采用PLC控制停车场的控制管理系统.doc
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1、采用PLC控制停车场的控制管理系统552020年4月19日文档仅供参考毕 业 综 合 实 践 报 告专 业:电气自动化技(工业自动化方向)班 级: 级5班 姓 名: 唐 芝 学 号: 1 157 指导教师: 李 智 勇 设计项目:采用PLC控制的停车场管理控制系 1月4日目录摘要2第一章:绪论4第二章:停车场控制系统需求分析4第一节:停车场管理模式分析;4第二节:对停车场控制的需求描述;4第三节:停车场管理需要的设备;51、计算机52、现场控制器PLC54、车辆检测器及地感线圈55、摄相设备5第三章:正文6第一节:系统工作原理;61.西门子S7-PLC300工作原理:62.读卡器工作原理:73
2、.出口读卡器兼自动闸门工作原理:7第二节:对应系统/元件实物图及参数81.整体系统:82、西门子S7-PLC300:93、ID读卡器:103.自动闸门:104.信号灯:115、车位电子显示屏:11第三节:设计方案121、方案说明:122、技术资料:143、停车场车位的外部接线164、用户出入控制程序设计16系统控制程序:(见附录3)185、停车场监控见面的设计:19第四章:结论20参 考 文 献23附录一:25附录二:26附录三:28附录四:43采用PLC控制停车场的控制管理系统摘要本论文的方案主要运用可编程控制器(PLC)对停车场进出及停放指示进行管理。本停车场由16个停车区、入口检测器、出
3、口检测器、道闸管理系统、车位指示灯、车位已满指示灯等部分组成。在设计硬件的基础上,对软件进行设计,采用组态软件建立人机监控界面,包括组态界面的制作方案,功能语言的实现,最后对系统进行调试,并给出相关的参考程序,能够使车按照程序进行停放,并对她们的停放过程实时的监控。关键词:停车场车位; PLC; 组态软件; 实时监控 PLC controlled parking management system Abstracth The program of this paper is mainly to manage the use of programmable logic controllers (
4、PLC) and out of the car park and parking instructions. The parking lot by 16 parking area, entrance detector, exports detector, Barrier management system, parking lights, parking spaces full indicator and other components. On the basis of the design of the hardware, the software design and configura
5、tion software to create human-machine monitor interface, including the production program of the configuration interface, functional language implementations final debugging system, given the reference program can the car park, and the parking process real-time monitoring in accordance with the proc
6、edures.Keyword: Parking spaces PLC Configuration software Real-time monitoring第一章:绪论 汽车是工业文明之镜,它忠实地反映着社会的变迁。汽车不但影响了整个社会的经济结构和发展速度。百余年来,汽车满足人们代步需求的同时也积累和蕴含了丰富的精神财富,被赋予了更多的文化内涵,形成了一个独特的文化现象汽车文化。可是近几十年来,随着中国经济的不断发展,汽车的数量也是飞速的上升。因为各种私家车、出租车、货车等正在不断的膨胀,因此关于汽车的停放就是一个尤为重要的问题。 近年来中国各地政府部门投入了大量的人力、物力用以改进城市 停
7、车设施,提高了许多停车场的智能管理和安全化,一定程度上缓解了交通问题。可是,简单的基础设施建设和停车管理技术已经不能满足社会日益增长的车辆对停车服务的需求。据有关部门的不完全统计,全国城市每4.84辆机动车才有一个合法车位,有的城市每31辆才有一个停车位,已经越来越不适合日益增长的车辆管理问题。因此对停车场自动化管理的坚强就成了现在刻不容缓的事情了。自动化停车场管理系统重点要做到标准指示车辆进出,车辆进入时给予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,减少车辆的数量。车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理,大大减轻了现代社会人停车难的问题。第二章:停车场控制系统
