1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題目立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 目目錄錄 任務(wù)書(shū) 3 摘要、關(guān)鍵詞 4 引言 5 1 方案論證與對(duì)比 6 1.1 方案一 6 1.2 方案二 6 1.3 方案對(duì)比與選擇 6 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 7 3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 3.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì) 8 3.2 硬件配置 9 3.3 控制程序設(shè)計(jì)分析 9 3.4 接線圖 10 3.5 部分功能語(yǔ)句解釋 11 4 車(chē)位存取子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 4.1 車(chē)位顯示 11 4.2 車(chē)位選擇 11 4.3 車(chē)位限位 11 4.4 PLC控制器 11 5 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的分析與實(shí)現(xiàn) 12 5.1 I/O 分配表 12 5.

2、2 編程元件的解析 12 5.3 實(shí)現(xiàn)的效果 13 6 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 7 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 14 8 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 16 8.1 硬件調(diào)試 16 8.2 軟件調(diào)試 16 1 8.3 性能分析 16 9 結(jié)論與思考 17 【參考文獻(xiàn)】 17 附錄一: 梯形圖 18 附錄二: 指令表 19 附錄三: 論文評(píng)審表 20 武夷學(xué)院成人高等教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū)武夷學(xué)院成人高等教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書(shū) 電子工程系（教學(xué)點(diǎn)）： 學(xué)生 姓名 徐楠學(xué)號(hào) 1120814011 年級(jí)專業(yè) 08 機(jī)電一體化 指導(dǎo) 教師 職稱 聯(lián)系電話 （E-mail） 論文（設(shè)計(jì)）題目立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

3、的設(shè)計(jì) 任務(wù)、目的與要求 升降橫移類機(jī)械停車(chē)庫(kù)利用托盤(pán)移位產(chǎn)生垂直通道，實(shí)現(xiàn)高層車(chē)位升降存取車(chē)輛。 其車(chē)位結(jié)構(gòu)為 2 維矩陣形式，可設(shè)計(jì)為多層和多列。由于受收鏈裝置及進(jìn)出車(chē)時(shí)間的 限制，一般為 24 層(國(guó)家規(guī)定最高為 4 層) , 2 層、3 層者居多。 立體停車(chē)庫(kù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是:底層只能平移， 頂層只能升降， 中間層既可平移又可升降。 除頂層外，中間層和底層都必須預(yù)留一個(gè)空車(chē)位， 供進(jìn)出車(chē)升降之用。當(dāng)?shù)讓榆?chē)位進(jìn)出 車(chē)時(shí)，無(wú)需移動(dòng)其他托盤(pán)就可直接進(jìn)出車(chē)；中間層、頂層進(jìn)出車(chē)時(shí)， 先要判斷其對(duì)應(yīng)的 下方位置是否為空， 不為空時(shí)要進(jìn)行相應(yīng)的平移處理， 直到下方為空才可進(jìn)行下降動(dòng)作， 進(jìn)出車(chē)完成后再上升

4、回到原位置。其運(yùn)動(dòng)的總原則是：升降復(fù)位，平移不復(fù)位。 升降橫移立體停車(chē)庫(kù)以停放轎車(chē)為主， 其代價(jià)較昂貴， 而且立體停車(chē)庫(kù)使用時(shí)涉及 到人身和車(chē)輛的安全，所以對(duì)設(shè)備的安全性和可靠性要求非常高。 PLC 采用了以計(jì)算機(jī) 為核心的通用自動(dòng)控制裝置，集微機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、通訊技術(shù)為一體，可靠性強(qiáng)、 性價(jià)比高、設(shè)計(jì)緊湊、擴(kuò)展性好、操作方便，適用于頻繁啟動(dòng)和惡劣的環(huán)境，因此在立 體停車(chē)庫(kù)控制系統(tǒng)中通常采用PLC 作為電控系統(tǒng)的核心。 并運(yùn)用了傳感器控制停車(chē)場(chǎng)閘 門(mén)開(kāi)合， 并將數(shù)據(jù)同步到七段數(shù)碼管進(jìn)行同步顯示。 可真正實(shí)現(xiàn)無(wú)人現(xiàn)場(chǎng)值守與引導(dǎo)工 作。 同時(shí)，本系統(tǒng)以上位機(jī)作為監(jiān)控機(jī)， 利用上位機(jī)的數(shù)據(jù)通信手

5、段， 數(shù)據(jù)處理能力和 圖形顯示、多媒體技術(shù)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總結(jié)，實(shí)時(shí)接收和處理下位機(jī) PLC 從現(xiàn)場(chǎng)采集的各 種狀態(tài)、控制、報(bào)警信號(hào)，并利用這些信號(hào)驅(qū)動(dòng)PC 控制界面中的各種圖形，實(shí)時(shí)顯示 現(xiàn)場(chǎng)的各種狀況， 在設(shè)備監(jiān)控室構(gòu)造出形象、 明顯的界面， 對(duì)操作運(yùn)行和故障給出提示、 報(bào)警等。 本系統(tǒng)中還應(yīng)用了 AT89C55WD 單片機(jī)作為收費(fèi)子系統(tǒng)控制器， 一方面提高了整體系 統(tǒng)的安全性和可靠性；另一方面進(jìn)一步提高了整體設(shè)備的人性化、 自動(dòng)化、無(wú)人值守等 方面的優(yōu)點(diǎn)。 參考資料： （見(jiàn)第17頁(yè)） 2 進(jìn)度安排 2011 年 9 月 5日起到 11月 25 日止，共計(jì) 12周。具體安排如下： 1、搜集資料及

