【正文】 通過此次設(shè)計(jì)，一方面使我認(rèn)識(shí)到自己的不足，發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)中的錯(cuò)誤之處；另一方面又鞏固和積累了豐富的知識(shí)，吸取別人好的方法和經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了獨(dú)立解決實(shí)際問題能力，為自己今后的工作和學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)還有一些功能不夠完善，本設(shè)計(jì)雖然采用無接觸式IC卡達(dá)到不停車自動(dòng)進(jìn)出，但在車輛進(jìn)出的高峰期車輛之間可能存在一定的干擾。在仿真時(shí)按照系統(tǒng)的功能需求，將某些輸入元件強(qiáng)制為ON或OFF，監(jiān)視系統(tǒng)是否正常運(yùn)行。當(dāng)通信線路較長或有室外架空線時(shí)，雷電必然會(huì)在線路上造成過電壓，其能量往往是巨大的，常有用戶沮喪地說：“聯(lián)網(wǎng)的幾十臺(tái)PLC全部遭打壞了！”。電纜的特性阻抗一般為120，這也是電纜末端終端匹配電阻的阻值―目的在于降低反射和其它線路的影響。更高的接收器輸入阻抗還允許總線上掛接更多器件。 自動(dòng)道閘自動(dòng)道閘又名擋車器，主要由減速箱、傳送機(jī)構(gòu)、電機(jī)、機(jī)箱、平衡裝置、閘桿和支架等部分組成。管理中心可以通過線圈射頻感應(yīng)來讀取車輛信息，小區(qū)業(yè)主不需要將長期用戶卡伸出車外，就可以經(jīng)過管理系統(tǒng)的車輛識(shí)別和信息對比，開啟小區(qū)的自動(dòng)道閘。業(yè)主可以通過住宅電話控制自動(dòng)道閘的開啟。通訊接口可以連接RS485總線的通訊電纜。 S7200的組成原理S7200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一種小型PLC。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。5．電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。隨著要求的變更PLC對程序修改方便。因此，比較復(fù)雜的、要求較高的系統(tǒng)一般采用模塊式的PLC。③、增設(shè)緊急手動(dòng)裝置，以防止意外事件的發(fā)生，全部自動(dòng)化裝置安全、有效。（8）可擴(kuò)充性系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮到今后技術(shù)的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴(kuò)充和升級(jí)的可能。加入了微處理器的RFID 芯片，片內(nèi)還加入了RAM 和ROM。中鐵快運(yùn)一位負(fù)責(zé)人抱怨，從北京到上海，一個(gè)10 萬件貨物總體運(yùn)輸應(yīng)用RFID 的解決方案的投資要超過1 千萬，這是極不劃算的。 4. 可重復(fù)使用 現(xiàn)今的條形碼印刷上去之后就無法更改，RFID 標(biāo)簽則可以重復(fù)地新增、修改、刪除RFID 卷標(biāo)內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，方便信息的更新?？梢杂糜?jì)算機(jī)作為人機(jī)接口，普通的臺(tái)式機(jī)價(jià)格比較便宜，對工作環(huán)境要求較高，通常放在小區(qū)控制中心使用。 集成化發(fā)展趨勢增強(qiáng) 由于控制內(nèi)容的復(fù)雜化和高難度化，使PLC向集成化方向發(fā)展，PLC與PC集成、PLC與DCS集成、PLC與PID集成等，并強(qiáng)化了通訊能力和網(wǎng)絡(luò)化，尤其是以PC為基的控制產(chǎn)品增長率最快。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。本文是基于PLC的小區(qū)車輛進(jìn)出系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)用PLC作為主控系統(tǒng)，通過對輸入信號(hào)的響應(yīng)控制自動(dòng)道閘的直流電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、反轉(zhuǎn)以及調(diào)速來驅(qū)動(dòng)道閘的升起和降落，達(dá)到對出入口車輛的放行和禁止。