8、需求分析 第一节:停车场管理模式分析; 停车场根据建筑形式及停车场位置的不同分为园区地面停车场、建筑物地下平面停车场、专用停车楼及路边临时占道停车场,但无论哪一类停车场地,其用户皆可归类为临时停车用户和固定停车用户两类。对临时停车用户,由于用户流动性大,为防止盗车现象发生,一般采用摄像监控、比对出库车辆信息、计时收费的管理监控模式。对固定停车用户则一般采用停车用户卡预先充值收费,门禁系统结合车位监控系统对停车车辆及车位动态监控的管理、监控模式。第二节:对停车场控制的需求描述;停车场的管理及控制包含管理及控制两部分运行系统。管理包括对用户及其使用停车位情况等信息的管理;停车场运营基本情况信息的管
9、理及设备基本信息的管理。这些管理功能的实现由安装在管理PC机内的管理中心软件完成,包含如下功能:在线监控所有各站点帐目状况:如各时期收支情况、币卡数量、种类等、出入口当前状况、操作员姓名等;用户卡的管理数据库;帐目打印与数据库报表;系统配置及建立停车系统及费率设置等其它部件管理等;控制则主要是对现场设备的状态依据管理及控制流程进行监视与控制,该部分功能的实现由现场设备及现场控制器及相关监控软件完成。主要包含如下功能:1、自动采集车辆出入车库与车位的状态;2、根据车辆出入库状态自动开、关道闸并自动开启;3、对车位则自动计数并能启动满位红灯亮;第三节:停车场管理需要的设备;停车场管理及监控系统需要
10、有如下的设备作为硬件支撑:1、计算机管理计算机配备相应的停车场系统管理软件,实现日常运营管理如计时计费、车位及收费统计、报表、数据信息管理、图像采集、显示、对比等管理功能。2、现场控制器PLC本文系统采用PLC作为现场控制器,汇总现场设备及PC机传来的各类输入信息,根据管理及监控流程进行信息处理,输出控制信号,控制停车场现场设备的工作,并向管理PC机传送现场信息。3、读卡器在设有门禁控制的管理场所,读卡器被广泛应用,停车场的读卡器根据所用卡片读卡感应距离的不同分为短、中、长及远距离读卡器系统。读卡器读取与辆、车位一一对应的用户卡信息,经过上述信息对车辆的出入进行记录与管理。4、车辆检测器及地感
11、线圈车辆到达出入口的情况和位置需要系统能自动探测到,这就需要在出入口的适当位置设置光电传感器作为检测器。当汽车经过时检测器产生的感应信号作为输入信号传给现场控制器以便控制。一般在停车场出入口各设置两套车辆检测器。一套在道闸前,检查车辆到达情况启动读卡,一套在道闸后检查车辆的离场或入场情况。同时还可在道闸杆下部设超声波车辆检测器,与挡车器的控制信号连锁,防止闸杆下有车时闸杆落下砸伤车辆。5、摄相设备车辆进出停车场时,系统自动启动照相机,记录车辆的外形、色彩、车牌等信息存入管理数据库并按卡号管理。车辆出入时系统管理软件自动调出出入图片人工比对,可有效防止盗车现象。同时需配备辅助照明设备。自动闸门是
12、停车场出入口的关键设备,其控制方式一般有手动按钮、遥控器控制、程序控制道闸升降等三种方式。本文采用程序控制闸门。第三章:正文第一节:系统工作原理; 停车场车位的控制系统是一项集传感技术、自动控制技术、数据传输技术、局部网络连接技术、实时监控技术、实时显示技术、计算机技术等多种技术为一体的综合系统。1.西门子S7-PLC300工作原理: PLC是一种可编程的数字逻辑控制设备,早期用于开关量的逻辑控制,多用于控制电动机正反转和电磁阀的开关动作,从而控制机械设备的运转。只要合理分配输入、输出点,根据控制要求设计梯形图,采用基本指令和步进指令就可达到控制目的。随着控制要求的不断提高,许多PLC生产厂家
13、进一步优化和改进PLC的功能,增加了功能指令,大大拓宽了PLC的应用范围,使PLC在某种程序上能够代替控制器和计算机的协同工作系统,为工业生产和民用控制设计提供方便。 PLC具有可靠性高、功能性强和编程简单等有点,因此深受设计人员的喜爱。PLC就如同一部计算机与蓄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还能够追加许多扩展模块,从而增强其功能和性能。下面是PLC的基本单元结构图如图2所示: 2.读卡器工作原理:入口部分主要由非接触感应式ID卡的读卡器、车辆检测器(地感线圈)、入口控制器、自动闸门、LED显示
