基于PLC的停車場(chǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

茍書航 李樺芃

摘要：隨著時(shí)代發(fā)展車輛的增多，城市內(nèi)亂停亂放現(xiàn)象也逐漸增多。所以妨礙城市發(fā)展的主要因素是交通設(shè)施利用率低，逐漸擴(kuò)大的城市規(guī)模和人口對(duì)城市交通造成巨大壓力。所以，一種有效的解決方法是建立智能化交通設(shè)施。本文結(jié)合PLC和組態(tài)軟件監(jiān)控技術(shù)設(shè)計(jì)出一種基于PLC的停車場(chǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的方案。在停車場(chǎng)內(nèi)各個(gè)車位正上方安裝光電開關(guān)，光電開關(guān)信號(hào)輸出引腳連接到PLC輸入端子。根據(jù)光電開關(guān)的電氣特性，當(dāng)車駛?cè)胲囄粨踝」饩€則會(huì)在PLC輸入端檢測(cè)到高電平，PLC輸入端檢測(cè)到信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)操作。組態(tài)軟件監(jiān)控到信號(hào)，改變數(shù)據(jù)庫中指定內(nèi)容，實(shí)時(shí)顯示停車場(chǎng)車位狀態(tài)

關(guān)鍵詞：PLC;停車場(chǎng);監(jiān)控系統(tǒng);智能管理系統(tǒng)

1. 引言

伴隨著汽車消費(fèi)市場(chǎng)迅速發(fā)展，各種社會(huì)車輛和私家車保有量迅速增加，停車位的供給速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于汽車保有量的增加速度，導(dǎo)致城市停車位越來越緊張。除了新建停車場(chǎng)外，現(xiàn)階段更應(yīng)該側(cè)重優(yōu)化現(xiàn)有的停車場(chǎng)資源，優(yōu)化資源配置，借鑒先進(jìn)的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，利用科學(xué)的、綜合的管理技術(shù)，提高停車場(chǎng)資源利用率。

2. 硬件工作流程

光電開關(guān)的工作流程如下：在停車場(chǎng)的入口與出口處安裝光電開關(guān)，用來檢測(cè)汽車是否進(jìn)入，當(dāng)光電開關(guān)為高電平時(shí)，汽車進(jìn)入;當(dāng)光電開關(guān)為低電平時(shí)，汽車駛出。指示燈的作用主要為向車主發(fā)出信號(hào)，當(dāng)綠燈亮起時(shí)說明停車場(chǎng)內(nèi)有空的停車位，當(dāng)紅燈亮?xí)r說明停車場(chǎng)內(nèi)已滿。位機(jī)被啟動(dòng)后，可開始讀取停車位狀態(tài)的數(shù)據(jù)庫，并直接發(fā)出操控命令把當(dāng)前車位狀態(tài)顯示在LED電子大屏幕上，車主便得知是否能夠進(jìn)入。主要用于顯示上位機(jī)所表達(dá)的信息，當(dāng)然了也可理解為上位機(jī)顯示屏幕。LED可顯示中英文、數(shù)字等各種語種的文字，且能夠以多種字型呈現(xiàn)出來，除此之外，還具有多種特效，功能繁多。

3. 硬件設(shè)備選型

本文所選擇的光電開關(guān)的型號(hào)是歐姆龍E3JK-R4M1，此種位置關(guān)開不需要與運(yùn)動(dòng)體進(jìn)行接觸，且其可檢測(cè)到的范圍達(dá)到0-4米間，檢測(cè)方式為回饋反射型

指示燈用來告知司機(jī)是否可以進(jìn)入停車場(chǎng)，作為一種介質(zhì)我們選用維旳美紅綠燈：它工作時(shí)可能有兩種情況：其一是220V;其二是直流12V。

上位機(jī)的選型首先考慮使用環(huán)境以及外部的連接端口數(shù)量。型號(hào)是研華提供的IPC-510L型工控機(jī)，英特爾雙核處理器，主頻3.3GHz，系統(tǒng)功能穩(wěn)定，高效適應(yīng)項(xiàng)目需求。

本文選用深圳華宇光彩科技的室內(nèi)全彩P3LED顯示屏。它的性能穩(wěn)定，具有定時(shí)開關(guān)、節(jié)能省電、遠(yuǎn)程控制的功能。

硬件接線圖如圖3-1所示：

其中車庫電氣自動(dòng)控制主電路原理示意圖如圖3-2所示：

4. 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

我國汽車越來來越多，停車場(chǎng)建設(shè)的規(guī)模也會(huì)擴(kuò)大，一個(gè)合理高效的停車場(chǎng)離不開合理的設(shè)計(jì)。從構(gòu)成上看上位機(jī)包含如下四大部分：其一是LED顯示屏;其二是界面程序;其三是數(shù)據(jù)庫;其四是組態(tài)程序。監(jiān)控系統(tǒng)流程圖如圖4-1所示：

