摘 要摘 要环境污染、能源紧缺正日益成为我国可持续发展和建设和谐社会所必须面对的严峻课题，电动车作为一种有效替代燃油汽车的绿色交通工具，无论从环保角度还是能源角度看，未来电动车都需要有一个大的发展。 本文借鉴国内外电动车充电站经验，查阅相关文献资料，了解国内外电动车充电站的研究进展，分析电动车充电技术的优缺点，制定电动车充电桩系统的整体方案。从电动车充电桩主控单元的选择入手，从而分析可编程序控制器PLC的工作原理，选择电动车充电桩硬件，设计出了电动车充电桩控制系统。完成控制系统软件的设计，包括各模块通讯协议的设计以及PLC程序的设计，使能满足各模块的数据通信的要求，能连续实时地实现电动车充电数据信息的采集，同时采用了射频非接触式读写技术。自主设计的上位机系统管理软件，能够实时反映各个充电桩的使用状态，并将终端装置检测到的数据存储、处理和分析，供管理者统计分析。设计了电动车充电桩电气保护系统，除短路保护和漏电保护外，同时还配备急停按钮实现突发状况停止充电桩工作功能。经过调试，本系统能够实现预期的功能。使用者首先刷卡，卡识别正确后再输入密码，验证正确后，使用者根据系统的提示到指定充电口充电。关键词电动车；PLC；充电站；控制装置
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究背景和意义 1
1.2 国内外发展现状 2
1.3课题研究内容 3
第二章 充电站的总体设计 5
2.1功能分析 5
2.2设计原则 5
2.3系统设计方案 6
第三章 充电站控制系统硬件设计 7
3.1系统硬件整体选择 7
3.2 PLC部分设计 7
3.2.1 PLC工作原理 7
3.2.2 PLC控制特点 8
3.2.3 I/O地址分配 9
3.2.4电气控制系统原理图 9
3.3读卡器部分设计 10
3.4密码按键设计 11
3.5充电部分设计 14
第四章 充电站控制系统软件设计 16
4.1系统工作流程 16
4.2刷卡及密码程序设计 16
4.2.1刷卡程序设置 1
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6
4.2.2密码程序设置 17
第五章 上位机监控系统设计 20
5.1力控软件简介 20
5.2系统平台整体设计 20
5.3电动车充电站监控系统设计 21
5.3.1登录界面设计 21
5.3.2 I/O设备组态 22
5.3.3数据库组态 23
第六章 网络发布与系统调试 25
6.1网络发布 25
6.1.1网络配置 25
6.1.2网络发布 26
6.2硬件调试 27
6.3软件调试 27
6.4存在的问题 27
6.5最终成果 27
结 论 29
致 谢 30
参考文献 31
第一章 绪论
1.1研究背景和意义
众所周知，几乎所有的大城市都存在不同程度的交通问题和汽车尾气引起的环境污染问题，因此电动车在城市中具有与汽车不同的市场。与汽车不同，电动车是一种小型，可运用到中短途行程使用的交通工具，所以，具有更好的发展条件和更加广泛的使用前景。从1995年中国的第一台电动车在清华大学问世至今，短短十几年的时间，我国已经实现从无到有，发展形成世界上最大的电动车生产工业。近几年的统计显示，2008年中国汽车销售量为940万辆，而同期的电动车的销售量达到了2100万辆。目前，中国日常可查到的可使用的汽车数量约为2500万辆，而电动车的数量大约是汽车数量的四倍。
政府相关政策的鼓励以及中国人大多都能够熟练驾驭双轮交通工具，使得中国逐渐成为这种环保又实惠的交通工具在世界上最大的热销市场。而且电动车也成为解决中国交通环境污染问题较好的交通工具的替代选择。当世界上许多国家的工程师正在努力研究开发电动汽车时，中国的电动车已经十分普及了。前通用汽车公司混合动力汽车项目研发团队著名工程师弗兰克詹姆逊曾表示：“电动自行车在中国流行很大可能将成为人类未来交通问题的解决方法，中国的今天很可能就是世界的明天。”
事实上，中国电动自行车行业能够快速发展与中国政府的政策有着很大关系。早在1991年，中国政府就在研发电动自行车这一问题上提出了其官方目标。众所周知，中国大多数城市都拥有着自行车道，电动自行车凭借其较小的体积可以在自行车道上自由穿行，这就说明当城市的交通陷入繁忙阶段，电动自行车就可以帮助使用者远离交通的拥堵，在自行车道上自由通行。此外，在类似上海这样的大城市，当地政府为了促进更多的消费者使用电动自行车，还在最近几年中不断的提高汽油摩托车的牌照费，希望借此来限制汽油摩托车的使用。
另外，电动轻便摩托车和电动自行车的机械结构和所需要的零部件相对来说都较为简便，所需的技术相对而言较低，这些都促使中国出现了大量电动自行车制造公司。据相关统计显示，2006年前后，就有多达2700家的电动自行车制造商拥有正规的执照，除此之外还有更多的中小型制造厂商。但要成为电动自行车制造行业的领头羊却也并不容易。成立于1999年的新日公司目前究处在国内电动车制造的领先行列。该公司的创始人张崇舜早在当时就预测到了电动车行业的发展潜力。第一年新日公司生产的电动自行车数量仅为1000辆，而去年该公司的产量则高达160万辆。
1.2 国内外发展现状
产业信息网发布的《20152020年中国充电桩行业市场深度调研与发展战略研究分析报告》显示，就我国充电站目前的消费市场而言，国家电网仍然是目前我国最大的充电站产品的采购方，2014年国家电网新建成充换电站为218座，配置充电桩约为5000台，到2014年底国家电网充换电站总数达到了618座，充电桩总数达到2.4万台，占同期全国充电桩保有量（2.8万台）的85.7%。
2014年南方电网已不再将对电动汽车充电站的投资放在其投资计划当中，这意味着在充电站竞争市场中南方市场决定退出，而是仅作为充电站市场中的电力提供商。相反，国家电网则重新确立了充电为主的模式，从而实现了纠偏改向，也符合当前国际上的主要趋势[1]。

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