【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 對(duì)PLC的模擬量處理能力不作要求。同時(shí)因車輛出入皆需處理卡號(hào)信息，并且該信息在過程中需多次雙向傳遞，為避免信息傳遞相互干擾，故對(duì)系統(tǒng)的出入場(chǎng)控制采用不同的PLC作為控制器，綜合考慮上述系統(tǒng)需求，選用4個(gè)S7200系列的S7226型PLC，分別作為固定用戶出、入流程現(xiàn)場(chǎng)控制器、臨時(shí)用戶區(qū)域設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)控制器。其主要技術(shù)指標(biāo)如下：u 本機(jī)輸入（I） 24DIu 本機(jī)輸出（O） 16DOu 定時(shí)中斷 2個(gè)u 外部硬件輸入中斷 4個(gè)u 輸入濾波時(shí)間 ～u 程序存儲(chǔ)器 1024字u 擴(kuò)展I/O模板數(shù)量 7個(gè)u 最大數(shù)字量（I/O） 128DI/DOu 最大模擬量 28AI/7AO或14AOu 內(nèi)部繼電器（M） 256u 定時(shí)器總數(shù)（T） 256u 計(jì)數(shù)器總數(shù)（C） 256u 布爾指令執(zhí)行速度 u 本機(jī)通信口數(shù)量 2個(gè)u 本機(jī)通信接口類型 RS485u 自由口通信波特率 從上述S7226的技術(shù)指標(biāo)可知，其各項(xiàng)功能指標(biāo)皆可滿足本文系統(tǒng)運(yùn)行所需。而且S7200（CPU22X）PLC支持ASI現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)，通過一個(gè)ASI主站通信處理器CP2432最多可以連接31個(gè)ASI從站，每個(gè)CP2432的ASI網(wǎng)絡(luò)最多可以支持124點(diǎn)數(shù)字量輸入（DI）和124點(diǎn)數(shù)字量輸出（DO），一個(gè)S7200可以接兩個(gè)CP2432，通過ASI網(wǎng)絡(luò)可以增加248點(diǎn)數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，加上CPU的本機(jī)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)應(yīng)該可以支持中小規(guī)模停車場(chǎng)車位監(jiān)控對(duì)PLC輸入/輸出點(diǎn)位的需求。對(duì)大規(guī)模及超大規(guī)模停車場(chǎng)車位的監(jiān)控則需要選擇更大規(guī)模的PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制器才能滿足點(diǎn)位數(shù)的需求。在本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)中為簡(jiǎn)化前期設(shè)計(jì)工作，避免大量重復(fù)工作將監(jiān)控車位數(shù)設(shè)為30個(gè)。 PLC I/O模塊的選型停車場(chǎng)輸入輸出信號(hào)分布范圍較廣，若采用本機(jī)I/0或普通I/0擴(kuò)展模塊，則現(xiàn)場(chǎng)布線量多，且信號(hào)線距離太遠(yuǎn)，難以避免信號(hào)衰減及信號(hào)干擾，故本文選用ASI主站通信處理器CP2432，10個(gè)ASI從站構(gòu)成ASI現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)。 ASI現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)主/從站編址本節(jié)在介紹ASI現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的基礎(chǔ)上介紹ASI主/從站編址。ASI現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)：ASI是執(zhí)行器傳感器接口（Actuator Sensor Interface）的簡(jiǎn)稱，位于自動(dòng)控制系統(tǒng)的最底層，特別適合于連接需要傳送開關(guān)量的傳感器和執(zhí)行器。過去每個(gè)執(zhí)行器和傳感器都要通過電纜連接到控制器和電源上(并列布線)，這樣將產(chǎn)生巨大的成本支出，包括電纜線成本和布線成本。此外，復(fù)雜的布線系統(tǒng)本身也增加了出故障的可能性。采用ASI現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)只需要先將傳感器和執(zhí)行器簡(jiǎn)單的連接起來，再通過一根電纜—ASInterface電纜就可以與控制系統(tǒng)建立連接。