6、論文提綱或設(shè)計(jì)方案確定 9 月 5 至 9 月 19 日 2、完成論文初稿或初步設(shè)計(jì) 9月 20 至 10 月 20 日 3、撰寫(xiě)論文正稿或設(shè)計(jì)報(bào)告及全部設(shè)計(jì) 10月 20 至 11 月 10 日 4、預(yù)答辯并提交論文（設(shè)計(jì)）資料 11月 15 至 11 月 25 日 5、其他：答辯時(shí)間：11 月 28 日、11 月 29 日、11 月 30 日 立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 徐楠 （武夷學(xué)院電子工程系，福建 武夷山 354300） 摘要：摘要： 隨著城市建設(shè)的高速發(fā)展，停車(chē)用地緊張顯得尤為突出。停車(chē)難是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。立體停車(chē)場(chǎng) 空間利用率高，大大節(jié)省了土地資

7、源和土建開(kāi)發(fā)成本，是停車(chē)場(chǎng)未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)采用垂直循 環(huán)式立體停車(chē)場(chǎng)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、建筑方式靈活、應(yīng)用范圍廣泛。根據(jù)停車(chē)場(chǎng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，選 用PLC作為車(chē)位存取子系統(tǒng)的主控器，控制電機(jī)完成存取車(chē)的機(jī)械操作。同時(shí)，本文以單片機(jī)為控制器， 設(shè)計(jì)了計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)，完成停車(chē)費(fèi)用收取工作。兩部分組成了停車(chē)場(chǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在軟件方面，本 文設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的程序流程圖。自動(dòng)控制的立體停車(chē)場(chǎng)可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、自助操作、自動(dòng)運(yùn)行，同時(shí) 計(jì)時(shí)收費(fèi)又可有效地限制車(chē)主存車(chē)時(shí)間，提高停車(chē)場(chǎng)的循環(huán)利用率，具有一定的社會(huì)意義。 關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：自動(dòng)控制 立體停車(chē)場(chǎng) 垂直循環(huán)式 PLC 單片機(jī) Desig

8、n on Automatic Control System of Space Parking LotDesign on Automatic Control System of Space Parking Lot Abstract:Abstract: As the rapid development of urban construction, the shortage of parking land is particularly prominent. It is a serious problem that parking is difficult. With high space util

9、ization, significant savings in costs of land resources and construction, space parking lot is the main trend of the future parking lot. This design uses vertical circulating space parking lot, because of its simple structure, low cost, flexible architecture and wide usage. According to the characte

10、ristics of parking mechanical structure, the design uses PLC as a subsystem controller, which controls the motor to finish mechanical operation of vehicle access. In addition, this paper designs time charging subsystem with MCU as a controller, to complete the work of parking fees charging. These tw

11、o parts make up the automatic control system of space parking lot. In terms of software, the paper designs flow charts of the control system. Automatic control space parking lots can beachieved unattended, self-operation and automatic running, while time charging can limited users parking time effec

12、tively to improve the parking lot recycling rate, which has some social significance. Keywords:Keywords: automatic control; space parking lot; vertical circulating; PLC; MCU 3 引言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷加快，居民消費(fèi)水平顯著提高。私家車(chē)代替自行車(chē)成 為大部分城市人群的代步工具。與此同時(shí)，定居和就業(yè)于城市的人口數(shù)量增長(zhǎng)更加快速，大量人口涌入城 市，龐大的相關(guān)基礎(chǔ)工程、娛樂(lè)消費(fèi)建筑、居民建筑如同一夜之間

13、拔地而起。這也就造成了城市用地的緊 張和短缺。在此帶動(dòng)之下，停車(chē)用地的問(wèn)題顯得尤為突出。立體停車(chē)場(chǎng)的出現(xiàn)為解決停車(chē)難題提供了一種 可行方案。本設(shè)計(jì)采用垂直循環(huán)式立體停車(chē)場(chǎng)結(jié)構(gòu)，這是一種采用在垂直方向做循環(huán)運(yùn)動(dòng)來(lái)存取車(chē)輛的停 車(chē)設(shè)備。其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用范圍廣，省地 。在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,本設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng) 控制系統(tǒng)，以PLC 和單片機(jī)作為兩個(gè)控制器分別實(shí)現(xiàn)車(chē)位存取和計(jì)時(shí)收費(fèi)的功能，可以無(wú)人值守、全自動(dòng) 作業(yè)。 1 Introduction Along with our country economy level of rapid development, urbanization

14、process accelerated ceaselessly, consumption rate significantly increased. Private cars instead of bicycle become most urban crowd of transportation tools. At the same time, the settlers and employment in urban population growth, more quickly, a lot of people into the city, huge related infrastructu

15、re, and entertainment consumption construction, residential buildings as overnight have sprung up. It also created the urban land use tension and shortage. On the drive, the problem of land under parking seems particularly outstanding. To solve the car-park in parking problem provides a feasible sch

