車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料

1、邵陽(yáng)學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書年級(jí)專業(yè)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)題目名稱車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)時(shí)間2014/1/3-2014/11/4課程名稱PLC原理及應(yīng)用課程編號(hào)121200107設(shè)計(jì)地點(diǎn)一、 課程設(shè)計(jì)（論文）目的PLC原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型實(shí)用性PLC控制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)：全面熟練掌握PLC的硬件組成以及各種指令的應(yīng)用，使學(xué)生掌握小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，熟悉和掌握PLC開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過程，通過設(shè)計(jì)過程中對(duì)故障的分析、判斷、檢修進(jìn)一步鍛煉和培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。二、 已知技術(shù)參數(shù)和條件利用PLC控制設(shè)計(jì)車

2、輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)，技術(shù)參數(shù)和條件如下：1入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過1# 2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過2# 1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，單經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。2出庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)經(jīng)過2# 1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過1# 2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，單經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。3設(shè)計(jì)一個(gè)由兩位數(shù)碼管及相應(yīng)的輔助元件組成的顯示電路，顯示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。變量約定：10001-啟動(dòng)；10002-停止 10003-清零 00001-倉(cāng)庫(kù)空顯示；10004- =“1”入庫(kù)操作 10004- =“0”出庫(kù)操作；10005- =“1”前進(jìn)操作10005- =“0”后退操作；10006-1#傳感器

3、；10007-2#傳感器。三、 任務(wù)和要求1根據(jù)題意設(shè)計(jì)顯示電路圖，并按圖連接。2畫出PLC I/O端口接線圖，并按圖接線。3編制控制程序，并畫出梯形邏輯圖。4完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。5. 按照要求書寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告注：1此表由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)系、教研室審批，指導(dǎo)教師、學(xué)生簽字后生效；2此表1式3份，學(xué)生、指導(dǎo)教師、教研室各1份。四、參考資料和現(xiàn)有基礎(chǔ)條件（包括實(shí)驗(yàn)室、主要儀器設(shè)備等）實(shí)驗(yàn)室有EL型PLC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)4套；FX2N系列實(shí)驗(yàn)裝置8臺(tái)，以及相關(guān)的軟件；FX2N系列、S7系列產(chǎn)品說(shuō)明書；FX2N系列實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。五、進(jìn)度安排 2014年11月3日-4日：收集和課程設(shè)計(jì)有關(guān)的資料，

4、熟悉課題任務(wù)何要求 2014年11月5日-6日：總體方案設(shè)計(jì) 2014年11月7日-8日：外部接線圖 2014年11月9日-10日：T形圖設(shè)計(jì) 2014年11月11日-12日：系統(tǒng)調(diào)試改進(jìn) 2014年11月13日：整理書寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2014年11月14日：答辯六、教研室審批意見教研室主任（簽字）： 年 月 日七、主管教學(xué)主任意見 主管主任（簽字）： 年 月 日八、備注指導(dǎo)教師（簽字）： 學(xué)生（簽字）：摘 要本文介紹的主要是利用可編程序控制器PLC（programmable controller）設(shè)計(jì)車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)。隨著生活水平的提高，私家車的數(shù)量越來(lái)越多，公共場(chǎng)所和社區(qū)車輛流動(dòng)的數(shù)量越來(lái)

5、越多，這對(duì)車輛的安全停放和管理提出了更高的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)大型停車場(chǎng)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(wù)管理的必然趨勢(shì)。PLC從誕生至今，得到了異常迅猛的發(fā)展，故建立一套基于PLC的車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)可以最大限度地提高停車場(chǎng)的使用率，實(shí)現(xiàn)車輛出入庫(kù)控制、數(shù)量統(tǒng)計(jì)、信息查詢過程的自動(dòng)化。本次課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)利用光電傳感器檢測(cè)車輛是否進(jìn)入以及稱重傳感器檢測(cè)出入庫(kù)開門，利用電機(jī)控制車庫(kù)門的開與關(guān)，外接數(shù)碼管顯示車輛的數(shù)目，利用復(fù)位寄存器來(lái)進(jìn)行復(fù)位，再設(shè)計(jì)報(bào)警燈，車庫(kù)滿了自動(dòng)報(bào)警。編寫順序功能圖以及梯形圖來(lái)達(dá)到需要滿足的要求。關(guān)鍵詞：可編程序控制器PLC；傳感器；梯形

