基于PLC的智能车库门控系统的设计.doc

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1、基于PLC的智能车库门控系统的设计目录摘要一、引言1二、系统功能介绍 22。1 可编程控制器（PLC)简介22。2 指示板简介 22。3语音系统简介 32.4 身份识别及车库门开关简介 3三、系统设计53.1 主电路设计53.2 PLC外部接线图的设计 53.3 顺序功能流程图的设计 63。4 PLC梯形图的设计6四、结论9五、参考文献9一、引言随着进口汽车大量涌人和国内汽车工业的不断发展，大中城市的汽车数量剧增，从而引发了停车管理及防盗问题愈演愈烈。近几年，我国的停车场门控管理技术不断完善，计算机技术、通信技术、网络技术的发展又促进了停车场门控管理系统功能的强大。但是,现时某些小区小型车库门

2、如要运用大量高新技术就会出现资金不足、维护管理不完善的问题，有时考虑也不够全面,所以目前就要解决车辆管理成本高、服务效率低等问题. 由于小区停车场供住户使用，收费是进行年租或月租形式，要求住户一次性缴费,所以小区停车场即时收费这一环节可省去.小区停车场门控管理系统重点要做到准确开门以指示车辆进出，车辆进入前给与司机准确的车位数量与具体位置,车辆进入后,记录车辆总量，车辆离开时，减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理,停车场空位指示可利用价格较不高的数码管显示，同时为了体现现代化的智能管理，本系统加入的语音系统能够更全面的为车主服务。二、系统功能介绍2.1可编程控制器（PLC)

3、简介PLC的具有可靠性高、功能性强和编程简单等优点，所以深受设计人员的喜爱。PLC就如同一部计算机与继电器控制设备相结合的新型高性能控制装置。PLC的基本单元包括中央控制器(CPU)、存储器、输入单元和输出单元.除了基本单元，PLC还可以追加许多扩展模块，从而增强其功能。 PLC就物理结构来说有丰富的输入输出端,而从PLC的逻辑结构来看，内部有许多软元件，如输入输出继电器、辅助继电器、状态器、计数器、计时器和数据寄存器及器件所对应的常开常闭接点，方便对车辆进出、停放、计数、计时的信号输入和车辆停放数量、位置的显示。 大多数PLC的编程方式都有梯形图编程、指令表编程和顺序功能图(SFC)编程,特

4、别是梯形图编程方式,直观易懂。除了运用基本指令可以完成大量工作，功能指令的扩展更为系统开发、调试和维护带来许多便利，本文以梯形图编程方式设计停车场管理系统，无论从设计到功能分析都是极为方便的. 2。2指示板简介 在车库入口处应该安装指示面板,告知车辆司机整个车库的停放状况,包括数量和可停放的位置。假设车库是2行5列的设计，占地面积大概400平方米,那么在指示板上也应该按照2行5列的方式安装指示灯，并把每一个车位编号。 当某位置没有停放车辆时，相应编号的指示灯变亮，司机看见时就可以按照指示进入车库按位停车。这个部分同样可以用梯形编程图来实现。车位显示程序，相对比较简单，所用到的软元件有输入端元件

5、Xl0X17，X20X21，输出端元件Y20Y27,Y30Y31，输入输出20个共计10对。只要在车位顶部安装红外检测装置，就可以对车位有无车辆进行检测。当车位无车辆时,相应输入继电器不通电，常闭接点合上，输出端所联接的指示灯亮。根据上述内容设计指示面板如图1所示 图1 指示面板图3、语音系统简介自动语音提示，具备良好的图形用户界面，方便简洁，易学易用。完全解放人工操作，脱离人工干涉，信息通知准确准时。全程记录通知过程,提供系统服务报告.通知设置更为灵活、方便，功能更强，具备人性化特点.国家机关、企业、宾馆、酒店等诸多场所，可灵活定制通知语音,根据系统需求而设计的语音系统如图2所示，图2 语音

6、系统图4、身份识别及车库门开关简介 在车库入口要安装身份识别装置和车库门，身份识别装置触发信号线连接到PLC的一个输入端，当车辆驶入车库门口时,司机插入身份识别IC卡，经读卡器识别身份，证明是该小区住户，读卡器发出信号告知PLC准予车辆通过，PLC驱动输出端，输出端发出信号使车库门打开。车库门前的地下埋设车辆检测器，当车辆停在车库门前，检测器会向PLC发出信号告知将有车辆进入，车库门处于准备打开状态，只要身份识别正确，车库门立即打开并接通语音系统播放声音。车库门后的地下也要埋设检测器,车辆通过后,控制车库门关闭。当车主停车完成后,指示面板对应的小灯熄灭，避免出现对车主的误导。根据上述设计的I/

