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1、基于PLC的自动车库控制姓名：于德春 班级：11级电气工程及其自动化2班 1102120222 摘 要:本文提出一种运用可编程控制器(PLC)对住宅小区停车场汽车进出及停 放指示进行自动化管理的方案,此方案大大提高了设计效率,维护周期短且调试 方便,成本较低,可供开发停车场管理系统的人员作参考。关键词：PLC；自动车库；停车场管理一、引言随着汽车大量涌入和国内汽车工业的不断发展,大中城市的汽车数量剧增, 从而引发了停车管理问题。近几年,我国的停车场管理技术不断完善,计算机技 术、通信技术、网络技术的发展又促进了停车场管理系统功能的强大。但是,现 时某些小区小型停车场如要运用大量高新技术就会出现
2、资金不足、维护管理不完 善的问题，同时停车场建设还要考虑如何解决车辆管理成本高、服务效率低等问 题。由于小区停车场基本是供住户使用，可以考虑采用PLC对停车场进行自动控 制，可避免由于人工操作在车库出入口发生排队拥堵的情况。小区停车场管理系 统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位 置，车辆进入车库后，记录车辆总量;车辆离开车库时，减少车辆数量。车辆进出指 示可完全由PLC进行中央控制处理，停车场空位指示可利用价格便宜的数码管显 示。二、可编程控制器(PLC)简介PLC 是一种可编程的数字逻辑控制设备，早期用于开关量的逻辑控制，多用 作控制电动机正反转和电磁阀的开
3、关动作，从而控制机械设备的运转。只要合理 分配输入、输出点，根据控制要求设计梯形图，采用基本指令和步进指令就可达到 控制目标。随着控制要求的不断提高，许多PLC生产厂家进一步优化和完善PLC 的功能，增加了功能指令，大大拓宽了 PLC的应用范围，使PLC在某种程序上可以 代替控制器和计算机的协同工作系统，为工业生产和民用控制设计提供方便OPLC 的具有可靠性高、功能性强和编程简单等优点，所以深受设计人员的喜爱。PLC 就如同一部计算机与继电器控制设备相结合的新型高性能控制装置。PLC的基本 单元包括中央控制器(CPU)、存储器、输入单元和输出单元。除了基本单元,PLC 还可以追加许多扩展模块，
4、从而增强其功能和性能。PLC就物理结构来说有丰富的输入输出端,而从PLC的逻辑结构来看，内部有 许多软元件，如输入输出继电器、辅助继电器、状态器、计数器、计时器和数据 寄存器及器件所对应的常开常闭接点，方便对车辆进出、停放、计数、计时的信 号输入和车辆停放数量、位置的显示。大多数PLC的编程方式都有梯形图编程、 指令表编程和顺序功能图(SFC)编程，特别是梯形图编程方式，直观易懂。除了 运用基本指令可以完成大量工作，功能指令的扩展更为系统开发、调试和维护带 来许多便利，本文以梯形图编程方式设计停车场管理系统，无论从设计到功能分析都是极为方便的。三、系统设计本文讨论的是以一个能容纳22辆车（一般
5、为小型车）的车库为例的小区停 车场,进行管理系统的设计。3.1 身份识别及道闸开关道闸前的地下埋设车辆检测器，当车辆停在道闸前，检测器会向PLC发出信 号告知将有车辆进入,道闸处于准备打开状态,只要身份识别正确,道闸立即打 开。在车库入口要安装车辆拍照识别系统和道闸 ， 车辆拍照识别系统触发信号 线连接到PLC的一个输入端，当车辆驶入车库门口时，该系统通过对来自摄像头 的图像帧进行神经算法运算，在复杂多变的背景中提取出车辆牌照的文本信息， 经系统比对之后识别身份,证明是该小区住户，系统发出信号告知PLC准与车辆 通过,PLC驱动输出端，输出端发出信号使道闸打开。道闸后的地下也要埋设检测 器，车
6、辆通过后，告知PLC要增加一辆汽车的数量，并在车库门前指示板上的数码 管显示，最后控制道闸关闭。下面是身份识别和道闸开关功能示意图和I/O分配 表如下:输入输出车辆检测器1X0入库道闸电动 机正转Y0身份识别开 关X1入库道闸电动 机反转Y1车辆检测器2X2出库道闸电动 机正转Y2入库道闸限 位开关X3出库道闸电动 机反转Y3车辆检测器3X4指示灯Y20Y27,Y3 0Y37,Y40 Y45车辆检测器4X5出库道闸限 位开关X6红外线检测装置X10 X17,X2 0X27,X30 X35图2 I/O分配表I H I(VIIX2si rsiY1s?：-? -1 nI 记 i； !：i）亨;卫3.