6、圖；復(fù)位寄存器目 錄摘要I1 PLC簡(jiǎn)介11.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)11.2 PLC的工作原理11.3 PLC的特點(diǎn)12 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC設(shè)計(jì)32.1 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC計(jì)數(shù)邏輯32.2 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC控制程序流程圖32.3 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC選型42.4 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC傳感器選型53 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC控制程序設(shè)計(jì)63.1 車庫(kù)車輛出入庫(kù)梯形圖63.2 車庫(kù)車輛出入庫(kù)指令表73.3 車庫(kù)車輛出入庫(kù)I/O接線圖84 結(jié)束語(yǔ)9參考文獻(xiàn)10致謝111 PLC簡(jiǎn)介1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)（1）CPU模塊，又叫中央處理單元或控制器，它主要由微處理器（CPU）和存儲(chǔ)器構(gòu)成。CPU的作

7、用類似于人的大腦和心臟。（2）I/O模塊，是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)和CPU模塊的橋梁。輸入模塊用來(lái)接收和采集輸入信號(hào)，輸入信號(hào)有兩類：一類是開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是模擬量輸入信號(hào)。PLC通過輸出模塊控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等執(zhí)行器，PLC控制的另一類外部負(fù)載是指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。CPU模塊的工作電壓一般是5V，而PLC的輸入/輸出信號(hào)電壓一般較高，例如直流24V和交流220V。（3）編程設(shè)備與電源，編程設(shè)備用來(lái)生成、檢查和修改用戶程序。PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造

8、商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)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AC100V240V，而電壓允許范圍在AC85V264V之間。允許瞬時(shí)停電在10ms以下，能繼續(xù)工作。PLC內(nèi)部的直流穩(wěn)壓電源為各模塊的元件提供直流電壓。某些PLC可以為輸入電路和外部電子檢測(cè)裝置（例如接近開光和光電開關(guān)）提供24V直流電源。驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般由用戶提供。1.2 PLC的工作原理PLC采用掃描方式工作，每一次掃描要完成一下工作：（1）輸入處理。將現(xiàn)場(chǎng)的開關(guān)量輸入信號(hào)讀入輸入映像寄存器。（2）程序執(zhí)行。逐條執(zhí)行用戶程序，完成數(shù)據(jù)的存

9、取、傳送、和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)映像寄存器的內(nèi)容。（3）輸出處理。將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。1.3 PLC的特點(diǎn)（1）編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)（2）硬件配套齊全，用戶使用方便（3）通用性和適應(yīng)性強(qiáng)（4）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少（6）維修工作量小，維修方便（7）體積小，能耗低2 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC設(shè)計(jì)2.1 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC計(jì)數(shù)邏輯（1）光電傳感器的接收光被遮斷時(shí)定義為“有信號(hào)”；（2）傳感器1#有信號(hào)時(shí)啟動(dòng)增計(jì)數(shù)邏輯；（3）傳感器2#有信號(hào)時(shí)啟動(dòng)減計(jì)數(shù)邏輯；（4）傳感器1#完成脈沖同時(shí)2#有信號(hào)，則啟動(dòng)增計(jì)數(shù)邏輯；（5）傳