下位機(jī)將光電開關(guān)信號(hào)傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)判斷信號(hào)有效性，然后在數(shù)據(jù)庫中搜尋，記錄車主的停車需要。進(jìn)而確定車位的位置，數(shù)據(jù)被更新后顯示到LED電子屏幕上，使司機(jī)獲取當(dāng)前信息。下位機(jī)的功能包括其一與上位機(jī)通信;其二初始化、檢測(cè)光電開關(guān)信號(hào)。軟件的流程框如圖3-2、3-3所示：

5.PLC梯形圖程序設(shè)計(jì)

為了更為直觀的表述邏輯關(guān)系，本文采用梯形圖表示，以提高編程的效率。梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，是一種面向過程控制語言，所以具有形象直觀實(shí)用的特點(diǎn)。其中程序流程圖如圖5-1所示：

光電開關(guān)反饋信號(hào)程序設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)中光電開關(guān)，一般以用常開觸點(diǎn)-||-進(jìn)行表示，其包含60個(gè)，分別是I1.0?I8.1，如果光電開關(guān)在區(qū)域范圍內(nèi)檢測(cè)到存在車輛，則會(huì)閉合常開觸點(diǎn)。在閉合常開觸點(diǎn)的情況下，則會(huì)形成一個(gè)上升沿信號(hào)，此時(shí)設(shè)置（S）被置1即M變量變?yōu)?。斷開常開觸點(diǎn)后，所形成的信號(hào)為下降沿。·（R）M變量（中間變量），也就是被復(fù)位變?yōu)?。M為中間變量，其中涉及到60個(gè)中間量，分別為M1.0?M8.1。0、1都表示組態(tài)軟件的通信中間變量，分別表示車位空閑、處于被占用的狀態(tài)之中。如圖5-2所示

指示燈程序設(shè)計(jì)：閉合狀態(tài)時(shí)，一般通過組態(tài)軟件控制M0.0、M0.1常開觸點(diǎn)。導(dǎo)通前者時(shí)，則觸發(fā)Q0.0線圈;直至MO.0斷開紅燈亮;同樣的當(dāng)QO.1線圈觸發(fā)MO.1之后，對(duì)應(yīng)的斷開綠燈亮。指示燈代碼段如圖5-3所示：

組態(tài)軟件程序設(shè)計(jì)：組態(tài)軟件主要采取更加直觀、形象的圖形組態(tài)，即在命令程序的編寫方面使用組態(tài)王軟件，以賦予系統(tǒng)更為豐富的功能。

組態(tài)王系統(tǒng)工作時(shí)要和數(shù)據(jù)庫連接，進(jìn)而讀取PLC內(nèi)置變量，M1.0?M8.1（60個(gè)），當(dāng)光電開關(guān)斷開時(shí)對(duì)應(yīng)變量為0值，意味著對(duì)應(yīng)的車位可以停車;當(dāng)光電開關(guān)導(dǎo)通時(shí)對(duì)應(yīng)變量為1值，意味著對(duì)應(yīng)的車位已被占用。車位編號(hào)、內(nèi)置變量和每個(gè)光電開關(guān)都是對(duì)應(yīng)的。光電開關(guān)和車位編號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖5-4所示：

連接數(shù)據(jù)庫語句是：SQLCoimect（DeviceIDJdsn=CARPARK”uid=;pwdy），如果M10=1，M11=1分別更新01，02位車位的數(shù)據(jù)內(nèi)容。連接數(shù)據(jù)庫與組態(tài)更新數(shù)據(jù)庫命令代碼如圖5-5所示：

若M內(nèi)置變?yōu)榱銊t分兩種情況：一是車位無車，二是已有司機(jī)預(yù)定。預(yù)定后，系統(tǒng)等待的時(shí)間是300秒，如預(yù)定車位光電開關(guān)在這一期間檢測(cè)到車量，則對(duì)應(yīng)的可對(duì)數(shù)據(jù)庫的車輛信息進(jìn)行更新，反之則默認(rèn)取消預(yù)定。組態(tài)命令代碼如圖5-6所示：

車輛駛?cè)胪＼噲?chǎng)時(shí)通過光電開關(guān)進(jìn)行檢測(cè)并通過計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)。

6.總結(jié)

本文在對(duì)停車場(chǎng)管理及控制系統(tǒng)的需求分析基礎(chǔ)上，提出了PLC控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，利用組態(tài)王和PLC實(shí)現(xiàn)電氣控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的智能控制系統(tǒng)。同時(shí)此次課程設(shè)計(jì)也讓我對(duì)學(xué)習(xí)PLC更加入迷，我認(rèn)識(shí)到PLC的強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，真正體會(huì)到了科技帶給生活的改變。

參考文獻(xiàn)

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