【基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計11000字（論文）】

第第頁基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計摘要本文對基于PLC的停車場控制系統(tǒng)進行了研究。利用PLC及配置軟件，可以實現(xiàn)停車場智能化停車收費。在此設(shè)計中，我們將西門子公司的可編程控制器作為核心控制單元，并添加了EM223和EM222，并選用了組態(tài)王配置軟件。最后，對20個停車位進行了智能化的控制。通過這種方法，可以實現(xiàn)對汽車的各種信息的自動識別，并對內(nèi)外車輛進行不同的定價。當(dāng)汽車要駛?cè)胪＼噲鰰r，該傳感器會檢測到車輛的駛?cè)耄撓到y(tǒng)會開啟該車輛識別系統(tǒng)來識別該車輛的信息，該停車系統(tǒng)會開啟該停車場的閘門系統(tǒng)，以便該車輛能夠駛?cè)朐撏＼噲?，并對該時間進行計時，并進行成本計算。在汽車即將駛離停車場的時候，在出口處的感應(yīng)器會自動開啟汽車標識，并根據(jù)所記錄的信息來計算車主應(yīng)該付多少錢。當(dāng)業(yè)主完成付款后，水閘就會打開，車輛可以駛離停車場。關(guān)鍵詞：PLC；停車場；車位控制目錄TOC\o"1-3"\h\u9426摘要 1110701緒論 1262401.1研究背景 1255251.2停車場車位控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 114971.3本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排 277022停車場車位控制系統(tǒng)整體方案 3312152.1停車場車位控制系統(tǒng)方案概述 3189612.2選擇PLC作為控制器原因 322982.3基于PLC控制的停車場車位控制系統(tǒng)的方案設(shè)計 4270042.4基于PLC控制的停車場控制系統(tǒng)的個子系統(tǒng)實現(xiàn)功能 4119532.4.1停車場入口系統(tǒng) 4121832.4.2停車場出口系統(tǒng) 6279772.5基于PLC控制的停車場控制系統(tǒng)的基本組成 674772.5.1中央處理控制器 650832.5.2可編程控制器 662322.5.3可編程控制器組成 778142.5.4PLC的工作原理 7108132.5.5閘門的工作原理 7247703基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 10212243.1PLC的選擇 1049343.2主電路設(shè)計 11178983.3控制電路設(shè)計 12271843.4PLC輸入輸出分配表 13170143.5PLC輸入輸出接線圖 15156934系統(tǒng)的軟件設(shè)計 1823054.1PLC內(nèi)部地址 18234694.2梯形圖程序 20171524.2.1初始化賦值程序 20115084.2.2停車場有無車位顯示 2055084.2.3開關(guān)車閘 2256294.2.4子程序調(diào)用 2476194.2.5計時計費子程序 249744.2.6指示燈顯示子程序 26201714.2.7數(shù)碼顯示子程序 26222504.3系統(tǒng)仿真和調(diào)試 2786944.3.1組態(tài)仿真 27224864.3.2調(diào)試軟件 2936525結(jié)論 3113751參考文獻 3332283致謝 1基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計1緒論1.1研究背景中國汽車工業(yè)迅速發(fā)展，國家經(jīng)濟規(guī)模不斷擴張，家庭轎車在中國的需求量也在不斷增加。停車場泊位系統(tǒng)作為現(xiàn)代社會的一個重要組成部分，能夠解決城市停車難、停車難等問題，減輕城市管理工作的壓力，也能有效地防止車輛亂停對居民的生命財產(chǎn)造成危害。但是，由于停車場建設(shè)的滯后，停車問題越來越嚴重。為了應(yīng)對不斷增加的停車需求，許多城市都在興建停車場，甚至是超大型停車場。但是，隨著現(xiàn)代停車場的發(fā)展，傳統(tǒng)的停車場經(jīng)營方式和經(jīng)營方式的缺陷越來越明顯，無法適應(yīng)現(xiàn)代停車的需要。在這樣的情況下，智能停車系統(tǒng)也逐漸的出現(xiàn)在了人們的視野之中，隨著技術(shù)的發(fā)展，再加上網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，將會有越來越多的人使用。