小區(qū)車輛進(jìn)出智能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄1 緒論 1 設(shè)計(jì)背景 1 主要研究內(nèi)容 1 2 PLC的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 32 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與規(guī)劃 5 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 5 指導(dǎo)思想 6 設(shè)計(jì)原理 8 RFID 技術(shù)發(fā)展的優(yōu)勢 8 技術(shù)發(fā)展存在的問題 9 設(shè)計(jì)原則 11 小區(qū)出入口車輛性質(zhì)劃分 12 主要結(jié)構(gòu) 13 系統(tǒng)的基本功能 133 車輛進(jìn)出管理系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 PLC及其硬件選型 16 PLC的基本結(jié)構(gòu)與工作原理 17 S7200的組成原理 21 硬件管理系統(tǒng) 22 進(jìn)出口管理系統(tǒng) 23 遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng) 24 遠(yuǎn)距離讀卡系統(tǒng)特點(diǎn) 25 發(fā)卡系統(tǒng) 28 自動(dòng)防砸系統(tǒng) 28 29 出入口自動(dòng)發(fā)卡器、回收器與讀卡器 29 自動(dòng)道閘 30 地感線圈 32 PLC外部接線圖設(shè)計(jì)分析 32 PLC通信系統(tǒng) 33 RS485接口電路圖 34 RS485接口電路常發(fā)生的故障 35 RS485接口電路故障解決辦法 36 硬件調(diào)試和軟件調(diào)試 374 PLC編程軟件設(shè)計(jì) 38 長期用戶卡運(yùn)行方式的軟件設(shè)計(jì) 38 臨時(shí)卡運(yùn)行方式的軟件設(shè)計(jì) 38 報(bào)警信號(hào)的PLC編程 39結(jié) 論 40致 謝 41參考文獻(xiàn) 421 緒論 設(shè)計(jì)背景隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)大量的使用自動(dòng)化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活?？梢员ＷC系統(tǒng)高效、方便、穩(wěn)定的運(yùn)行。 一、我國工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的發(fā)展 20世紀(jì)40年代末50年代初，我國的流程工業(yè)規(guī)模很小，設(shè)備陳舊，必要的調(diào)節(jié)主要靠最簡單的測量儀表由人工操作運(yùn)行。PLC與PC集成，即將計(jì)算機(jī)、PLC及操作人員的人—機(jī)接口結(jié)合在一起，使PLC能利用計(jì)算機(jī)豐富的軟件資源，而計(jì)算機(jī)能和PLC的模塊交互存取數(shù)據(jù)。通信方式的選擇需要考慮網(wǎng)絡(luò)允許的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)和網(wǎng)絡(luò)中單位時(shí)間可能的最大信息流量，并留有一定余地。 5. 穿透性和無屏障閱讀 在被覆蓋的情況下，RFID 能夠穿透紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質(zhì)， 并能夠進(jìn)行穿透性通信。（3）RFID 標(biāo)簽識(shí)別率不夠由于金屬和液體對空間電磁波的吸收，使得RFID 在這類商品上的識(shí)別遇到困難。這些措施保證了標(biāo)簽芯片能夠與閱讀器進(jìn)行多重認(rèn)證，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的加密算法?？傊?，從設(shè)計(jì)上來說，主要考慮到：經(jīng)濟(jì)、實(shí)用；物業(yè)管理便利；用戶使用便利；提升整個(gè)建筑群形象；保護(hù)建筑群和周邊環(huán)境，如減少車輛不必要的行駛，從而減少廢氣排放、噪音污染等； 小區(qū)出入口車輛性質(zhì)劃分將可能的進(jìn)出車輛的性質(zhì)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，大致分類如下：用戶性質(zhì)具體分類備注固定停車用戶開發(fā)商和物業(yè)管理公司自用車輛住戶或者是租戶的車輛臨時(shí)停車用戶來訪的外來車輛包括到物業(yè)管理部門辦事的車輛因到周邊場所辦事而須停車車輛特種車輛包括垃圾車、消防車、警車等等由以上分析，我們可以知道固定停車用戶和臨時(shí)停車用戶的特性如下：固定停車用戶特性：這些車輛一般每天都需要在小區(qū)內(nèi)停車，并且進(jìn)出次數(shù)會(huì)比較頻繁或停車時(shí)間比較長；而且其變動(dòng)性不會(huì)太大，我們稱這類停車用戶為固定停車用戶。