1 引言
隨著進(jìn)口汽車(chē)大量涌人和國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，大中城市的汽車(chē)數(shù)量劇增，從而引發(fā)了停車(chē)管理問(wèn)題。近幾年，我國(guó)的停車(chē)場(chǎng)管理技術(shù)不斷完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)功能的強(qiáng)大。但是，現(xiàn)時(shí)某些小區(qū)小型停車(chē)場(chǎng)如要運(yùn)用大量高新技術(shù)就會(huì)出現(xiàn)資金不足、維護(hù)管理不完善的問(wèn)題，有時(shí)考慮也不夠全面，所以目前就要解決車(chē)輛管理成本高、服務(wù)效率低等問(wèn)題。
由于小區(qū)停車(chē)場(chǎng)供住戶使用，收費(fèi)是進(jìn)行年租或月租形式，要求住戶一次性繳費(fèi)，所以小區(qū)停車(chē)場(chǎng)即時(shí)收費(fèi)這一環(huán)節(jié)可省去。小區(qū)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)重點(diǎn)要做到準(zhǔn)確指示車(chē)輛進(jìn)出，車(chē)輛進(jìn)入時(shí)給與司機(jī)準(zhǔn)確的車(chē)位數(shù)量與具體位置，車(chē)輛進(jìn)入后，記錄車(chē)輛總量，車(chē)輛離開(kāi)時(shí)，減少車(chē)輛數(shù)量。車(chē)輛進(jìn)出指示可完全由PLC作為中央控制處理，停車(chē)場(chǎng)空位指示可利用價(jià)格較不高的數(shù)碼管顯示。
2 可編程控制器(PLC)簡(jiǎn)介
PLC是一種可編程的數(shù)字邏輯控制設(shè)備，早期用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制，多用作控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和電磁閥的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，從而控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)[”。只要合理分配輸入、輸出點(diǎn)，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)梯形圖，采用基本指令和步進(jìn)指令就可達(dá)到控制目標(biāo)。隨著控制要求的不斷提高，許多PLC生產(chǎn)廠家進(jìn)一步優(yōu)化和完善PLC 的功能，增加了功能指令，大大拓寬了PLC的應(yīng)用范圍，使PLC 在某種程序上可以代替控制器和計(jì)算機(jī)的協(xié)同工作系統(tǒng)，為工業(yè)生產(chǎn)和民用控制設(shè)計(jì)提供方便。
PLC的具有可靠性高、功能性強(qiáng)和編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，所以深受設(shè)計(jì)人員的喜愛(ài)。PLC就如同一部計(jì)算機(jī)與繼電器控制設(shè)備相 結(jié)合的新型高性能控制裝置。PLC的基本單元包括中央控制器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入單元和輸出單元[“。除了基本單元，PLC還可以追加許多擴(kuò)展模塊，從而增強(qiáng)其功能和I生能。下面是PLC的基本單元結(jié)構(gòu)圖：
基于PLC的住宅小區(qū)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)
PLC就物理結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)有豐富的輸入輸出端，而從PLC的邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)看，內(nèi)部有許多軟元件，如輸入輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)寄存器及器件所對(duì)應(yīng)的常開(kāi)常閉接點(diǎn)，方便對(duì)車(chē)輛進(jìn)出、停放、計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)的信號(hào)輸入和車(chē)輛停放數(shù)量、位置的顯示。
大多數(shù)PLC的編程方式都有梯形圖編程、指令表編程和順序功能圖(SFC)編程，特別是梯形圖編程方式，直觀易懂。除了運(yùn)用基本指令可以完成大量工作，功能指令的擴(kuò)展更為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、調(diào)試和維護(hù)帶來(lái)許多便利，本文以梯形圖編程方式設(shè)計(jì)停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)，無(wú)論從設(shè)計(jì)到功能分析都是極為方便的。
3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
由于這里討論的是小區(qū)停車(chē)場(chǎng)，所以以一個(gè)能容納20輛車(chē)(一般為小車(chē))的車(chē)庫(kù)為例設(shè)計(jì)一個(gè)管理系統(tǒng)。
3．1 身份識(shí)別及道閘開(kāi)關(guān)
在車(chē)庫(kù)入口要安裝身份識(shí)別裝置和道閘，身份識(shí)別裝置觸發(fā)信號(hào)線連接到PLC的一個(gè)輸入端，當(dāng)車(chē)輛駛?cè)胲?chē)庫(kù)門(mén)口時(shí)，司機(jī)插入身份識(shí)別IC卡，經(jīng)讀卡器識(shí)別身份，證明是該小區(qū)住戶，讀卡器發(fā)出信號(hào)告知PLC準(zhǔn)予車(chē)輛通過(guò)，PLC驅(qū)動(dòng)輸出端，輸出端發(fā)出信號(hào)使道閘打開(kāi)。道閘前的地下埋設(shè)車(chē)輛檢測(cè)器，當(dāng)車(chē)輛停在道閘前，檢測(cè)器會(huì)向PLC發(fā)出信號(hào)告知將有車(chē)輛進(jìn)入，道閘處于準(zhǔn)備打開(kāi)狀態(tài)，只要身份識(shí)別正確，道閘立即打開(kāi)。道閘后的地下也要埋設(shè)檢測(cè)器，車(chē)輛通過(guò)后，告知PLC要增加一輛汽車(chē)的數(shù)量，并在車(chē)庫(kù)門(mén)前指示板上的數(shù)碼管顯示，最后控制道閘關(guān)閉。