16、eme. This design USES the vertical circulation stereo parking structure, this is a kind of used in vertical direction do circular motion to access the vehicle of the parking equipment. Its features are: simple structure, application range, ground-saving. In this structure, the design development bas

17、ed on a set of three-dimensional parking lot in automatic control system, PLC and single-chip microcomputer as two controller realized respectively access 4 and timing of charge parking function, can the unattended, automatic operation. 立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 1 1 方案論證與對(duì)比方案論證與對(duì)比 1.11.1 方案一方案一 本

18、設(shè)計(jì)是基于 PLC 的停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)，在停車(chē)場(chǎng)進(jìn)口處裝一傳感器1，出口處裝一傳感器 2，傳感器 接受到高電平信號(hào)而控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，停車(chē)場(chǎng)處的閘門(mén)開(kāi)合。傳感器1、2 所輸出的脈沖分別輸入給計(jì) 數(shù)器 1、2，計(jì)數(shù)器1、2 將計(jì)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器1、2 中，進(jìn)的車(chē)輛數(shù)與出的車(chē)輛數(shù)想減得到的數(shù)據(jù)再傳 輸給存儲(chǔ)器 3，存儲(chǔ)器3 所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將會(huì)傳輸給數(shù)碼顯示管顯示，如顯示的數(shù)為16 時(shí)，則門(mén)口處的閘門(mén) 停止工作，如顯示的數(shù)還沒(méi)到16 時(shí)，則閘門(mén)繼續(xù)工作。 其原理框圖如下圖 1 所示： 車(chē)進(jìn)計(jì)數(shù)器1存儲(chǔ)器1 開(kāi)/合閘 存儲(chǔ)器3數(shù)碼顯示 車(chē)出計(jì)數(shù)器2存儲(chǔ)器2 圖1方案一原理框圖 1.21.2 方案二方案二

19、 本設(shè)計(jì)在停車(chē)場(chǎng)閘門(mén)口處裝兩個(gè)光電傳感器 BEN5M-MDT，傳感器所接受到的信號(hào)控制電機(jī)的正反 轉(zhuǎn)，停車(chē)場(chǎng)的閘門(mén)開(kāi)合閘，另外，傳感器所接受到的信號(hào)傳輸給 plc控制系統(tǒng)的雙向計(jì)數(shù)器C250，C250 具有計(jì)數(shù)存儲(chǔ)功能，并將計(jì)數(shù)結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸給帶譯碼器的七段數(shù)碼顯示器顯示，如顯示的數(shù)為16時(shí)，則 門(mén)口處的閘門(mén)停止工作，如顯示的數(shù)還沒(méi)到16時(shí)，則閘門(mén)繼續(xù)工作。 其原理框圖如下圖2所示： 傳感器 車(chē)進(jìn)/出 C250雙向計(jì)數(shù) 器 數(shù)碼顯示 Y/N 16 合/開(kāi)閘 圖2 方案二原理框圖 5 1.31.3 方案對(duì)比與選擇方案對(duì)比與選擇 上述兩個(gè)方案均是基于 PLC 來(lái)設(shè)計(jì)的，設(shè)計(jì)所需要的硬件部分PLC 系

20、統(tǒng)都可以提供，均可以達(dá)到設(shè)計(jì) 的要求。方案一所用的程序指令簡(jiǎn)單易懂，可步驟繁，接線圖較復(fù)雜；方案二所用的程序指令簡(jiǎn)單，步驟 較少，利用了 C250 的雙向計(jì)數(shù)原理，通過(guò)兩個(gè)輸出端口向顯示器輸送數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)。通過(guò)以上 權(quán)衡比較，顯然方案二是實(shí)現(xiàn)本次設(shè)計(jì)任務(wù)較合理的方案。 2 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 立體停車(chē)場(chǎng)由機(jī)械系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)兩大系統(tǒng)組成 。機(jī)械系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成機(jī)械操作，而自動(dòng)控制系 統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行控制。 立體停車(chē)場(chǎng)結(jié)構(gòu)組成如圖3 所示。 2 圖 3 立體停車(chē)場(chǎng)組成結(jié)構(gòu)圖 立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)主要由自動(dòng)存取車(chē)子系統(tǒng)和自動(dòng)計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)兩部分組成。自動(dòng)存取車(chē)子 系統(tǒng)負(fù)責(zé)指揮

21、、 控制機(jī)械系統(tǒng)裝置， 使其準(zhǔn)確完成存取車(chē)動(dòng)作。 自動(dòng)計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成記錄車(chē)主存車(chē) 時(shí)間、收取存車(chē)費(fèi)用的功能。 動(dòng)控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)如圖4 所示。 6 圖 4 自動(dòng)控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖 車(chē)位存取子系統(tǒng)由車(chē)位顯示、 車(chē)位選擇、 車(chē)位存取三部分組成。 系統(tǒng)設(shè)置控制面板， 在面板上有對(duì)應(yīng)于 每個(gè)車(chē)位的運(yùn)行指示燈， 顯示車(chē)位有無(wú)車(chē)輛停放的信息； 與車(chē)位指示燈對(duì)應(yīng) 的還有車(chē)位選擇按鈕， 車(chē)主可以 通過(guò)按鈕來(lái)選擇車(chē)位進(jìn)行存車(chē)或取車(chē)。車(chē)位選擇與車(chē)位顯示作為車(chē)位存取控制器的輸入與輸出。車(chē)位存取控 制器控制電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)， 從而使轎廂順時(shí) 針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)由自動(dòng)計(jì)時(shí)和刷卡收費(fèi)兩個(gè) 并計(jì)算存車(chē)