④、減少工作人員，效率高。系統(tǒng)如有模擬量閉環(huán)控制、快速響應(yīng)、高速計(jì)數(shù)、通信聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)動(dòng)控制特殊要求，可以選用有相應(yīng)特殊I/O模塊的PLC，也可以選用內(nèi)置相應(yīng)功能的整體式PLC。繼電器線路要想改變控制功能，必須變更硬接線，靈活性差。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。但是由于其對I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對有變化的進(jìn)行刷新，這對一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力。它以緊湊的結(jié)構(gòu)、良好的擴(kuò)展性、強(qiáng)大的指令功能、低廉的價(jià)格，已經(jīng)成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器[11]。Fig頂部端子蓋下邊為輸出端子和PLC供電電源端子。這樣，任何外來車輛必須經(jīng)過小區(qū)業(yè)主的允許方可進(jìn)入，有效防止外來車輛進(jìn)入造成的管理混亂，有利于小區(qū)的安全管理。訪客使用的臨時(shí)用戶卡為暫時(shí)使用，在進(jìn)入小區(qū)時(shí)從自動(dòng)發(fā)卡器中拿取。自動(dòng)道閘安裝在小區(qū)出入口，與控制機(jī)有3米左右距離。RS485：適用于多主機(jī)/驅(qū)動(dòng)器工業(yè)環(huán)境。RS485網(wǎng)絡(luò)可在噪聲環(huán)境下實(shí)現(xiàn)可靠的數(shù)據(jù)傳輸。 RS485接口電路故障解決辦法從PLC內(nèi)部考慮：●采用隔離的DC/DC將24V電源和5V電源隔離，分析了三菱、歐姆龍、施耐德PLC以及西門子的PROFIBUS接口均是如此。在調(diào)試過程中暴露出來系統(tǒng)的中硬件問題，以及梯形圖中存在的一些軟件問題，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)解決，參閱材料找到較好的解決方案，直到完全符合系統(tǒng)控制要求。當(dāng)業(yè)主車輛與訪客車輛同時(shí)到達(dá)出入口時(shí)也可能造成干擾，影響車輛出入的效率。經(jīng)過努力，使我順利的完成了這份畢業(yè)設(shè)計(jì)既是對我過去兩年專業(yè)知識(shí)的總結(jié)，也是自己專業(yè)知識(shí)的積累。但是畢竟我們還是將這個(gè)課程設(shè)計(jì)做出來了。對小區(qū)進(jìn)出管理進(jìn)行了一些可行性的探討，應(yīng)用PLC作為主控制系統(tǒng)同時(shí)輔有非接觸式IC卡、讀卡器等設(shè)備使系統(tǒng)更加可靠、智能。軟件調(diào)試通過西門子公司配套的STEP7 MicroWIN [4]。連接在RS485總線上的其它設(shè)備產(chǎn)生的瞬態(tài)過電壓或過電流同樣會(huì)流入到PLC，總線上連接的設(shè)備站點(diǎn)數(shù)越多，產(chǎn)生瞬態(tài)過電壓的因素也越多。這兩條信號(hào)線傳送極性相反的信號(hào)，大大減少了EMI輻射和EMI干擾問題。較寬的共模范圍可實(shí)現(xiàn)長電纜、嘈雜環(huán)境(如工廠車間)下的數(shù)據(jù)傳輸。采用邏輯智能控制，確保按規(guī)定程序發(fā)卡；互鎖式發(fā)卡，車主按下取卡按鈕，出卡機(jī)自動(dòng)上鎖，此時(shí)車主若想盜卡，再次按下取卡按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)保護(hù)，不響應(yīng)“取卡”命令，直至車主驅(qū)離入口道閘，防止卡的流失；小功率、弱電控制，確保運(yùn)行平穩(wěn)、安全；特殊柔式發(fā)卡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保發(fā)卡順暢，不損卡；儲(chǔ)卡量不足時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警提示，確保及時(shí)補(bǔ)充。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便[7]。：Figure longterm users operation mode訪客進(jìn)入小區(qū)需要聯(lián)系業(yè)主，在小區(qū)的出入口自動(dòng)道閘前安裝有講裝置，實(shí)現(xiàn)訪客與業(yè)主的對講。