智能停车库控制系统

1、引言

随着人们生活水平的提高，车子越来越多。而停车位的建设速度也远远低于车辆的增加，而且，我国现阶段的停车库的管理还是主要通过，专职人员进行管理，这个就需要花费大量的人力和时间。针对现有的停车管理存在的问题，采用先进的、科学的、合理的设计方法，建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统最大限度地提高停车场的使用率，实现车辆出入库控制、数量统计、安全监控过程的自动化，尤为必要。

而对于小区停车场供住户使用，收费是进行年租或月租形式，要求住户一次性缴费，所以小区停车场即时收费这一环节可省去。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，车辆进入后，记录车辆总数，车辆离开时，减少车辆数数。车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理，停车场空位数指示可利用价格较不高的数码管显示。

2、控制系统模块设计

2.1 车库显示及车辆检测部分的设计

车库控制系统的显示模块采用CD4511驱动共阴数码管的七段译码；车辆出入检测传感器在选择时要有一定的标准：①传感器性能要稳定，抗干扰能力强；②灵敏性要好，具有一定的检测范围；③使用起来要方便，成本低廉。综上所述，我选择了红外光电传感器。红外光电传感器具备以上所有的要求，它具有抗干扰性强，成本低，灵敏度高等优点。我选择的具体型号是浙江沪工生产的E3F-DS20C4型光电开关。该光电传感器接收方式为漫反射型，NPN常开型光电开关输出，检测距离为30CM。额定电压为DC24V，这个电源可以直接用PLC上获得，所以用起来比较方便。

2.2 车库火灾报警传感器的选择

火灾报警器的选择的是光电式的烟火警报器。它具有一下特性：电压为9V直流电源，电流小于10μA故可以使用9V的电池供电。烟雾灵敏度符合UL的217号标准。工作温度：40-120度，符合车库一般温度，检测气体的介面温度：10%-90%。

2.3 手/自动动控制切换设计

手动控制的部分采用拨动开关来进行控制，当开关处于接通状态时系统处于手动状态，此时可以通过手动进行开关闸门，并且可以调整数码管上显示车库已有车辆数。

当手/自动选择开关SB3处于断开时，即X10处于断开状态，系统上电后，按下启动开关，进入自动控制程序。光电开关开始工作，当检测到车辆是自动开关闸门，并且计数。

3、控制系统硬件电路设计

车辆计数模块及电动机正反转模块的设计

因为车库为16个车位设计，因此要有两位共阴数码管来显示车辆数，所以需要两个CD4511来驱动数码管显示。

电机驱动电路采用H桥驱动电路，该电路具有简单、可靠、成本低等优点，其中H桥控制电路使用继电器来控制也更加方便，因为门闸不是非常频繁的开关所以使用继电器完成可以胜任工作。

4、智能控制车库的系统程序设计

4.1 道闸控制程序

当传感器检测到有车辆通过时，将信号输入到PLC端口，使得PLC驱动输出端口吸合输出。

开门闸程序如下：M5是手动控制时的中间继电器，M8是自动控制时的中间继电器，当任意一个有输入而C20计数未达到设定值时，门闸打开。当C20计数达到设定值后，车闸将不能够从外面打开，车辆不能进入车库，只能从车库里面打开车库门闸。M12是火灾报警输入中间继电器，当发生火灾时，门闸自动打开。

关门闸程序：M6是手动控制时的中间继电器，M10是自动控制时的中间继电器，当它们中任意一个有输入而X3和X13都没有导通时，车库门闸关闭。其中X3和X13的常闭开关在这里是为了实现防砸功能。在门闸关闭的过程中，如果有车辆进入或者出去时，门闸停止关闭，随后，打开门闸。

4.2 车辆计数程序

车库车辆的计数程序的编写要注意的地方是：要有效的区分干扰，辨别是否是车辆入库或者出库，从而进行准确的车辆计数。

只有当入库检测传感器1#和T10导通的条件下，加数传感器2#导通才能过使得加减计数器C200进行加数操作。同理当出库光电传感器3#和T11导通的条件下，减数传感器4#导通才能使得加减计数器C200进行减数操作。当T10或者T11定时满3秒后，在进行第二次是否是车辆的确认程序，就是以上所说的，入库光电传感器1#和加数光电传感器2#或者出库光电传感器3#和减数光电传感器4#同时导通时，确认为车辆C200进行计数操作。M9和M10分别为手动操作时的加数和减数操作。

4.3 火警报警程序

火灾报警是使用光电式烟雾传感器作为探测器。在车库系统当中作为安全监督的主要措施之一。当烟雾报警器检测到火灾情况时，就会发出信号给PLC的输入端口，PLC被告知有火灾发生，此时PLC使输出端口Y3闭合从而使警报灯亮起并发出报警声。

4.4 自动投机系统

因本系统是实现的无人值守控制系统，所以，在车子出库入库时都有计时装置，在车子入库后，开始计费，当车子离开时，控制台会显示车子停车时间和停车需要交纳的费用，车主在自动缴费机上缴费后栏杆抬起，车子方可离开。

4.4 系统综合调试

在完成了系统的硬件及机构设计后，即将写好的程序下载到PLC中，进行系统连调，对产生的问题进行修改修正，使系统功能复合要求。

5、总结

本设计只是很简单的应用，基于PLC控制的智能车库还可以进行很多的扩展，例如：可以加上一些传感器用来指示车库当中还有那些车位，空闲车位的位置在哪里，这样可以给车主更加明确的位置指示；还有可以加上温度控制模块，用于车库的温度控制；还有消防控制的一些模块，当发生火灾时，可以控制水阀进行导通，进行灭火救灾等等。

参考文献：

[1]郑丹丹等.PLC控制系统梯形图和语句表[M].北京：人民邮电出版社，2006

[2]江永富 廖晓梅. 三菱PLC编程技术及工程案例精选[M].北京：机械工业出版社，2011.

[3]李仁.电气控制技术[M].北京：机械工业出版社,2008