基于PLC的自動(dòng)化停車控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王靜 張江亞 李煥娜

摘要：本設(shè)計(jì)提出一種運(yùn)用PLC對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)出及停放指示進(jìn)行管理的方案。運(yùn)用PLC對(duì)停車場(chǎng)汽車進(jìn)出進(jìn)行管理的方案，此方案大大提高了工作效率，利用PLC控制停車場(chǎng)空位顯示，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行。利用出口、入口的車輛檢測(cè)傳感器，檢測(cè)車輛的出入，從而達(dá)到自動(dòng)控制的目的。

關(guān)鍵詞：停車場(chǎng);PLC;自動(dòng)控制

1 選題背景及意義

隨著社會(huì)總體水平的不斷提高，我們所居住的各個(gè)城市中的車輛也變的多了起來(lái)。尤其是最近幾年以來(lái)隨著人民生活水平的提高小康家庭的不斷出現(xiàn)車輛的價(jià)格已經(jīng)不再是生活的負(fù)擔(dān)，反而成了21世紀(jì)小康生活的標(biāo)志。車輛的大眾化也導(dǎo)致城市出現(xiàn)停車?yán)щy的問(wèn)題，而車輛的存放管理場(chǎng)所也隨之自然而然的出現(xiàn)了秩序、安全性、有償性等要求。

PLC相對(duì)而言容易操作，使用也相對(duì)靈便。綜合來(lái)說(shuō)，使該停車場(chǎng)系統(tǒng)比普通的停車場(chǎng)系統(tǒng)更加完美。PLC管理系統(tǒng)可以讓車輛的出入全部按照PLC中央控制處理，如此可以在一定程度上減輕人們停車難的問(wèn)題，也從另一方面改善了人們交通的暢通。

2?PLC概述

2.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC和普通的微機(jī)大致是一樣的。由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。硬件系統(tǒng)是指常用的CPU加上用來(lái)存放系統(tǒng)管理程序和用戶編寫的控制程序的存儲(chǔ)器加上輸入輸出接口還有一些其他的外圍設(shè)備組成。

2.2 PLC的基本工作原理

PLC采用的工作方式是“順序掃描，周期循環(huán)”。當(dāng)PLC工作時(shí)首先使其檢查CPU是否正常工作，確認(rèn)無(wú)誤后由其與其他智能模塊完成通信并更新命令內(nèi)容，然后將收到的命令進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后根據(jù)掃描原則，執(zhí)行收到的命令程序，程序命令執(zhí)行完畢后通過(guò)轉(zhuǎn)換的輸出信號(hào)向外界的設(shè)備做出驅(qū)動(dòng)命令。

3 停車場(chǎng)控制需求分析

本設(shè)計(jì)針對(duì)的寫字樓停車場(chǎng)與一般停車場(chǎng)。從根本上來(lái)說(shuō)是一樣的包含了管理及控制方面的要求。首先我們從管理方面來(lái)說(shuō)的話，我們需要對(duì)進(jìn)出車輛及用戶信息的管理，包括進(jìn)出時(shí)間的確定，這樣可以對(duì)車輛進(jìn)行收費(fèi)管理。不至于出現(xiàn)亂收費(fèi)等現(xiàn)象，而在停車場(chǎng)控制方面則需要我們對(duì)進(jìn)出車輛位置的了解及確認(rèn)車輛是否進(jìn)入停車場(chǎng)和確認(rèn)停放標(biāo)準(zhǔn)，以免造成后來(lái)進(jìn)出車輛的阻礙。

想要實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)的自動(dòng)化停車控制則需要有完整的一套系統(tǒng)結(jié)構(gòu)才能使系統(tǒng)正常運(yùn)行。這其中包括管理PC機(jī)，控制PLC，道閘系統(tǒng)，車位傳感器和讀卡器。且為了防止在停車場(chǎng)內(nèi)有丟車事件發(fā)生還要有監(jiān)控功能。