存儲(chǔ)卡接口可以扦入存儲(chǔ)卡。全中文的界面、中文的在線幫助信息、Windows的界面網(wǎng)絡(luò)以及豐富的編程向?qū)?，能使用戶快速進(jìn)入狀態(tài)，得心應(yīng)手。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢。4．輸出接口電路：可編程序控制器的輸出有：繼電器輸出(M)、晶體管輸出(T)、晶閘管輸出(SSR)三種輸出形式。在需要大量中間繼電器、時(shí)間繼電器及計(jì)數(shù)繼電器的場合，PLC 無需增加硬設(shè)備。模塊式還備有多種特殊I/O模塊供用戶選擇，可以完成各種特殊的控制任務(wù)，在判斷故障范圍和維修是更換模塊等也很方便。②、具有軟啟動(dòng)功能及過流、過熱保護(hù)，有效保護(hù)道閘的核心部位電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（7）針對性系統(tǒng)的設(shè)置并非千篇一律的，而應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際情況，如工程規(guī)模、配套設(shè)施、市場定位、用戶對象、管理要求、規(guī)劃及平面布局等等因素，作出有針對性的設(shè)計(jì)。Inside Contactless 公司推出的RFID 芯片加入了加密算法，這些加密算法中，簡單的采用普通的邏輯電路實(shí)現(xiàn)，復(fù)雜的則通過嵌入式的RISC 微處理器來完成。中鐵快運(yùn)這幾年不斷測試RFID 系統(tǒng)的效果，并將其小范圍試點(diǎn)， 最終發(fā)現(xiàn)投入太大，作為一個(gè)企業(yè)無法單獨(dú)承擔(dān)這部分的投入。此外，由于條形碼是附于塑料袋或外包裝紙箱上，所以特別容易受到折損；RFID 標(biāo)簽是將數(shù)據(jù)保存在芯片中，因此可以免受污損。車輛進(jìn)出系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是對人機(jī)接口和通信方面的設(shè)計(jì)。僅大于信用卡幾個(gè)毫米，而功能卻有所增強(qiáng)，使PLC的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到遠(yuǎn)離工業(yè)控制的其它行業(yè)，如快餐廳、醫(yī)院手術(shù)室、旋轉(zhuǎn)門和車輛等，甚至引入家庭住宅、娛樂場所和商業(yè)部門。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。從而提高了小區(qū)車輛進(jìn)出系統(tǒng)的人性化程度。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長居民生活水平的提高，許多地方尤其是大型城市私家車擁有數(shù)量急劇增加。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車已經(jīng)成為普及的交通工具，如何才能實(shí)現(xiàn)對汽車行之有效的管理成為一個(gè)難題，而使高效化、智能化的車輛管理系統(tǒng)進(jìn)入大眾化的小區(qū)是本課題的研究方向，主要通過智能化管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)包括入口設(shè)備、出口設(shè)備、收銀管理設(shè)備、圖像對比設(shè)備和可選的車庫指示設(shè)備。50年代末60年代初，我國研制生產(chǎn)的傳感器、變送器、調(diào)節(jié)器、執(zhí)行器等，基本上能顯示過程狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)意圖，最終命令執(zhí)行器完成對工藝流程的調(diào)節(jié)要求。以PC機(jī)為基的控制容易編程和維護(hù)用戶的利益，開放的體系結(jié)構(gòu)提供靈活性，最終降低成本和提高生產(chǎn)率。詳細(xì)了解系統(tǒng)中應(yīng)用的被控對象的基本功能，輸入信號(hào)與PLC控制系統(tǒng)的兼容性，并掌握PLC驅(qū)動(dòng)輸出信號(hào)的基本運(yùn)行方式。而條形碼掃描機(jī)必須在近距離而且沒有物體阻擋的情況下， 才可以辨讀條形碼。%的識(shí)別率，都不會(huì)有任何一家商場或超市貿(mào)然引入RFID 系統(tǒng)。（5）沒有統(tǒng)一的RFID 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)化是廣泛獲得市場接受的必要措施，但RFID 讀寫器與標(biāo)簽的技術(shù)仍未見統(tǒng)一，不同制造商所使用的通訊協(xié)議、運(yùn)作的頻率、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的格式等均