22、總共時(shí)長(zhǎng)。 收費(fèi)模塊采用非接觸式IC卡式設(shè)模塊組成。計(jì)時(shí)模塊記錄車(chē)主存車(chē)時(shí)刻和取 車(chē)時(shí)刻， 3 計(jì) ，車(chē)主通過(guò)刷卡完成繳費(fèi)。 3 3 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.13.1 控制程序流程圖設(shè)計(jì)控制程序流程圖設(shè)計(jì) 停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的車(chē)進(jìn)模塊流程圖設(shè)計(jì)如下圖5 所示。 7 車(chē)進(jìn) BEN5M-MDT 傳感 器 C250加1計(jì)數(shù)電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén) 計(jì)數(shù)存儲(chǔ)在 D0 中 電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén) 數(shù)碼顯示 N 16 Y 停止 圖 5 車(chē)進(jìn)模塊流程圖 停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的車(chē)出模塊流程圖設(shè)計(jì)如下圖6 所示。 車(chē)出 BEN5M-MDT 傳感 器 C250減1計(jì)數(shù)電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén) 計(jì)數(shù)存儲(chǔ)在 D1 中 電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén) 數(shù)碼顯示 圖 6 車(chē)出

23、模塊流程圖 3.23.2 硬件配置硬件配置 8 1、PLC（三菱 FX2N-64MR-DS；FX2N-232-BD）：根據(jù)控制要求統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)，并 考慮要有一定的余量， 在本系統(tǒng)中我們采用了三菱FX2N-64MR-DS 型 PLC， 該型號(hào) PLC 是 FX 系列 PLC 家族中 比較先進(jìn)的系列。它具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、 適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊， 它可以為系統(tǒng)提供最大的靈活性和控制 能力。 2、傳感器（BEN5M-MDT）：它是一種測(cè)距的光電傳感器，具有測(cè)距遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)到5 米），采用反

24、射鏡反射的檢測(cè)方式，DC1224V 供電，NPN/PNP 同時(shí)輸出，遮光 ON/入光 ON 選擇。 3、七段數(shù)字譯碼顯示器：由于在PLC 系統(tǒng)中工作的是二進(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，而人們習(xí)慣十進(jìn)制的數(shù)字 或運(yùn)算結(jié)果，因此需要數(shù)字顯示器，顯示出便于人們觀測(cè)、查看的十進(jìn)制數(shù)字，因此本設(shè)計(jì)選擇了七段數(shù) 字譯碼顯示器，譯碼顯示器主要由譯碼器和驅(qū)動(dòng)器兩部分組成，通常二者都集成在一塊芯片中。 該硬件的原理如下圖 7： BCD碼 顯示譯碼器，驅(qū) 動(dòng)器 七段數(shù)字顯示器，顯示十 進(jìn)制數(shù) 圖7 七段數(shù)字譯碼顯示器原理框圖 3.33.3 控制程序設(shè)計(jì)分析控制程序設(shè)計(jì)分析 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，啟動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)X1，輔助繼電器M1 得電，

25、M1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，自鎖；M1 閉合時(shí)，C250 開(kāi) 始工作，當(dāng)計(jì)數(shù)為16 時(shí)，C250 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器M0 得電，M0 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輸出繼電器Y0 得 電，車(chē)滿指示燈亮。M0 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，輸出繼電器Y1 失電，車(chē)未滿指示燈熄滅；M1 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合時(shí)，上 升沿微分輸出，M2 繼電器得電，M2 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，將0 賦值給計(jì)數(shù)器 D0，將 1 賦值給計(jì)數(shù)器 D1，完成了 初始化階段；當(dāng)車(chē)輛通過(guò)停車(chē)場(chǎng)入口或出口時(shí)，傳感器1 向計(jì)數(shù)器輸入高電平，X3 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，停車(chē)場(chǎng) 門(mén)口處的閘門(mén)控制系統(tǒng)總開(kāi)關(guān)Y2 閉合，閘門(mén)控制系統(tǒng)開(kāi)始工作，輸出繼電器Y3 得電，常開(kāi)觸點(diǎn)Y3 閉合， 自鎖，閘門(mén)打

26、開(kāi)，車(chē)輛通過(guò)，當(dāng)碰到行程開(kāi)關(guān) X6 時(shí)，X6 常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，X6 常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，T0 繼電器得電， 常開(kāi)觸點(diǎn) T0 閉合，自鎖，延時(shí) 1 分鐘后，輸出繼電器 Y4 得電，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén)；當(dāng)進(jìn)入一輛車(chē)時(shí)，X3 閉合， D0 中存儲(chǔ)的數(shù)和 D1 中存儲(chǔ)的數(shù)相加并賦值給計(jì)數(shù)器 D0 中；當(dāng)出去一輛車(chē)時(shí)，X4 閉合，D0 中存儲(chǔ)的數(shù)減 去 D1 中的數(shù)賦值給 D0，計(jì)數(shù)能夠?qū)崟r(shí)更新；M1 閉合時(shí)，計(jì)數(shù)器 D0 中存儲(chǔ)的數(shù)輸入七段數(shù)字譯碼顯示器 實(shí)時(shí)顯示。程序指令表見(jiàn)附錄一。 3.43.4 接線圖接線圖 下圖為停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)的接線圖，在該接線圖中，X1是該系統(tǒng)的總開(kāi)關(guān)，BEN5M-DT傳感器1接X(jué)3輸入

