指導教授：黃昭明 老師

學生：張哲魁 (4000J038)

目錄

第一章 專題理念

1-1專題啟發

1-2製作動機

1-3期望目標

第二章 使用程式與

細部構造介紹

2-1 GPPW介紹

2-2 LabVIEW 介紹

2-3三菱可程式控制器介紹

2-4細部構造介紹

第三章 專題程式

3-1 PLC程式與動作流程圖

3-2Ｉ/Ｏ表

3-3 LabVIEW程式

第四章 願景

4-1 製作過程

4-2 未來規劃

4-3 心得

第一章 專題理念

1-1專題啟發

這次做電動車充電式停車場，主要的構想來

自世界將會已電動車來替代石油汽車，石油危機

沒有好的解決辦法之前我們只能找到更多的替

代能源來讓這個世界繼續運作下去。

1-2製作動機

專題想法構思我們想了很久也跟昭明老師

討論提出看法，在老師的幫助下我們訂下了這次

的專題題目-電動車充電停車場，在未來電動車

的時代裡，充電站成了隨處可得的基本資源，目

前台灣並沒有類似的停車充電站，我們設法做一

個，希望能夠實現我們的理念與想法。

1-3期望目標

希望能做出一個像樣的作品，能夠申請專利，

做出第一個實體操作物品，在未來還會再增加功

能讓停車位變得更方便更便利。

第二章 使用程式與

細部構造介紹

2-1 GPPW介紹

編程軟體 GPPW 8.91V，主要是應用在編寫

三菱可程式控制器的階梯圖和 SFC 流程圖程式，

它適用的機種為：三菱電機所生產的小型 PLC

火狐狸 FX 系列、中大型 PLC--A、QnA、Q 系列

(Q00 ～Q25HCPU)以及 Motion 系列 CPU(A171SH

～A273UH)。GPPW V8.91 軟體的作業環境為

Windows /2000 /ME /NT /XP。

1.GPPW 8.91V 編程軟體程式編輯的特色

有兩種程式編輯視窗可交換使用 在做程式編輯

的時候，有兩種視窗能交替被開啟。分別為：1.

階梯圖編輯視窗(在 VIEW 功能列下拉執行

LADDER)。2.指令編輯視窗(在 VIEW 功能列下拉

執行 INSTRUCTION LIST)。可以在使用中的視窗

進行 修改或監視的動作。

2.可程式控制與設計(FX3U) 有不同編輯階

梯圖程式的輸入方式可選擇 在階梯圖編輯視窗

中要建立一個階梯圖，可以用鍵盤輸入、滑鼠點

選或直接 key in 完整指 令來完成操作。如果

在指令編輯視窗中直接 key in 編輯程式，那麼

GPPW 將自動建立階梯圖回路。

3.可以將螢幕分割成兩個視窗畫面來獨立

使用 GPPW 可以將階梯圖編輯視窗、暫存器存放

值的監控視窗及註解編輯視窗分割成兩個上下

視窗。每一個視窗可以獨立顯示，而且捲軸也可

以獨立使用。

4.GPPW8.91V 編程軟體有監視、開啟多個檔

案做剪貼、複製的功能 在階梯圖編輯視窗，畫

面具有監視功能，可以直接監視 PLC 主機的內

部狀況。 另外 GPPW8.91V 編程軟體可以同時開

啟多個不同的程式。各個不同的程式之間，可以

做 剪下、複製、貼上的作業，方便兩個以上程

式的靈活編輯運用。

5.文件預覽列印 在列印之前，可以使用預

覽列印的功能將要列印的項目於螢幕上事先顯

示。

(參考資料:三菱可程式控制器 GPPW中文使用手

冊完整版)

2-2 LabVIEW介紹

LabVIEV全名為

Laboratory Virtual Instrument Engineering

Workbench，是一種圖控程式語言。

1980 年中期，由 Jeff Kodosky 為 National

Instruments Cooperation 發展出來的。

1.前面板(Front Panel)-放置控制元件

方塊圖控制區域

2.資料連結線(如下圖)

3.控制面板

與功能面板

(如右圖)

控制面板

與功能面板

(如右圖)

方塊圖工具列

參考書籍： LabVIEW for Everyone (Jeffrey

Travis/Jim Kring)

LabView基礎程式設計及應用(林穀欽全華圖書)