7、2指示板我们将在车库入口，以及入口后的拐弯处安装两面不 同的指示板，分别告知车辆司机整个车库的可停放数量 和可停放的位置。假设车库是按如下图左侧的结构设计, 那么在可停放位置的指示板上则按照下图右侧的方式排图4 停车场指示板在I/O表中，XI表示身份识别开关。X0表示车辆检测装置开关，只要车辆驶 到道闸前，车辆检测器发出信号使X0闭合，辅助继电器Ml进入准备通电状态;只 要身份识别正确,X1闭合，支路1通电，驱动辅助继电器M0,其接点M0闭合,M1马 上通电,M1接点动作，使输出线圈Y0置位，其相应的输出端Y0发出信号控制道闸 升降的电动机正转，同时复位Y1线圈，确保道闸没有反转信号，这时道闸
8、就打开, 车辆通过。车辆通过以后，经过道闸后车辆检测器,检测器 发出信号使开关X2闭合,首先把Y0输出线圈复位，即道闸 电动机正转信号复位，同时置位Y1输出线圈，使电动机反 转，道闸关闭。同时设定一个数据寄存器DO,作为对车库车 辆总数的记录，然后用BCD功能指令使D0中的二进制数转 换成十进数输出到以Y10为首的八个输出端，驱动车库大 门指示板上的显示管。最后，在道闸关闭的终点安装一个 限位开关X3,当道闸回复原位时,X3接点接通，使电动机反 转信号复位。注：红色表示指示灯熄灭图 5 车位显示梯形图当某一位置没有停放车辆时 ,相应编号的指示灯变亮,司机看见时就可以按 照指示进入车库按位停车。
9、这个部分同样可以用梯形编程图来实现。车位显示程 序,相对比较简单，所用到的软元件有输入端元件X10X17,X20X27,X30X35, 输出端元件Y20Y27,Y30Y37,Y40Y45,输入输出元件共计20对。只要在车 位顶部安装红外检测装置 ,就可以对车位有无车辆进行检测。当车位无车辆时 , 相应输入继电器不通电,常闭接点合上,输出端所联接的指示灯亮,如图4中8号 和19号灯亮,证明这两个车位为空。而其余位置有车,所以相应的指灯熄灭。3.3 车辆出库车辆出库,要减少车辆数量记录,并且在车库出口也要安装出口车辆检测器 和道闸。下面是车辆出库的梯形图。由图六可以看出,车辆出库与入库的基本原 理
10、相同,只是输入元件和输出元件不同,出库与入库所用到的元件必须区分开。并 且，要使车辆数量减少，用DEC功能指令使记录车辆数的数据寄存器D0减1,最后 道闸关闭。图 6 车辆出口梯形编程图四、外壳与骨架的选材系统的骨架是支撑整个系统的基础 ,根据本系统的设计方案,要求骨架必须 具有坚固、易加工等特点。而系统外壳,要在保证系统美观性的同时,同样具有易 加工、坚固等特点。所以,系统骨架与外壳材料的选择,将直接影响系统使用时的 耐久性与稳定性。在本设计中,选用了白色无味无毒的聚丙烯塑料板材,作为搭建 系统骨架的材料，其厚度为8mm。同时，以白色无味无毒且易加工的ABS塑料板材, 作为系统的外壳材料。五
11、、结束语本设计中依然存在着许多问题，系统中的许多功能和作用，都因资源有限以 及个人能力有限而未能得到进一步地改进与完善，但由以上这个简单的例子我们 依旧可以看出，运用 PLC 设计车库管理系统非常方便。无论是从设计思路还是设 计过程都十分清晰,使得人们运用起来得心应手，并且调试管理简单明了。PLC无 论在工业生产上还是在民用商用设计上都显示出很大的发展潜力，将会的未来的 日子里继续发挥作用。我也将在未来的日子里努力钻研，希望能够发掘自己的潜 力，提高设计水平。最后，感谢老师们三年以来不辞辛劳地悉心教导，特别是本 次毕业设计的指导老师林晓鹏老师，在此期间给您添了许多麻烦，再次感谢 您对我们付出，
12、望今后工作顺利，身体健康！参考文献:1 、顾战松、陈铁年编著.可编程控制器原理与应用，国防工业出版社，2 、廖常初主编.可编程序控制器应用技术，重庆大学出版社3 、王卫星编著.可编程控制器原理及应用，中国水利水电出版社，4 、孙振强编著.可编程控制器原理及应用教程，清华大学出版社5 、陈立定、吴玉香、苏开才编.电气控制与可编程控制器，广州:华南理工大学出版社.20016 、 吴亦锋.可编程序控制器原理与应用速成.第一版.福州 :福建科学技术出 社,2004:110-1657 、三菱 FX 系列可编程序控制器系统手册，三菱公司。8 、 陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用.第一版.北京:机械工业 社,2004:1-499 、张进秋,陈永利,张中民.可编程控制器原理及应用实例 .第一版.北京:机械工业出版 社,2004:318-33910 、吴晓君,扬向明.电气控制与可编程控制器应用 .第一版.北京:中国建材工业出版 社,2004:64-7511 、王立权,王宗义,王淑钧,徐伟.可编程控制器原理及应用.第一版.哈尔滨:哈尔滨工程 大出版社,2004:206-207
