基于PLC控制的自动停车场设计的课程设计

一、前言随着进口汽车大量涌入和国内汽车工业的不停发展，大中都市的汽车数量剧增，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停完善，计算机技术、通信技术、网络技术的发展又增进了停车场管理系统功效的强大。但是，现时某些小型停车场如要运用大量高新技术就会出现资金局限性、维护管理不完善的问题，有时考虑也不够全方面，因此现在就要解决车辆管理成本高、服务效率低等问题。自动停车场管理系统重点要做到精确批示车辆进出，车辆进入时给与司机精确的车位数量与具体位置，车辆进入后，统计车辆总量，车辆离开时，减少车辆数量。车辆进出批示可完全由PLC作为中央控制解决，停车场空位批示可运用价格较不高的数码显示。停车场得规模各不相似，对其进行管理的模式也有不同之处，管理者需要根据本身的条件，选择应用经济、稳定的管理程序，以免选择了高成本的管理系统，本论文旨在设计一种简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统，但愿在容错性、实用性、易操作性等方面含有自己的特色，并且保持一定的可扩展性，以满足不同停车场的信息管理需求。因此我们用成本低效率高的PLC来做自动停车场系统。本设计是基于PLC的车辆出入库管理系统，使用两个光传感器来监控车辆的进出并完毕计数工作，车辆进入时入口传感器使车辆数字加一，车辆外出时出口传感器使车辆数字减一。为了避免意外计数错误，注意控制传感器之间的距离，用程序验证进出车库的与否是车辆，当人通过传感器时不计数；采用逻辑互锁方式，启动加计数则要锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计数脉冲，如此以确保可靠性；及时的进行复位解决，以免车辆在传感器附近作来回运动时错误计数。核心词：停车场、PLC、传感器二、自动停车场控制系统总体概述1、系统概述随着科技的进步，电子技术、计算机技术、通讯技术不停地向多个控制领域渗入，当今的停车场系统已经向智能型自动化的方向转变。先进可靠的自动化系统在停车场控制系统中的作用越来越大。随着社会的进步和发展，人们的生活方式发生着深刻的变化。都市的交通拥挤便是这种变化引发的现象之一。都市由于车辆的增加造成的交通拥挤甚至混乱给人们的生活带来极大的不便，这种不便迫使人们去寻找高技术的有效手段去解决这种不便。智能化的自动化控制化停车场就是适应这一时代需求的高技术产物。这不仅能够有效地解决乱停乱放造成的交通混乱，并且能够增进交通设施的正规化建设，也能提高公司、物业管理的档次，同时也尽量地减少车主失车被盗的忧虑。易于与其它智能化系统组合成更强大的综合性系统，适多个综合方式的高级管理。自动化停车场控制系统以非接触式卡作为停车场车辆进出的凭证，对车辆进出进行自动控制。通过计算机解决，对停车场车辆出入进行安全管理本论文设计的自动停车场控制系统，在停车场的出入口设立一套出入口管理设备（一红绿灯和栏杆），使停车场形成一种相对封闭的场合，当车辆达成系统所规定的数目时，批示灯亮，栏杆自动启动，方便快捷地进行着停车场的进出。2、系统设计原则（1）稳定、可靠原则该系统需要长久运行，需要持续不间断的日夜运行，因此对系统的稳定性、可靠性规定很高，系统的核心部件应有冗余和备份，一旦系统某部分出现故障，应能很快恢复工作。系统的紧急解决部件能够从容地应付可能发生的多个异常事件，例如断电。系统的读卡设备可在脱机状态下工作，以确保在遭受“病毒”“黑客”攻击或其它因素系统瘫痪时，读卡设备仍能继续工作。可靠、操作使用和维护方便。（2）安全性原则停车场管理是重要的管理工具，内有许多的重要的管理数据，系统必须有对应的安全保障机制，采用多个手段避免多个破坏，以确保系统安全性。（3）开放性原则本系统含有良好的开放性，能够把各行业界和市场上各类最佳的产品结合起来，构成性能价格比最优的系统框架构造。（4）扩充性原则当需要增加新的顾客应用时，本系统含有扩充余地，便于扩充、升级。（5）先进性与实用性相结合的原则系统所使用的技术及产品既规定含有优越先进性，并且必须是成熟的技术或产品，做到先进性与实用性相结合的原则。（6）易管理性系统涉及面广，有时需要对系统进行实时控制和管理。系统管理员在不变化系统正常运行的状况下，含有对系统进行调节的能力。（7）易维护性可维护性是当今应用系统成功与否的重要因素，它包含两层含义：故障的易于排除，日常的管理操作简便。三、PLC的基本构造和工作原理PLC的硬件构造可编程控制器重要由中央解决器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等构成。PLC硬件构造如图1所示；2.中央控制解决单元(CPU)可编程控制器中惯用的CPU重要采用通用微解决器、单片机和双极型位片式微解决器三种类型。通用微解决器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微解决器的AM2900、AM2903等。FX2可编程控制器使用的微解决器是16位的8096单片机。3.存储器可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和顾客存储器。系统存储器：寄存系统管理程序。顾客存储器：寄存顾客编制的控制程序。4.输入接口电路PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的原则电平供PLC进行解决。接到PLC输入接口的输入器件是：多个开关、按钮、传感器等。多个PLC的输入电路大都相似，PLC输入电路中有光耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。PLC输入电路普通有三种类型：直流(12∽24)V输入、交流(100∽120)V输入与交流(200∽240)V输入和交直流(12∽24)V输入 5.输出接口电路PLC的输出有三种形式，即继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。如图所示：输出端子有两种接法：一种是输出各自独立，无公共点：各输出端子各自形成独立回路。