2-3 三菱可程式控制器介紹

傳統繼電器控制盤，配線電路複雜又不具彈

性，隨著控制系統的複 雜性與微電腦的發展，

傳統繼電器控制配電盤，已不符合時代的需求，

目前取而代之，而為產業界普遍使用的乃是可程

式控制器。可程式控制器國內簡稱

PLC(Programmable Logic Controller)，係一種

數位電子裝置，用記憶體來儲存記憶程式指令，

以執行邏輯、順序、計時、技術及 算數運算等

機械程序控制之功能。可程式控制器與傳統繼電

器控制盤比較，具有以下之優點：

1. 配線少、體積小、減少硬體設備。 2. 程式

修改容易、控制彈性大。 3. 設計裝配時間短、

維修容易。 4. 可預先作運轉模擬，容易檢查修

正。 5. 可靠性高。 6. 具有擴充性。 7. 控制

層次提升，可與電腦連線控制。 8. 可輕易學習

應用，軟硬體容易配合。 9. 具有資料運算、通

訊等能力。 10. 系統可靠性佳，並可遠端控制。

11. 資料處理速度快、檢錯時間短。

1. 主機的型號：FX2N―▲▲M■ ▲： 代表輸出

／入點（I/O）點數，主機 I/O、擴充主機的 I/O

點各一半。 M： 表示主機。 ■： 表示可程式

控制器的輸出方式，具有以下三種： MR＝繼電

器輸出（有接點，AC/DC 負載均可）。 MS＝SSR 閘

流體輸出（無接點，AC 負載專用）。 MT＝電晶

體輸出（無接點，DC 負載專用）。 2. 擴充機座

的型號：FX2N―▲▲E■，其中 E 表示擴充機，

其餘代表 意義同上。 3. I/O 擴充模組型號：

FX◆N―▲▲E■（只有輸出/輸入迴路，模組所

需電源由主機供給，輸入信號電壓為 DC24V）。

FX◆N：表示系列名稱。 ▲：表示 I/O 點數。 ■：

I/O 擴充模組記號 8ER＝輸入 4 點，繼電器輸

出 4 點混合使用。 EX＝輸入點專用（無輸出點）。

YR＝繼電器輸出點用（無輸入點）。 YT＝電晶體

輸出點用（無輸入點）。 YS＝SSR 輸出點用（無

輸入點）。 4. 輸出/輸入點編號：輸入點為 X，

輸出為 Y，號碼排列方法是主機 （含擴充機座）

以 8 進位方式往右算（例如： X0~X7 ， X10~X17

⋯⋯，Y0~Y7，Y10~Y17⋯⋯），並且需考慮下列各點：

4 (1) 如接擴充機，其輸出/輸入點總合不得超

過 256 點。 (2) 主機及 I/O 擴充機座的電源

由外部供給。 (3) I/O 擴充模組及特殊模組的

電源是由主機及 I/O 擴充機座來供給。 (4) I/O

擴充模組及特殊模組的總消耗電流，不得超過主

機及 I/O 擴 充機所提供的電流容量。 (5) 一

台主機最多可連接 8 台特殊模組。

PLC主機→

在傳統式以繼電器為主的電機控制系統中,

每當變更設計時,整 個系統幾乎都要重新製作,

不但費時又費力;同時由於繼電器還有接點接觸

不良、磨損、體積大之缺點,因此造成成本升高、

可靠性低、不易檢修等問題.為了改善這些缺點,

美國 DEC在 1969年首度發表「可程式控制器」

(Programmable Controller).程式控制器在發表

初期被稱為(Programmable Logic -Controller)

簡稱 PLC,最先的目的是取代繼電器,執行繼電器

邏輯及其他計時或計數等功能的順序控制為主,

所以也稱順序控制器,其結構也像一部微電腦,

所以也可稱為微電腦可程式控制器(MCPC),直到

1976年,美國電機製造協會正式給予命名為

Programmable Controller,即可程式控制器,簡

稱 PC,由於目前個人電腦(Personal Computer)

極為普遍,加上常與可程式控制器配合使用,為

了區分兩者,所以一般都稱可程式控制器為

PLC 以加以分別。

由下表我們可知 PLC與繼電器之間的差異:

繼電器 PLC

功能 使用多量繼電器，可達

複雜的功能

已指令程式之設計，任何

複雜動作均可

控制功能之可變性 變更配線 只需修改程式

可靠性 繼電器受接觸不良及壽

命之限制

內部控制皆為半導體元

件，可靠性高

適用性 裝置完成後不適用於其

他用途

利用程式可使用於各種

軟體

裝置擴充性 追加，改裝困難 能力範圍內可自由擴充

保養容易度 定期檢修和更換 可換單機裝置修理

技術性之易瞭解度 較普及、易懂 內部硬體動作較難瞭解

裝置大小 隨控制之複雜度而擴大 只對輸出／輸入點有影

響，對複雜度沒有影響

設計配置時間 配電視驗時間長 製作時間短

目前市面上之 PLC種類繁多,依照製造廠商

及適用場所的不同而有所差異,但是每種廠牌可

依機組複雜度分為大、中、小型;而一般工廠及

學校通常使用小型 PLC,其中以日系 MITSUBISHI

三菱 F系列及我國士林電機所生產之 A系

列 PLC較受國人愛用.而本 CAI將以三菱 FX2

PLC 為主加以介紹,望使用者能對 PLC有更深的

瞭解,在使用 PLC時能更得心應手。

可程式控制器內部基本結構可用下圖來表

示,其內部處單元包括 CPU、輸入模組、輸出模組

三大部門,PLC的 CPU 會經由輸入模組取得輸入

元件所產生的訊號,再從記憶體中逐一取出原先

以程式書寫器中輸入的控制指令,經由運算部門

邏輯演算後,再將結果過輸出模組加以驅動外在

的輸出元件。

PLC 內部結構圖

程式輸入裝置:

負責提供操作者輸入、修改、監視程式用作的功能。

中央處理單元(CPU):

負責 PLC 管理、執行、運算、控制等功能。

程式記憶體:

負責儲存使用者設計的順序程式參數及註解等。

資料記憶體:

負責儲存輸入、輸出裝置的狀態及順序程式的轉換資

料。

系統記憶體:

儲存 PLC 執行順序控制所需的系統程式。

輸入回路:

負責接收外部輸入元件信號。

輸出回路:

負責接收外部輸出元件。

參考資料

(http://inforcenter2.sivs.chc.edu.tw/assn17/synopsi

s.htm)( 三菱可程式控制器－FX2N 中文使用手冊 )

2-4 細部構造介紹

1.停車位與插票口

我們自己製作的插票機設置在車位旁邊，用

途是停車如需加充電功能必須把票卡插入插票

機即可紀錄並開始充電。

2.插票機感測電路

1)所有插票機的-第一組感測器電路

2)所有插票機的-第二組感測器電路

3)所有插票機的-第三組感測器電路

3.紅外線感測器電路

4.繼電器

用來控制出入口砸

門升起降落，旁邊

的+-5V 電源供應

器，是閘門馬達的

供應電源。

5. 入口砸門與插取票口

車子進入停車場，

兩邊的紅外線感

測器會感應是否

有車子進入，取完

票車子離開紅外

線感應器 3 秒後閘

門才會放下。

6.全部票卡

7. LABVIEW操作畫面

第三章 專題程式

3-1 PLC程式與動作流程圖

PLC程式

動作流程圖

近停車場取票閘門升起找到位置停車，如有

需要停車充電，需插入票卡至底 1秒後機器感應

到代表你的票卡按下按鈕即可充電，並開始計費，

未充電者跟充電者 付錢都在出口處 電腦會自

動計算出該給的金額，插卡付錢即可出去。

START

按下取票

紐取票

閘門開啟

車輛進入

開始計時

是否充電

紀錄

完成停車

到出口按下收

票鈕開始計費

ＹＥＳ

ＮＯ

ＥＮＤ

3-2Ｉ/Ｏ表 X0:插票洞 1

X1:插票洞 2

X2:插票洞 3

X3:入口閘門 M1 上極限

X4:入口閘門 M1 下極限

X5:出口閘門 M2 上極限

X6:出口閘門 M2 下極限

X7:位置 1 充電按鈕

X10:位置 2 充電按鈕

X11:位置 3 充電按鈕

X12:取票按鈕

X13:收票按鈕

Y0:入口閘門 M1 正轉

Y1:入口閘門 M1 反轉

Y2:出口閘門 M2 正轉

Y3:出口閘門 M2 反轉

3-3 LabVIEW程式

運用到很多個暫存器來計算每張票卡對應

的車輛金額與停車時間

第四章 願景 4-1製作過程

我們利用簡單的紙板黏貼出我們所想的插

票機，在木板規劃出基本的架構，勞作部分繁雜，

洗電路板讓電路更簡潔簡單方便接線組合，實體

架構完成後，軟體的 LABVIEW 花了不少時間調

整規劃，希望能表現出一目了然，有條理的介面

為方向。

4-2未來規劃

作品大致上已經完成，全部都是手工可能會

有些許差錯不美觀，希望在未來能加裝更多便利

的裝置，像是洗車等服務，讓整個停車場能表現

出更多元性和便利性的樣子 ，希望能夠得到青

睞。

4-3心得

PLC程式設計，對我來說一直都很有興趣，

重一開始的無到做出整個作品真的很有成就感

也很開心，謝謝老師一路上的幫忙和學長特地抽

空出來教我還沒學會的東西，過程中常常遇到解

不開的問題點，跟同學討論研究慢慢有了頭緒，

當想到解答時喜悅一擁而上，覺得更有信心來做

好專題，停車位，插票卡機，票卡一步步一天分

一點時間來做來思考，金費不足的情況下我只能

手工用紙板做出我想像出來的樣子，

再跟電子原件做結合，搭上程式問題又出現，

挫折中一度想放棄，加上 LABVIEW 學校所學的

都是基本，我得另外請教老師，學長和看書測試

才做出我想要的介面，期末專題報告評審老師給

我的評價很高，我即將畢業我的作品老師會留給

學弟繼續改進增加功能，我很慶幸我遇到一位好

老師-黃昭明。很謝謝他。