車輛出入庫管理PLC課程設計系統(tǒng)設有一個顯示車庫內(nèi)車輛數(shù)量的兩位數(shù)碼管顯示器PLC通過一組8位

1、信電學院學院課程設計說明書（2011/2012學年第 二學期）課程名稱 ： PLC 應用設計題 目：車輛出入庫管理專業(yè)班級：學生姓名 ：陳浪學 號： 090060116指導教師 ：設計周數(shù)：兩周設計成績 ：2012年 月 日目錄目錄 2第一章 引 言 31.1 PLC 的基本結構 31.2 PLC 的工作原理 41.2.1 輸入刷新階段 41.2.2 程序執(zhí)行階段 41.2.3 輸出刷新階段 4第二章 車輛出入庫管理系統(tǒng)的構成 62.1 整體框架 62.2 傳感器的布置 62.3 顯示電路 7第三章PLC的I/O端口接線 8第四章 I/O 口地址分配 9第五章 程序設計 105.1 課題內(nèi)容

2、105.2 計數(shù)邏輯 105.3 程序流程圖 錯誤! 未定義書簽。5.4 梯形圖 10第六章 總結 13第七章 元器件清單 12參考文獻 12第一章 引 言隨著生產(chǎn)力和科學技術的不斷發(fā)展， 人們的日常生活和生產(chǎn)活動大量的使用 自動化控制， 不僅節(jié)約了人力資源， 而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率， 又進一步 的促進了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。早期的自動控制系統(tǒng)是依靠繼電 -接觸器來實現(xiàn)的，其特點是：結構簡單、 價格低廉、抗干擾能力強， 可以實現(xiàn)集中控制和遠距離控制， 但是其采用固定接 線，通用性和靈活性差；又采用觸點的開關動作，工作頻率低，觸點易損壞，可 靠性差。1969年，出現(xiàn)了可

3、編程邏輯控制器 PLC(Programmable Logic Controller)， 其特點是：具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能， 編程語言采用直觀的梯形圖語言， 軟件更改方便，通用性和靈活性好。目前，可編程控制器 PLC 主要是朝著小型化、廉價化、標準化、高速化、 智能化、大容量化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，與計算機技術相結合，形成工業(yè)控制機 系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System卜現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Field bus Control System,這將使PLC的功能更強，可靠性更高，使用更方 便，適用范圍更廣隨著汽車特別是私有汽車的普及使用，公共場所

4、和社區(qū)汽車流轉數(shù)量激增， 這對車輛的安全停放和管理提出了更高的要求，引進先進的控制技術和管理方 式，實現(xiàn)對大型停車場系統(tǒng)的集中化和智能化的安全性管理控制已經(jīng)成為大規(guī)模 停車服務管理的必然趨勢。針對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理中存在的缺陷及 PLC 技術 和傳感器技術的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進的、 科學的、合理的設計方法，建立一套基于 PLC 的車輛出入庫管理系統(tǒng)最大限度 地提高了停車場的使用率， 實現(xiàn)車輛出入庫控制、 數(shù)量統(tǒng)計、 信息查詢過程的自 動化，就顯得十分必要。在設計車輛出入庫管理系統(tǒng)前，將車道設計為單道，實現(xiàn)車輛出入庫管理。 在車輛出入庫時，設置傳感器檢測車輛到位，

5、在車輛出入的同時，通過光電傳感器的檢測，并且光電傳感器與PLC的實時通信，以此來統(tǒng)計車庫現(xiàn)有車輛的數(shù)目，實現(xiàn)車輛計數(shù)的自動化。1.1 PLC 的基本結構1、中央處理單元（CPU）中央處理單元（CPU）是PLC的控制核心。它按照 PLC系統(tǒng)程序賦予的功能：a.接收并存儲從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢查電源、存 儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。2、存儲器 可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲 器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應用功能子程序、命令解釋程序、故 障診斷程序及其各種管理程序） 的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器； 存放用戶程序（用 戶程序存和

6、數(shù)據(jù)） 的存儲器稱為用戶程序存儲器， 所以又分為用戶存儲器和數(shù)據(jù) 存儲器兩部分。3輸入接口電路輸入輸出信號有開關量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實際涉及到的信號當中，開關量最普遍。4. 輸出接口電路：可編程序控制器的輸出有：繼電器輸出（M）、晶體管輸出（T）、晶閘管輸出（SSR）三種輸出形式。5. 電源PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠 得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重 視。一般交流電壓波動在+10%（+15%范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC直接 連接到交流電網(wǎng)上去。如FX1S額定電壓AC100240V,而電壓允許范

7、圍在 AC85V 264V之間。允許瞬時停電在10ms以下，能繼續(xù)工作。一般小型 PLC 的電源輸出分為兩部分：一部分供 PLC 內(nèi)部電路工作；一部 分向外提供給現(xiàn)場傳感器等的工作電源。1.2 PLC 的工作原理PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個掃描周期主要可分為3個階段。1.2.1 輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存 器。完成輸入端刷新工作后，將關閉輸入端口，轉入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行 期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化， 輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變， 而這些變化 必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。1.2.2 程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行

