Cjdosen-a毕业论文范文-基于PLC的自动车库控制.doc

、|
!_
一个人总要走陌生的路，看陌生的风景，听陌生的歌，然后在某个不经意的瞬间，你会发现，原本费尽心机想要忘记的事情真的就这么忘记了..

编号：XH03JW037-11/0

厦门海洋职业技术学院

毕 业 设 计 （论 文）

题目: 基于PLC的自动车库控制

系 别： 信息技术系

班 级：

姓 名：

学 号：

指导教师： 林晓鹏

2011年 月 日
基于PLC的自动车库控制

摘 要:本文提出一种运用可编程控制器（PLC）对住宅小区停车场汽车进出及停放指示进行自动化管理的方案,此方案大大提高了设计效率,维护周期短且调试方便,成本较低,可供开发停车场管理系统的人员作参考。
关键词: PLC；自动车库；停车场管理

一、 引言
随着汽车大量涌入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问题。近几年,我国的停车场管理技术不断完善,计算机技术、通信技术、网络技术的发展又促进了停车场管理系统功能的强大。但是,现时某些小区小型停车场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，同时停车场建设还要考虑如何解决车辆管理成本高、服务效率低等问题。
由于小区停车场基本是供住户使用,可以考虑采用PLC对停车场进行自动控制，可避免由于人工操作在车库出入口发生排队拥堵的情况。小区停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出,车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位置,车辆进入车库后,记录车辆总量;车辆离开车库时,减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC进行中央控制处理,停车场空位指示可利用价格便宜的数码管显示。
二、 可编程控制器(PLC)简介
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,多用作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标。随着控制要求的不断提高,许多PLC生产厂家进一步优化和完善PLC的功能,增加了功能指令,大大拓宽了PLC的应用范围 ,使PLC在某种程序上可以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,从而增强其功能和性能。
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。
三、系统设计
本文讨论的是以一个能容纳22辆车（一般为小型车）的车库为例的小区停车场,进行管理系统的设计。
3.1 身份识别及道闸开关
道闸前的地下埋设车辆检测器 ,当车辆停在道闸前,检测器会向PLC发出信号告知将有车辆进入,道闸处于准备打开状态,只要身份识别正确,道闸立即打开。在车库入口要安装车辆拍照识别系统和道闸 , 车辆拍照识别系统触发信号线连接到PLC的一个输入端,当车辆驶入车库门口时, 该系统通过对来自摄像头的图像帧进行神经算法运算，在复杂多变的背景中提取出车辆牌照的文本信息，经系统比对之后识别身份,证明是该小区住户, 系统发出信号告知PLC准与车辆通过,PLC驱动输出端,输出端发出信号使道闸打开。道闸后的地下也要埋设检测器,车辆通过后,告知PLC要增加一辆汽车的数量,并在车库门前指示板上的数码管显示,最后控制道闸关闭。下面是身份识别和道闸开关功能示意图和I/O分配表如下:

图1 身份识别与道闸开关示意图

输入
输出
车辆检测器1
X0
入库道闸电动机正转
Y0
身份识别开关
X1
入库道闸电动机反转
Y1
车辆检测器2
X2
出库道闸电动机正转
Y2
入库道闸限位开关
X3
出库道闸电动机反转
Y3
车辆检测器3
X4
指示灯
Y20～Y27,Y30～Y37,Y40～Y45
车辆检测器4
X5