27、端，BEN5M-DT傳感器2接X(jué)4輸入端，X6、X7是行程開(kāi)關(guān)，分別接X(jué)6、X7輸入端。L1是停車(chē)場(chǎng)車(chē)滿指示燈， L2是車(chē)未滿指示燈， QS是電機(jī)正轉(zhuǎn)的總開(kāi)關(guān)， KM1是電機(jī)正轉(zhuǎn)的繼電器線圈， KM2是電機(jī)反轉(zhuǎn)的繼電器線圈， Y5至Y12輸出的是BCD碼，直接接入七段數(shù)字譯碼顯示器。 停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)接線圖如圖8所示。 9 圖 8 停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)接線圖 下圖為主電路控制圖，當(dāng)QS 閉合時(shí)，KM1 閉合 KM2 斷開(kāi)電機(jī)正轉(zhuǎn)，閘門(mén)開(kāi)啟，車(chē)輛可通過(guò)，當(dāng)KM2 閉 合 KM1 斷開(kāi)時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，閘門(mén)閉合，車(chē)輛不可通過(guò)。 控制線路主電路圖如圖 9 所示。 圖9 控制線路主電路圖 3.53.5 部分功能語(yǔ)句

28、解釋部分功能語(yǔ)句解釋 PLS M2：當(dāng)檢測(cè)到輸入信號(hào)是的上升沿時(shí)，M2 產(chǎn)生一個(gè)脈寬為一個(gè)掃描周期的脈沖輸出信號(hào)。 MOV K0 D0：將常數(shù) 0 傳送到數(shù)據(jù)寄存器 D0 中，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 MOV K1 D1：將常數(shù) 1 傳送到數(shù)據(jù)寄存器 D1 中，并自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。 ADD D0 D1 D0：將源元件 D0 中的數(shù)與源元件 D1 中的數(shù)相加，結(jié)果送到目標(biāo)文件D0 中。 SUB D0 D1 D0:：將源元件 D0 中的數(shù)與源元件 D1 中的數(shù)相減，結(jié)果送到目標(biāo)文件D0 中。 10 BCD D0 K2Y5： 將源元件 D0 中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為 BCD 碼并傳送到指定元件中，即七段譯

29、碼顯示器中。 4 4車(chē)位存取子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)車(chē)位存取子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 4.14.1 車(chē)位顯示車(chē)位顯示 車(chē)位顯示為該子系統(tǒng)的輸出，采用指示燈，分別為系統(tǒng)運(yùn)行指示燈、停車(chē)場(chǎng)滿載指示燈及110號(hào)車(chē) 位載車(chē)指示燈。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行指示燈亮；若停車(chē)場(chǎng)的10個(gè)車(chē)位都有存車(chē)，則滿載指示燈亮；110號(hào) 車(chē)位有存車(chē)的相應(yīng)指示燈亮。 4.24.2 車(chē)位選擇車(chē)位選擇 對(duì)應(yīng)于每個(gè)車(chē)位，在控制面板上都設(shè)有對(duì)應(yīng)的選擇按鈕。車(chē)位選擇按鈕為該子系同控制器的輸入。按 動(dòng)某一號(hào)按鈕，可使相應(yīng)車(chē)位轎廂轉(zhuǎn)至停車(chē)場(chǎng)最低位。此外，還分別設(shè)置系統(tǒng)的啟動(dòng)、停止、復(fù)位、正點(diǎn) 動(dòng)、反點(diǎn)動(dòng)等五個(gè)按鈕。 4.34.3 車(chē)位限位車(chē)位限位 為了能使停車(chē)場(chǎng)在

30、將指定轎廂轉(zhuǎn)至最低位后停止轉(zhuǎn)動(dòng)，需要設(shè)置位置檢測(cè)設(shè)備。本設(shè)計(jì)采用限位開(kāi)關(guān) 來(lái)進(jìn)行轎廂運(yùn)動(dòng)限位。對(duì)每一個(gè)轎廂都設(shè)置有一個(gè)限位開(kāi)關(guān)，共十個(gè)。在停車(chē)場(chǎng)整體框架邊軌的最低位處 兩側(cè)附近分別設(shè)置兩個(gè)碰撞觸發(fā)凸起，這樣當(dāng)指定轎廂順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至接近最低位時(shí)，可觸發(fā)限位 開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制器使電機(jī)斷電，同時(shí)機(jī)械制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)，使轎廂停止在最低位?？刂破鲗?duì)于非指定轎廂 觸發(fā)限位開(kāi)關(guān)進(jìn)行屏蔽。 4.4 PLC4.4 PLC 控制器控制器 本設(shè)計(jì)選用三菱 PLC 作為車(chē)位存取子系統(tǒng)的控制器。 其輸入點(diǎn)數(shù)需要用到 25 個(gè)， 輸出點(diǎn)數(shù)需要 14 個(gè)， 考慮到擴(kuò)展需要，故選擇32 輸入 32 輸出的三菱 FX2N-6