8、階段， 根據(jù)用戶輸入的控制程序， 從第一條開始逐步執(zhí)行， 并將 相應的邏輯運算結果存入對應的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。 當最后一條 控制程序執(zhí)行完畢后，即轉入輸入刷新階段。1.2.3 輸出刷新階段當所有指令執(zhí)行完畢后， 將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容， 依次送到輸出鎖存電 路（輸出映像寄存器） ，并通過一定輸出方式輸出， 驅動外部相應執(zhí)行元件工作， 這才形成PLC的實際輸出。由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段構成 PLC個工作周期， 由此循環(huán)往復，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。顯然掃描周期的長短主要取決于程序的長短。 掃描周期越長，響應速度越慢。 由于每個掃描周期只進行一次I/O刷新，

9、即每一個掃描周期PLC只對輸入、輸出 狀態(tài)寄存器更新一次， 所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象， 這在一定程度上降低了 系統(tǒng)的響應速度。 但是由于其對 I/O 的變化每個周期只輸出刷新一次， 并且只對 有變化的進行刷新， 這對一般的開關量控制系統(tǒng)來說是完全允許的， 不但不會造 成影響，還會提高抗干擾能力。這是因為輸入采樣階段僅在輸入刷新階段進行， PLC在一個工作周期的大部分時間是與外設隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈 沖、短時間的， 誤動作將大大減小。 但是在快速響應系統(tǒng)中就會造成響應滯后現(xiàn) 象，這個一般PLC都會采取高速模塊?？傊?，PLC采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設備的最大特點之一， 我們

10、 在學習和使用 PLC 當中都應注意。1.3 PLC 特點：可靠性高 （ 在軟硬件上采取措施，平均無故障時間 3-5 萬小時）功能強大 （A/D,D/A,PID, 聯(lián)網(wǎng)等）通用性強 （標準 I/O 接口）編程簡單，使用方便體積小、結構緊湊、安裝、維護方便第二章 車輛出入庫管理系統(tǒng)的構成2.1整體框架光傳感器可編程控制器2.2傳感器的布置An1#y2#車庫2.3顯示電路接別電源COMPLCFLO-n 62KXT4=1H-EIH rP2. 0-T2. 62KX7Ql.W援LED腳bQLWSLED'腳 aQI.搖LED腳cQI 3接LED腳dQ1.4f接LED腳eQ®JgLEDWf

11、QLQ接LED腳gQ2E接LED腳hQ22援LED腳aQ23ft LED 腳 cQ2%接LED腳dQ2.4P# LEDW eQ2R接LED腳fQ2Q接LED腳g傳感器1#TO. 1第三章PLC的I/O端口接線PUTlCOMP1.O-F1 6P2. 0-P2. 6接刖電源2KX72KX7JIL88 rQia機LED腳bQl 2接LET腳aQ1.2P接LED腳cQl為持LED腳也Ql扣JLED 腳 eQl知接LET腳fQl."接LED腳百Q(mào)2.QP接LED腳Q2.1P摟LED腳2Q2.2pIt LED 腳 uQ2.3P接HD腳dQ2.4pLED 腳 tQ2.5P接LED腳FQ2.6p接L

12、ED腳g第四章I/O 口地址分配設計中采用內(nèi)存為4K,最大I /0點數(shù)24點的微處理器（S-200 CPU224 西門子公司產(chǎn)品）。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，本系統(tǒng)需計數(shù)器 3個，3個輸入點和15個輸出點，所 選PLC類型滿足系統(tǒng)要求。輸入信號輸出信號傳感器1#I0.1發(fā)光二極管Q0.2傳感器2#I0.2接LED腳bQ1.0報警清零I0.3接LED腳aQ1.1接LED腳cQ1.2接LED腳dQ1.3接LED腳eQ1.4接LED腳fQ1.5接LED腳gQ1.6接LED腳bQ2.0接LED腳aQ2.1接LED腳cQ2.2接LED腳dQ2.3接LED腳eQ2.4接LED腳fQ2.5接LED腳gQ2.6第五章

13、程序設計5.1課題內(nèi)容系統(tǒng)設有一個顯示車庫內(nèi)車輛數(shù)量的兩位數(shù)碼管顯示器。PLC通過一組8位的開關量輸出口以BCD碼形式輸出車庫內(nèi)現(xiàn)存車輛的數(shù)量，由顯示器中的電路實現(xiàn) 譯碼顯示。（本項目不考慮顯示器的設計制作）（1） 入庫車輛前進時，經(jīng)過1#2#傳感器后計數(shù)器加1，后退時經(jīng)過2#1#傳感器后計數(shù)器減1,單經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作（2） 出庫車輛前進時經(jīng)過2#1#傳感器后計數(shù)器減1，后退時經(jīng)過1#2#傳感器后計數(shù)器加1,單經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作變量約定：I0.1-1# 傳感器I0.2-2# 傳感器10.3-清零課題要求：（1）了解某車庫的環(huán)境、檢測方法和控制要求。（2）繪制PLC系統(tǒng)的電

