PLC-停車場-車位控制-三菱FX-2n-課程設(shè)計任務(wù)書-畢業(yè)設(shè)計

1、2012級課程設(shè)計 plc停車場車位控制 系 、 部： 電氣與信息工程系 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 職稱 教授 專 業(yè)： 自動化 班 級： 自本 班 完成時間： 2012.10.30 電氣控制技術(shù)課程設(shè)計任務(wù)書系：電氣與信息工程系 年級：2012級 專業(yè)：自動化 指導(dǎo)教師姓名xx學(xué)生姓名xxx課題名稱停車場車位plc控制內(nèi)容及任務(wù)一、 設(shè)計任務(wù)和要求1.在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛進(jìn)入的數(shù)目。2.在出口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。3.有車位時，入口閘欄才將門開啟讓車輛進(jìn)入，并有指示燈示表示尚有車位。4.車位滿時，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車進(jìn)入。5.可以用七

2、段數(shù)碼顯示管上顯示目前停車場共有幾部車。二、設(shè)計內(nèi)容1. 設(shè)計出硬件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖、接線圖、時序圖等；2. 系統(tǒng)有啟動、停止功能；3. 運(yùn)用功能指令進(jìn)行plc控制程序設(shè)計，并有主程序、子程序和中斷程序；4. 程序結(jié)構(gòu)與控制功能自行創(chuàng)新設(shè)計；5. 進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)停車場車位的控制要求。三、技術(shù)指標(biāo)傳感器檢測，七段數(shù)碼管顯示進(jìn)度安排起止日期設(shè)計內(nèi)容2012.10.30至2012.11.1確定設(shè)計方向，找資料2012.11.2至2012.11.3設(shè)計流程圖，選器件2012.11.4至2012.11.5畫主電路圖，設(shè)計接線圖，編寫程序2012.11.6至2012.11.7進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試程序2012.11

3、.8至2012.11.9編寫文檔，完成課程設(shè)計主要參考資料史國生，王念春，趙陽.電氣控制與可編程控制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社答辯成績指導(dǎo)教師評閱意見引 言可編程控制器（programmable logic controller, plc ）是一種以微型計算機(jī)為核心的通用工業(yè)控制器。它是繼承了繼電器控制器裝置的部分突出性能，并與現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)和通行技術(shù)結(jié)合為一體，代表了當(dāng)前電器控制技術(shù)的世界先進(jìn)水平。本文闡述了停車場車位控制系統(tǒng)的plc控制、自動計數(shù)、數(shù)碼顯示的一些基本思路和方法，介紹了關(guān)于plc工作特點(diǎn)及運(yùn)行原理，以及介紹了三菱可編程控制器系列的fx系列 plc控制器主要功能模塊及應(yīng)用。

4、fx不僅編程簡單，通用性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，而且具有易于操作及維護(hù)，設(shè)計、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)。然后設(shè)計了停車場車位控制系統(tǒng)的基本模塊及功能，并對系統(tǒng)的主回路和控制回路的硬件部分進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后程序分析測試論證停車場車位控制的設(shè)計。 關(guān)鍵詞：plc;停車場；車位控制；三菱fx-2n目 錄第1章 停車場車位控制的功能要求及設(shè)計方案介紹11.1 設(shè)計要求11.2設(shè)計方案介紹及其工作原理說明2第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計2第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計32.1 車輛入庫與出庫流程圖設(shè)計32.2 硬件配置42.4 接線圖82.5 編程元件的解析9第3章 設(shè)計的結(jié)果11第4章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析124.

5、1 硬件調(diào)試124.2 軟件調(diào)試124.3 性能分析12總 結(jié)13參考文獻(xiàn)14附錄一 梯形圖15附錄二 主電路圖17附錄三 接線圖18第1章 停車場車位控制的功能要求及設(shè)計方案介紹1.1 設(shè)計要求1.如圖1-1所示，假設(shè)有一停車場共有16個車位。圖1-12.在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛進(jìn)入的數(shù)目。3.在出口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。4.有車位時，入口閘欄才將門開啟讓車輛進(jìn)入，并有指示燈示表示尚有車位。5.車位滿時，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車進(jìn)入。6.可以用七段數(shù)碼顯示管上顯示目前停車場共有幾部車。1.2 設(shè)計工作原理說明本設(shè)計是在停車場入口處有一個接近

6、開關(guān)（傳感器sq1），當(dāng)有車經(jīng)過入口的時候，接近開關(guān)輸出脈沖，經(jīng)plc輸出控制電機(jī)的線圈，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，閘欄開啟，當(dāng)車接觸到出傳感器（sq2）時，表示車是入庫的，車的數(shù)量加一，車庫里車得數(shù)量經(jīng)過數(shù)碼管顯示出來。同理，當(dāng)車先經(jīng)過sq2后經(jīng)過sq1時，表示車是出庫的。車的數(shù)量減一。第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計2.1 車輛入庫與出庫流程圖設(shè)計2.1.1 車輛入庫流程圖車 進(jìn)接近開關(guān)閉合d0清0d0+1到d0數(shù)碼顯示d0大于16？結(jié)束電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)ny圖2 -1車進(jìn)模塊流程圖2.1.2 車輛出庫流程圖車出庫接近開關(guān)閉合d01到d0數(shù)碼顯示電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)反轉(zhuǎn)圖2-2 車出模塊流程圖2.2 硬件配置 1、本系統(tǒng)采

