車庫出入車輛管理論文

1、<p>　　畢 業(yè) 設 計 （論 文）</p><p>　　題 目 :車庫出入車輛管理 </p><p>　　系 別： 機電一體化 </p><p>　　班 級： 機電A91 </p>

2、<p>　　姓 名： </p><p>　　學 號： </p><p>　　指導教師： </p><p>　　2012年 3月 15 日</p>&

3、lt;p>　　摘 要:本文提出一種運用可編程控制器（PLC）對住宅小區(qū)停車場汽車進出及停放指示進行自動化管理的方案,此方案大大提高了設計效率,維護周期短且調試方便,成本較低,可供開發(fā)停車場管理系統(tǒng)的人員作參考。</p><p>　　關鍵詞: PLC；自動車庫；停車場管理</p><p><b>　　一、 引言</b></p><p>　

4、　隨著汽車大量涌入和國內汽車工業(yè)的不斷發(fā)展,大中城市的汽車數(shù)量劇增,從而引發(fā)了停車管理問題。近幾年,我國的停車場管理技術不斷完善,計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展又促進了停車場管理系統(tǒng)功能的強大。但是,現(xiàn)時某些小區(qū)小型停車場如要運用大量高新技術就會出現(xiàn)資金不足、維護管理不完善的問題，同時停車場建設還要考慮如何解決車輛管理成本高、服務效率低等問題。</p><p>　　由于小區(qū)停車場基本是供住戶使用,可以考慮采

5、用PLC對停車場進行自動控制，可避免由于人工操作在車庫出入口發(fā)生排隊擁堵的情況。小區(qū)停車場管理系統(tǒng)重點要做到準確指示車輛進出,車輛進入時給與司機準確的車位數(shù)量與具體位置,車輛進入車庫后,記錄車輛總量;車輛離開車庫時,減少車輛數(shù)量。車輛進出指示可完全由PLC進行中央控制處理,停車場空位指示可利用價格便宜的數(shù)碼管顯示。</p><p>　　二、 可編程控制器(PLC)簡介</p><p>　

6、　PLC是一種可編程的數(shù)字邏輯控制設備,早期用于開關量的邏輯控制,多用作控制電動機正反轉和電磁閥的開關動作,從而控制機械設備的運轉。只要合理分配輸入、輸出點,根據(jù)控制要求設計梯形圖,采用基本指令和步進指令就可達到控制目標。隨著控制要求的不斷提高,許多PLC生產(chǎn)廠家進一步優(yōu)化和完善PLC的功能,增加了功能指令,大大拓寬了PLC的應用范圍 ,使PLC在某種程序上可以代替控制器和計算機的協(xié)同工作系統(tǒng),為工業(yè)生產(chǎn)和民用控制設計提供方便。PLC的

7、具有可靠性高、功能性強和編程簡單等優(yōu)點,所以深受設計人員的喜愛。PLC就如同一部計算機與繼電器控制設備相結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還可以追加許多擴展模塊,從而增強其功能和性能。</p><p>　　PLC就物理結構來說有豐富的輸入輸出端,而從PLC的邏輯結構來看,內部有許多軟元件 ,如輸入輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、計

8、數(shù)器、計時器和數(shù)據(jù)寄存器及器件所對應的常開常閉接點,方便對車輛進出、停放、計數(shù)、計時的信號輸入和車輛停放數(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 。除了運用基本指令可以完成大量工作,功能指令的擴展更為系統(tǒng)開發(fā)、調試和維護帶來許多便利,本文以梯形圖編程方式設計停車場管理系統(tǒng),無論從設計到功能分析都是極為方便的。</p><p>&l

9、t;b>　　三、系統(tǒng)設計</b></p><p>　　本文討論的是以一個能容納22輛車（一般為小型車）的車庫為例的小區(qū)停車場,進行管理系統(tǒng)的設計。</p><p>　　3.1 身份識別及道閘開關</p><p>　　道閘前的地下埋設車輛檢測器 ,當車輛停在道閘前,檢測器會向PLC發(fā)出信號告知將有車輛進入,道閘處于準備打開狀態(tài),只要身份識別正確,道

10、閘立即打開。在車庫入口要安裝車輛拍照識別系統(tǒng)和道閘 , 車輛拍照識別系統(tǒng)觸發(fā)信號線連接到PLC的一個輸入端,當車輛駛入車庫門口時, 該系統(tǒng)通過對來自攝像頭的圖像幀進行神經(jīng)算法運算，在復雜多變的背景中提取出車輛牌照的文本信息，經(jīng)系統(tǒng)比對之后識別身份,證明是該小區(qū)住戶, 系統(tǒng)發(fā)出信號告知PLC準與車輛通過,PLC驅動輸出端,輸出端發(fā)出信號使道閘打開。道閘后的地下也要埋設檢測器,車輛通過后,告知PLC要增加一輛汽車的數(shù)量,并在車庫門前指示板上

11、的數(shù)碼管顯示,最后控制道閘關閉。下面是身份識別和道閘開關功能示意圖和I/O分配表如下:</p><p>　　圖1 身份識別與道閘開關示意圖</p><p>　　圖2 I/O分配表</p><p>　　在I/O表中，X1表示身份識別開關。X0表示車輛檢測裝置開關,只要車輛駛到道閘前,車輛檢測器發(fā)出信號使X0閉合,輔助繼電器M1進入準備通電狀態(tài);只要身份識別正確,X

