停车场车位.docx

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停车场车位

1.绪论

1.1引言

近几年随着我国经济发展汽车数量剧增,楼宇、社区和商业区构建停车场及管理系统显得十分迫切,系统地设计与实现车辆进出、停车泊位、车辆安全、缴费结算、资料查询、信息提示等功能相对完善的管理系统,已成为停车场管理部门的共同愿望,而现代的计算机技术、机械传动技术、非接触识别RFID卡技术可以较好地实现上述目标。

 由于小区停车场供住户使用。

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。

一种停车场车位管理系统，它由固设在停车场中的管理控制器、埋设在车位处的电动车位锁及移动控制器相互连接构成；管理控制器包括传感器接收模块、逻辑控制电路及驱动控制电路；电动车位锁的电源端与驱动控制电路的电源输出端连接；移动控制器中设有数据读写控制电路、无线遥控发射模块及电池，该无线遥控发射模块通过移动控制器外部设置的遥控天线与管理控制器的接收天线进行无线信号连接。

本实用新型通过将管理控制器、移动控制器及电动车位锁可以方便的实现停车场车位的有效管理，具有极大的实用价值。

1.2智能停车场的现状

随着科技的进步，电子技术、计算机技术、通讯技术不断地向各种领域渗透，当今的停车场车位控制系统已经向智能型的方向转变。

先进可靠的停车场控制系统在停车场管理系统中的作用越来越大。

利用PLC控制停车的停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是停车场对于车辆实行动态和静态管理的综合。

从用户的角度看，其服务高效、准确无误；从管理者的角度看，其易于操作维护、动化程度高、大大减轻管理者的劳动强度；从投资者角度看，彻底杜绝失误及任何形式的作弊，防止停车费用流失，使投资者的回报有了可靠的保证。

系统以PLC为信息载体，通过智能传感器记录车辆进出信息，结合工业自动化控制技术控制机电一体化外围设备，从而控制进出停车场的各种车辆。

1.3设计目标及原则

目标：

方便、快捷、准确的满位显示服务功能；车辆保管的安全性功能；经济合理的运营成本；

原则：

先进成熟的技术和设备，保证系统运作安全、可靠与稳定；合理布局，提高系统的服务质量，缩短服务时间，增加场内停车流量和收费收入烘托小区轻盈、飘逸的浪漫的总体特色；实用性、实时性、完整性原则；可扩展性及易维护性原则。

1.4设计要求

如图1.1

尚有车位时，开启入口栅栏，亮尚有车位指示灯

车位满时，入口栅栏不能开启，亮车位已满指示灯。

7段数码管显示停车场车辆数量

2.plc简介

PLC即可编程控制器（ProgrammablelogicController，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

在1987年国际电工委员会（InternationalElectricalCommittee）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计,

简单理解的话，它和个人电脑上的CPU类似，都属于某一类系统上进行数据采集处理的核心，但使用范围和作用与一般CPU不同，而且PLC不像个人电脑上的CPU一样单单指一个CPU，准确说它是一种控制系统，拥有自己的CPU，同时配置了各种功能面板和I/O口，可通过I/O采集模拟量、开关量等进行分析处理，同时拥有强大的可编程能力，一般利用梯形图程序中提供的各种软继电器即可实现一些复杂的逻辑控制，省去了传统的硬件式继电器复杂的接线和经济成本。

PLC较之个人电脑的CPU来说，其特点是拥有强大的数据采集能力和对某一种自动控制过程的优秀处理能力，在工业上、制造业上，民用比如电梯、自动洗衣机等的过程控制中有着广泛的应用。

