基于PLC的高速公路全自動智能收費機設計

孫莉 何召龍

【摘 ?要】以PLC來實現智能收費機的自動控制，通過對全自動智能收費機的功能需求分析，提出全自動智能收費機的系統方案，包括位置檢測模塊、驅動模塊、扣費控制模塊。對收費控制系統進行了軟、硬件設計，實現了收費控制系統的控制的功能，通過實驗證明該方法設計的系統簡單、經濟實用、運行可靠，具有很高的實用價值。

【關鍵詞】高速公路;智能收費;PLC

汽車行業隨著現代科學技術的發展有了質的飛躍，隨著社會快速發展和人們生活質量的提高，汽車數量也在不斷增加，公路面臨著較大的交通壓力。人工收費的高速收費站成本大、效率低，為此，本文提出基于PLC的自動智能收費系統，該系統有助于提供高效的收費模式[1]，并且在節約能源，減少排放，綠色低碳，降低運行成本的方面也極為突出。既保障了高速公路收費機的高可靠性，又給用戶帶來了更好的乘車舒適感。

1 全自動收費機的控制要求

要實現自動收費功能，首先要求全自動智能收費機能夠檢測到車輛駛入，通過相關傳感器的檢測以滿足控制要求。當車輛到達高速公路全自動收費機，接近傳感器接收車輛到達信息，PLC接收車輛到達信息后通過與刷卡設備通訊，刷卡設備根據車輛的行程計算收費金額，若扣費金額正確則將數據傳給PLC，控制道閘延時開啟。車輛通過后延時關閉道閘，自動收費結束。通過自動協調"高速公路收費車道的車檢器、收費設備的位置檢測傳感器、鐳射識別器"等輸出信號源與"電機、馬達、打印機、指示燈等輸出設備"之間的聯合動作和信號響應，以便于實現一種精準、有序、高度的全自動化的高速智能公路收費車道服務管理功能。通過利用PLC自動動作控制管理系統將帶有PLC的操作邏輯鍵和動作控制程序與各種軟硬件的控制信號在自動傳入時分別進行自動數據信息傳入和自動信息數據傳出相互自動結合，以完全取代傳統人工自動辦理手機收費發卡和人工繳費，實現對各種設備的全部智能化識別辨認和自動控制[2]。

2 設計

2.1全自動智能收費機的系統構成

高速公路全自動智能收費機這個系統如圖1所示，包括：收費員終端、車道控制器、自動發卡機/儲卡機、收費員操作臺、通行卡讀寫器、雨棚信號燈、手動欄桿、黃色閃光報警裝置、自動欄桿、車輛檢測器、車道通行信號燈、霧燈、集線等。

2.2軟件設計

高速公路全自動智能收費機工作流程如圖2所示，車檢線圈檢測到車輛駛過后給出的有車信號，將擺臂軸伸出并進行語音播報“請插通行卡或ETC卡”提示司機插入通行卡，當司機將通行卡插入卡盒以后，卡盒上的卡夾上下端傳感器均有信號輸入時，讀卡器讀取通行卡信息卡并計算通行費，讀卡成功后提示“讀卡成功請支付通行費”當司機支付完成后，擺臂軸縮回并且回收通行卡;回收成功后，置位皮帶產生到位信號，進而進行發票打印并將發票自動傳遞到卡盒，同時發票光電感應器產生到位信號;司機取票完成后，光電感應器信號復位，自動欄桿機抬桿放行，完成一個司機過車支付通行費的業務流程[3]。

3結論

本文主要介紹了全自動智能收費機系統的PLC軟硬件設計，自動收費按照設計的程序控制全過程的操作，具有效率高、操作簡單、維護方便等特點，可以避免大量的人工費用，進而極大程度上減少資金的投入。研究的自動收費控制系統系統穩定、安全高效、運行可靠，具有很高的實用價值。

參考文獻：

[1]楊志文.高速公路收費現狀及收費模式分析[J].中國科技財富，2018，（15）：357.

[2]楊偉明，肖奇軍.高速公路組合式電子不停車收費系統[J].江蘇交通，2017，（06）：32-33.

[3]朱恒毅. 馬新春，鄭煜基于RFID的不停車收費系統研究[J].電子設計工程，2018.

（作者單位：山東協和學院工學院）