基于PLC的自动化停车控制系统设计

王静 张江亚 李焕娜

摘要：本设计提出一种运用PLC对停车场进出及停放指示进行管理的方案。运用PLC对停车场汽车进出进行管理的方案，此方案大大提高了工作效率，利用PLC控制停车场空位显示，实现自动运行。利用出口、入口的车辆检测传感器，检测车辆的出入，从而达到自动控制的目的。

关键词：停车场;PLC;自动控制

1 选题背景及意义

随着社会总体水平的不断提高，我们所居住的各个城市中的车辆也变的多了起来。尤其是最近几年以来随着人民生活水平的提高小康家庭的不断出现车辆的价格已经不再是生活的负担，反而成了21世纪小康生活的标志。车辆的大众化也导致城市出现停车困难的问题，而车辆的存放管理场所也随之自然而然的出现了秩序、安全性、有偿性等要求。

PLC相对而言容易操作，使用也相对灵便。综合来说，使该停车场系统比普通的停车场系统更加完美。PLC管理系统可以让车辆的出入全部按照PLC中央控制处理，如此可以在一定程度上减轻人们停车难的问题，也从另一方面改善了人们交通的畅通。

2 PLC概述

2.1 PLC的基本结构

PLC和普通的微机大致是一样的。由硬件系统和软件系统组成。硬件系统是指常用的CPU加上用来存放系统管理程序和用户编写的控制程序的存储器加上输入输出接口还有一些其他的外围设备组成。

2.2 PLC的基本工作原理

PLC采用的工作方式是“顺序扫描，周期循环”。当PLC工作时首先使其检查CPU是否正常工作，确认无误后由其与其他智能模块完成通信并更新命令内容，然后将收到的命令进行转换，然后根据扫描原则，执行收到的命令程序，程序命令执行完毕后通过转换的输出信号向外界的设备做出驱动命令。

3 停车场控制需求分析

本设计针对的写字楼停车场与一般停车场。从根本上来说是一样的包含了管理及控制方面的要求。首先我们从管理方面来说的话，我们需要对进出车辆及用户信息的管理，包括进出时间的确定，这样可以对车辆进行收费管理。不至于出现乱收费等现象，而在停车场控制方面则需要我们对进出车辆位置的了解及确认车辆是否进入停车场和确认停放标准，以免造成后来进出车辆的阻碍。

想要实现停车场的自动化停车控制则需要有完整的一套系统结构才能使系统正常运行。这其中包括管理PC机，控制PLC，道闸系统，车位传感器和读卡器。且为了防止在停车场内有丢车事件发生还要有监控功能。

对于临时用户来说，当用户想要使用停车场时，首先要从票箱处取卡，在同一时间读卡器也要完成票箱所吐出卡的读卡与PC机通信，记录该卡的信息和车辆进入时间与此同时通信入场控制PLC通信打开道闸，使车辆进入。由车位传感器确认车辆安全驶入后，再次通信入场控制PLC关闭道闸，并记录停车场内车辆数目，停车场满车位时红灯显示。车辆进入停车场后，由停车场车位引导屏引导车辆进入停车场中空位。用户出停车场时，由读卡器再次读取进入时取得的IC卡并且将所读卡吞回票箱并通信管理PC机，通过两次读卡的时间来计费收费系统（本设计的收费系统由主机电脑、系统管理软件、系统数据库等联合统计完成）。缴费后由管理人员开启道闸放行，车位传感器确认车辆已经驶离后通信出场控制PLC关闭道闸。对于固定用户来说，用户进出停车场完全可以实现自动化停车，司机可以办理月卡来减少停车时的取卡过程。

4 硬件设计

4.1 选型

（1）PLC：本次设计需要6个输入18个输出端口，所以选用西门子S7-200系列的PLC。（2）读卡器：无源非接触式IC卡构成门禁控制系统和其相对应的SENSE-182X型读写器。（3）道闸：本设计系统所选用的NICE公司下的WIL-4型道闸系统不仅具有有防砸车装置，还可以在系统程序故障时采取手动控制，通过现场工作人员来开启和关闭道闸。（4）摄像设备：本次选用WV-CP464彩色摄像机并配备TG-0412FCS-3光学镜头及DS-4002-001型视频切换器来对停车场车辆进出及停车场内停车情况进行实时监控。（5）车位传感器：对停车场车位的检测选用nc-138b型号超声波车位传感器，检测车辆是否到位选用的RX-LS200型号传感器。

5 软件设计

本设计的软件设计包含用户入库设计、用户出库设计和用户车位监控设计三部分。下面将对这三部分的设計流程分别做介绍。

6 仿真

首先，我们试用进入停车场三辆车而离开停车场一辆车进行指令的编程和仿真。仿真图如图所示。

下面我们将进入停车场六辆车的程序编程之后再次进行仿真，观察如图。

我们再来将十辆车的程序导入仿真软件，程序仿真图如图。

7 总结

本设计首先了解停车场的各种需求，然后以某一停车场为例进行分析及设计。其次，对停车场的停车方案进行了硬件和软件设计，最后，进行仿真。发现了此次设计在现实生活中的实用性与可实施性。

（作者单位：河北科技学院）