14、路原理圖，并說明I/O編址（3）編制PLC的程序，并利用實驗室設備進行調試，要求能在現(xiàn)有設備上演示控制過程（4）撰寫課程設計說明書.說明書要求闡明各路輸入輸出信號的名稱、作用、信 號處理電路或驅動電路的設計，寫明設計過程中的分析、計算、比較和選擇，畫 出程序流程圖，并附上源程序（5）完成課程設計說明書。5.2計數(shù)邏輯1. 光傳感器的接收光被遮斷時定義為“有信號”；2. 傳感器1#完成脈沖同時2#有信號，則啟動增計數(shù)邏輯；3. 傳感器2#完成脈沖同時1#有信號，則啟動減計數(shù)邏輯；4. 計數(shù)值超過+99后從零開始計數(shù)并報警（發(fā)光二極管）5.4 梯形圖1NII(31IIV )I101NML.'

15、;II12M1.1fIII )NITIM0.110.2M0.2101Ml 2r. .2M0.2RMO.n1wonR )11Iri ILU1ILUU1UU1ILUQ199-nFVC6SMD.0klOV_WENENOIMOUTC6-SM10l_6CD1卜一EMENIQACO-INOUT-AC1SMO.DSEGI I匚klENUXII匚INzlAC1-INOUT-QB2ACC第六章元器件清單元器件（型號）數(shù)量備注SIMATIC S7-2001套（配專用電源）共陰極LED2個2K電阻14個導線1.5mm2（根據(jù)現(xiàn)場情況決定）參考文獻1 李建興可編程序控制器應用技術北京：機械工業(yè)出版社，2004.2 陳

16、宇，段鑫可編程序控制器基礎及編程技巧廣州：華南理工大學出版社，2002.3 王永華現(xiàn)代電器控制及 PLC應用技術北京：北京航空航天大學出版社，2003.4 高欽和可編程控制器應用技術與設計實例北京：人民郵電出版社，2004 廖常初PLC編程及應用北京：機械工業(yè)出版社， 2005郁漢琪電氣控制與可編程序控制器，東南大學出版社，2003.7 易傳祿主編可編程序控制器應用指南，上?？破粘霭嫔?2004.8 張進秋.可編程控制器原理及應用實例M.北京：機械工業(yè)出版社， 2003.9 湯以范主編電氣與可編程序控制器技術機械工業(yè)出版社,2005.第七章 個人心得隨著汽車特別是私有汽車的普及使用， 對大型停

17、車廠系統(tǒng)的集中化和智能化 的安全性管理已經(jīng)成為大規(guī)模停車服務管理的必然趨勢。 針對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管 理中存在的缺陷及 PLC 技術和傳感器技術的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管 理方式的變革，采用先進的、科學的、合理的設計方法，建立一套基于PLC車輛出入庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn) 車輛出入庫，數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，就顯 得十分必要。建立提高停車場利用率和方便駕車者的信息系統(tǒng)， 通過信息顯示牌向尋找停 車場的駕車者提供空閑停車場的位置和停車位的滿空狀況， 以及誘導路線指南等 信息，最大限度地提高了停車場的使用率。顯示車庫內(nèi)車輛的實際數(shù)量外， 同時還實現(xiàn)了系統(tǒng)的計算機化的科學管理。 本設 計中實現(xiàn)的

18、雙道閘自動抬、 落（ 出口、 人口均安裝道閘 ）控制車輛自動進出； 將交 通系統(tǒng)中的車輛監(jiān)測器、 信號燈和智能門禁安全系統(tǒng)中的紅外對射探測器引人系 統(tǒng)；加人非接觸式讀卡器，使系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化控制等屬于具創(chuàng)新性的技術。本設計采用光傳感器采集信號，使用完全PLC控制，完成了車輛出入庫時的 統(tǒng)計和顯示工作， 能夠可靠的準確的無誤的進行計數(shù)， 無論單個車輛怎樣的往返 運動，都不會出現(xiàn)誤計數(shù)和漏計數(shù)， 而且在人通過光傳感器時不會誤計數(shù)。 最后 采用兩個LED做顯示，能夠顯示車庫內(nèi)車輛的實際數(shù)量。優(yōu)點：本系統(tǒng)采用反復邏輯判定，計數(shù)動作準確可靠；設備簡單安裝方便； 自動化程度高便于實現(xiàn)無人值守； 抗干擾能力強， 環(huán)保無污染； 便于需要時進行 擴展。缺點：PLC的輸出口資源有點過于浪費。在這次PLC課程設計制作中，指導老師以及同