) 車(chē)輛出庫(kù)時(shí)，要減少車(chē)輛數(shù)量記錄，并且在車(chē)庫(kù)出口也要安裝出口道閘，下面是車(chē)輛出庫(kù)的梯形圖。 由圖中可以看出，車(chē)輛出庫(kù)與入庫(kù)的基本原理相同，只是輸入原件與輸出原件不同，出庫(kù)與入庫(kù)所用到的元件必須分開(kāi)。并且，要使車(chē)輛數(shù)量減少，用DEC功能指令使記錄車(chē)輛數(shù)的數(shù)據(jù)寄存器D0減一，最后道閘關(guān)閉。 車(chē)輛出庫(kù)梯形圖 4.4 車(chē)輛進(jìn)出庫(kù)梯形圖 車(chē)輛進(jìn)出庫(kù)梯形圖 4.5 軟件程序 軟件程序 第5章 課題總結(jié)及展望 5.1 課題總結(jié) 本文研究的主要內(nèi)容是基于PLC的停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)，在前人的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的研究，吸取了前人研究的精華，補(bǔ)充了前人研究的不足。本系統(tǒng)是基于PLC的自動(dòng)控制系統(tǒng)，由于PLC本身的特點(diǎn)使自動(dòng)控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的可靠性。在本課題研究過(guò)程中主要進(jìn)行了以下工作： （1）詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外目前的基于PLC的停車(chē)場(chǎng)，比較之后，硬件部分，設(shè)計(jì)了七段碼顯示器以及車(chē)輛進(jìn)出庫(kù)傳感器。軟件部分，選擇了以PLC為核心自動(dòng)控制系統(tǒng)，因此，經(jīng)過(guò)研究最后決定將硬件和軟件部分結(jié)合起來(lái)，形成了本控制系統(tǒng)的整個(gè)部分 （2）在比較了各種型號(hào)的PLC的功能之后，選擇了三菱公司的FX2N系列PLC， （3）建立了車(chē)輛進(jìn)出庫(kù)數(shù)學(xué)模型，為其編寫(xiě)了程序語(yǔ)言。 5.2 展望 由于本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求比較高，而且課題研究的時(shí)間倉(cāng)促，以及本人能力有限，因此還有很多地方存在著不足之處： （1）本系統(tǒng)中的硬件部分不能實(shí)現(xiàn)集中控制，這樣就增加了程序的編寫(xiě)難度，也相應(yīng)的增加了系統(tǒng)的成本。 （2）系統(tǒng)穩(wěn)定性需要加強(qiáng)，復(fù)位電路有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能自動(dòng)復(fù)位的情況，由于本人能力有限未能找出其中的原因，盡管這種情況不常發(fā)生，但是一旦發(fā)生就影響系統(tǒng)的運(yùn)行。 （4）在功能上需要更加完善，本系統(tǒng)沒(méi)有設(shè)置報(bào)警裝置，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)不能做出報(bào)警動(dòng)作，這樣也會(huì)影響系統(tǒng)的跟蹤質(zhì)量。 由于本人能力有限，做出的系統(tǒng)存在不少的問(wèn)題，希望有更多的人參與其中，最終能做出性能好、精度高的停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，以適應(yīng)越來(lái)越多的私家車(chē)對(duì)停車(chē)位的需求。希望有更多的人參與到這項(xiàng)研究中來(lái)，性能好、精度高、低成本的控制系統(tǒng)是我們的目標(biāo)。 感謝致辭 歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間終于將這篇論文寫(xiě)完，在論文的寫(xiě)作過(guò)程中遇到了無(wú)數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過(guò)了。尤其要強(qiáng)烈感謝我的論文指導(dǎo)老師——吳尉尉老師。他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和幫助，不厭其煩的幫助進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。提出嚴(yán)格要求，引導(dǎo)我不斷開(kāi)闊思路，為我答疑解惑，鼓勵(lì)我大膽創(chuàng)新，使我在這一段寶貴的時(shí)光中，既增長(zhǎng)了知識(shí)、開(kāi)闊了視野、鍛煉了心態(tài)，又培養(yǎng)了良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和科研精神。在此，我向我的指導(dǎo)老師表示最誠(chéng)摯的謝意！ 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒(méi)有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫(xiě)作。 感謝我的同學(xué)和朋友，在我寫(xiě)論文的過(guò)程中給予我了很多你問(wèn)素材，還在論文的撰寫(xiě)和排版燈過(guò)程中提供熱情的幫助。 感謝我的父母，含辛茹苦的養(yǎng)育，沒(méi)有他們辛勤的付出也就沒(méi)有我的今天。 感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位老師。 由于我的學(xué)術(shù)水平有限，所寫(xiě)論文難免有不足之處，懇請(qǐng)各位老師和學(xué)友批評(píng)和指正！ 。  參考文獻(xiàn) [1] 黃樹(shù)波.城市建設(shè)應(yīng)發(fā)展立體停車(chē)庫(kù)[J].技術(shù)革新.2004 (3) [2] 張長(zhǎng)纓，張侃諭.智能型立體車(chē)庫(kù)的構(gòu)成及智能化方案[J].控制系統(tǒng).2002 (1) [3]陳龍．智能小區(qū)及智能大樓的系統(tǒng)設(shè)計(jì)．北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001，1，287 [4]蘇裕.停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)在智能小區(qū)中的應(yīng)用[J].IB智能建筑與城市信息，2003，(06): 28-29 [5] 鄭晟.現(xiàn)代可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2001 [6] 宋伯生.PLC編程理論、算法及技巧[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005 [7]崔惠柳．串行實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1302及其應(yīng)用[J]．廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，9（1），60-64 [8] 苗深.PLC在立體停車(chē)裝置控制中的應(yīng)用[J].機(jī)電工程.2000 (1) [9]趙燕.傳感器原理及應(yīng)用[J] 北京大學(xué)出版社2010 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