【正文】 國家職業(yè)資格全國統(tǒng)一鑒定 維修電工技師論文 （國家職業(yè)資格二級） 論文題目 ： 基于 PLC 停車場 立體車庫控制系統(tǒng) 姓 名： 身份證號： 準(zhǔn)考證號： 所在省市： 廣東省廣州市 所在單位：天津津 濱聯(lián)合物業(yè)有限服務(wù)有限公司廣州分公司 摘 要 隨著我國城市建設(shè)速度的加快，城市交通需求量日益增大，隨之出現(xiàn)了私家車、出租車停放的 系統(tǒng)管理介質(zhì)落后、集成自動化程度低、安全性差、人性化和運(yùn)行效率低下 等一系列難題。 本設(shè)計(jì)針對 這些難題與不足 ，結(jié)合目前科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的最新研究成果，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動化程度較高的停車場智能管理系統(tǒng)。 該系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信傳輸技術(shù)、自動控制技術(shù)、人工智能及電子技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于停車場智能管理體系中，建立一 種在區(qū)域性內(nèi)全方位發(fā)揮作用的準(zhǔn) 時、快捷、高效的停車智能管理體系 ，通過采取 PLC技術(shù)對停車場管理的設(shè)計(jì)， 車輛進(jìn)入后，記錄車輛總量，車輛離開時，減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由 PLC作為中央控制處理，停車場空位指示可利用價格較不高的數(shù)碼管顯示 ，以 達(dá)到停車場智能化、高效化。 關(guān)鍵詞： PLC技術(shù)；人工智能 ； 信息技術(shù)；管理系統(tǒng) 目 錄 第一章 緒論 ...................................... 1 ??????????? 1 智能停車場管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 ......................... 1 第二章 PLC 的發(fā)展 ................................. 2 PLC 的定 義 .......................................... 2 PLC 的發(fā)展階段 ....................................... 4 PLC 的工作原理 ....................................... 4 第三章 停車場管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 ............... 6 車輛出入庫管理系統(tǒng)工作流程圖 .................... 6 系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件 ........................ 7 第四章 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布 ................... 9 系統(tǒng)整體框圖 ........................................ 9 光傳感器的布置方案 ................................. 10 顯示電路 ........................................... 11 PLC 的 I/O 口端口接線 .............................. 11 硬件電路設(shè)計(jì) ....................................... 13 PLC 硬件組成框圖 ............................ 13 外部接線圖 ................................... 14 操作面板設(shè)計(jì) ................................ 14 順序功能圖 ................................... 15 梯形圖 ...................................... 16 第五章 系統(tǒng)的軟件與程序 .......................... 17 梯形圖 ............................................. 17 梯形圖 ...................................... 17 控制程序梯形圖 .............................. 19 控制程序指令 ....................................... 20 道閘控制程序 ................................. 20 車輛計(jì)數(shù)程序 ................................. 21 故障報(bào)警程序 ................................ 22 A/D 轉(zhuǎn)換控制程序 ............................. 23 第六章 致謝 ....................................... 24 參考文獻(xiàn) ......................................... 25 1 第一章 緒論 國內(nèi)外 智能停車場管理系統(tǒng) 發(fā)展現(xiàn)狀 目前我國的智能停車場管理系統(tǒng)根據(jù)停車場類型的不同，設(shè)備配置也不相同。有些簡單停車場管理系統(tǒng)僅設(shè)置 欄桿機(jī)，出入口設(shè)在一起，多靠人工管理，這類型的停車場多見于一些小型小區(qū)、大廈、機(jī)關(guān)等場所。還有一些路內(nèi)停 車場采用咪表停車收費(fèi)系統(tǒng)，以人工收取現(xiàn)金或刷卡的形式管理停車場 ，這種在路內(nèi)停車管理中采用停車瞇表作為技術(shù)設(shè)備的停車管理方式，在世界發(fā)達(dá)國家城市中已普遍推行。比較完整的智能化停車場系統(tǒng)多應(yīng)用于城區(qū)較發(fā)達(dá)的商業(yè)區(qū)、大廈、大型社區(qū)及大型公共停車場等場所。 國外一些發(fā)達(dá)國家的智能停車場建設(shè)及管理系統(tǒng)的應(yīng)用相對要成熟一些，比如柏林、東京、紐約等國外的一些大城市很少看到因停車而造成的交通擁堵。其原因一個是規(guī)劃比較合理 ，路內(nèi)停車與路外停車相互結(jié)合，合理控制與收費(fèi)，比如在日本，一車一位，再加 20%的周轉(zhuǎn)車位，車和車位之比在 1： ，遠(yuǎn)低于我國車與車位 5： 1 的比例；另外一個原因是國外智能建筑智能化的投資占整個建筑投資的 5%— 8%的比例，而國內(nèi)稍低，這就決定了國外作為物業(yè)管理組成部分之一的停車場系統(tǒng)，其智能化程度要相對高一些，停車管理相對方便快捷，比如新加坡的樟宜機(jī)場是亞洲最繁忙的空港之一，設(shè)有三個停車場，共 3300 個車位，停車場收費(fèi)完全自動化，停車場內(nèi)看不到一個管理人員。