從使用者的視角出發(fā)，為車主解決停車問題提供了便利，服務(wù)效率高、資訊精確。從管理上講，可以節(jié)約大量的人力和物力，而且具有操作簡便、自動化程度高的特點。同時也避免了停車費用的損失。該方案主要用于大型公共停車場的停車控制。本課題以PLC為核心，利用其它硬件設(shè)備對數(shù)據(jù)進行處理，再將數(shù)據(jù)傳送給主機，主機完成車輛泊位和后期的停車費用。這個設(shè)計能很好地解決這個城市的停車問題。因此，此次設(shè)計局具有很高的實際應(yīng)用價值。1.2停車場車位控制系統(tǒng)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀智能化時代的特點就是電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通訊技術(shù)與各種不同行業(yè)的協(xié)作，停車場的發(fā)展趨勢便是變得更加復(fù)雜更加高科技化與大型化。傳統(tǒng)停車場的核心內(nèi)容只是簡單的驗車放行，并不能滿足現(xiàn)在日益復(fù)雜的停車需求，與現(xiàn)代快速化生活的節(jié)奏格格不入。而現(xiàn)代化高科技技術(shù)的引入無疑給這個行業(yè)帶來了一次新的發(fā)展，使其能夠更加靈活，操作更加簡單。停車場管理對于國內(nèi)交通行業(yè)，建造行業(yè)而言是一個必將面對的問題。自動停車場就是利用自動化的機電設(shè)備合理的分配車位，有效的管理停車場。目前國內(nèi)停車場的發(fā)展與谷內(nèi)動態(tài)交通，公路工程、立交橋、地鐵工程和輕軌的發(fā)展不同步，加上國內(nèi)車輛數(shù)量的不斷增加，導(dǎo)致了如今大城市停車困難。傳統(tǒng)停車場效率低下，管理不方便已經(jīng)難以滿足城市停車需求，停車場管理系統(tǒng)更新?lián)Q代速度越趨加快，停車場的建設(shè)越加向網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。國外的停車場設(shè)備廠商在設(shè)計時要求能實現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)化存車”，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)預(yù)存車，通過管理系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度分配車位，從而實現(xiàn)提前預(yù)定車位交納停車費用，但是大量的先進技術(shù)也導(dǎo)致了建設(shè)和維護停車場運行時的成本。1.3本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排本設(shè)計采用PLC可編程邏輯控制器作為控制中心，設(shè)計一款停車場車位控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含9個停車位、出入口光電傳感器、七段數(shù)碼管、車位指示燈，出入口閘欄等部分，出入口的傳感器負責(zé)檢測信號，七段數(shù)碼管來負責(zé)顯示停車場內(nèi)剩余車輛，車位指示燈來提示停車場內(nèi)空余車位，出入口閘欄負責(zé)控制汽車是否放行。在入車時，入口傳感器檢測到信號，汽車駛?cè)霑r入口的1號傳感器檢測到信號打開閘欄放行，當(dāng)2號傳感器檢測到信號時關(guān)閉閘欄同時剩余車位數(shù)碼管-1，汽車駛出時出口的1號傳感器檢測到信號打開閘欄放行，駛出后2號傳感器檢測到信號閘欄關(guān)閉同時數(shù)碼管+1，停車時的車位指示通過子系統(tǒng)控制車位指示燈亮滅來提示，指示燈亮則表示該車位可以停車，指示燈熄滅則表示該車位已有車。本文的主要結(jié)構(gòu)安排如下：1緒論。本章介紹了選題的背景和意義及國內(nèi)外停車場車位控制系統(tǒng)的發(fā)展2系統(tǒng)總體方案設(shè)計及器件介紹。本章介紹了系統(tǒng)的設(shè)計方案和思路，硬件選型和介紹3系統(tǒng)硬件設(shè)計。本章介紹了系統(tǒng)硬件輸入輸出端口的設(shè)計，包含端子分配表及硬件連線。4系統(tǒng)軟件設(shè)計。本章介紹了PLC程序流程圖和梯形圖及工作情況的分析。2停車場車位控制系統(tǒng)整體方案2.1停車場車位控制系統(tǒng)方案概述首先是要有一個很大的空間，要有一個或多個出口和一個崗?fù)ぁＴ趰復(fù)づ赃叞惭b一個水閘、一個感應(yīng)設(shè)備、一個汽車識別設(shè)備和一個顯示屏。