在支路1中，X1表示身份識(shí)別開(kāi)關(guān)。在支路2中，XO表示車(chē)輛檢測(cè)裝置開(kāi)關(guān)，只要車(chē)輛駛到道閘前，車(chē)輛檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)使X0閉合，輔助繼電器M1進(jìn)入準(zhǔn)備通電狀態(tài)；只要身份識(shí)別正確，X1閉合，支路l通電，驅(qū)動(dòng)輔助繼電器MO，其接點(diǎn)M0閉合，M1馬上通電，MI接點(diǎn)動(dòng)作，使輸出線圈Y0置位，其相應(yīng)的輸出端YO發(fā)出信號(hào)控制道閘升降的電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)復(fù)位Y1線圈，確保道閘沒(méi)有反轉(zhuǎn)信號(hào)，這時(shí)道閘就打開(kāi)，車(chē)輛通過(guò)。車(chē)輛通過(guò)以后，經(jīng)過(guò)道閘后車(chē)輛檢測(cè)器，這時(shí)有幾道控制目標(biāo)，所以運(yùn)用主控指令MC對(duì)所有工作一并控制。檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)使開(kāi)關(guān)X2閉合，PLC就執(zhí)行MC和MCR之間的程序。首先把YO輸出線圈復(fù)位，即道閘電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)復(fù)位，同時(shí)置位Y1輸出線圈，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉。同時(shí)設(shè)定一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器D0，作為對(duì)車(chē)庫(kù)車(chē)輛總數(shù)的記錄，然后用BCD功能指令使D0中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)數(shù)輸出到以YIO為首的八個(gè)輸出端，驅(qū)動(dòng)車(chē)庫(kù)大門(mén)指示板上的顯示管。最后，在道閘關(guān)閉的終點(diǎn)安裝一個(gè)限位開(kāi)關(guān)X3，當(dāng)?shù)篱l回復(fù)原位時(shí)，X3接點(diǎn)接通，使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)復(fù)位。
3．2 指示板
在車(chē)庫(kù)入口處應(yīng)該安裝指示板，告知車(chē)輛司機(jī)整個(gè)車(chē)庫(kù)的停放狀況，包括數(shù)量和可停放的位置。假設(shè)車(chē)庫(kù)是5行4列的設(shè)計(jì)，占地面積大概800平方米，那么在指示板上也應(yīng)該按照5行4列的方式安裝指示燈，并把每一個(gè)車(chē)位編號(hào)。
當(dāng)某—位置沒(méi)有停放車(chē)輛時(shí)，相應(yīng)編號(hào)的指示燈變亮，司機(jī)看見(jiàn)時(shí)就可以按照指示進(jìn)入車(chē)庫(kù)按位停車(chē)。這個(gè)部分同樣可以用梯形編程圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。車(chē)位顯示程序，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，所用到的軟元件有輸入端元件Xl0～X17，X20～X27，X30～X33，輸出端元件Y20～Y27，Y30～Y37，Y40～Y43，輸入輸出~4-~-共計(jì)20對(duì)。只要在車(chē)位頂部安裝紅外檢測(cè)裝置，就可以對(duì)車(chē)位有無(wú)車(chē)輛進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)車(chē)位無(wú)車(chē)輛時(shí)，相應(yīng)輸入繼電器不通電，常閉接點(diǎn)合上，輸出端所聯(lián)接的指示燈亮，如圖4中8號(hào)和l9號(hào)燈亮，證明這兩個(gè)車(chē)位為空。而其余位置有車(chē)，所以相應(yīng)的指燈熄滅。
3．3 車(chē)輛出庫(kù)
車(chē)輛出庫(kù)，要減少車(chē)輛數(shù)量記錄，并且在車(chē)庫(kù)出口也要安裝出口道閘和身份識(shí)別裝置。下面是車(chē)輛出庫(kù)的梯形圖。由圖六可以看出，車(chē)輛出庫(kù)與入庫(kù)的基本原理相同，只是輸入元件和輸出元件不同，出庫(kù)與入庫(kù)所用到的元件必須區(qū)分開(kāi)。并且，要使車(chē)輛數(shù)量減少，用DEC功能指令使記錄車(chē)輛數(shù)的數(shù)據(jù)寄存器D0減l，最后道閘關(guān)閉。
4 結(jié)束語(yǔ)
由以上的例子可以看出，運(yùn)用PLC設(shè)計(jì)車(chē)庫(kù)管理系統(tǒng)非常方便。無(wú)論是從設(shè)計(jì)思路還是設(shè)計(jì)過(guò)程都十分清晰，使得人們運(yùn)用起來(lái)得心應(yīng)手，并且調(diào)試管理簡(jiǎn)單明了。PLC無(wú)論在工業(yè)生產(chǎn)上還是在民用商用設(shè)計(jì)上都顯示出很大的發(fā)展?jié)摿?，將?huì)的未來(lái)的日子里繼續(xù)發(fā)揮作用。
作者簡(jiǎn)介：林嘉，(1981-)，男，廣東工業(yè)大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院 碩士研究生，研究方向：控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成。
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