1 引言  
  
    隨著進(jìn)口汽車大量涌人和國內(nèi)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(shù)不斷完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了停車場管理系統(tǒng)功能的強(qiáng)大。但是，現(xiàn)時某些小區(qū)小型停車場如要運(yùn)用大量高新技術(shù)就會出現(xiàn)資金不足、維護(hù)管理不完善的問題，有時考慮也不夠全面，所以目前就要解決車輛管理成本高、服務(wù)效率低等問題。  

    由于小區(qū)停車場供住戶使用，收費(fèi)是進(jìn)行年租或月租形式，要求住戶一次性繳費(fèi)，所以小區(qū)停車場即時收費(fèi)這一環(huán)節(jié)可省去。小區(qū)停車場管理系統(tǒng)重點(diǎn)要做到準(zhǔn)確指示車輛進(jìn)出，車輛進(jìn)入時給與司機(jī)準(zhǔn)確的車位數(shù)量與具體位置，車輛進(jìn)入后，記錄車輛總量，車輛離開時，減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由PLC作為中央控制處理，停車場空位指示可利用價格較不高的數(shù)碼管顯示。  

    2 可編程控制器(PLC)簡介  

    PLC是一種可編程的數(shù)字邏輯控制設(shè)備，早期用于開關(guān)量的邏輯控制，多用作控制電動機(jī)正反轉(zhuǎn)和電磁閥的開關(guān)動作，從而控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)[”。只要合理分配輸入、輸出點(diǎn)，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)梯形圖，采用基本指令和步進(jìn)指令就可達(dá)到控制目標(biāo)。隨著控制要求的不斷提高，許多PLC生產(chǎn)廠家進(jìn)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(yīng)用范圍，使PLC 在某種程序上可以代替控制器和計(jì)算機(jī)的協(xié)同工作系統(tǒng)，為工業(yè)生產(chǎn)和民用控制設(shè)計(jì)提供方便。 

    PLC的具有可靠性高、功能性強(qiáng)和編程簡單等優(yōu)點(diǎn)，所以深受設(shè)計(jì)人員的喜愛。PLC就如同一部計(jì)算機(jī)與繼電器控制設(shè)備相 結(jié)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(kuò)展模塊，從而增強(qiáng)其功能和I生能。下面是PLC的基本單元結(jié)構(gòu)圖： 

基于PLC的住宅小區(qū)停車場管理系統(tǒng) 

    PLC就物理結(jié)構(gòu)來說有豐富的輸入輸出端，而從PLC的邏輯結(jié)構(gòu)來看，內(nèi)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(jì)數(shù)器、計(jì)時器和數(shù)據(jù)寄存器及器件所對應(yīng)的常開常閉接點(diǎn)，方便對車輛進(jìn)出、停放、計(jì)數(shù)、計(jì)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(yùn)用基本指令可以完成大量工作，功能指令的擴(kuò)展更為系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)帶來許多便利，本文以梯形圖編程方式設(shè)計(jì)停車場管理系統(tǒng)，無論從設(shè)計(jì)到功能分析都是極為方便的。 

    3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)  

    由于這里討論的是小區(qū)停車場，所以以一個能容納20輛車(一般為小車)的車庫為例設(shè)計(jì)一個管理系統(tǒng)。 
  
    3．1 身份識別及道閘開關(guān)  

    在車庫入口要安裝身份識別裝置和道閘，身份識別裝置觸發(fā)信號線連接到PLC的一個輸入端，當(dāng)車輛駛?cè)胲噹扉T口時，司機(jī)插入身份識別IC卡，經(jīng)讀卡器識別身份，證明是該小區(qū)住戶，讀卡器發(fā)出信號告知PLC準(zhǔn)予車輛通過，PLC驅(qū)動輸出端，輸出端發(fā)出信號使道閘打開。道閘前的地下埋設(shè)車輛檢測器，當(dāng)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(jìn)入，道閘處于準(zhǔn)備打開狀態(tài)，只要身份識別正確，道閘立即打開。道閘后的地下也要埋設(shè)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的數(shù)碼管顯示，最后控制道閘關(guān)閉。 

