苟书航 李桦芃

摘要：随着时代发展车辆的增多，城市内乱停乱放现象也逐渐增多。所以妨碍城市发展的主要因素是交通设施利用率低，逐渐扩大的城市规模和人口对城市交通造成巨大压力。所以，一种有效的解决方法是建立智能化交通设施。本文结合PLC和组态软件监控技术设计出一种基于PLC的停车场监控系统的方案。在停车场内各个车位正上方安装光电开關，光电开关信号输出引脚连接到PLC输入端子。根据光电开关的电气特性，当车驶入车位挡住光线则会在PLC输入端检测到高电平，PLC输入端检测到信号执行相应操作。组态软件监控到信号，改变数据库中指定内容，实时显示停车场车位状态

关键词：PLC;停车场;监控系统;智能管理系统

1. 引言

伴随着汽车消费市场迅速发展，各种社会车辆和私家车保有量迅速增加，停车位的供给速度远远小于汽车保有量的增加速度，导致城市停车位越来越紧张。除了新建停车场外，现阶段更应该侧重优化现有的停车场资源，优化资源配置，借鉴先进的智能停车场管理系统，利用科学的、综合的管理技术，提高停车场资源利用率。

2. 硬件工作流程

光电开关的工作流程如下：在停车场的入口与出口处安装光电开关，用来检测汽车是否进入，当光电开关为高电平时，汽车进入;当光电开关为低电平时，汽车驶出。指示灯的作用主要为向车主发出信号，当绿灯亮起时说明停车场内有空的停车位，当红灯亮时说明停车场内已满。位机被启动后，可开始读取停车位状态的数据库，并直接发出操控命令把当前车位状态显示在LED电子大屏幕上，车主便得知是否能够进入。主要用于显示上位机所表达的信息，当然了也可理解为上位机显示屏幕。LED可显示中英文、数字等各种语种的文字，且能够以多种字型呈现出来，除此之外，还具有多种特效，功能繁多。

3. 硬件设备选型

本文所选择的光电开关的型号是欧姆龙E3JK-R4M1，此种位置关开不需要与运动体进行接触，且其可检测到的范围达到0-4米间，检测方式为回馈反射型

指示灯用来告知司机是否可以进入停车场，作为一种介质我们选用维旳美红绿灯：它工作时可能有两种情况：其一是220V;其二是直流12V。

上位机的选型首先考虑使用环境以及外部的连接端口数量。型号是研华提供的IPC-510L型工控机，英特尔双核处理器，主频3.3GHz，系统功能稳定，高效适应项目需求。

本文选用深圳华宇光彩科技的室内全彩P3LED显示屏。它的性能稳定，具有定时开关、节能省电、远程控制的功能。

硬件接线图如图3-1所示：

其中车库电气自动控制主电路原理示意图如图3-2所示：

4. 控制系统的软件设计

我国汽车越来来越多，停车场建设的规模也会扩大，一个合理高效的停车场离不开合理的设计。从构成上看上位机包含如下四大部分：其一是LED显示屏;其二是界面程序;其三是数据库;其四是组态程序。监控系统流程图如图4-1所示：

下位机将光电开关信号传递给上位机，上位机判断信号有效性，然后在数据库中搜寻，记录车主的停车需要。进而确定车位的位置，数据被更新后显示到LED电子屏幕上，使司机获取当前信息。下位机的功能包括其一与上位机通信;其二初始化、检测光电开关信号。软件的流程框如图3-2、3-3所示：

5.PLC梯形图程序设计

为了更为直观的表述逻辑关系，本文采用梯形图表示，以提高编程的效率。梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，是一种面向过程控制语言，所以具有形象直观实用的特点。其中程序流程图如图5-1所示：

光电开关反馈信号程序设计：设计中光电开关，一般以用常开触点-||-进行表示，其包含60个，分别是I1.0〜I8.1，如果光电开关在区域范围内检测到存在车辆，则会闭合常开触点。在闭合常开触点的情况下，则会形成一个上升沿信号，此时设置（S）被置1即M变量变为1。断开常开触点后，所形成的信号为下降沿。·（R）M变量（中间变量），也就是被复位变为0。M为中间变量，其中涉及到60个中间量，分别为M1.0〜M8.1。0、1都表示组态软件的通信中间变量，分别表示车位空闲、处于被占用的状态之中。如图5-2所示

指示灯程序设计：闭合状态时，一般通过组态软件控制M0.0、M0.1常开触点。导通前者时，则触发Q0.0线圈;直至MO.0断开红灯亮;同样的当QO.1线圈触发MO.1之后，对应的断开绿灯亮。指示灯代码段如图5-3所示：

组态软件程序设计：组态软件主要采取更加直观、形象的图形组态，即在命令程序的编写方面使用组态王软件，以赋予系统更为丰富的功能。

组态王系统工作时要和数据库连接，进而读取PLC内置变量，M1.0〜M8.1（60个），当光电开关断开时对应变量为0值，意味着对应的车位可以停车;当光电开关导通时对应变量为1值，意味着对应的车位已被占用。车位编号、内置变量和每个光电开关都是对应的。光电开关和车位编号对应关系如图5-4所示：

连接数据库语句是：SQLCoimect（DeviceIDJdsn=CARPARK”uid=;pwdy），如果M10=1，M11=1分别更新01，02位车位的数据内容。连接数据库与组态更新数据库命令代码如图5-5所示：

若M内置变为零则分两种情况：一是车位无车，二是已有司机预定。预定后，系统等待的时间是300秒，如预定车位光电开关在这一期间检测到车量，则对应的可对数据库的车辆信息进行更新，反之则默认取消预定。组态命令代码如图5-6所示：

车辆驶入停车场时通过光电开关进行检测并通过计数器进行计数。

6.总结

本文在对停车场管理及控制系统的需求分析基础上，提出了PLC控制技术和计算机技术结合，利用组态王和PLC实现电气控制技术与计算机技术的智能控制系统。同时此次课程设计也让我对学习PLC更加入迷，我认识到PLC的强大的功能和广阔的应用领域，真正体会到了科技带给生活的改变。

参考文献

[1]李玉萍.升降横移式立体停车场智能控制系统设计[D].南昌大学，2020.

[2]曾印.小区安防系统设计与实现[D].南昌大学，2020.

[3]齐晓燕，陈菲.多层停车场智能车位引导系统设计[J].电气传动自动化， 2019，41（06）：49-53.