7、用的是日本三菱plc，選用的是fx2n-48mr，它屬于繼電器輸出，有觸電，可帶交直流負(fù)載，輸入點(diǎn)數(shù)24，輸出點(diǎn)數(shù)24，總共48個輸入輸出點(diǎn)。plc（三菱fx2n48mr）：根據(jù)控制要求統(tǒng)計系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)，并考慮要有一定的余量，在本系統(tǒng)中我們采用了三菱fx2n48mr型plc，該型號plc是fx系列plc家族中比較先進(jìn)的系列。它具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為系統(tǒng)提供最大的靈活性和控制能力。 2、傳感器（ben5m-mdt）：它是一種測距的光電傳感器，具有測距遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)到

8、5米），采用反射鏡反射的檢測方式，dc1224v供電，npn/pnp同時輸出，遮光on/入光on選擇。 3、七段數(shù)字譯碼顯示器：由于在plc系統(tǒng)中工作的是二進(jìn)制的數(shù)字信號，而人們習(xí)慣十進(jìn)制的數(shù)字或運(yùn)算結(jié)果，因此需要數(shù)字顯示器，顯示出便于人們觀測、查看的十進(jìn)制數(shù)字，因此本設(shè)計選擇了七段數(shù)字譯碼顯示器，譯碼顯示器主要由譯碼器和驅(qū)動器兩部分組成，通常二者都集成在一塊芯片中。該硬件的原理如下圖2-3。 圖2-3 七段數(shù)字譯碼顯示器原理框圖2.3 plc的i/o分配表 作出plc輸入/輸出分配表，見表1表2-1 plc輸入/輸出分配表2.4 控制程序設(shè)計分析根據(jù)設(shè)計要求，啟動按鈕開關(guān)x0，輔助繼電器m0

9、得電，m0常開觸點(diǎn)閉合，自鎖；m0閉合一個掃描周期，將數(shù)據(jù)寄存器d0到d2清0。當(dāng)有車輛靠近入口的接近傳感器（x002）時，接觸器線圈得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時行成自鎖。門開啟，車輛可入口，m9是當(dāng)d0的數(shù)值為16的時候，表示閘門不能開啟，見圖2-4。圖2-4當(dāng)車到sq2位置時，數(shù)碼管顯示加一，同時延時3秒，完成關(guān)閘欄，從而完成了一次車入庫的動作，見圖5。圖2-5當(dāng)有車出庫的時候，其原理與出庫的時候一致，不同之處是d0的內(nèi)容減1，見圖6。圖2-6在數(shù)碼管顯示的時候，我設(shè)計了兩組數(shù)據(jù)的比較指令cmp，其一是d0與10的比較，當(dāng)d0小于10 的時，只顯示個位數(shù)碼管的數(shù)值，當(dāng)?shù)扔?0 的時候，各位顯示0，

10、十位顯示1，見圖2-7。圖2-7 當(dāng)d0的數(shù)值大于10 的時候，m6狀態(tài)為1，從而d0與16比較，當(dāng)d0小于16時，d0減去10，余數(shù)在d2中，讓個位顯示d2中的數(shù)，十位顯示1，同時，當(dāng)d0中的數(shù)小于16的時候，有車位指示燈hl1亮，當(dāng)d0等于16的時候，hl2指示燈亮，見圖2-8。圖2-82.4 接線圖下圖為停車場控制系統(tǒng)的接線圖，在該接線圖中，x1是該系統(tǒng)的總開關(guān)，ben5m-dt傳感器1接x3輸入端，ben5m-dt傳感器2接x4輸入端，x6、x7是行程開關(guān)，分別接x6、x7輸入端。l1是停車場車滿指示燈，l2是車未滿指示燈，qs是電機(jī)正轉(zhuǎn)的總開關(guān)，km1是電機(jī)正轉(zhuǎn)的繼電器線圈，km2是

11、電機(jī)反轉(zhuǎn)的繼電器線圈，y5至y12輸出的是bcd碼，直接接入七段數(shù)字譯碼顯示器。圖2-9 停車場控制系統(tǒng)接線圖 下圖為主電路控制圖，當(dāng)qs閉合時，km1閉合km2斷開電機(jī)正轉(zhuǎn)，閘門開啟，車輛可通過，當(dāng)km2閉合km1斷開時電機(jī)反轉(zhuǎn)，閘門閉合，車輛不可通過。圖2-10 控制線路主電路圖2.5 編程元件的解析1 x： x為輸入繼電器，它的作用是接受并存儲外部輸入的開關(guān)量信號，和對應(yīng)的輸入端子相連，同時提供無數(shù)的常開和常閉軟觸點(diǎn)用于編程。2 y： y為輸出繼電器，它的作用是具有一常開硬觸點(diǎn)用于向外部負(fù)載發(fā)送信號，每一輸出繼電器的常開硬觸點(diǎn)與可編程控制器的一個輸出點(diǎn)相連直接驅(qū)動負(fù)載，它也提供了無數(shù)的常