14、屏、摄像头等组成。临时车进入停车场时,入口处的LED显示屏显示车位信息同时系统以语音提示客户选择停车区域并按代表相应区域的取卡键,同时票箱内出卡器内的ID卡,经输卡机芯传送至入口票箱出卡口,并完成读卡过程。同时启动入口摄像机,摄录一幅该车辆图像,并依据相应卡号,存入中央电脑的数据库中(中央电脑的位置能够放在监控室即出口收费处),同时中央计算机也会发送一个信号给现场控制器PLC,然后PLC会根据信号接通相应区域的路线信号灯,以便车主方便快捷的前往该停车区域,同时PLC会对相应区域空车位进行减一运算并传给中央计算机,然后中央计算机将数据传给入口电子显示屏并显示。司机取卡后向前行驶,当经过第一个地感
15、线圈后自动闸门升起栏杆,当驶入第二个地感线圈时,自动闸门放下栏杆。月租卡车辆进入停车场时,司机把月租卡放在入口读卡器感应区10-12公分距离内掠过,入口读卡器读取该卡的有关信息,判断其有效性,同时启动入口摄像机,摄录一幅该车辆图像,并依据相应卡号,存入中央计算机的数据库中。中央计算机会发送一个信号给现场控制器PLC,然后PLC会根据信号接通相应区域的路线信号灯,以便车主方便快捷的前往该停车区域,同时PLC会对相应区域空车位进行减一运算并传给中央计算机,然后中央计算机将数据传给入口电子显示屏并显示。同时司机向前行驶,当经过第一个地感线圈后自动闸门升起栏杆,当驶入第二个地感线圈时,自动闸门放下栏杆
16、。3.出口读卡器兼自动闸门工作原理:出口部分主要由非接触感应式ID卡读卡器、PLC控制器、自动闸门、车辆检测器(地感线圈)、摄像头等组成。临时车驶出停车场时,在出口处,司机将非接触式ID卡在出口读卡器读卡区域刷卡,然后读卡器将信息传给计算机,计算机依据相应卡号,存入中央电脑的数据库中,系统根据ID卡号自动计算出应交费并语音提示,然后经过计算机自动从ID卡中进行扣除相应的费用,同时计算机会传一个信号给PLC,PLC对根据信号对对应区域空车位加一,然后传回中央计算机,中央计算机在传给入口显示屏并显示。司机取卡后向前行驶,当经过第一个地感线圈后自动闸门升起栏杆,当驶入第二个地感线圈时,自动闸门放下栏
17、杆。月租卡车辆驶出停车场时,司机把月租卡在出口读卡器读卡区域刷卡,读卡器读取该卡有关信息并传给计算机,判别有效性。若有效,计算机将自动进行扣费,并给司机语音提示卡有效、扣费多少等信息,同时计算机会传一个信号给PLC,PLC对根据信号对对应区域空车位加一,然后传回中央计算机,中央计算机在传给入口显示屏并显示。然后司机向前行驶,当经过第一个地感线圈后自动闸门升起栏杆,当驶入第二个地感线圈时,自动闸门放下栏杆;若有误,则不允放行。 4.信号灯工作原理:信号灯受PLC控制板上的DC2128V 电压控制,有电亮、无电灭,由PLC控制主控制板上的电源通断。当入口刷卡器接受到卡的信息后会传给中央计算机,中央
18、计算机经过处理后传给PLC,然后PLC来控制车道信号等的亮灭。5. 车道地感线圈工作原理: 地感线圈就是一个振荡电路,这个线圈振荡电路的一部份,由它和电容组成。地感线圈控制器上有继电器输出,直接连相应的电源和DI通道即可。当车辆经过对应车道的地感线圈时,地感线圈空间介质发生变化引起了振荡频率的变化,这个变化就作为汽车经过地感线圈的证实信号会输出一个信号给PLC,然后PLC根据信号来关闭该信号灯对应的主控制板电源,然后该支路电源来关闭对应车道信号灯以及关闭道闸。第二节:对应系统/元件实物图及参数1.整体系统:2、西门子S7-PLC300:组成部件: 中央处理单元(CPU):控制集中式I/O和分布
19、式I/O、模式选择开关、状态故障指示灯、24V电源端子、微存储卡插槽;电源模块(PS):2A、5A、10A;信号模块(SM):DI/DO、AI/AO功能模块(CP):能够将PLC接入PROFIBUS-DP、AS-i和工业以太网;接口模块(IM):多机架配置时连接主机架和扩展机架;实物图:3、ID读卡器:技术参数:ID卡读卡距离:100MM 读写时间:0.1秒功耗:100W 工作电源:AC 220V10% 50Hz工作温度:-20-50 网络通讯接口:RS232/S485实物图:3.自动闸门: 用于对来往车辆实现门禁的自动化设备,给停车场的管理带来了巨大的方便,同时也是停车场智能化的体现。技术参
20、数:型号: QYT-1180 功能与特点 闸杆长度:1-6米(按米分级可选)起杆时间:4-6s 箱体材质:冷轧钢、不锈钢、铝合金(可选)地感控制器:灵敏度、防砸功能、防冲功能、自动落杆功能,用户可自行切换遥控器:标配两只/433MH遥控距离:10-30米接口:红外接口、安全气囊接口、外接按钮接口、计算机接口、485接口(可向用户提供通信协议)电源:AC220V/50H,200W实物图:4.信号灯: 用来引导车主有序的进行停车,不但方便车主更加快速的找到停车位置,更加人性化、智能化,还能给停车场安全的一个保障,对停车场的管理带来了很大的方便。技术参数:额定电压:DC2128V 色度:红630nm
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