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，现时某些小型停车场如要运用大量高新技术就会出现资金不足、维护管理不完善的问题，有时考虑也不够全面，所以目前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，车辆进入后，记录车辆总量，车辆离开时，减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理，停车场空位指示可利用价格较不高的数码显示。停车场得规模各不相同，对其进行管理的模式也有不同之处，管理者需要根据自身的条件，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，本论文旨在设计一个简洁、稳定、实用的停车场管理信息系统，希望在容错性、实用性、易操作性等方面具有自己的特色，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。所以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成计数工作，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。为了防止意外计数错误，注意控制传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，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，如此以保证可靠性；及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。

关键词：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、通讯技术不断地向各种控制领域渗透，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。城市的交通拥挤便是这种变化引起的现象之一。城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。这不仅可以有效地解决乱停乱放造成的交通混乱，而且可以促进交通设施的正规化建设，也能提高企业、物业管理的档次，同时也尽可能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，适各种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。通过计算机处理，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置一套出入口管理设备（一红绿灯和栏杆），使停车场形成一个相对封闭的场所，当车辆达到系统所要求的数目时，指示灯亮，栏杆自动开启，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

该系统需要长期运行，需要连续不间断的日夜运行，因此对系统的稳定性、可靠性要求很高，系统的关键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。系统的紧急处理部件可以从容地应付可能发生的各种异常事件，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”攻击或其他原因系统瘫痪时，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，系统必须有相应的安全保障机制，采用多种手段防止各种破坏，以确保系统安全性。

（3）开放性原则

本系统具备良好的开放性，可以把各行业界和市场上各类最好的产品结合起

来，构成性能价格比最优的系统框架结构。

（4）扩充性原则

当需要增加新的用户应用时，本系统具有扩充余地，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要求具有优越先进性，而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。系统管理员在不改变系统正常运行的情况下，具备对系统进行调整的能力。

（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的基本结构和工作原理

1.PLC的硬件结构

可编程控制器主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等组成。PLC硬件结构如图1所示；

2.中央控制处理单元(CPU)

可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。

通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；单片机有8031、8096等；位片式微处理器的AM2900、AM2903等。FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。

3. 存储器

可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。

系统存储器：存放系统管理程序。

用户存储器：存放用户编制的控制程序。

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所需的标准电平供PLC进行处理。

接到PLC输入接口的输入器件是：各种开关、按钮、传感器等。各种PLC 的输入电路大都相同，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输入电路通常有三种类型：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

直流输入模块

图1

图2交、直流输入模块

图3 交流输入模块

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：