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基于PLC的住宅小区停车场管理系统

  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[2篇]停车场管理[8篇]停车场[28篇]可编程控制器[0篇]

  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,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。

  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I生能。下面是PLC的基本单元结构图:

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  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。

  由于这里讨论的是小区停车场,所以以一个能容纳20辆车(一般为小车)的车库为例设计一个管理系统。

  在车库入口要安装身份识别装置和道闸,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,输出端发出信号使道闸打开。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。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。

  在支路1中,X1表示身份识别开关。在支路2中,XO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l通电,驱动辅助继电器MO,其接点M0闭合,M1马上通电,MI接点动作,使输出线置位,其相应的输出端YO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,这时有几道控制目标,所以运用主控指令MC对所有工作一并控制。检测器发出信号使开关X2闭合,PLC就执行MC和MCR之间的程序。首先把YO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YIO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。

  在车库入口处应该安装指示板,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5行4列的设计,占地面积大概800平方米,那么在指示板上也应该按照5行4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Xl0~X17,X20~X27,X30~X33,输出端元件Y20~Y27,Y30~Y37,Y40~Y43,输入输出~4-~-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l9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。

  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道闸和身份识别装置。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l,最后道闸关闭。

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  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。

  作者简介:林嘉,(1981-),男,广东工业大学自动化学院硕士研究生,研究方向:控制网络与系统集成。

  刘曙光.基于PLC的立方体仓库运行系统.物流技术,2006,(3):50—51—55

  马可,苗志全,张波.智能停车场管理系统的实现.华北科技学院学报,2006,3(3):72—74

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