12、開和長閉軟觸點(diǎn)用于編程。 3. m： m為輔助繼電器，它是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運(yùn)算及賦予特殊功能的一類編程元件，其作用類似于繼電接觸控制系統(tǒng)中的中間繼電器，絕大多數(shù)的繼電器線圈由用戶程序驅(qū)動。 4t： t為定時器，作用相當(dāng)于繼電接觸控制中的通電延時型時間繼電器。 5d： d為數(shù)據(jù)寄存器，可編程控制器在模擬量檢測與控制以及位置控制等許多場合都需要數(shù)據(jù)寄存器來存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)。第3章 設(shè)計的結(jié)果入口處的傳感器能檢測所進(jìn)車輛的數(shù)目，出口處的傳感器能檢測所出車輛的數(shù)目；當(dāng)車輛在要進(jìn)出門5米處，閘門會自動開啟讓車輛進(jìn)入或出去；當(dāng)停車場車滿時，車滿指示燈會亮，當(dāng)停車場車位沒停滿時，車未滿指

13、示燈會亮，能夠提醒人們是否還可以停車；顯示器能都實(shí)時顯示停車場所停車輛數(shù)，并且車輛已經(jīng)停滿時，閘門自閉，不會讓車輛進(jìn)入。該控制系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計要求。 第4章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析4.1 硬件調(diào)試plc內(nèi)部為輸入電路所提供的電壓是24v,ben5m-dt光電傳感器的驅(qū)動電壓為24v，其輸出電路能配置220v的交流電源，恰好可以直接驅(qū)動負(fù)載，滿足其輸出指標(biāo)，按接線圖接好線，七段數(shù)碼顯示器能實(shí)時顯示數(shù)據(jù)，證明plc選型正確，光電傳感器的選擇符合要求。4.2 軟件調(diào)試 按接線圖接好線后，將程序的指令用fx-gp編程軟件輸入到plc系統(tǒng)中，編程器直接對plc的用戶程序儲存器進(jìn)行讀寫操作。采用脫機(jī)編程方式將所

14、編制的用戶程序存入編程器的rom中后，經(jīng)過多次調(diào)試。4.3 性能分析本設(shè)計是基于plc的停車場車位控制系統(tǒng)，光電傳感器能夠迅速將采集到的信號傳輸給plc中的計數(shù)器，計數(shù)器進(jìn)行加減計數(shù)存儲，并以segd碼傳輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠?qū)崟r顯示停車場的停車數(shù)目。plc具有可靠性高、控制程序可變，具有良好的柔性、功能強(qiáng)，性能價格高等特點(diǎn)。該系統(tǒng)自動化程度高，可靠性高，用plc可以使該設(shè)計的要求全能滿足。 總 結(jié)通過本次課程設(shè)計使我比較系統(tǒng)地掌握有關(guān)plc控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和設(shè)計方法，主要對plc（三菱fx2n系列）的結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)部資源等了解并對其進(jìn)行測試和加以應(yīng)用的知識得到學(xué)習(xí)。經(jīng)過多次的反復(fù)實(shí)

15、驗(yàn)與分析,可以對電路的原理及功能更加熟悉,同時提高了設(shè)計能力與及對電路的分析能力.同時在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強(qiáng).同時對所學(xué)的知識得到很大的提高與鞏固.我所做的設(shè)計題目是基于plc的停車場車位控制系統(tǒng)。由于是第一次做plc的設(shè)計，設(shè)計起來有一定難度，但后來通過去圖書館找相關(guān)書籍，上網(wǎng)找資料，請教老師和同學(xué)等方法來獲取相關(guān)知識，通過一步步解決疑惑來完成我的設(shè)計，同時也大大提升了自己知識水平和能力。通過這次課程設(shè)計讓我們意識到書本上學(xué)到的知識一定要通過實(shí)踐去鞏固，而且這也是一種學(xué)習(xí)方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門學(xué)問。同時此次課程設(shè)計也讓我們對學(xué)習(xí)plc更加熱情，我們認(rèn)識到plc的強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。真正體會到了科技給我?guī)淼恼窈?。讓我對學(xué)習(xí)更有興趣，同時也給我們在探索知識的路上的無限動力。在自己以后的學(xué)習(xí)中，我們一定要有刻苦努力及鉆研精神，結(jié)合有創(chuàng)新，充分實(shí)現(xiàn)自己的價值，為國家的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。在設(shè)計期間，我要感xx指導(dǎo)老師對我的悉心指導(dǎo)及幫助和