基于PLC控制自动停车场设计课程设计精品Word文档下载推荐.docx

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智能化的自动化控制化停车场就是适应这一时代需求的高技术产物。

这不仅可以有效地解决乱停乱放造成的交通混乱，而且可以促进交通设施的正规化建设，也能提高企业、物业管理的档次，同时也尽可能地减少车主失车被盗的忧虑。

易于与其它智能化系统组合成更强大的综合性系统，适各种综合方式的高级管理。

自动化停车场控制系统以非接触式卡作为停车场车辆进出的凭证，对车辆进出进行自动控制。

通过计算机处理，对停车场车辆出入进行安全管理

本论文设计的自动停车场控制系统，在停车场的出入口设置一套出入口管理设备（一红绿灯和栏杆），使停车场形成一个相对封闭的场所，当车辆达到系统所要求的数目时，指示灯亮，栏杆自动开启，方便快捷地进行着停车场的进出。

2、系统设计原则

（1）稳定、可靠原则

该系统需要长期运行，需要连续不间断的日夜运行，因此对系统的稳定性、可靠性要求很高，系统的关键部件应有冗余和备份，一旦系统某部分出现故障，应能很快恢复工作。

系统的紧急处理部件可以从容地应付可能发生的各种异常事件，例如断电。

系统的读卡设备可在脱机状态下工作，以确保在遭受“病毒”“黑客”攻击或其他原因系统瘫痪时，读卡设备仍能继续工作。

可靠、操作使用和维护方便。

（2）安全性原则

停车场管理是重要的管理工具，内有许多的重要的管理数据，系统必须有相应的安全保障机制，采用多种手段防止各种破坏，以确保系统安全性。

（3）开放性原则

本系统具备良好的开放性，可以把各行业界和市场上各类最好的产品结合起来，构成性能价格比最优的系统框架结构。

（4）扩充性原则

当需要增加新的用户应用时，本系统具有扩充余地，便于扩充、升级。

（5）先进性与实用性相结合的原则

系统所使用的技术及产品既要求具有优越先进性，而且必须是成熟的技术或产品，做到先进性与实用性相结合的原则。

（6）易管理性

系统涉及面广，有时需要对系统进行实时控制和管理。

系统管理员在不改变系统正常运行的情况下，具备对系统进行调整的能力。

（7）易维护性

可维护性是当今应用系统成功与否的重要因素，它包含两层含义：

故障的易于排除，日常的管理操作简便。

三、PLC的基本结构和工作原理

1.PLC的硬件结构

可编程控制器主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出单元（I/O）、电源和编程器等组成。

PLC硬件结构如图1所示；

2.中央控制处理单元（CPU）

可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。

通用微处理器有8080、8086、80286、80386等；

单片机有8031、8096等；

位片式微处理器的AM2900、AM2903等。

FX2可编程控制器使用的微处理器是16位的8096单片机。

3.存储器

可编程控制器配有两种存储器：

系统存储器和用户存储器。

系统存储器：

存放系统管理程序。

用户存储器：

存放用户编制的控制程序。

4.输入接口电路

PLC通过输入单元可实现将不同输入电路的电平进行转换，转换成PLC所需的标准电平供PLC进行处理。

接到PLC输入接口的输入器件是：

各种开关、按钮、传感器等。

各种PLC的输入电路大都相同，PLC输入电路中有光耦合器隔离，并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。

PLC输入电路通常有三种类型：

直流（12∽24）V输入、交流（100∽120）V输入与交流（200∽240）V输入和交直流（12∽24）V输入

5.输出接口电路

PLC的输出有三种形式，即继电器输出、晶体管输出、晶闸管输出。

如图所示：

输出端子有两种接法：

一种是输出各自独立，无公共点：

各输出端子各自形成独立回路。

一种为每4∽8个输出点构成一组，共有一个公共点：

在输出共用一个公共端子时，必须用同一电压类型和同一电压等级，但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级的负载，且各输出公共点之间是相互隔离的。

6.电源

PLC的供电电源一般是市电，也有用直流24V电源供电的。

7.编程器

利用编程器可将用户程序输入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；

利用编程器还可以监视PLC的工作状态。

编程器一般分简易型和智能型。

8.PLC的软件结构

在可编程控制器中，PLC的软件分为两大部分：

1.系统监控程序：

用于控制可编程控制器本身的运行。

主要由管理程序、用户指令解释程序和标准程序模块，系统调用。

2.用户程序：

它是由可编程控制器的使用者编制的，用于控制被控装置的运行。

9.PLC工作原理

PLC的工作方式：

采用循环扫描方式。

在PLC处于运行状态时，从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出，一直循环扫描工作。

注意：

由于PLC是扫描工作过程，在程序执行阶段即使输入发生了变化，输入状态映象寄存器的内容也不会变化，要等到下一周期的输入处理阶段才能改变。

（1）工作过程：

主要分为内部处理、通信操作、输入处理、程序执行、输出处理几个阶段。

1）内部处理阶段：

在此阶段，PLC检查CPU模块的硬件是否正常，复位监视定时器，以及完成一些其它内部工作。

2）通信服务阶段

在此阶段，PLC与一些智能模块通信、响应编程器键入的命令，更新编程器的显示内容等，当PLC处于停状态时，只进行内容处理和通信操作等内容。

3）输入处理

输入处理也叫输入采样。

在此阶段顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。

在此输入映象寄存器被刷新，接着进入程序的执行阶段。

4）程序执行

根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。

但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。

若用户程序涉及到输入输出状态时，PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态，从输出映象寄存器读出对应映象寄存器的当前状态。