31、4MR-DS PLC 作為主控制器。為與計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)的 單片機(jī)進(jìn)行 RS232 通信，需要在內(nèi)部安裝一塊FX2N-232-BD 通信用功能擴(kuò)展版。 PLC 控制接線原理部分如圖10 所示。 圖 10 控制電路原理圖 車(chē)位存取子系統(tǒng)的控制面板如圖11 所示。 11 圖11 車(chē)位存取子系統(tǒng)的控制面板 5 5 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的分析與實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)的分析與實(shí)現(xiàn) 5.1 I/O5.1 I/O分配表分配表 輸入信號(hào) 啟動(dòng)按鈕 上升沿加計(jì)數(shù)輸入 上升沿減計(jì)數(shù)輸入 行程開(kāi)關(guān) X6 行程開(kāi)關(guān) X7 X1 X3 X4 X6 X7 輸出信號(hào) 車(chē)滿信號(hào)燈 L1 車(chē)未滿信號(hào)燈 L2 正轉(zhuǎn)接觸器 KM1 反轉(zhuǎn)接

32、觸器 KM2 BCD 碼輸出 Y0 Y2 Y3 Y4 Y5-Y14 表一：I/O分配表 5.25.2 編程元件的解析編程元件的解析 X： X 為輸入繼電器，它的作用是接受并存儲(chǔ)外部輸入的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，和對(duì)應(yīng)的輸入端子相連，同時(shí) 提供無(wú)數(shù)的常開(kāi)和常閉軟觸點(diǎn)用于編程。 Y： Y 為輸出繼電器，它的作用是具有一常開(kāi)硬觸點(diǎn)用于向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)，每一輸出繼電器的常 開(kāi)硬觸點(diǎn)與可編程控制器的一個(gè)輸出點(diǎn)相連直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，它也提供了無(wú)數(shù)的常開(kāi)和長(zhǎng)閉軟觸點(diǎn)用于編 程。 M： M 為輔助繼電器，它是由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運(yùn)算及賦予特殊功能的一類編 程元件，其作用類似于繼電接觸控制系統(tǒng)中的中間繼電器

33、，絕大多數(shù)的繼電器線圈由用戶程序驅(qū)動(dòng)。 T： T 為定時(shí)器，作用相當(dāng)于繼電接觸控制中的通電延時(shí)型時(shí)間繼電器。 C： C 為計(jì)數(shù)器，主要用來(lái)記錄脈沖的個(gè)數(shù)。本設(shè)計(jì)采用的C250 為一相雙向的高數(shù)計(jì)數(shù)器，這種計(jì)數(shù) 器固定可編程控制器的一個(gè)輸入端X3 用于上升沿加計(jì)數(shù)，固定可編程控制器的另一個(gè)輸入端X4 用于上升 沿減計(jì)數(shù)。 D： D 為數(shù)據(jù)寄存器，可編程控制器在模擬量檢測(cè)與控制以及位置控制等許多場(chǎng)合都需要數(shù)據(jù)寄存器 來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。 5.35.3 實(shí)現(xiàn)的效果實(shí)現(xiàn)的效果 12 入口處的傳感器能檢測(cè)所進(jìn)車(chē)輛的數(shù)目，出口處的傳感器能檢測(cè)所出車(chē)輛的數(shù)目；當(dāng)車(chē)輛在要進(jìn)出門(mén) 5 米處，閘門(mén)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟讓車(chē)輛進(jìn)

34、入或出去；當(dāng)停車(chē)場(chǎng)車(chē)滿時(shí)，車(chē)滿指示燈會(huì)亮，當(dāng)停車(chē)場(chǎng)車(chē)位沒(méi)停滿時(shí)， 車(chē)未滿指示燈會(huì)亮，能夠提醒人們是否還可以停車(chē)；顯示器能都實(shí)時(shí)顯示停車(chē)場(chǎng)所停車(chē)輛數(shù)，并且車(chē)輛已 經(jīng)停滿時(shí)，閘門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，不會(huì)讓車(chē)輛進(jìn)入。該控制系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 6 6計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)主要完成存車(chē)時(shí)間的計(jì)算和用戶刷卡繳費(fèi)的功能。主要有主控器、顯示模塊、操作模 塊、信息存儲(chǔ)模塊、時(shí)鐘模塊、射頻讀寫(xiě)模塊及通信模塊等組成 。主控器負(fù)責(zé)程序處理和管理各模塊； 顯示模塊顯示各種信息，如按鍵信息、時(shí)間和停車(chē)費(fèi)用等；通過(guò)操作模塊可以使管理員管理密碼、查詢或 設(shè)置時(shí)間、查詢總金額、查詢記錄；信息存儲(chǔ)模

35、塊存儲(chǔ)有停車(chē)場(chǎng)使用日志；時(shí)鐘模塊為主控器提供精準(zhǔn)時(shí) 間；射頻讀寫(xiě)模塊完成IC卡中內(nèi)容的讀寫(xiě)操作 ；通信模塊負(fù)責(zé)與車(chē)位存取子系統(tǒng)的主控器PLC進(jìn)行通信。 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)的組成框圖如圖12所示。 5 4 圖12 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 本設(shè)計(jì)選用 AT8955WD單片機(jī)作為計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)控制器；ZLG7289B芯片外接44的鍵盤(pán)；DS1302為 停車(chē)計(jì)時(shí)提供精確時(shí)鐘；SMG12864液晶顯示各種信息；AT24C256用戶結(jié)算信息；通過(guò)RS232與車(chē)位存取子 6 系統(tǒng)控制器PLC通訊 ；通過(guò)ZLG500對(duì)IC卡進(jìn)行讀寫(xiě)操作。 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)的硬件示意圖如圖13 所示。 圖13 計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)硬件示意