在入口的車輛識別系統(tǒng)中，一旦有車輛駛?cè)耄蜁詣拥貙⑵渥R別出來，分配車號，打開閘機，按照不同的車輛收費標準進行收費。當(dāng)車輛進入車位時，地面的傳感器檢測到有車輛時會點亮警示燈，并將其反饋到主系統(tǒng)，顯示車輛已?？吭谕＼噲?。在汽車即將駛離的時候，傳感器檢測不到，就會向系統(tǒng)提示停車。當(dāng)車子開到出口處時，車門上的識別系統(tǒng)又一次被激活。計算價格（內(nèi)部車和外部車，每小時的收費都不一樣，里面的車要便宜一些，一小時一塊錢，外面的車要貴一些，是兩塊錢一小時。）一旦付款，車門就會自動開啟，車輛可以從停車場出來，收費也會自動解除。舊式停車場的自動化管理水平較低，效率較低。該停車場的PLC控制系統(tǒng)可以很好地解決這個問題。隨著智能化、自動化的管理與監(jiān)測，成本逐步下降，對安全、可靠的需求也越來越大。其中包括車輛進場后的即時處理、停車場停車的自動計費、車輛與歷史資料的自動錄入。所有的工作均可由PLC實現(xiàn)。2.2選擇PLC作為控制器原因1.具有良好的抗干擾性。無需接觸式控制器，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，不易發(fā)生錯誤。軟件部分包括故障檢測、信息存儲和恢復(fù)、報警時鐘（死區(qū)報警）、過程檢查等一系列的軟件防護。2.硬件具有很好的普適性。硬件體系結(jié)構(gòu)是模塊化的，硬件產(chǎn)品也是系統(tǒng)化的。各種硬件可以根據(jù)需求進行靈活的選擇。軟接線邏輯使PLC能方便地完成多種控制，并能在較短的時間內(nèi)完成軟件的各項功能。3.程序設(shè)計簡單，操作簡單。使用了一種易于理解的、易于理解的、與常規(guī)的繼電器模塊相似的梯形圖形，并給出了SFC的軟件功能結(jié)構(gòu)圖，讓初學(xué)者都容易對其編程方式適用。2.3基于PLC控制的停車場車位控制系統(tǒng)的方案設(shè)計圖2-1中顯示了控制系統(tǒng)的方框圖。本系統(tǒng)采用PLC作為控制中心.通過通訊、讀卡器通信、讀取車輛信息、監(jiān)控、參數(shù)設(shè)置等，實現(xiàn)了組態(tài)王與PLC的數(shù)據(jù)交互。停車場的一進一出；一進一出分別配有制動器，以控制車輛進入。在車輛的進口和出口各裝有一個讀卡機。在讀卡機之后，組態(tài)王通過485通訊方式，讀出汽車的數(shù)據(jù)，然后將其發(fā)送到PLC進行處理。在進口、出口處分別裝有汽車探測傳感器，并將信號傳送給PLC。設(shè)置手動開關(guān)，由監(jiān)測人員手動開啟或關(guān)閉。安裝了空置空間的綠色指示燈，以指示停車場中仍有空置空間。車輛可以進入，制動器可以打開。圖2-SEQ圖2-\*ARABIC1控制系統(tǒng)要求圖2.4基于PLC控制的停車場控制系統(tǒng)的個子系統(tǒng)實現(xiàn)功能2.4.1停車場入口系統(tǒng)如果有車輛想要駛?cè)胪＼噲?，入口的汽車感?yīng)器會偵測到有車輛駛?cè)?，確認停車場內(nèi)有閑置停車位后，便會自動剎車，開啟車門，并進行計費。如果在這個停車場沒有閑置的停車位，就不能開啟。當(dāng)停車位被占滿時，警示燈就會亮起來，告訴所有人，這個停車場已經(jīng)沒有停車位了。2.4.2停車場出口系統(tǒng)在車輛即將駛離停車場時，在入口處的汽車感應(yīng)器會自動識別出車輛的相關(guān)信息，并依據(jù)停車時間和收費標準來決定所要支付的費用。屏幕上會有顯示的時間和收費，一旦用戶繳納了錢，就會自動打開車門，讓車子通過。2.5基于PLC控制的停車場控制系統(tǒng)的基本組成該系統(tǒng)是一種具有人類思維、感官和行為的智能系統(tǒng)。在PLC控制的停車場控制系統(tǒng)中，感應(yīng)器是整個停車場控制系統(tǒng)的感知器官，實時對停車場內(nèi)部的車輛停放進行感應(yīng)。2.5.1中央處理控制器在停車場控制系統(tǒng)中，停車場的控制中心就是人體的心臟和大腦，通過攝像頭捕捉到的車輛信息，例如牌照、停車時間等。并能對數(shù)字顯示屏上的停車總數(shù)及剩余車位的顯示進行控制。在光柵檢測到有車輛進出時，中央處理器會對大門進行開關(guān)。2.5.2可編程控制器可編程邏輯控制器一般被稱作PLC。該系統(tǒng)采用計算機自動技術(shù)，可編程的自動數(shù)據(jù)處理存貯器，能自動地完成各種數(shù)據(jù)的定時、邏輯、序列等運算。