基于plc的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)(雷志林)(編輯修改稿)
2025-07-22 23:35 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(guò)程大致可分三個(gè)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(shí)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(shí)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(chǎng)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(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)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)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式——梯形圖。因此，早期的 PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中 PLC特有的編程語(yǔ)言—梯形圖一直沿用至今。中期的 PLC（70 年代中期—80 年代中，后期）在 70年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。美國(guó)，日本，德國(guó)等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC的中央處理單元(CPU)。這樣，使PLC的功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。近期的 PLC（80 年代中、后期至今）進(jìn)入 80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的 PLC所采用的微處理器的檔次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得 PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化. 的工作原理PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在 PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順5序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過(guò)程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入，并將其寫入各對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。6第三章 停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案 車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)工作流程圖圖 31 車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)工作流程圖上圖是設(shè)計(jì)的車輛管理系統(tǒng)工作流程圖，其中包括很多功能，有車輛的檢道閘在關(guān)閉位置自動(dòng) 手動(dòng)觸動(dòng)稱重傳感器 1觸動(dòng)稱重傳感器 2按下觸摸屏打開控制檢測(cè)到正確的IC 卡信號(hào) 道閘打開否車輛出庫(kù)車輛進(jìn)庫(kù)經(jīng)過(guò)光電傳感器 1，再經(jīng)過(guò)2,寄存器加 1觸動(dòng)稱重傳感器 2經(jīng)過(guò)光電傳感器 2，再經(jīng)過(guò)1,寄存器減 1觸動(dòng)稱重傳感器 1車輛出入庫(kù)經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電傳感器，寄存器相應(yīng)加減 1否按下觸摸屏關(guān)閉控制道閘關(guān)閉結(jié)束否道閘打開否否道閘打開開始7測(cè)識(shí)別功能，車輛計(jì)數(shù)功能，道閘自動(dòng)開關(guān)功能，還有一個(gè)是報(bào)警系統(tǒng)功能，在下文獨(dú)立說(shuō)明。下圖是車輛管理系統(tǒng)示意圖：圖 32 車輛出入庫(kù)單道管理示意圖 系統(tǒng)功能構(gòu)成及相關(guān)元器件汽車檢測(cè)功能汽車檢測(cè)的功能主要表現(xiàn)在對(duì)車輛身份的識(shí)別與車輛到位的檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)功能完成時(shí)，所啟動(dòng)了道閘開關(guān)系統(tǒng)，使用的設(shè)備儀器主要有刷卡儀器和稱重傳感器。身份識(shí)別：當(dāng)車輛準(zhǔn)備進(jìn)車庫(kù)時(shí)，停在刷卡區(qū)旁，車主使用 IC信息卡，通過(guò)刷卡儀器，檢測(cè)正確后將車主信號(hào)傳到 PLC控制器中，完成身份識(shí)別。車輛到位檢測(cè)：在車輛停在刷卡區(qū)的同時(shí)，汽車觸動(dòng) 1稱重傳感器，管理系統(tǒng)檢測(cè)到壓力傳感信號(hào)，有車輛準(zhǔn)備進(jìn)入車庫(kù)。道閘開關(guān)功能 道閘開關(guān)主要是通過(guò) PLC控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)與到位開關(guān)實(shí)現(xiàn)的，所使用的設(shè)備主要有電動(dòng)機(jī)和到位開關(guān)。當(dāng)車輛準(zhǔn)備進(jìn)車庫(kù)，在完成汽車檢測(cè)時(shí)，PLC 控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開，車輛開進(jìn)并觸動(dòng) 2稱重傳感器，PLC 控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉；當(dāng)車輛準(zhǔn)備出車庫(kù)，在車輛觸動(dòng) 2光電傳感器時(shí)，PLC 控制電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，道閘打開，車輛8出道閘并觸動(dòng) 1稱重傳感器，PLC 控制電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉。車輛計(jì)數(shù)功能車輛計(jì)數(shù)主要是通過(guò) PLC處理兩個(gè)光電傳感器信號(hào)，完成車輛計(jì)數(shù)功能。當(dāng)車輛觸動(dòng) 1光電傳感器，再觸動(dòng) 2光電傳感器，PLC 寄存器加 1，當(dāng)車輛觸動(dòng) 2光電傳感器，再觸動(dòng) 1光電傳感器時(shí)，PLC 寄存器減 1，兩個(gè)光電傳感器的位置如圖 32所示。車位顯示功能圖 33 控制面板圖最上邊是車位顯示指示燈，用來(lái)顯示停車場(chǎng)是否有空位，當(dāng)綠燈一直亮著時(shí)就表示這個(gè)時(shí)候停車場(chǎng)還有空位，當(dāng)紅燈亮的時(shí)候就說(shuō)明這個(gè)停車場(chǎng)沒(méi)有空位了。中間的是用來(lái)停止和啟動(dòng)控制系統(tǒng)的，開始時(shí)按下啟動(dòng)按鈕然后對(duì)應(yīng)的指示燈就會(huì)亮，說(shuō)明該系統(tǒng)正在運(yùn)行當(dāng)中，按下停止按鈕系統(tǒng)就停止運(yùn)行。最下邊的兩個(gè)指示燈分別用來(lái)顯示當(dāng)有車進(jìn)出停車場(chǎng)的時(shí)候，傳感器接收
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