36、圖 7 7系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 13 停車(chē)場(chǎng)存車(chē)流程：開(kāi)始工作后，系統(tǒng)提示用戶選擇要存車(chē)的轎廂號(hào)。用戶按下目標(biāo)車(chē)位號(hào)相應(yīng)的按鍵 后，系統(tǒng)提示請(qǐng)用戶刷卡，此時(shí)系統(tǒng)先判斷用戶是否在黑名單中，若在則提示用戶不可停車(chē)，請(qǐng)其聯(lián)系管 理員；若不在，則系統(tǒng)將車(chē)位號(hào)與用戶序列號(hào)進(jìn)行綁定，并記錄停車(chē)時(shí)間。刷卡完成后，系統(tǒng)啟動(dòng)電機(jī)將 目標(biāo)車(chē)位轉(zhuǎn)至最低位。轎廂到位后，系統(tǒng)提示用戶存車(chē)，用戶將車(chē)開(kāi)上轎廂，從車(chē)上下來(lái)離開(kāi)轎廂即完成 存車(chē)流程。此后系統(tǒng)進(jìn)入下一循環(huán)流程，直至停止工作。 停車(chē)場(chǎng)取車(chē)流程：用戶可以選擇自己停車(chē)的車(chē)位號(hào)，然后刷卡，也可跳過(guò)選擇直接刷卡。刷卡后，系 統(tǒng)記錄取車(chē)時(shí)間并計(jì)算停車(chē)時(shí)長(zhǎng)扣除停車(chē)費(fèi)用。若

37、用戶余額不足并超過(guò)其信用額度，則提示用戶不能取車(chē) 請(qǐng)其充值。繳費(fèi)成功后，系統(tǒng)啟動(dòng)電機(jī)將目標(biāo)車(chē)位轉(zhuǎn)至最低位進(jìn)出通道。轎廂到位后開(kāi)始計(jì)時(shí)，并提示用 戶在十分鐘內(nèi)將車(chē)開(kāi)走，十五分鐘后系統(tǒng)將鄰近有車(chē)車(chē)位轉(zhuǎn)至最低位進(jìn)出通道。管理員進(jìn)行停機(jī)操作時(shí)， 系統(tǒng)先判斷停車(chē)場(chǎng)里是否有車(chē)，若車(chē)位全空，則可以停機(jī)，否則提示管理員有車(chē)不能停機(jī)。 在本設(shè)計(jì)中有兩點(diǎn)說(shuō)明：在每次用戶存車(chē)后，其所停車(chē)輛都在停車(chē)場(chǎng)最低位即存取車(chē)通道，系統(tǒng)不會(huì) 自動(dòng)將空車(chē)位旋轉(zhuǎn)至此，直至新用戶來(lái)此存車(chē)系統(tǒng)才會(huì)進(jìn)行車(chē)位輪換，這樣可以避免某些用戶不選車(chē)位不 刷卡直接將車(chē)開(kāi)至轎廂停車(chē)以逃避收費(fèi)；當(dāng)用戶在取車(chē)時(shí)，其車(chē)輛正處于停車(chē)場(chǎng)最低位進(jìn)出通道處，即在 該

38、位用戶存車(chē)后沒(méi)有其他用戶存車(chē)，如果用戶未經(jīng)刷卡直接將車(chē)從轎廂上開(kāi)走，則系統(tǒng)管理員在維護(hù)系統(tǒng) 時(shí)可根據(jù)記錄信息將其列入黑名單，直至用戶補(bǔ)交罰金后方可解除。 系統(tǒng)工作流程圖如圖 14 所示。 （見(jiàn)下頁(yè)） 14 圖 14 系統(tǒng)工作流程圖 15 PLC 在進(jìn)行順時(shí)針還是逆時(shí)針即控制電機(jī)正轉(zhuǎn)還是反轉(zhuǎn)的判斷時(shí)， 可根據(jù)如下算法進(jìn)行計(jì)算： 停車(chē)場(chǎng) 10個(gè)轎廂的編號(hào)為110，且對(duì)轎廂進(jìn)行順時(shí)針由小到大編號(hào)。設(shè)某時(shí)刻位于停車(chē)場(chǎng)最底處進(jìn)出通道的轎 廂號(hào)為P，目標(biāo)轎廂號(hào)為X。當(dāng)P5時(shí)，若X滿足PX5時(shí)， 若X滿足P-5XP，則進(jìn)行順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，否則逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在子系統(tǒng)間通信設(shè)計(jì)時(shí)，程序編制須遵循PLC 的編程口通信協(xié)