出库道闸限位开关
X6

红外线检测装置
X10～X17,X20～X27,X30～X35

图2 I/O分配表

在I/O表中，X1表示身份识别开关。X0表示车辆检测装置开关,只要车辆驶到道闸前,车辆检测器发出信号使X0闭合,辅助继电器M1进入准备通电状态;只要身份识别正确,X1闭合,支路1通电,驱动辅助继电器M0,其接点M0闭合,M1马上通电,M1接点动作,使输出线圈Y0置位,其相应的输出端Y0发出信号控制道闸升降的电动机正转,同时复位Y1线圈,确保道闸没有反转信号,这时道闸就打开,车辆通过。车辆通过以后,经过道闸后车辆检测器,检测器发出信号使开关X2闭合,首先把Y0输出线圈复位,即道闸电动机正转信号复位,同时置位Y1输出线圈,使电动机反转,道闸关闭。同时设定一个数据寄存器D0,作为对车库车辆总数的记录,然后用BCD功能指令使D0中的二进制数转换成十进数输出到以Y10为首的八个输出端,驱动车库大门指示板上的显示管。最后,在道闸关闭的终点安装一个限位开关X3,当道闸回复原位时,X3接点接通,使电动机反转信号复位。

3.2 指示板
图3 车辆进入管理梯形图
我们将在车库入口，以及入口后的拐弯处安装两面不同的指示板 ,分别告知车辆司机整个车库的可停放数量和可停放的位置。假设车库是按如下图左侧的结构设计,那么在可停放位置的指示板上则按照下图右侧的方式排放指示灯。车库和指示板的示意图如下:

图4 停车场指示板
注：红色表示指示灯熄灭

图5 车位显示梯形图
当某一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X10～X17,X20～X27,X30～X35,输出端元件Y20～Y27,Y30～Y37,Y40～Y45,输入输出元件共计20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,如图4中8号和19号灯亮,证明这两个车位为空。而其余位置有车,所以相应的指灯熄灭。
3.3 车辆出库
车辆出库,要减少车辆数量记录,并且在车库出口也要安装出口车辆检测器和道闸。下面是车辆出库的梯形图。由图六可以看出,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。并
且,要使车辆数量减少,用DEC功能指令使记录车辆数的数据寄存器D0减1,最后道闸关闭。

图6 车辆出口梯形编程图
四、 外壳与骨架的选材
系统的骨架是支撑整个系统的基础,根据本系统的设计方案,要求骨架必须具有坚固、易加工等特点。而系统外壳,要在保证系统美观性的同时,同样具有易加工、坚固等特点。所以,系统骨架与外壳材料的选择,将直接影响系统使用时的耐久性与稳定性。在本设计中,选用了白色无味无毒的聚丙烯塑料板材,作为搭建系统骨架的材料,其厚度为8mm。同时,以白色无味无毒且易加工的ABS塑料板材,作为系统的外壳材料。
五、 结束语
本设计中依然存在着许多问题，系统中的许多功能和作用，都因资源有限以及个人能力有限而未能得到进一步地改进与完善，但由以上这个简单的例子我们依旧可以看出,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。我也将在未来的日子里努力钻研，希望能够发掘自己的潜力，提高设计水平。最后，感谢老师们三年以来不辞辛劳地悉心教导，特别是本次毕业设计的指导老师----林晓鹏老师，在此期间给您添了许多麻烦，再次感谢您对我们付出，望今后工作顺利，身体健康！

参考文献:
1、顾战松、陈铁年编著.可编程控制器原理与应用，国防工业出版社，
2、廖常初主编.可编程序控制器应用技术，重庆大学出版社
3、王卫星编著.可编程控制器原理及应用，中国水利水电出版社，
4、孙振强编著.可编程控制器原理及应用教程，清华大学出版社
5、 陈立定、吴玉香、苏开才编．电气控制与可编程控制器，广州：华南理工大学出版社．200l
6、吴亦锋.可编程序控制器原理与应用速成.第一版.福州:福建科学技术出社,2004:110-165
7、三菱FX系列可编程序控制器系统手册，三菱公司。
8、陈立定.电气控制与可编程序控制器的原理及应用.第一版.北京:机械工业社,2004:1-49
9、张进秋,陈永利,张中民.可编程控制器原理及应用实例.第一版.北京:机械工业出版社,2004:318-339
10、吴晓君,扬向明.电气控制与可编程控制器应用.第一版.北京:中国建材工业出版社,2004:64-75
11、王立权,王宗义,王淑钧,徐伟.可编程控制器原理及应用.第一版.哈尔滨:哈尔滨工程大出版社,2004:206-207