12、1閉合,支路1通電,驅動輔助繼電器M0,其接點M0閉合,M1馬上通電,M1接點動作,使輸出線圈Y0置位,其相應的輸出端Y0發(fā)出信號控制道閘升降的電動機正轉,同時復位Y1線圈,確保道閘沒有反轉信號,這時道閘就打開,車輛通過。車輛通過以后,經(jīng)過道閘后車輛檢測器,檢測器發(fā)出信號使開關X2閉合,首先把Y0輸出線圈復位,即道閘電動機正轉信號復位,同時置位Y1輸出線圈,使電動機反轉,道閘關閉。同時設定一個數(shù)據(jù)寄存器D0,作為對車庫車輛總數(shù)的記錄,然

13、后用BCD功能指令使D0中的二進制數(shù)轉換成十進數(shù)輸出到以Y10為首的八個輸出端,驅動車庫大門指示板上的顯示管。最后,在道閘關閉的終點安裝一個限位開關X3,當?shù)篱l回復原位時,X3接點接通,使電動機反轉信號復位。</p><p><b>　　3.2 指示板</b></p><p>　　我們將在車庫入口，以及入口后的拐彎處安裝兩面不同的指示板 ,分別告知車輛司機整個車庫的

14、可停放數(shù)量和可停放的位置。假設車庫是按如下圖左側的結構設計,那么在可停放位置的指示板上則按照下圖右側的方式排放指示燈。車庫和指示板的示意圖如下:</p><p>　　圖4 停車場指示板</p><p>　　注：紅色表示指示燈熄滅</p><p>　　圖5 車位顯示梯形圖</p><p>　　當某一位置沒有停放車輛時,相應編號的指示燈變亮,

15、司機看見時就可以按照指示進入車庫按位停車。這個部分同樣可以用梯形編程圖來實現(xiàn)。車位顯示程序,相對比較簡單,所用到的軟元件有輸入端元件X10～X17,X20～X27,X30～X35,輸出端元件Y20～Y27,Y30～Y37,Y40～Y45,輸入輸出元件共計20對。只要在車位頂部安裝紅外檢測裝置,就可以對車位有無車輛進行檢測。當車位無車輛時,相應輸入繼電器不通電,常閉接點合上,輸出端所聯(lián)接的指示燈亮,如圖4中8號和19號燈亮,證明這兩個車位

16、為空。而其余位置有車,所以相應的指燈熄滅。</p><p><b>　　3.3 車輛出庫</b></p><p>　　車輛出庫,要減少車輛數(shù)量記錄,并且在車庫出口也要安裝出口車輛檢測器和道閘。下面是車輛出庫的梯形圖。由圖六可以看出,車輛出庫與入庫的基本原理相同,只是輸入元件和輸出元件不同,出庫與入庫所用到的元件必須區(qū)分開。并</p><p>

17、　　且,要使車輛數(shù)量減少,用DEC功能指令使記錄車輛數(shù)的數(shù)據(jù)寄存器D0減1,最后道閘關閉。</p><p>　　圖6 車輛出口梯形編程圖</p><p>　　四、 外殼與骨架的選材</p><p>　　系統(tǒng)的骨架是支撐整個系統(tǒng)的基礎,根據(jù)本系統(tǒng)的設計方案,要求骨架必須具有堅固、易加工等特點。而系統(tǒng)外殼,要在保證系統(tǒng)美觀性的同時,同樣具有易加工、堅固等特點。所以,

18、系統(tǒng)骨架與外殼材料的選擇,將直接影響系統(tǒng)使用時的耐久性與穩(wěn)定性。在本設計中,選用了白色無味無毒的聚丙烯塑料板材,作為搭建系統(tǒng)骨架的材料,其厚度為8mm。同時,以白色無味無毒且易加工的ABS塑料板材,作為系統(tǒng)的外殼材料。</p><p><b>　　五、 結束語</b></p><p>　　本設計中依然存在著許多問題，系統(tǒng)中的許多功能和作用，都因資源有限以及個人能力有

19、限而未能得到進一步地改進與完善，但由以上這個簡單的例子我們依舊可以看出,運用PLC設計車庫管理系統(tǒng)非常方便。無論是從設計思路還是設計過程都十分清晰,使得人們運用起來得心應手,并且調試管理簡單明了。PLC無論在工業(yè)生產(chǎn)上還是在民用商用設計上都顯示出很大的發(fā)展?jié)摿?將會的未來的日子里繼續(xù)發(fā)揮作用。我也將在未來的日子里努力鉆研，希望能夠發(fā)掘自己的潛力，提高設計水平。最后，感謝老師們三年以來不辭辛勞地悉心教導，特別是本次畢業(yè)設計的指導老師---

20、-**老師，在此期間給您添了許多麻煩，再次感謝您對我們付出，望今后工作順利，身體健康！</p><p><b>　　參考文獻:</b></p><p>　　1、顧戰(zhàn)松、陳鐵年編著.可編程控制器原理與應用，國防工業(yè)出版社，</p><p>　　2、廖常初主編.可編程序控制器應用技術，重慶大學出版社</p><p>　　3、

21、王衛(wèi)星編著.可編程控制器原理及應用，中國水利水電出版社，</p><p>　　4、孫振強編著.可編程控制器原理及應用教程，清華大學出版社</p><p>　　5、 陳立定、吳玉香、蘇開才編．電氣控制與可編程控制器，廣州：華南理工大學出版社．200l</p><p>　　6、吳亦鋒.可編程序控制器原理與應用速成.第一版.福州:福建科學技術出社,2004:110-165

22、</p><p>　　7、三菱FX系列可編程序控制器系統(tǒng)手冊，三菱公司。</p><p>　　8、陳立定.電氣控制與可編程序控制器的原理及應用.第一版.北京:機械工業(yè)社,2004:1-49</p><p>　　9、張進秋,陳永利,張中民.可編程控制器原理及應用實例.第一版.北京:機械工業(yè)出版社,2004:318-339</p><p>　　1