圖31是工業(yè)通信的三層結(jié)構(gòu)。 圖31 工業(yè)通信三層結(jié)構(gòu)ASI這一級(jí)是最底層的現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字化的執(zhí)行器和傳感器被連成網(wǎng)絡(luò)。這些設(shè)備接收和發(fā)送二進(jìn)制信號(hào)(例如，接觸器，電機(jī)起動(dòng)器，電磁閥，閥島等)。在本文系統(tǒng)中由于數(shù)據(jù)通信量小，都是二進(jìn)制信號(hào)，這是AS interface典型應(yīng)用場(chǎng)合?，F(xiàn)場(chǎng)控制器PLC采用串行通信口直接與監(jiān)控PC機(jī)通信，構(gòu)成簡(jiǎn)單的單主站網(wǎng)絡(luò)。 在單主站系統(tǒng)中，AS interface采用輪循的方式傳送數(shù)據(jù)。對(duì)于一個(gè)帶31個(gè)標(biāo)準(zhǔn)從站的實(shí)用系統(tǒng)最大循環(huán)時(shí)間為5毫秒。AS interface系統(tǒng)可以帶62個(gè)從站，其最大輪循時(shí)間為10毫秒。對(duì)于本文系統(tǒng)，這個(gè)時(shí)間值完全能夠滿足實(shí)時(shí)性要求。AS interface網(wǎng)絡(luò)可以采用總線形，星形或樹形任何一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。數(shù)據(jù)傳輸采用AS interface電纜給傳感器傳送數(shù)據(jù)，同時(shí)也向傳感器提供電源。并采用絕緣穿刺連接技術(shù)，組裝方便、高效。CP2432作為主站連接于上一級(jí)控制器，能自動(dòng)地組織AS interface電纜上的數(shù)據(jù)傳輸，確保傳感器與執(zhí)行器的信號(hào)通過相應(yīng)的接口能夠傳送到上一級(jí)系統(tǒng)。除了可輪循傳送信號(hào)之外，主站向每個(gè)從站傳送參數(shù)配置，監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行，并進(jìn)行故障診斷。AS interface是一個(gè)自組態(tài)系統(tǒng)。用戶不需要做任何設(shè)置。從站實(shí)際上是PLC的分布式輸入輸出模塊。AS interface模塊能自動(dòng)識(shí)別發(fā)自主站的數(shù)據(jù)幀，并向主站發(fā)送數(shù)據(jù)。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的AS interface模塊最多可以連接4個(gè)數(shù)字化的傳感器和執(zhí)行器。AS interface網(wǎng)絡(luò)由電源模塊提供直流電壓。電源模塊集成有數(shù)據(jù)解耦性能，可以通過同一根電纜同時(shí)傳送數(shù)據(jù)和電源。使用中繼器或擴(kuò)展器，AS interface可正常工作在300米以內(nèi)，否則只能在100米內(nèi)正常工作。每個(gè)AS interface線皆要求有自己的電源模塊。在AS interface進(jìn)入正常運(yùn)行之前，必須對(duì)所有的從站分配地址。 停車場(chǎng)出入口控制模塊硬件設(shè)計(jì)停車場(chǎng)出入口控制模塊是停車場(chǎng)用戶出入權(quán)限管理與監(jiān)控的關(guān)鍵功能模塊，由讀卡器、票箱、道閘、車輛檢測(cè)器、車位數(shù)顯示牌等部件構(gòu)成。在本文系統(tǒng)中讀卡器直接與管理PC機(jī)通信，系統(tǒng)采集用戶卡信息，現(xiàn)場(chǎng)控制器PLC則根據(jù)PC機(jī)傳送的用戶卡信息及現(xiàn)場(chǎng)采集的車輛經(jīng)、停信息根據(jù)控制流程需求，控制票箱、道閘、車輛檢測(cè)器、拍照系統(tǒng)等系統(tǒng)部件的動(dòng)作。 讀卡器工作原理及選型停車場(chǎng)出入口控制實(shí)質(zhì)是卡片識(shí)別方式的門禁控制系統(tǒng)?？ㄆ绞降拈T禁系統(tǒng)通過讀卡或讀卡加密碼方式來管理進(jìn)出權(quán)限。該系統(tǒng)的出入憑證為各類卡片，包括磁卡、接觸式IC卡、非接觸式IC卡等，識(shí)別儀為相應(yīng)的讀卡器。讀卡器系統(tǒng)常分為磁卡、接觸式IC卡、非接觸式IC卡即射頻卡系統(tǒng)。磁卡與讀卡器間有磨損，壽命較短，而且磁卡易被復(fù)制，卡內(nèi)信息容易因外界磁場(chǎng)而丟失，使卡片無效，因此安全性一般。接觸式IC卡是將一個(gè)集成電路芯片鑲嵌于塑料基片中，封裝成卡的形式，其外型與覆蓋磁條的磁卡相似。