該系統(tǒng)采用接收、內(nèi)部工作、控制輸出端輸出信號等方式，實現(xiàn)對各類裝置的工作進行控制。PLC擁有一般電腦所不具備的優(yōu)勢和特點，因而得以快速發(fā)展。圖2-2PLC實物圖2.5.3可編程控制器組成PLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但總體上來說，它是一臺可以進行邏輯運算的控制器，就像我們?nèi)粘Ｊ褂玫碾娔X一樣。下面是PLC的硬件的簡化圖表。圖2-3PLC硬件系統(tǒng)簡化圖2.5.4PLC的工作原理PLC的工作原理和基本的計算機一樣，都是以硬件和軟件為基礎(chǔ)的，PLC也是如此。PC軟件主要由系統(tǒng)軟件和用戶管理軟件組成，也就是我們所安裝的應(yīng)用軟件。通過系統(tǒng)軟件的協(xié)同控制，可使PLC工作正常。PLC的基本工作內(nèi)容可劃分為三個主要環(huán)節(jié)。掃描循環(huán)分為三個步驟：PLC對輸入取樣，PLC對系統(tǒng)進行編程，在spI/o控制之外的I/o數(shù)據(jù)更新階段，在整個處理階段，將處理硬件內(nèi)的其他進程，如果工作正常，錯誤檢測將繼續(xù)進行，系統(tǒng)崩潰將觸發(fā)一個警報，停止操作并提醒員工進行處理。2.5.5閘門的工作原理在我國，最早使用的閘門大概是80年代，用于地下交通建設(shè)。20世紀90年代末，閘機逐步進入了人們的視線，包括辦公室，寫字樓，商場，超市，景點，甚至高檔小區(qū)。根據(jù)閘門內(nèi)部某些控制部件的差異，可將其具體工作原理分為機械、半自動和全自動三種。根據(jù)封口密封和封口的形狀，分三個滾輪，擺動門，翼，擺動門，滑動門，開/關(guān)，單向門。閘門的最基本作用是關(guān)閉和關(guān)閉，以達到進出和關(guān)閉的目的。一般應(yīng)用于人或車輛的控制，在各種情況下，可與其它系統(tǒng)結(jié)合，使其在各種情況下更能發(fā)揮更大的功能。在停車場，也有一個自動門，只不過是人變成了車而已。目前，它已廣泛應(yīng)用于各類大型高速公路收費站，停車場，小區(qū)，企事業(yè)單位等單位，以方便管理人員的日常工作。自動停車道閘的管理可以通過一臺自動遙控裝置來實現(xiàn)一個自動的升降桿，或者通過一個自動的停車場道閘管理（即，一個IC印制的插卡式道閘管理），用于實現(xiàn)一個完全的自動道閘的管理。智能停車場的自動開關(guān)按以下幾種方式操作：1.道閘的控制面板主要是由道閘操作員人工下達的，沒有連接到主搖臂上的管閘桿搖臂可以在90度和水平方向上進行反向上升的轉(zhuǎn)動。平衡臂、平衡彈簧等元件構(gòu)成的平衡裝置，可使傳動閘桿的扭轉(zhuǎn)得到最小化，使傳動閘桿的負荷最小，使用壽命更長。2.自動感應(yīng)路口控制路面進門的凸輪和自動閘桿凸輪能夠?qū)崿F(xiàn)一個垂直位置的自動限制，這主要是因為在閘桿凸輪上有一個豎直位置是用電磁鑄鐵感應(yīng)，由具有高自動化度設(shè)置值的電磁式鑄鐵自動感應(yīng)托架水平位置的霍爾傳感器控制停止時，程度位也可以實現(xiàn)自動控制。3.當(dāng)斷電時，自動啟停道閘可以將手柄搖把從自動開關(guān)箱后面的一個孔中插進去，然后通過搖桿移動搖桿，人工打開開關(guān)。它具有以下優(yōu)點：1.智能擺動IC卡：本系統(tǒng)使用英文簡稱“NFC”的無接觸智能卡。NFC卡易于被系統(tǒng)識別，并且不易磨損。同時，也可解決各種復(fù)雜的問題，如操作繁瑣。2.自動擺閘的擴展特性：計算機和自動擺閘通過RS485總線進行通訊（RS-232的通訊要比RS-232快很多）。在安裝了相應(yīng)的控制系統(tǒng)后，根據(jù)現(xiàn)場的條件和需要，如果需要增加自動擺動的次數(shù)，只要增加一定的搖動硬件，軟件就可以停止或重新設(shè)置。3.自動擺動離線：不只是一臺計算機可以用因特網(wǎng)直接運行，還可以離線運行。4.自動擺閘自動重置：如果人或其它物品在通過擺閘時若人或貨物的擺臂被卡在地上而停止工作，則會自動進行持續(xù)的自動檢測；當(dāng)警報未完全解除時，系統(tǒng)會自動停止或休眠，并通知使用者；一旦設(shè)備打開了線路上的障礙，系統(tǒng)就會重新啟動，恢復(fù)到原來的工作狀態(tài)。5.主控面板上還有RS485通訊接口，可以通過遠程通信軟件進行遠程控制，方便對網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一的遠程管理。6.該裝置可實現(xiàn)自動計數(shù)功能，便于管理人員進行統(tǒng)計或強化電流限制。