39、議，以保證PLC收到指令和數(shù)據(jù)。傳輸格式為RS232C，150波特率為9600bps，累加校驗(yàn)方 式（和校驗(yàn)），字符為ASCII碼。 PLC 與單片機(jī)的通信流程如圖15 所示。 圖15 通信流程圖 8 8 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 8.18.1 硬件調(diào)試硬件調(diào)試 PLC 內(nèi)部為輸入電路所提供的電壓是24V,BEN5M-DT 光電傳感器的驅(qū)動(dòng)電壓為24V，其輸出電路能配置 250V 的交流電源，恰好可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，滿足其輸出指標(biāo)，按接線圖接好線，七段數(shù)碼顯示器能實(shí)時(shí)顯 示數(shù)據(jù)，證明 PLC 選型正確，光電傳感器的選擇符合要求。 8.28.2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試 按接線圖接好線后，將程

40、序的指令用FX-GP 編程軟件輸入到 PLC 系統(tǒng)中，編程器直接對(duì)PLC 的用戶程 序儲(chǔ)存器進(jìn)行讀寫(xiě)操作。采用脫機(jī)編程方式將所編制的用戶程序存入編程器的ROM 中后，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試。 8.38.3 性能分析性能分析 本設(shè)計(jì)是基于 PLC 的停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)， 光電傳感器能夠迅速將采集到的信號(hào)傳輸給PLC 中的 C250 雙向計(jì)數(shù)器，C250 進(jìn)行加減計(jì)數(shù)存儲(chǔ)，并以 BCD 碼傳輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠?qū)崟r(shí)顯示停車(chē)場(chǎng)的 停車(chē)數(shù)目。PLC 具有可靠性高、控制程序可變，具有良好的柔性、功能強(qiáng)，性能價(jià)格高等特點(diǎn)。該系統(tǒng)自 動(dòng)化程度高，可靠性高，用PLC 可以使該設(shè)計(jì)的要求全能滿足。 16 9 9

41、 結(jié)論與思考結(jié)論與思考 針對(duì)目前我國(guó)城市用地緊張?jiān)斐赏＼?chē)難這一問(wèn)題，本文以技術(shù)可行穩(wěn)定、建設(shè)施工簡(jiǎn)單、制造維護(hù)成 本低廉為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套垂直循環(huán)式立體停車(chē)場(chǎng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。停車(chē)場(chǎng)一方面用來(lái)停車(chē)，另一 方面對(duì)停車(chē)進(jìn)行收費(fèi)。本文利用PLC作為控制器設(shè)計(jì)車(chē)位存取子系統(tǒng)，通過(guò)控制電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)村取車(chē)操 作；利用單片機(jī)作為控制器設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)收費(fèi)子系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)停車(chē)費(fèi)用收取功能。將兩個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行通信組合連 接，組成完整的立體停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)。這是本設(shè)計(jì)優(yōu)于以往設(shè)計(jì)的地方，雖算不上創(chuàng)新，但在技術(shù)組 合與實(shí)現(xiàn)上做出了努力。由于本人水平和時(shí)間的限制，在文中雖然對(duì)系統(tǒng)的軟件程序進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但僅限 于整體流程，至

42、于具體代碼實(shí)現(xiàn)還需要再做完善。此外，對(duì)于系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中還會(huì)遇到哪些問(wèn)題，需要 靠實(shí)踐來(lái)判斷與解決。 鑒于現(xiàn)在立體停車(chē)場(chǎng)的解決方案較為成熟， 需要努力的方向在于功能的擴(kuò)充與完善。 本設(shè)計(jì)中采用非接觸式IC卡來(lái)實(shí)現(xiàn)刷卡繳納停車(chē)費(fèi)，在后續(xù)擴(kuò)展中，可將目前趨于主流的手機(jī)錢(qián)包加入進(jìn) 來(lái)，利用每人身上都有的手機(jī)來(lái)完成繳費(fèi)會(huì)更方便快捷。也可將 IC卡選擇為城市一卡通，如此實(shí)現(xiàn)在多種 不同領(lǐng)域的無(wú)現(xiàn)金繳費(fèi)，以此作為市政建設(shè)的一部分，真正做到以人為本、方便市民。 通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)使我比較系統(tǒng)地掌握有關(guān) PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，主要對(duì) PLC（三菱 FX2N系列）的結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)部資源等了解并對(duì)其

43、進(jìn)行測(cè)試和加以應(yīng)用的知識(shí)得到學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)多次的反復(fù) 實(shí)驗(yàn)與分析,可以對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.同時(shí)在軟件 的編程方面得到更到的提高,對(duì)編程能力得到加強(qiáng).同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固.我所做的設(shè) 計(jì)題目是基于 PLC 的停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)。由于是第一次做PLC 的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)起來(lái)有一定難度，但后來(lái)通 過(guò)去圖書(shū)館找相關(guān)書(shū)籍，上網(wǎng)找資料，請(qǐng)教老師和同學(xué)等方法來(lái)獲取相關(guān)知識(shí)，通過(guò)一步步解決疑惑來(lái)完 成我的設(shè)計(jì)，同時(shí)也大大提升了自己知識(shí)水平和能力。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)讓我們意識(shí)到書(shū)本上學(xué)到的知識(shí) 一定要通過(guò)實(shí)踐去鞏固，而且這也是一種學(xué)習(xí)方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門(mén)學(xué)問(wèn)。同時(shí)此次課 程設(shè)計(jì)也讓我們對(duì)學(xué)習(xí) PLC 更加熱情，我們認(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 技給我?guī)?/p>