可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。

一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。

由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

PLC的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。

2模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。

为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。

PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。

从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。

如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。

世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。

4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。

作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。

PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。

大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。

PID处理一般是运行专用的PID子程序。

过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。

5数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。

这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。

数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。

随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。

新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

PLC的国内外状况

世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备公司（DEC）研制的。

限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。

20世纪70年代初出现了微处理器。

人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。

为了方便熟悉继电器、接触器系统的工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。

此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。

20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。

更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。

20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。

这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。

这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。

这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。

20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。

从控制规模上来说，这个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。

目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。

我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。

最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。

接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了PLC的应用。

目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。

上海东屋电气有限公司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。

此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名的PLC生产厂家。

可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应用天地。

PLC未来展望

21世纪，PLC会有更大的发展。

从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向。

目前的计算机集散控制系统DCS（DistributedControlSystem）中已有大量的可编程控制器应用。

伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。

可编程控制器简称PC。

个人计算机也称PC，为了避免混淆，人脉将最初用于逻辑控制的可编程控制器叫做PLC。

国际电工委员会在1987年颁布的PLC标准草案中对PLC作了如下定义：

“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

PLC及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

69年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在GM公司汽车生产线上应用成功。

1969年，美国研制出世界第一台PDP-14。

1971年，日本研制出第一台DCS-8。

1973年，德国研制出第一台PLC。

1974年，中国研制出第一台PLC。

PLC的发展史：

第一代：

1969年~1972年，代表产品有

·美国DEC公司的PDP-14/L

·日本立石电机公司的SCY-022

·日本北辰电机公司的HOSC-20

第二代：

1973年~1975年，代表产品有

·美国GE公司的LOGISTROT

·德国SIEMENS公司的SIMATICS3、S4系列

·日本富士电机公司的SC系列

第三代：

1976~1983年，代表产品有

·美国GOULD公司的M84、484、584、684、884

·德国SIEMENS公司的SIMATICS5系列

·日本三菱公司的MELPLAC-50、550

第四代：

1983年~现在，代表产品有

·美国GOULD公司的A5900

·德国西门子公司的S7系列

PLC的特点是体积小、重量轻、能耗低、可靠性高、抗干扰能力强、适用性强、易学易用、系统设计周期顿、维护方便、改造容易等，深受工程技术人员欢迎。

3.三菱软件介绍

3.1各系列软件的介绍

三菱PLC是一种集成型小型单元式PLC。

且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。

如果考虑安装空间和成本是一种理想的选择。

FX1N系列:

是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。

具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。

是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。

FX2N系列:

是三菱PLC是FX家族中最先进的系列。

具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

FX3U:

是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,可能称得上是小型至尊产品。

基本性能大幅提升，晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令，从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。

FX1NCFX2NCFX3UC三菱PLC:

在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小I/O型接线接口降低了接线成本，并大大节省了时间。

Q系列三菱PLC:

三菱机公司推出的大型PLC,CPU类型有基本型CPU，高性能型CPU，过程控制CPU,运动控制CPU,冗余CPU等。

可以满足各种复杂的控制需求。

三菱电机中国事业的快速发展，为了更好地满足国内用户对三菱PLC，Q系列产品高性能、低成本的要求，三菱电机自动化特推出经济型QUTESET型三菱PLC，即一款以自带64点高密度混合单元的5槽Q00JCOUSET；另一款自带2块16点开关量输入及2块16点开关量输出的8槽Q00JCPU-S8SET，其性能指标与Q00J完全兼容，也完全支持GX-Developer等软件，故具有极佳的性价比。

GXDeveloper:

三菱全系列PLC编程软件,支持梯形图、指令表、SFC、ST及FB、Label语言编程，网络参数设定，可进行程序的在线更改、监控及调试，结构化程序的编写（分部编程），可制作成标准化程序,在其它同类系统中使用。

GXSimulator:

三菱PLC的仿真调试软件，支持三菱所有型号PLC（FX,AnU,QnA和Q系列），模拟外部I/O信号，设定软件状态与数值。

GXExplorer:

三菱全系列PLC维护工具,提供PLC维护必要的功能。

类Windows操作，通过拖动进行程序的上传/下载，可以同时打开几个窗口监控多CPU系统的数据，配合GXRemoteService-I使用因特网维护功能。

GXRemoteServiceI:

三菱全系列PLC远程访问工具，安装在服务器上，通过因特网/局域网连接PLC和客户。

将PLC的状态发EMAIL给手机或计算机，可以通过因特网浏览器对软元件进行监控/测试。

在客户机上，可使用GXExplorer软件通过因特网/局域网进入PLC。

GXConfigurator-CC:

A系列专用，cclink单元的设定，监控工具。

用于A系列CC-Link主站模块的CC-Link网络参数设定,无需再编制顺控程序来设定参数，在软件图形输入屏幕中简单设定。

可以监控,测试和诊断CC-Link站的状态（主站/其它站），可以设置AJ65BT-R2的缓存寄存器。

GXConfigurator-AD:

Q系列专用，A/D转换单元的设定，监控工具。

用于设置Q64AD、Q68ADV和Q68ADI模数转换模块的初始化数据和自动刷新数据，不用编制顺控程序即可实现A/D模块的初始化功能。

GXConfigurator-DA:

Q系列专用，D/A转换单元的设定，监控工具。

用于设置Q62DA、Q64DA、Q68DAV和Q68DAI数模转换模块的初始化及自动刷新数据。

不用编制顺控程序即可实现D/A模块的初始化功能。

GXConfigurator-SC:

Q系列专用，串行通信单元的设定，监控工具。

用于设置串行通信模块QJ71C24（N）、QJ71C24（N）-R2（R4）的条件数据。

不用顺控程序即可实现1.传送控制，2.MC协议通讯，3.无协议通讯，4.交互协议通讯，5.PLC监视功能，6.调制解调器设置参数设定。

GXConfigurator-CT:

Q系列专用，高速计数器单元的设定，监控工具。

用于设置QD62、QD62E或QD62D高速计数模块的初始化数据和自动刷新数据，不用编制顺控程序即可实现初始化功能。

GXConfigurator-PT:

Q系列专用，QD70单元的设定，监控工具。

用来设定QD70P4或QD70P8定位模块的初始化数据。

省去了用于初始化数据设定的顺控程序，便于检查设置状态和运行状态。

GXConfigurator-QP:

Q系列专用，QD75P/DM用的定位单元的设定，监控工具。

可以对QD75□□进行各种参数、定位数据的设置、监视控制状态并执行运行测试。

进行（离线）预设定位数据基础上的模拟和对调试和维护有用的监视功能，即以时序图形式表示定位模块I/O信号、外部I/O信号和缓冲存储器状态的采样监视。

GXConfigurator-TI:

Q系列专用，温度输入器单元的设定，监控工具。

用于设置Q64TD或Q64RD温度输入模块的初始化数据和自动刷新数据，不用编制顺控程序即可实现初始化功能。

GXConfigurator-TC:

Q系列专用，温度调节器单元的设定，监控工具。

用于设置Q64TCTT、Q64TCTTBW、Q64TCRT或Q64TCRTBW温度控制模块的初始化数据和自动刷新数据。

GXConfigurator-AS:

Q系列专用，AS-I主控单元的设定，监控工具。

用于设置AS-i主模块QJ71AS92自动读出/写入的通信数据、CPU软元件存储的自动刷新设置、配置数据的注册/EEPROM保存等的软件工具。

 GXConfigurator-DP:

MELSEC-PLC系列专用，Profibus-DP模块的设定，监控工具。

用于设置Profibus-DP主站模块QJ71PB92D和A（1S）J71PB92D网络参数（包括主站参数设定、总线参数设定、从站设定等）的软件工具。

使用QJ71PB92D时可以实现自动刷新功能，可以通过网络在线远程登入模块。

GXConverter:

GXConverter软件包用于将GXDeveloper的数据转换成Word或Excel数据使文档的创建简单化。

把Excel数据（CSV格式）或文本数据（TXT文件）用于GPPW，把GPPW程序表和软元件注释转换为Excel数据（CSV格式）或文本数据（TXT文件）.

MXComponent:

MXComponent支持个人计算机与可编程控制器之间的所有通信路径，支持VisualC++、VisualBasic和AccessExcel的VBA、VBScript。

不用考虑各种通信协议的不同，只要经简单处理即可实现通信。

不用连接PLC，和GXSimulator同时使用，实现仿真调试。

MXSheet:

MXSheet是一种软件包，它使用Excel，不用编程，只要进行简单设置，即可运行可编程控制器系统的监视/记录/警报信息的采集/设置值的更改操作。

将可编程控制器的软元件数据存储在Excel上，能够容易地收集和分析现场的质量、温度、试验结果等的数据。

Excel上显示可编程控制器内的软元件实时状态。

将可编程控制器内的位信息作为警报信息存储在Excel上，保存故障发生的历史记录。

自动保存按照指定时刻或可编程控制器发出触发条件Excel上显示出来的数据，可用来实现日报和试验结果表的制作和存储的自动化。

FXGP-WIN-C:

三菱FX系列PLC编程软件（不含FX3U）,支持梯形图、指令表、SFC语言编程,可进行程序的在线更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。

3.2GXDeveloper编程软件

GXDeveloper是三菱通用性较强的编程软件，它能够完成Q系列、QnA系列、A系列（包括运动控制CPU）、FX系列PLC梯形图、指令表、SFC等的编辑。

该编程软件能够将编辑的程序转换成GPPQ、GPPA格式的文档，当选择FX系列时，还能将程序存储为FXGP（DOS）、FXGP（WIN）格式的文档，以实现与FX-GP/WIN-C软件的文件互换。

该编程软件能够将Excel、Word等软件编辑的说明性文字、数据，通过复制、粘贴等简单操作导入程序中，使软件的使用、程序的编辑更加便捷。

此外，GXDeveloper编程软件还具有以下特点。

（1）操作简便

①标号编程。

用标号编程制作程序的话，就不需要认识软元件的号码而能够根据标示制作成标准程序。

用标号编程做成的程序能够依据汇编从而作为实际的程序来使用。

②功能块。

功能块是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能。

把开发顺序程序时反复使用的顺序程序回路块零件化，使得顺序程序的开发变得容易，此外，零件化后，能够防止将其运用到别的顺序程序使得顺序输入错误。

③宏。

只要在任意的回路模式上加上名字（宏定义名）登录（宏登录）到文档，然后输入简单的命令，就能够读出登录过的回路模式，变更软元件就能够灵活利用了。

（2）能够用各种方法和可编程控制器CPU连接

①经由串行通信口与可编程控制器CPU连接；

②经由USB接口与可编程控制器CPU连接；

③经由MELSECNET/10（H）与可编程控制器CPU连接；

④经由MELSECNET（II）与可编程控制器CPU连接；

⑤经由CC-Link与可编程控制器CPU连接；

⑥经由Ethernet与可编程控制器CPU连接；

⑦经由计算机接口与可编程控制器CPU连接；

（3）丰富的调试功能

①由于运用了梯形图逻辑测试功能，能够更加简单的进行调试作业。

通过该软件可进行模拟在线调试，不需要与可编程控制器连接。

②在帮助菜单中有CPU出错信息、特殊继电器/特殊寄存器的说