3基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1PLC的選擇本設(shè)計以西門子PLC為控制器，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。最常用的可編程控制器為西門子和三叉戟。本文選用西門子PLC主要有以下幾點理由：1.開關(guān)是量量和邏輯信號的控制：這是一種最基本的、最廣泛的西門子PLC的自動控制電路的方法，西門子PLC的每一個最小輸入和最大輸出的信號都被看作是唯一的邏輯狀態(tài)，即是數(shù)量的邏輯信號，它與西門子的繼電器的自動控制最類似，可以并用，并且成本比較低廉，并且只采用西門子PLC，它的西門子自動控制的電路功能，是西門子繼電器的自動控制電路的主要的控制替代。開關(guān)機的量程及邏輯控制技術(shù)，不但適用于一種或多種CNC設(shè)備，而且適用于各種化工行業(yè)的各種特殊的水泵和大的電磁閥的手動自動控制、設(shè)備線路的自動配置、手動操作和自動控制。2.PLC實現(xiàn)了對直線和圓周運動的控制，目前已在各種大型設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。目前，最常用的就是各種自主研發(fā)的運動控制模塊，這些模塊都是世界上比較大的PLC公司提供的。PLC在各種金屬工程機械中具有很高的應(yīng)用價值，例如：大型金屬零件的切削、成型、裝配制造、機器人、升降機等。3.閉環(huán)模擬工藝：閉環(huán)工藝的閉環(huán)，主要用于溫度，壓力和流量的改變。智能PID閉環(huán)控制是當(dāng)今大中型企業(yè)普遍缺乏的基礎(chǔ)功能。這種功能可以由智能PID控制模塊和智能PID子程序來實現(xiàn)，也可以由用戶自己設(shè)計PID的智能控制命令模塊來實現(xiàn)。PID單片機的功能已廣泛應(yīng)用于各種塑料制品擠出成型機、加熱爐、熱處理器、鍋爐等加工設(shè)備中。4.數(shù)據(jù)處理:具有數(shù)據(jù)收集的一種現(xiàn)代化的自動系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)分析、誤差處理及轉(zhuǎn)換等功能。所有的功能都可以直接傳輸給其他的智能倉庫，也可以把他們的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理，然后打印成倉庫的表格。數(shù)據(jù)處理通常用于許多大型庫存控制系統(tǒng)。5.該系統(tǒng)采用33路數(shù)字輸入和39路數(shù)字輸出。該系統(tǒng)是一個小型自動化應(yīng)用程序。6.SIEMENSS7-200SPS是一種高性能的小型SPS，具有卓越的性價比、簡單的編程、具有簡單的線路和其他特點。有更多的規(guī)格和更多的擴展模塊，這取決于應(yīng)用的大小。SPS最大輸入/輸出電壓為cpu226，24個DVI和16個DVI，無法滿足實際應(yīng)用需求。7.EM222數(shù)字輸出模塊，16路數(shù)字輸出，8路數(shù)字輸出，40路數(shù)字輸出，40路數(shù)字輸出。因此，在此基礎(chǔ)上，我們選擇了西門子PLC進行設(shè)計。3.2主電路設(shè)計主要的線路顯示在圖3-1中。通過L1、L2、L3和n，外部380VAC電源提供給裝置。QF1為主要斷路器，能對裝置進行開關(guān)。M1是一種用于控制進氣閘開啟和關(guān)閉的進口剎車馬達。QF2是一種進口剎車馬達斷路器，用來開啟或關(guān)閉進口剎車馬達的電路。KM1是入口制動器的正向旋轉(zhuǎn)（打開）接觸器；Km2是入口制動器換向（閉合）接觸器，它轉(zhuǎn)換電源2的相位，然后連接電機以控制電機反轉(zhuǎn)。FR1過載制動電阻用于輸入，用于保護制動電機的輸入，以防止長時間過載運行。KM3為出口制動正轉(zhuǎn)(制動開度)接觸器;KM4是出口制動換向(閉合)接觸器，將電源2相換向連接到電機上，對輸出剎車馬達進行換向控制。FR2是一種超負荷保護散熱器，可長時間地對有故障的剎車馬達進行保護，并使引擎燃燒。圖3-SEQ圖3\*ARABIC1主電路圖設(shè)計3.3控制電路設(shè)計圖3-2中顯示了該控制電路。交流由L1、n提供給控制回路。H1顯示功率。若指示燈是亮的，說明電源已經(jīng)打開。指示燈是不亮的，說明沒有連接，也沒有燈光。QF4是一種用于對斷路器及開關(guān)機進行控制的電源。KM1開啟起動觸頭，KA1開啟起動繼電器，PLC對KA1進行控制，KA1常開接觸，KM1繞組電流，KM1常開接觸，KM1常開接觸起動制動。