10、感器2#完成脈沖同時(shí)1#有信號(hào)，則啟動(dòng)減計(jì)數(shù)邏輯；（6）傳感器1#和傳感器2#都完成脈沖后進(jìn)行相應(yīng)計(jì)數(shù)動(dòng)作；（7）當(dāng)車庫(kù)內(nèi)車輛數(shù)目達(dá)到設(shè)定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。2.2 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC控制程序流程圖傳感器1#是否有信號(hào)開始NY啟動(dòng)加計(jì)數(shù)器Y傳感器2#是否有信號(hào)NY加數(shù)器動(dòng)作結(jié)束圖 2.1 入庫(kù)流程圖如圖2.1所示，車輛入庫(kù)時(shí)，車輛如果經(jīng)過1#傳感器，則傳感器1#有信號(hào)，啟動(dòng)加計(jì)數(shù)器，否則返回上一步；車輛經(jīng)過2#傳感器，則傳感器2#有信號(hào)，加計(jì)數(shù)器動(dòng)作，否則返回上一步。結(jié)束減計(jì)數(shù)器動(dòng)作傳感器1#是否有信號(hào)啟動(dòng)減計(jì)數(shù)器傳感器2#是否有信號(hào)開始NYNY圖2.2 出庫(kù)流程圖如圖2.2所示，車輛出庫(kù)時(shí)，車輛

11、如果經(jīng)過2#傳感器，則傳感器2#有信號(hào)，啟動(dòng)減計(jì)數(shù)器，否則返回上一步；車輛經(jīng)過1#傳感器，則傳感器1#有信號(hào)，減計(jì)數(shù)器動(dòng)作，否則返回上一步。2.3 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC選型在選擇PLC的型號(hào)時(shí)，應(yīng)考慮以下的問題：（1）控制系統(tǒng)對(duì)PLC指令系統(tǒng)的要求（2）估計(jì)對(duì)用戶存儲(chǔ)器容量的要求；（3）估計(jì)系統(tǒng)對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求；（4）PLC物理結(jié)構(gòu)的選擇；（5）對(duì)PLC功能的特殊要求；（6）系統(tǒng)對(duì)可靠性的要求；（7）編程器與存儲(chǔ)器的選擇。根據(jù)這些選型時(shí)應(yīng)考慮的問題，對(duì)于本次的課程設(shè)計(jì)，選擇三菱公司的FX2N系列。FX2N系列PLC的小型化、高速度、高性能都是相當(dāng)于FX系列中最高檔次的超小形程序裝置。除輸

12、入輸出16-25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接、模擬控制、定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。在基本單元上連接擴(kuò)展單元或擴(kuò)展模塊，可進(jìn)行靈活的輸入輸出組合。可選用16/32/48/64/80/128點(diǎn)的主機(jī)，采用最小8點(diǎn)的擴(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展?？筛鶕?jù)電源及輸出形式，自由選擇。豐富的軟元件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡(jiǎn)單指令、高速處理指令、輸入過濾常數(shù)可變，中斷輸入處理，直接輸出等。便利指令數(shù)字開關(guān)的數(shù)據(jù)讀取，16位數(shù)據(jù)的讀取，矩陣輸入的讀取，7段顯示器輸出等。數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排列、三角函數(shù)運(yùn)算、平方根、浮點(diǎn)小數(shù)運(yùn)算等。特殊用途、脈沖輸出（20KHZ/D

13、C5V，10KHZ/DC12V-24V），脈寬調(diào)制，PID控制指令等。外部設(shè)備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ASCII code印刷，校驗(yàn)碼等。時(shí)計(jì)控制內(nèi)置時(shí)鐘的數(shù)據(jù)比較、加法、減法、讀出、寫入等。2.4 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC傳感器選型根據(jù)系統(tǒng)的要求，選擇光電傳感器。光電傳感器是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為光量的變化，再通過光電元件把光量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種測(cè)量裝置，它的轉(zhuǎn)換原理是基于光電效應(yīng)。之所以會(huì)選擇光電傳感器，是因?yàn)楣怆妭鞲衅饔泄怆婇_關(guān)，而光電開關(guān)有光導(dǎo)通，當(dāng)車輛通過時(shí)，光電開關(guān)信號(hào)通過導(dǎo)線傳送給PLC，所以，當(dāng)有車輛通過時(shí)，光電傳感器能很好的收集信號(hào)，并將其反饋給PLC，從而能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)數(shù)功能