卡片內(nèi)沒有電源，但有存儲(chǔ)器，可記錄卡片號(hào)碼，發(fā)行商信息，也可記錄持卡人信息。卡片表面從C1到C8共8個(gè)觸點(diǎn)，使用者在進(jìn)門前需要用讀卡器讀取持有的卡片，讀卡器通過觸點(diǎn)C1和C5給卡片提供電源，并從觸點(diǎn)C7串行讀取卡片內(nèi)信息送入門禁控制系統(tǒng)，門禁控制系統(tǒng)根據(jù)法則執(zhí)行比較判斷，根據(jù)結(jié)果控制鎖具的開啟和閉合。由于IC卡不會(huì)被磁化、不易復(fù)制，因此這種門禁系統(tǒng)的安全性高于磁卡門禁系統(tǒng)。非接觸式IC卡又稱為射頻卡，與接觸式IC卡相似，卡內(nèi)沒有電源，有存儲(chǔ)器，但非接觸IC卡表面沒有觸點(diǎn)而是在卡片內(nèi)增加一個(gè)電感線圈。使用者在進(jìn)門前將卡片靠近讀卡器，電感線圈在讀卡器內(nèi)發(fā)射裝置的激勵(lì)下產(chǎn)生微弱電流，保證卡內(nèi)芯片工作，并以電磁方式將信息返回給讀卡器。射頻卡既具有IC卡的普遍優(yōu)點(diǎn)，又具有自身的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)如：無源、免接觸、免操作、使用壽命長(zhǎng)；數(shù)據(jù)交換不受除金屬外的介質(zhì)影響，使用方便；防水、防塵、防靜電干擾、適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境；感應(yīng)距離遠(yuǎn)，普遍射頻卡可達(dá)5～15cm，遠(yuǎn)距射頻卡可達(dá)5～10m；安全可靠，誤讀或不讀卡的機(jī)率幾乎為零，成百上千億的密碼，無法破譯。這種門禁系統(tǒng)的卡片與讀寫設(shè)備之間無接觸，開門安全方便、使用壽命長(zhǎng)，卡片難以復(fù)制、安全性高，可聯(lián)微機(jī)實(shí)現(xiàn)雙向控制。是門禁系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。對(duì)于停車場(chǎng)采用門禁系統(tǒng)進(jìn)行出入控制，至少需要實(shí)現(xiàn)以下基本功能：對(duì)通道口進(jìn)出權(quán)限的管理，根據(jù)用戶繳費(fèi)及訂購(gòu)車位使用權(quán)限的情況設(shè)定用戶卡進(jìn)出通道的權(quán)限，門禁控制系統(tǒng)根據(jù)法則執(zhí)行比較判斷，根據(jù)結(jié)果控制道閘的開啟和閉合。出入事件的記錄、查詢功能是系統(tǒng)進(jìn)行管理的基礎(chǔ)。本文停車場(chǎng)控制系統(tǒng)亦采用無源非接觸式IC卡構(gòu)成門禁控制系統(tǒng)，經(jīng)過比較，根據(jù)系統(tǒng)需求選用SENSE182X型讀寫器。該讀寫器可通過RS232或RS485這兩種串行通信接口中任意一種與PC機(jī)連接以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。讀寫器與PC機(jī)或控制器相連的距離隨數(shù)據(jù)接口類型的不同而不同。RS232接口其可靠通信距離為10米。若讀卡器距離管理PC機(jī)較遠(yuǎn)，出入不同口的情況，采用RS485串口通信或使用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器以有效延長(zhǎng)通信距離。 出入口控制系統(tǒng)相關(guān)設(shè)備選型出入口控制系統(tǒng)的閘門機(jī)又稱為道閘，一般分為伸縮閘和抬桿閘，抬桿閘又分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。手動(dòng)閘欄桿的上升和下降由手控按鈕或遙控器操作；自動(dòng)閘欄桿的上升和下降由控制器根據(jù)門禁控制的法則和流程經(jīng)程序判斷給出道閘的開關(guān)控制信號(hào)。在出入口控制中，當(dāng)讀卡器讀取IC卡后，與PC機(jī)通信，系統(tǒng)判斷符合開門條件時(shí)，控制器給出道閘開啟的信號(hào)，道閘開啟。車輛經(jīng)過入口控制系統(tǒng)的車輛感應(yīng)線圈后，控制器給出閘門關(guān)閉信號(hào)。本文系統(tǒng)選用NICE公司的WIL4型，該機(jī)欄桿下部具有防砸車裝置，可手動(dòng)、遙控及程序控制欄桿開啟及關(guān)閉。攝像裝備安裝在進(jìn)口或出口處對(duì)進(jìn)入或離開的車輛攝像，提供給計(jì)算機(jī)進(jìn)行抓拍。WVCP464彩色攝像機(jī)并配備TG0412FCS3光學(xué)鏡頭及DS4002001型視頻切換器以便對(duì)進(jìn)出口視頻信號(hào)進(jìn)行切換選擇。 輸入/輸出變量地址分配序號(hào)地址電器符號(hào)狀態(tài)功能說明1BNOA入口欄外傳感器2BNOA入口欄內(nèi)傳感器