類似地，KM2是入口的啟動觸點，KA2是入口的啟動繼電器，PLC控制打開KA2線圈，KA2常開觸點，KM2常開觸點打開，KM2常開觸點關(guān)閉，輸入制動器關(guān)閉。再一次，KM3接通輸出線路，KA3接通繼電器。PLC對KA3曲線曲線開、KA3常開、接觸器KM3曲線開、KM3開、出口制動器開、KM3開、開關(guān)機等進行控制。再一次，KM4為起動接觸器，KA4為起動接觸器。PLC控制卡KA4的曲線開啟、KA4的正常開啟、接觸器KM4的曲線開啟、KM4的正常開啟、輸出制動關(guān)閉。A1是一種將220伏特50赫茲AC轉(zhuǎn)換成24VDC電源的DC開關(guān)，以及24V的SPS輸入。QF5為DC電源開關(guān)，能開啟或關(guān)閉DC電源。圖3-SEQ圖3\*ARABIC2控制電路圖3.4PLC輸入輸出分配表PLC輸入和輸出分配見表3-1，3-2所示。表3-SEQ表3-\*ARABIC1數(shù)字量輸入分配表描述PLC地址外部編號手動開入口車閘I0.0SB1手動關(guān)入口車閘I0.1SB2手動開出口車閘I0.2SB3手動關(guān)出口車閘I0.3SB4入口車輛檢測I0.4S1出口車輛檢測I0.5S2入口車閘開到位I0.6SQ1入口車閘關(guān)到位I0.7SQ2出口車閘開到位I1.0SQ3出口車閘關(guān)到位I1.1SQ4入口身份識別正確I1.2S3出口身份識別正確I1.3S4繳費成功I1.4S5車位1檢測I1.5S6車位2檢測I1.6S7車位3檢測I1.7S8車位4檢測I2.0S9車位5檢測I2.1S10車位6檢測I2.2S11車位7檢測I2.3S12車位8檢測I2.4S13車位9檢測I2.5S14車位10檢測I2.6S15車位11檢測I2.7S16車位12檢測I3.0S17車位13檢測I3.1S18車位14檢測I3.2S19車位15檢測I3.3S20車位16檢測I3.4S21車位17檢測I3.5S22車位18檢測I3.6S23車位19檢測I3.7S24車位20檢測I4.0S25表3-SEQ表3-\*ARABIC2數(shù)字量輸出分配表描述PLC地址外部編號綠色指示燈有空位指示Q0.0HL2紅色指示燈無空位指示Q0.1HL3入口車閘開Q0.2KA1入口車閘關(guān)Q0.3KA2出口車閘開Q0.4KA3出口車閘關(guān)Q0.5KA4車位1指示燈Q0.6HL4車位2指示燈Q0.7HL5車位3指示燈Q1.0HL6車位4指示燈Q1.1HL7車位5指示燈Q1.2HL8車位6指示燈Q1.3HL9車位7指示燈Q1.4HL10車位8指示燈Q1.5HL11車位9指示燈Q1.6HL12車位10指示燈Q1.7HL13車位11指示燈Q2.0HL14車位12指示燈Q2.1HL15車位13指示燈Q2.2HL16車位14指示燈Q2.3HL17車位15指示燈Q2.4HL18車位16指示燈Q2.5HL19車位17指示燈Q2.6HL20車位18指示燈Q2.7HL21車位19指示燈Q3.0HL22車位20指示燈Q3.1HL23計費100位顯示Q3.2計費10位顯示Q3.3計費1位顯示Q3.4時間數(shù)碼100位顯示Q3.5時間數(shù)碼10位顯示Q3.6時間數(shù)碼1位顯示Q3.7數(shù)碼顯示QB43.5PLC輸入輸出接線圖在圖3-3、3-4、3-5中，可以看到PLC的輸入和輸出端子。外接220VAC電流，由PLCL、N供電。24V直流電源與cpu226的輸入端相連接1M、2M和3M以及PLC輸入的公共端，為CPU226的輸入提供24VDC。24VDC連接到CPU226輸出的1L、2L、3L和4L以及CPU226輸出的公共端，為CPU226輸出提供24VDC。24VDC連接到EM223輸入端1M、2M和EM223輸入端的公共端，為EM223輸入端提供24VDC。24VDC接至1L、2L、EM223輸出的3l、4L和EM223輸出的公共端，為EM223輸出提供24VDC。圖3-3PLC數(shù)字輸入輸出圖1圖3-4PLC數(shù)字輸入輸出圖24系統(tǒng)的軟件設(shè)計4.1PLC內(nèi)部地址為了閱讀和編程方便，定義了部分內(nèi)部使用地址，如表4-1所示。