一种为每4∽8个输出点构成一组，共有一种公共点：在输出共用一种公共端子时，必须用同一电压类型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级的负载，且各输出公共点之间是互相隔离的。6.电源PLC的供电电源普通是市电，也有用直流24V电源供电的。7.编程器运用编程器可将顾客程序输入PLC的存储器，还能够用编程器检查程序、修改程序；运用编程器还能够监视PLC的工作状态。编程器普通分简易型和智能型。8.PLC的软件构造在可编程控制器中，PLC的软件分为两大部分：系统监控程序：用于控制可编程控制器本身的运行。重要由管理程序、顾客指令解释程序和原则程序模块，系统调用。顾客程序：它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。9.PLC工作原理PLC的工作方式：采用循环扫描方式。在PLC处在运行状态时，从内部解决、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，始终循环扫描工作。注意：由于PLC是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入解决阶段才干变化。工作过程：重要分为内部解决、通信操作、输入解决、程序执行、输出解决几个阶段。内部解决阶段：在此阶段，PLC检查CPU模块的硬件与否正常，复位监视定时器，以及完毕某些其它内部工作。通信服务阶段在此阶段，PLC与某些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容等，当PLC处在停状态时，只进行内容解决和通信操作等内容。输入解决输入解决也叫输入采样。在此阶段次序读入全部输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新，接着进入程序的执行阶段。程序执行根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。但碰到程序跳转指令，则根据跳转条件与否满足来决定程序的跳转地址。若顾客程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的现在状态。根据顾客程序进行逻辑运算，运算成果再存入有关器件寄存器中。输出解决程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出解决阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。PLC的运行方式：运行工作模式当处在运行工作模式时，PLC要进行从内部解决、通信服务、输入解决、程序解决、输出解决，然后按上述过程循环扫描工作。在运行模式下，PLC通过重复执行反映控制规定的顾客程序来实现控制功效，为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，顾客程序不是只执行一次，而是不停地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP工作模式。注：PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。停止模式当处在停止工作模式时，PLC只进行内部解决和通信服务等内容。四、车辆出入库管理系统的构成1.控制规定1）.停车场内车辆少于100辆，批示灯绿灯亮。2）.停车场车辆少于100辆时，如果有车，则左栏杆抬起，车进入停车场后，左栏杆落下。3）.有车在右侧栏杆，则由栏杆抬起，车驶出后50s栏杆落下。4）.停车场内车辆达成100辆时，批示灯红灯亮，左侧栏杆不再抬起2.入场/出场控制框图车位车位车位红绿灯传感器、光电开关打卡栏杆总共100个车位自动停车场平面图3.传感器的作用传感器时一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到得信息，按一定规律变换成其它所需形式的信息输出，以满足信息的传输、解决、存储、显示、统计和控制等规定。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。4.左右栏杆的作用自动停车场栏杆控制灵活方便，较好的确保了车辆进出入车库时秩序，减少了不必要的麻烦，左右栏杆控制车辆进出入车库，当停车场内车辆少于100时，批示灯绿灯亮，左栏杆自动抬起，车辆进去，进去后，栏杆自动落下。当车辆出时，右栏杆抬起，驶出后，栏杆自动落下。当停车场内车辆少于100时，批示灯红灯亮，栏杆不在抬起。5.停车场基本流程车辆进场：当传感器检测到到有车辆进入，停车场内车辆数少于100辆，此时批示灯绿灯亮，打卡窗口打开，打完卡后，车辆准备进入车场，计数器上显示加1，左栏杆抬起，车辆进入停车场，10秒后左栏杆自动落下。车辆出场：当传感器检测到有车辆出场时，计数器上显示减1，右栏杆抬起，车辆使出，50秒后，右栏杆落下。当停车场内车辆多于100时，批示灯红灯亮，左右栏杆都不抬起。6.I/O口地址分派功效符号I/O启动SB0X000停止SB1X001左栏启动开关SB2X002右栏启动开关SB3X003左栏停止上抬SB4X004左栏停止下落SB5X005右栏停止上抬SB6X006右栏停止下落SB7X007I/O输入地址左栏抬起KM2Y002左栏落下KM3Y003右栏抬起KM4Y004右栏放下KM5Y005开绿灯KM0Y000开红灯KM1Y001I/O输出地址7.PLC的I/O端口接线外围接线图五、程序设计1.自动停车场控制梯形图课程设计总结自动停车场集中了当代多方面的先进技术，是科技含量较高的车库，其中双层自动停车场停车方便、存取速度快、车库构造灵活、造价低的特点，将可能成为此后停车库发展的重要形式。立体停车库现在在全国各地的诸多新建社区内逐步开始应用，此后随着家庭轿车的增加，经济实用的自动的立体停车库必将兴起，车库实现自动化控制是将来车库技术发展的主方向。能够设立PC机作为控制系统的上位机，通过灵活、和谐的人机界面，以互联网作为信息通道，可实