對(duì)于臨時(shí)用戶來(lái)說(shuō)，當(dāng)用戶想要使用停車場(chǎng)時(shí)，首先要從票箱處取卡，在同一時(shí)間讀卡器也要完成票箱所吐出卡的讀卡與PC機(jī)通信，記錄該卡的信息和車輛進(jìn)入時(shí)間與此同時(shí)通信入場(chǎng)控制PLC通信打開(kāi)道閘，使車輛進(jìn)入。由車位傳感器確認(rèn)車輛安全駛?cè)牒螅俅瓮ㄐ湃雸?chǎng)控制PLC關(guān)閉道閘，并記錄停車場(chǎng)內(nèi)車輛數(shù)目，停車場(chǎng)滿車位時(shí)紅燈顯示。車輛進(jìn)入停車場(chǎng)后，由停車場(chǎng)車位引導(dǎo)屏引導(dǎo)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)中空位。用戶出停車場(chǎng)時(shí)，由讀卡器再次讀取進(jìn)入時(shí)取得的IC卡并且將所讀卡吞回票箱并通信管理PC機(jī)，通過(guò)兩次讀卡的時(shí)間來(lái)計(jì)費(fèi)收費(fèi)系統(tǒng)（本設(shè)計(jì)的收費(fèi)系統(tǒng)由主機(jī)電腦、系統(tǒng)管理軟件、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)等聯(lián)合統(tǒng)計(jì)完成）。繳費(fèi)后由管理人員開(kāi)啟道閘放行，車位傳感器確認(rèn)車輛已經(jīng)駛離后通信出場(chǎng)控制PLC關(guān)閉道閘。對(duì)于固定用戶來(lái)說(shuō)，用戶進(jìn)出停車場(chǎng)完全可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化停車，司機(jī)可以辦理月卡來(lái)減少停車時(shí)的取卡過(guò)程。

4 硬件設(shè)計(jì)

4.1 選型

（1）PLC：本次設(shè)計(jì)需要6個(gè)輸入18個(gè)輸出端口，所以選用西門子S7-200系列的PLC。（2）讀卡器：無(wú)源非接觸式IC卡構(gòu)成門禁控制系統(tǒng)和其相對(duì)應(yīng)的SENSE-182X型讀寫器。（3）道閘：本設(shè)計(jì)系統(tǒng)所選用的NICE公司下的WIL-4型道閘系統(tǒng)不僅具有有防砸車裝置，還可以在系統(tǒng)程序故障時(shí)采取手動(dòng)控制，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)工作人員來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉道閘。（4）攝像設(shè)備：本次選用WV-CP464彩色攝像機(jī)并配備TG-0412FCS-3光學(xué)鏡頭及DS-4002-001型視頻切換器來(lái)對(duì)停車場(chǎng)車輛進(jìn)出及停車場(chǎng)內(nèi)停車情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。（5）車位傳感器：對(duì)停車場(chǎng)車位的檢測(cè)選用nc-138b型號(hào)超聲波車位傳感器，檢測(cè)車輛是否到位選用的RX-LS200型號(hào)傳感器。

5 軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)包含用戶入庫(kù)設(shè)計(jì)、用戶出庫(kù)設(shè)計(jì)和用戶車位監(jiān)控設(shè)計(jì)三部分。下面將對(duì)這三部分的設(shè)計(jì)流程分別做介紹。

6 仿真

首先，我們?cè)囉眠M(jìn)入停車場(chǎng)三輛車而離開(kāi)停車場(chǎng)一輛車進(jìn)行指令的編程和仿真。仿真圖如圖所示。

下面我們將進(jìn)入停車場(chǎng)六輛車的程序編程之后再次進(jìn)行仿真，觀察如圖。

我們?cè)賮?lái)將十輛車的程序?qū)敕抡孳浖?，程序仿真圖如圖。

7 總結(jié)

本設(shè)計(jì)首先了解停車場(chǎng)的各種需求，然后以某一停車場(chǎng)為例進(jìn)行分析及設(shè)計(jì)。其次，對(duì)停車場(chǎng)的停車方案進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)，最后，進(jìn)行仿真。發(fā)現(xiàn)了此次設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)用性與可實(shí)施性。

（作者單位：河北科技學(xué)院）