表4-1內(nèi)部使用地址名稱PLC地址備注延時關(guān)入口車閘T37延時關(guān)出口車閘T38車輛1計時計費狀態(tài)VB4011計時計費開始，0計時計費停止車輛2計時計費狀態(tài)VB4021計時計費開始，0計時計費停止車輛3計時計費狀態(tài)VB4031計時計費開始，0計時計費停止車輛4計時計費狀態(tài)VB4041計時計費開始，0計時計費停止車輛5計時計費狀態(tài)VB4051計時計費開始，0計時計費停止車輛6計時計費狀態(tài)VB4061計時計費開始，0計時計費停止車輛7計時計費狀態(tài)VB4071計時計費開始，0計時計費停止車輛8計時計費狀態(tài)VB4081計時計費開始，0計時計費停止車輛9計時計費狀態(tài)VB4091計時計費開始，0計時計費停止車10計時計費狀態(tài)VB4101計時計費開始，0計時計費停止車11計時計費狀態(tài)VB4111計時計費開始，0計時計費停止車12計時計費狀態(tài)VB4121計時計費開始，0計時計費停止車13計時計費狀態(tài)VB4131計時計費開始，0計時計費停止車14計時計費狀態(tài)VB4141計時計費開始，0計時計費停止車15計時計費狀態(tài)VB4151計時計費開始，0計時計費停止車16計時計費狀態(tài)VB4161計時計費開始，0計時計費停止車17計時計費狀態(tài)VB4171計時計費開始，0計時計費停止車18計時計費狀態(tài)VB4181計時計費開始，0計時計費停止車19計時計費狀態(tài)VB4191計時計費開始，0計時計費停止車20計時計費狀態(tài)VB4201計時計費開始，0計時計費停止車輛1計時VD0車輛1計費VD4車輛2計時VD8車輛2計費VD12車輛3計時VD16車輛3計費VD20車輛4計時VD24車輛4計費VD28車輛5計時VD32車輛5計費VD36車輛6計時VD40車輛6計費VD44車輛7計時VD48車輛7計費VD52車輛8計時VD56車輛8計費VD60車輛9計時VD64車輛9計費VD68車輛10計時VD72車輛10計費VD76車輛11計時VD80車輛11計費VD84車輛12計時VD88車輛12計費VD92車輛13計時VD96車輛13計費VD100車輛14計時VD104車輛14計費VD108車輛15計時VD112車輛15計費VD116車輛16計時VD120車輛16計費VD124車輛17計時VD128車輛17計費VD132車輛18計時VD136車輛18計費VD140車輛19計時VD144車輛19計費VD148車輛20計時VD152車輛20計費VD156內(nèi)部車輛每小時費用VD200預(yù)設(shè)1元外部車輛每小時費用VD204預(yù)設(shè)2元計時VD500計費VD504車輛數(shù)量VW300車輛身份碼VW304剩余車位數(shù)VW308計時整數(shù)VW520計時100位VW530計時10位VW532計時1位VW534計費整數(shù)VW540計費100位VW550計費10位VW552計費1位VW554數(shù)碼顯示字VW5604.2梯形圖程序4.2.1初始化賦值程序開始初始化，采用SM0.1的特殊標識，開始掃描循環(huán)，設(shè)定每小時的收費，預(yù)設(shè)1元，VD200=1；設(shè)定外車每小時收費，設(shè)定2元，VD204=1；圖4.1初始化賦值程序圖4.2.2停車場有無車位顯示停車場內(nèi)，停車位不到20、VW300不到20、Q0.0線圈通電、綠燈亮?xí)r，說明有空位。停車泊位大于20、VW300以上、Q0.1線圈通電、紅燈亮則說明停車場已經(jīng)沒有空位。圖4.2停車場車位顯示程序圖系統(tǒng)開始工作，M0.0常開式接觸器關(guān)閉，VW300停車場內(nèi)的車輛數(shù)量不超過20輛，并探測到進入的車輛。I0.4常開式接觸器關(guān)閉，對進口車輛進行正確的識別。I1.2常開式接觸器是關(guān)閉的，那么在停車場中的車輛數(shù)目將會增加1，而VW300=VW300+1。圖4.3停車場車輛檢測程序圖在檢測到VW300以上的汽車，并檢測到出口汽車到達I0.5常開式接觸頭關(guān)閉狀態(tài)時，可以對出口車輛進行準確的識別。在I1.3常開式接觸器關(guān)閉時，可使停車場內(nèi)的車輛減少1臺，而VW300=VW300-1。圖4.4停車場出口車輛檢測程序圖20減去停車場的車號VW300，獲得一個空余的停車位，存儲在VW308，VW308=20-VW300。圖4.4停車場剩余車輛程序圖4.2.3開關(guān)車閘不進行進口閉合、Q0.3常閉接觸閉合、不開啟、I0.6常開接觸閉合、手動開啟制動鍵、I0.0常開接觸閉合、Q0.2常開觸頭閉合、Q0.2常開觸頭閉合、進口開啟、手動制動。或者檢測到停車場不完整，Q0.1常閉觸點關(guān)閉，發(fā)現(xiàn)門口車輛到達I0.4常開觸點關(guān)閉，和入口處的身份驗證是正確的，I1.2常開觸點關(guān)閉，然后Q0.2線圈驅(qū)動。圖4.5車閘開關(guān)程序圖0.7常閉接觸頭是閉合的，在探測到汽車從進氣口出來時，它會閉合，接著起動剎車定時器，T37則會計算10秒。圖4.6入口車閘程序圖當(dāng)T37常開觸點閉合時，Q0.3線圈通電并自鎖，入口制動器閉合。合到位，I0.7常閉觸點打開，停止合入口閘，I0.4常閉觸點打開，停止合入口閘。