14、。3 車庫(kù)車輛出入庫(kù)PLC控制程序設(shè)計(jì)3.1 車庫(kù)車輛出入庫(kù)梯形圖圖3.1 梯形圖車輛入庫(kù)時(shí)當(dāng)光電傳感器1得到信號(hào)后X000接通后，M3置為“1”，等到光電傳感器2得到信號(hào)后X011為ON時(shí)寄存器D0加1，同時(shí)對(duì)M3復(fù)位；在車輛出庫(kù)時(shí)，光電傳感器2得到信號(hào)后X011接通后M4置為“1”，等到光電傳感器1得到信號(hào)后X000為ON時(shí)寄存器D0減1，同時(shí)對(duì)M4復(fù)位。接通X020開關(guān)，數(shù)碼管啟用，將寄存器D0內(nèi)的數(shù)轉(zhuǎn)換為成BCD碼，即Y003至Y000，Y004，Y005為片選信號(hào)，顯示的數(shù)據(jù)分別存在D1，D2中，D1表示十位，D2表示個(gè)位，若當(dāng)D0為10時(shí)即車庫(kù)已滿，M6置“1”，報(bào)警燈Y007進(jìn)行

15、報(bào)警。3.2 車庫(kù)車輛出入庫(kù)指令表LD X007EST D0LD X000ANI X011SET M3LD M3AND X011INC D0RST M3LD X011ANI X000SET M4LD M4AND X000DEC D0RST M4LD X020CMP D0 K10 M5BCD DO K1Y000ANI Y004ANI YOO5OUT M8LD M8MOV D1 K1Y000OUT Y004LD Y004MOV D2 K1Y000OUT Y005LD M6OUT Y007END3.3 車庫(kù)車輛出入庫(kù)I/O接線圖圖3.2 I/O接線圖如圖3.2所示，是車庫(kù)車輛出入庫(kù)的I/O接線圖，外

16、接5V電源，給PLC提供工作電源；再將共地端進(jìn)行短接；再接兩位數(shù)碼管，顯示車庫(kù)中已有車輛的數(shù)量，當(dāng)車庫(kù)滿時(shí)，則會(huì)報(bào)警。4 結(jié)束語(yǔ)在老師正確指導(dǎo)下，以及整組同學(xué)的積極配合和不懈努力下，經(jīng)過十多天的學(xué)習(xí)與研究，終于完成這一份課程設(shè)計(jì)，本來(lái)以為自己對(duì)可編程控制器原理的知識(shí)掌握的還比較好，但是到做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)自己存在著諸多不足，其中就有很多基礎(chǔ)知識(shí)都不是很完善，很多知識(shí)都掌握的不是很扎實(shí)。但是畢竟我們還是將這個(gè)課程設(shè)計(jì)做出來(lái)了。設(shè)計(jì)過程中，通過針對(duì)性地查找資料，了解有關(guān)PLC方面的資料，既增長(zhǎng)了自己的知識(shí)面，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)，又提高了自己的應(yīng)用能力和實(shí)踐能力，對(duì)學(xué)過的課本理論知識(shí)起到了很好的

17、溫習(xí)作用。通過對(duì)車庫(kù)車輛出入庫(kù)管理設(shè)計(jì)，讓我很好的運(yùn)用了PLC的知識(shí)，對(duì)課本知識(shí)進(jìn)一步的消化和鞏固。本課程設(shè)計(jì)采用光傳感器采集信號(hào)，使用完全PLC控制，完成了車輛出入庫(kù)時(shí)的統(tǒng)計(jì)和顯示工作，能夠可靠的準(zhǔn)確的無(wú)誤的進(jìn)行計(jì)數(shù)，無(wú)論單個(gè)車輛怎樣的往返運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)出現(xiàn)誤計(jì)數(shù)和漏計(jì)數(shù)，而且在人通過光傳感器時(shí)不會(huì)誤計(jì)數(shù)。最后采用兩個(gè)LED做顯示，能夠顯示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，這個(gè)設(shè)計(jì)讓我受益良多，只要用心去學(xué)習(xí)，不怕困難，團(tuán)結(jié)一心。不管多么艱難，我們都能取得成功。參考文獻(xiàn)1 李建興.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)M.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. 2 陳宇，段鑫.可編程序控制器基礎(chǔ)及編程技巧M.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002