基于PLC 控制的地下车库管理系统

随着经济的发展和人们生活水平的提高，大中城市的汽车数量剧增，从而引发了停车管理问题。进年来，我国的停车场管理技术不断完善，计算机技术、通信技术和网络技术的发展，又促进了停车场管理系统功能的强大。但是，某些小型停车场如要应用大量高新技术，就会出现资金不足、维护管理困难的问题，所以要尽可能采用成本适当而服务效率又比较高的管理系统。

1 可编程控制器（PLC）简介

PLC 是一种可编程的数字逻辑控制设备，早期用于开关量的逻辑控制，多用作控制电动机正反转和电磁阀的开关动作，从而控制设备的运转。只要合理分配输入、输出点，根据控制要求设计梯形图，采用相关指令，就能达到控制目标。随着控制要求的不断提高，PLC 也得到了不断的优化和完善，应用范围不断扩展，在某种程序上，它以可以取代控制器和计算机的协同工作系统，为工业生产和民用控制设计提供方便。PLC 具有可靠性高、功能强和编程简单等优点，如同一部计算机与继电器控制设备相结合的高性能控制装置。PLC 的基本单元包括：CPU、存储器、输入单元和输出单元，PLC 还可以追加许多扩展模块，从而增强其性能和功能PLC 就物理结构来看，有丰富的输入、输出端，从PLC 的逻辑结构来看，内部有许多软元件，如输入继电器、输出继电器、状态组件、定时器、计数器和数据寄存器及器件对应的常开、常闭接点，方便对车辆进出、停放、计数、计时信号的输入和车辆停放数量、位置的显示。大多数PLC 的编程方式，都有梯形图编程、指令表编程和顺序功能图编（SFC）程序，特别是梯形图编程，直观易懂，除了运用基本指令可以完成大量工作外，功能指令的扩展更为系统开发、调试和维护带来方便。本文以梯形图编程方式，设计地下车库管理系统，无论从设计到功能分析，都是极为方便的。

2 系统设计

如图1 所示, 以可容纳20 辆车的车库为例，设计一个管理系统。一个入口，一个出口。以固定用户为主，少量临时性散户。入口无人职守，使用闭路电视监控，用可视对讲器与收费亭联系。出口实行人工半自动收费管理。通过对楼内地下车库东、西向两个通道口实行控制，科学管理进出车辆，完成车库交通的自动调度，保护了车辆安全，提高了地下车库使用效率，为车主营造了一个安全、舒适、便捷、优质服务的停车环境。

2.1 入库检测与控制

在车辆出入口，安装身份识别装置和道闸，身份识别装置触发器信号连接到PLC 的一个输入端，当车辆驶入车库门口时，司机插入身份识别IC 卡(若是临时用户, 读卡器可先自动发卡)，经读卡器识别身份，读卡器发出信号告知PLC 准予车辆通过，PLC 驱动输出端，输出端发出信号使道闸打开，道闸前的地下埋设车辆检测器，当车辆停在道闸前，检测器向车辆发出信号，告知将有车辆进入，道闸处于准备打开状态，只要身份识别正确，道闸立即打开。道闸后的地下也要埋设检测器, 车辆通过后，告知PLC 要增加一辆汽车的数量，并使车库门前指示板上的数码显示，最后控制道闸关闭。

2.2 车位显示屏

在车库入口处安装显示屏，可以告知司机整个车库的停放状况，包括数量和可停放的位置。假设车库按4 行5 列设计，那么在显示屏上也按4 行5 列的方式安装指示灯，并且可以把每一个车位编号。指示灯可用LED 显示，经济实用。当某一位置没有车辆停放时，相应指示灯亮，司机看见时，就可按照指示进入车库按位停放。在车位顶部安装红外检测器，就可对车位有无车辆进行检测。当车位无车辆时，检测器无信号输出，相应的输入继电器不通电，常闭接点合上，输出端所连接的指示灯亮，表示此车位为空。若其余车位有车，则相应的指示灯熄灭。若车位已满, 则显示屏上报警指示灯亮。

2.3 出库控制

车辆出库和入库原理类似，车辆出库，需减少车辆的数量记录，并在车库出口处安装道闸和身份识别装置。当车辆离开停车库至出口时，管理系统经感应卡确认停车时间和计算停车费用，经图像识别复核确认。对持临时计时卡车辆，需结账交费。固定用户通过读卡确认有效或扣取费用。收费完成后，自动开启放行。车位显示屏记录数自动加1。

3 PLC 机型及软件设计

目前，市场上可供选择的可编程控制器的种类很多、性能各异，按照本例实际需要，我们可选择三菱小型可编程控制器FX2N 系列。在车辆入库时，X0 表示车辆检测装置开关，只要车辆驶

到道闸前，车辆检测器发出信号，使X0 闭合，辅助继电器M0进入准备通电状态；X1 表示身份识别开关，只要身份识别正确，X1 闭合，驱动辅助继电器M0，其接点M0 闭合，使输出线圈Y0 置位，其相应的输出端Y0 发出信号，控制道闸升降的电动机正转，同时复位Y1 线圈，确保没有反转信号，这时道闸就打开，车辆通过。车辆通过以后，经过道闸后的车辆检测器，这时有几道控制目标，可以运用主控指令MC 对所有工作一并控制，检测器发出信号使开关X2 闭合，PLC 就执行MC 和MCR 之间的程序。首先把Y0 输出线圈复位，即道闸电动机正转信号复位，同

时置位Y1 输出线圈，使电动机反转，道闸关闭。同时设定一个数据寄存器D0，作为对车库车辆总数的记录，然后用BCD 功能指令，使D0 中的二进制数转化成十进制数，输出到以Y10为首的8 个输出端，驱动车库入口处显示屏上的显示器。最后在道闸关闭的终点，安装一个限位开关X3，当道闸回复原位时，X3 接点接通，使电动机反转信号复位。在显示屏上，当某一位置没有停放车辆时，相应编号的指示灯亮，司机看见时就可按照指示灯进入车库按位停车。车位

显示程序，相对比较简单，所用的软元件有输入端元件X10～X17﹑X20～X27﹑X30～X33，输出端元件Y10～Y17 ﹑Y20～Y27﹑Y30～Y33，共计20 对。只要车位顶部安装红外检测装置, 就可对车位有无车辆进行检测. 当车位无车辆时, 相应输入继电器不通电，常闭接点闭合，输出端所连接的指示灯亮，证明这个车位为空。而其余车位有车，所以相应的指示灯熄灭。车辆出库时，利用DEC 功能指令,使记录车辆数的数据寄存器D0 减1，最后道闸关闭。

4 结束语

无论是从设计思路还是设计过程来说，运用PLC 来设计车辆管理系统，非常的方便，使人们使用起来得心应手，并且调试管理简单明了。PLC 无论在工业生产上还是在民用商用设计上，都具有十分巨大的现实意义和商业价值。