手動，按下入口制動閉合按鈕，I0.1常開觸點閉合，Q0.3線圈供電，常開觸點閉合，入口制動手動閉合。圖4.7延時入口車閘程序圖出口制動開關(guān)控制類似，不需要檢測停車場是否已滿，需要檢測付款是否成功。圖4.8出口車閘程序圖4.2.4子程序調(diào)用主程序OB1調(diào)用子程序定時計費、停車燈、數(shù)字顯示等，用于定期執(zhí)行子程序。圖4.9子程序調(diào)用圖4.2.5計時計費子程序就拿汽車1來說吧。VW304的交通工具識別碼為1。如果檢測到了正確的輸入標識，I12的上升邊緣（從ON到ON的時間），向1指定VB401，啟動交通工具1，并開始計時和記帳。VB401=1是計時計費的起始，VB401=0是計時器計費的終止。車輛識別VW304等于1，檢測到正確的出口識別，I13的上升邊緣（從閉合到開啟的時間），指定VB401為0，并且使交通工具1的計時器和計費停止。圖4.10計時狀態(tài)程序圖使用特定的系統(tǒng)標志SM0.5（系統(tǒng)時鐘，開啟0.5秒，關(guān)閉0.5秒），當(dāng)VB401=1時，計時增加1秒，VD0=VD0+0.000278。另外，利用內(nèi)部定價，將計時VD0與單價VD200相乘，從而獲得VD4=VD0*VD200。圖4.11車輛計費狀態(tài)程序圖當(dāng)前車輛為車輛1，VW304=1，成功檢測到付款成功，I1.4當(dāng)常開觸點閉合時，復(fù)位計時VD0=0，復(fù)位計費VD4=0，復(fù)位定時計費開始狀態(tài)，VB401=0。圖4.13車輛繳費成功及計費重置程序圖4.2.6指示燈顯示子程序以1-5為例，1-1停車場探測到汽車11.5常開觸頭時，線圈Q0.6加電，1號車位使用指示燈亮，其它相似。圖4.14指示燈顯示程序圖4.2.7數(shù)碼顯示子程序當(dāng)檢測車輛到達出口處，I0.5常開觸點關(guān)閉，并發(fā)現(xiàn)它是車輛1和VW304等于1，那么計時VD0車輛1是分配給VD500，和車輛1的計費VD4是分配給VD504用于顯示計時計費。其他車輛2到20輛類似。圖4.15數(shù)碼顯示子程序4.3系統(tǒng)仿真和調(diào)試4.3.1組態(tài)仿真（1）組態(tài)設(shè)置MCGS組態(tài)軟件可以快速建立一個優(yōu)越的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，以監(jiān)測系統(tǒng)和執(zhí)行數(shù)據(jù)處理和控制。使用時，需要指定每個變量，見表4.2。表4.2變量表變量名類型初值總開關(guān)開關(guān)0開關(guān)提示開關(guān)0車滿提示開關(guān)0出入口檢測開關(guān)0剩余車位指示燈數(shù)值0車位1-9數(shù)值0車位指示燈1-9開關(guān)0出入口閘閘欄開關(guān)0車1-9數(shù)值0這些變量是通過工作臺的實時數(shù)據(jù)庫定義的。單擊新對象以添加變量，然后選擇每個數(shù)據(jù)，再單擊要編輯的對象的屬性。編輯后保存，MCGS附帶一個圖庫，可以根據(jù)圖4.16在軟件中動態(tài)設(shè)置動畫屬性。圖4.16動態(tài)設(shè)置單擊“動態(tài)設(shè)置”以設(shè)置模擬動畫的垂直運動和可見性特性。（2）系統(tǒng)仿真設(shè)置好變量后，點擊運行進行模擬，結(jié)果如圖4.17所示。圖4.17仿真結(jié)果當(dāng)按下主開關(guān)時，系統(tǒng)啟動，剩余車位數(shù)在七段數(shù)碼管上顯示為0，滿車時指示燈點亮。車輛進出時，閘欄可以打開。在模擬運行期間，可以單擊每個變量來觀察參數(shù)變化。4.3.2調(diào)試軟件CX—Programmer編程軟件是OMRON專用的，可用于編程梯形圖編程，翻譯和檢查程序，不僅如此，還支持編輯句子和功能塊。您可以上載和下載程序和數(shù)據(jù)到PLC或清除PLC存儲區(qū)數(shù)據(jù)以對其進行初始化，在PLC設(shè)置區(qū)執(zhí)行多種功能，監(jiān)控和測試PLC運行狀態(tài)，或在線監(jiān)控存儲數(shù)據(jù)。進行程序調(diào)試很方便。同時他還可以對PLC程序進行加密，使用起來更安全。（1）CX—Programmer的使用方法1）啟動CX—Programmer軟件，軟件頁面見圖4.18。圖4.18CX—Programmer軟件頁面2）點擊“文件”菜單，選擇“新建”，會出現(xiàn)PLC對話框，選擇CPM2*作為CPM2A系列PLC的設(shè)備類型。參見圖4.19。圖4.19更改PLC對話框3）點擊確定進入梯形編程窗口，如圖4.20。圖4.20C