    在支路1中，X1表示身份識別開關(guān)。在支路2中，XO表示車輛檢測裝置開關(guān)，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(jìn)入準(zhǔn)備通電狀態(tài)；只要身份識別正確，X1閉合，支路l通電，驅(qū)動輔助繼電器MO，其接點(diǎn)M0閉合，M1馬上通電，MI接點(diǎn)動作，使輸出線圈Y0置位，其相應(yīng)的輸出端YO發(fā)出信號控制道閘升降的電動機(jī)正轉(zhuǎn)，同時復(fù)位Y1線圈，確保道閘沒有反轉(zhuǎn)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，這時有幾道控制目標(biāo)，所以運(yùn)用主控指令MC對所有工作一并控制。檢測器發(fā)出信號使開關(guān)X2閉合，PLC就執(zhí)行MC和MCR之間的程序。首先把YO輸出線圈復(fù)位，即道閘電動機(jī)正轉(zhuǎn)信號復(fù)位，同時置位Y1輸出線圈，使電動機(jī)反轉(zhuǎn)，道閘關(guān)閉。同時設(shè)定一個數(shù)據(jù)寄存器D0，作為對車庫車輛總數(shù)的記錄，然后用BCD功能指令使D0中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)數(shù)輸出到以YIO為首的八個輸出端，驅(qū)動車庫大門指示板上的顯示管。最后，在道閘關(guān)閉的終點(diǎn)安裝一個限位開關(guān)X3，當(dāng)?shù)篱l回復(fù)原位時，X3接點(diǎn)接通，使電動機(jī)反轉(zhuǎn)信號復(fù)位。 

    3．2 指示板  

    在車庫入口處應(yīng)該安裝指示板，告知車輛司機(jī)整個車庫的停放狀況，包括數(shù)量和可停放的位置。假設(shè)車庫是5行4列的設(shè)計(jì)，占地面積大概800平方米，那么在指示板上也應(yīng)該按照5行4列的方式安裝指示燈，并把每一個車位編號。 

    當(dāng)某—位置沒有停放車輛時，相應(yīng)編號的指示燈變亮，司機(jī)看見時就可以按照指示進(jìn)入車庫按位停車。這個部分同樣可以用梯形編程圖來實(shí)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Xl0～X17，X20～X27，X30～X33，輸出端元件Y20～Y27，Y30～Y37，Y40～Y43，輸入輸出~4-~-共計(jì)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(jìn)行檢測。當(dāng)車位無車輛時，相應(yīng)輸入繼電器不通電，常閉接點(diǎn)合上，輸出端所聯(lián)接的指示燈亮，如圖4中8號和l9號燈亮，證明這兩個車位為空。而其余位置有車，所以相應(yīng)的指燈熄滅。 

    3．3 車輛出庫  

    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道閘和身份識別裝置。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l，最后道閘關(guān)閉。  

    4 結(jié)束語  

    由以上的例子可以看出，運(yùn)用PLC設(shè)計(jì)車庫管理系統(tǒng)非常方便。無論是從設(shè)計(jì)思路還是設(shè)計(jì)過程都十分清晰，使得人們運(yùn)用起來得心應(yīng)手，并且調(diào)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(shè)計(jì)上都顯示出很大的發(fā)展?jié)摿Γ瑢奈磥淼娜兆永锢^續(xù)發(fā)揮作用。  

    作者簡介：林嘉，(1981-)，男，廣東工業(yè)大學(xué)自動化學(xué)院 碩士研究生，研究方向：控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)集成。 

    參考文獻(xiàn)：  
    劉守操等．可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006 
    劉曙光．基于PLC的立方體倉庫運(yùn)行系統(tǒng)．物流技術(shù)，2006，(3)：50—51—55 
    馬可，苗志全，張波．智能停車場管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)．華北科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，3(3)：72—74