根据用户程序进行逻辑运算，运算结果再存入有关器件寄存器中。

5）输出处理

程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。

（2）PLC的运行方式：

1）运行工作模式

当处于运行工作模式时，PLC要进行从内部处理、通信服务、输入处理、程序处理、输出处理，然后按上述过程循环扫描工作。

在运行模式下，PLC通过反复执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能，为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是不断地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP工作模式。

注：

PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。

2）停止模式

当处于停止工作模式时，PLC只进行内部处理和通信服务等内容。

四、车辆出入库管理系统的构成

1.控制要求

1）.停车场内车辆少于100辆，指示灯绿灯亮。

2）.停车场车辆少于100辆时，如果有车，则左栏杆抬起，车进入停车场后，左栏杆落下。

3）.有车在右侧栏杆，则由栏杆抬起，车驶出后50s栏杆落下。

4）.停车场内车辆达到100辆时，指示灯红灯亮，左侧栏杆不再抬起

2.入场/出场控制框图

自动停车场平面图

3.传感器的作用

传感器时一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到得信息，按一定规律变换成其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

4.左右栏杆的作用

自动停车场栏杆控制灵活方便，很好的保证了车辆进出入车库时秩序，减少了不必要的麻烦，左右栏杆控制车辆进出入车库，当停车场内车辆少于100时，指示灯绿灯亮，左栏杆自动抬起，车辆进去，进去后，栏杆自动落下。

当车辆出时，右栏杆抬起，驶出后，栏杆自动落下。

当停车场内车辆少于100时，指示灯红灯亮，栏杆不在抬起。

5.停车场基本流程

车辆进场：

当传感器检测到到有车辆进入，停车场内车辆数少于100辆，此时指示灯绿灯亮，打卡窗口打开，打完卡后，车辆准备进入车场，计数器上显示加1，左栏杆抬起，车辆进入停车场，10秒后左栏杆自动落下。

车辆出场：

当传感器检测到有车辆出场时，计数器上显示减1，右栏杆抬起，车辆使出，50秒后，右栏杆落下。

当停车场内车辆多于100时，指示灯红灯亮，左右栏杆都不抬起。

6.I/O口地址分配

功能

符号

I/O

启动

SB0

X000

停止

SB1

X001

左栏启动开关

SB2

X002

右栏启动开关

SB3

X003

左栏停止上抬

SB4

X004

左栏停止下落

SB5

X005

右栏停止上抬

SB6

X006

右栏停止下落

SB7

X007

I/O输入地址

左栏抬起

KM2

Y002

左栏落下

KM3

Y003

右栏抬起

KM4

Y004

右栏放下

KM5

Y005

开绿灯

KM0

Y000

开红灯

KM1

Y001

I/O输出地址

7.PLC的I/O端口接线

外围接线图

五、程序设计

1.自动停车场控制梯形图

6、课程设计总结

自动停车场集中了现代多方面的先进技术，是科技含量较高的车库，其中双层自动停车场停车方便、存取速度快、车库结构灵活、造价低的特点，将可能成为今后停车库发展的主要形式。

立体停车库目前在全国各地的很多新建小区内逐渐开始应用，今后随着家庭轿车的增加，经济实用的自动的立体停车库必将兴起，车库实现自动化控制是未来车库技术发展的主方向。

可以设置PC机作为控制系统的上位机，通过灵活、友好的人机界面，以互联网作为信息通道，可实现对停车库的远程网络化控制和管理。

根据双层自动停车场的运动原理及特点，明确了运动规律，通过对PLC的输入、输出信号数量的确定合理的对PLC进行了选型。

并对其运行过程进行了PLC控制程序的编程。

总体来说，此次设计给我的影响颇大，让我知道了怎样做好一件事情，也明白了以往所学PLC课程还很不够，所以在本设计中可能存在考虑不周全、设计漏洞等问题。

我希望大家提出宝贵意见与建议。

七、参考文献

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3-6

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哈尔滨工程大学，2007.

[3]ZeydinPALA，NihatINANC.SmartParkingApplicationsUsingRFIDTechnology[A].1stAnnualRFIDEurasiaConference&

Exhibitions[C].2007.3.

[4]李宏佳，魏权利，徐晓晓等.基于非接触IC卡自动计时停车收费系统设计开发[J].微计算机信息，2007,23（29）：

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[5]王增智，马哲.远距离射频识别系统及其应180用简论[J].微处理机,2007,28（6）：

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[9]胡学林.可编程控制器原理及应用[M].北京：

电子工业出版社，2005.8

[10]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京：

机械工业出版社，2007.1

[11]陈金华.可编程控制器应用技术[M].北京：

电子工业出版社，1995.3

[12]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：

机械工业出版社，2002.8

[13]陈立定.电器控制与可编程控制器[M].广州：

华南理工大

八、附录

附图

三菱PLC

栏杆检测装置