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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。

PLC
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,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:
图1 身份识别与道闸开关示意图
输入输出
车辆检测器1 X0 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2 X2 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3 X4 指示灯Y20～Y27,Y30～
Y37,Y40～Y45 车辆检测器4 X5
出库道闸限
位开关
X6
红外线检测装置X10～X17,X20～
X27,X30～X35
图2 I/O分配表
在I/O表中，X1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M1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D0,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。

3.2 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
放指示灯。

车库和指示板的示意图如下:
图4 停车场指示板
图3 车辆进入管理梯形图
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。

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X10～X17,X20～X27,X30～X35,输出端元件Y20～Y27,Y30～Y37,Y40～Y45,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、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，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．200l
[6]、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,2004:110-165
[7]、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,2004:1-49
[9]、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,2004:318-339
[10]、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,2004:64-75
[11]、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。