7、O分配表可以清晰的查找各部分元件,如表1表1 I/O分配表输入量输出量外部车辆检测器X0门上升Y0内部车辆检测器X1门下降Y1车库门上限位开关X2语音系统Y4车库门下限位开关X3语音系统Y5外部身份识别开关X4语音系统Y6内部身份识别开关X51号车位指示灯Y101号车位限位开关X10 2号车位指示灯Y112号车位限位开关X113号车位指示灯Y123号车位限位开关X124号车位指示灯Y134号车位限位开关X135号车位指示灯Y145号车位限位开关X146号车位指示灯Y156号车位限位开关X157号车位指示灯Y167号车位限位开关X168号车位指示灯Y178号车位限位开关X179号车位指示灯Y20

8、9号车位限位开关X2010号车位指示灯Y2110号车位限位开关X21三、系统设计 1、主电路设计由于这里讨论的是小区停车场,所以以一个能容纳10辆车(一般为小车)的车库为例设计一个管理系统。车库门的上下移动需要电动机正反转进行拖动，根据其动作过程设计主电路图如图3所示。图3 主电路图2、PLC外部接线图的设计根据车库的功能以及PLC外部的端口数所设计的外部接线图如图4所示.图4 PLC外部接线图3、顺序功能流程图的设计顺序功能图的设计主要考虑由步、有向连线、转换、转换条件和动作等要素。在根据车辆的进入过程而设计的车辆入库的流程图如图5所示，根据车辆离开过程为车库而设计的车辆离库流程图如图6所示

9、,从这两幅图可清晰的表达车辆进出离开的的全过程。图5 车辆入库流程图4、PLC梯形图的设计在支路1中，X4表示身份识别开关。在支路4中，XO表示车辆检测装置开关，只要车辆驶到车库门前，车辆检测器发出信号使X0闭合,辅助继电器M12进入通电状态;车库内存车小于10辆，只要身份识别正确，X4闭合，支路l通电,使输出线圈Y0置位，使其相应的输出端YO发出信号控制车库门升降的电动机正转，同时连锁Y1线圈，确保电动机没有反转信号，这时车库门打开，同时直流继电器K1吸合，接通语音系统开始播放语音，车库门上升到限位开关X2处停止，车辆通过.车辆通过以后，经过车库门后车辆检测器X1,检测器发出信号使开关X1闭

10、合，把YO输出线圈复位,同时关闭语音。图6 车辆离库流程图支路2通电，使输出线圈Y1置位，其相应的输出端Y1发出信号控制车库门升降的电动机反转，同时连锁Y0线圈,确保电动机没有正转信号，使电动机反转,车库门开始关闭,下降到限位开关X3处停止.同时设定一个辅助继电器M12,当车库车辆满10辆时,使辅助继电器M12的常闭触点打开,确保车库门外车辆不能进来,同时直流继电器K3吸合，接通语音系统播放语音提示外来者车库已满。用10枝彩灯代表10个车位，并在门外指示板上显示，车位无车则小灯发光，有车时通过限位开关关断小灯.车辆出入库，要减少或增加车辆指示灯的显示，并且在车库出入口安装出口车库门和身份识别装

11、置。由图7可以看出，车辆出库与入库的基本原理相同，只是输入元件和输出元件不同,出库与入库所用到的元件必须区分开.结合流程图和I/O分配表从而设计的梯形图,如图7所示。图7 PLC梯形图四、结论 由以上的例子可以看出，运用PLC设计车库管理系统非常方便.无论是从设计思路还是设计过程都十分清晰，使得人们运用起来得心应手，并且调试管理简单明了。PLC无论在工业生产上还是在民用商用设计上都显示出很大的发展潜力，将会的未来的日子里继续发挥作用。 五、参考文献1.宁波住宅小区停车管理调查 作者王洪问2。住宅小区智能化内涵与功能目标 作者刘克先3.市区物业管理小区停车难问题产生的原因及对策4.基于PLC的住宅小区停车场管理系统 智能交通网5.PLC应用技术 主编徐铁 中国劳动社会保障出版社出版9