值班人員只在辦公室遠(yuǎn)程監(jiān)測停車場的運(yùn)行情況，以備處理 應(yīng)急事件。 智能停車場管理系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 目前智能停車場管理系統(tǒng)主要應(yīng)用領(lǐng)域是智能小區(qū)與大廈， 而 這所占比例明顯高于其它領(lǐng)域，可見智能小區(qū)與大廈的快速發(fā)展，極大帶動了智能停車場管理系統(tǒng)的發(fā)展，尤其是智能小區(qū)方面的應(yīng)用，在工程商智能停車場工程類型調(diào)查中名列榜首。但有也業(yè)內(nèi)人士也提出，智能小區(qū)對智能停車場管理系統(tǒng)的應(yīng)用智能化程度相較智能大廈等高檔寫字樓來說要低一些，并且一旦停車場建成，產(chǎn)品更新?lián)Q代比較慢。智能大廈等高檔寫字樓停車場的應(yīng)用潛力更大一些。 目前中國已經(jīng)成為世界第三大汽車生產(chǎn)國和第二大汽車消費(fèi)國， 據(jù)權(quán)威部門數(shù)據(jù)表明，截至 2022 年底，中國汽車保有量突破 3500 萬輛，私人汽車擁有量已達(dá) 2925 萬輛，其中 4 年以內(nèi)的新車占到百分之六十。預(yù)計(jì) 國內(nèi) 每年汽車增長率都以 50%80%的速度增長 ， 這就導(dǎo)致了 50%的汽車無序停放現(xiàn)象 。 智能停車已經(jīng) 2 成為推動城市發(fā)展不可或缺的一部分 。 但隨之而來的，車多位少、停車難的問題也日漸突出，成為當(dāng)前社會普遍的關(guān)注點(diǎn)，以廣州來說，現(xiàn)有機(jī)動車數(shù)量達(dá) 50萬以上，車卻只有約 28 萬個，停車位短缺可見一斑。停車所引發(fā)的社會問題日趨嚴(yán)重。停車所涉及的社會問題是多方面的，涉及城市規(guī)劃、汽車保有量的 增長與停車資源配套的失衡、軌道交通停車配套等諸多問題。 面對這一系列難題，智能化停車管理系統(tǒng)必為大勢所趨。而 隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)不斷地向各種領(lǐng)域滲透，當(dāng)今的停車場 車位控制 系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進(jìn)可靠的停車場 控制 系統(tǒng)在停車場管理系統(tǒng)中的作用越來越大。 利用 PLC 控制停車的 停車場管理系 統(tǒng)是一種高效快捷、公正準(zhǔn)確、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的停車場管理手段，是停車場對 于車輛實(shí)行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。從用戶的角度看，其服務(wù)高效、準(zhǔn)確無誤；從管理者的角度看，其易于操作維護(hù)、動化程度高、大大減輕管理者的勞 動強(qiáng)度；從投資者角度看，徹底杜絕 失誤及任何形式的作弊，防止停車費(fèi)用流失，使投資者的回報(bào)有了可靠的保證。 而 從趨勢上看， 智能停車場管理系統(tǒng)應(yīng)向更高程度的智能化、合理化、人性化方向發(fā)展。 比如在智能化方面要更便于整個停車場的維護(hù)管理，以及在性能上更穩(wěn)定可靠。在合理化方面，價格上要合理，避免一方面車輛亂停，另一方面停車場內(nèi)車位空閑；在人性化方面，能夠讓車主更便捷的找到車位。比如在未來一定范圍內(nèi)的停車場可以相互聯(lián)系在一起，建立總的車位查詢情況，比如象有些大廈里的電梯可以提示客人搭乘哪一趟電梯上下一樣，提示車主最近的空 停車位在什么地方。 第二章 PLC 的發(fā)展 PLC 的定義 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ,順序控制，定時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 總之，可編程控制器是一臺計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動 能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制 。 3 PLC 的特點(diǎn) ： 一、 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ， 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能 PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采 用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列PLC 平均無故障時間高達(dá) 30 萬小時。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時間則更長。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng) 相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。 此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用 軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 二、 配套齊全，功能完善 ， 適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、 CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 三、 易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦 企業(yè)的工控設(shè)備 。 它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之 門。 四、 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC 用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 五、 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸 小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 4 PLC 的發(fā)展階段 雖然 PLC 問世時間不長，但是隨著微處理 器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進(jìn)步， PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段： 早期的 PLC（ 60 年代末 — 70 年代中期） 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。這時的 PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在 軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人