停車場PLC控制系統(tǒng)設(shè)計論文答辯

論文名稱導(dǎo)師:劉國富答辯人:李仁志 專業(yè):應(yīng)用電子

論文框架研究背景課題方向論文內(nèi)容論文結(jié)論致謝12345研究背景隨著進口汽車大量涌人和國內(nèi)汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，大中城市的汽車數(shù)量劇增，從而引發(fā)了停車管理問題。近幾年，我國的停車場管理技術(shù)不斷完善，計算機技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展又促進了停車場管理系統(tǒng)功能的強大。但是，現(xiàn)時某些小區(qū)小型停車場如要運用大量高新技術(shù)就會出現(xiàn)資金不足、維護管理不完善的問題，有時考慮也不夠全面，所以目前車輛管理成本高、服務(wù)效率低等問題。采用PLC編程無疑就能解決這些問題。課題方向1.研究了停車場及控制系統(tǒng)在智能建筑中的作用及發(fā)展變化。2.研究典型停車場的管理及控制功能需求進行了分析。3.研究了怎樣改進停車場控制系統(tǒng)功能并完成了控制程序設(shè)計。論文要點1.PLC的發(fā)展及應(yīng)用2.FX系列基本指令3.設(shè)計方案的要求4.控制系統(tǒng)的設(shè)計5.接線圖及元件解析PLC的發(fā)展PLC的誕生

隨著計算機控制技術(shù)的不斷發(fā)展，可編程控制器的應(yīng)用已廣泛普及，成為自動化技術(shù)的重要組成?？删幊炭刂破髯钕瘸霈F(xiàn)在美國，1968年，美國的汽車制造公司通用汽車公司(GM)提出了研一種新型控制器的要求，并從用戶角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下十大條件：（1）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序；（2）維護方便，最好是插件式；（3）可靠性高于繼電器控制柜；（4）體積小于繼電器控制柜；（5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計算機；（6）在成本上可與繼電器控制柜競爭；（7）輸入可以是交流115V（即用美國的電網(wǎng)電壓）；（8）輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動電磁閥；（9）在擴展時，原有系統(tǒng)只需要很小的變更；（10）用戶程序存儲器容量至少能擴展到4KB。條件提出后，立即引起了開發(fā)熱潮。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時叫可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。緊接著，美國MODICON公司也開發(fā)出同名的控制器，1971年，日本從美國引進了這項新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺可編程控制器。1973年，西歐國家也研制出他們的第一臺可編程控制器。PLC的組成PLC的組成PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源和編程器組成，CPU模塊通過輸入模塊將外部控制現(xiàn)場的控制信號讀入CPU模塊的存儲器中，經(jīng)過用戶程序處理后，再將控制信號通過輸出模塊來控制外部控制現(xiàn)場的執(zhí)行機構(gòu)。PLC的特點1.3PLC的特點（1）編程簡單，使用方便梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂。（2）控制靈活，程序可變，具有很好的柔性可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。（3）功能強，擴充方便，性能價格比高可編程序控制器內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴展單元即可，擴充非常方便。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。（4）可靠性高，抗干擾能力強可編程序控制器是為現(xiàn)場工作設(shè)計的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護、隔離、后備電池等。FX系列PLC的實體圖片F(xiàn)X系列基本指令1.邏輯取及線圈驅(qū)動指令LD、LDI、OUTLD，取指令。表示一個與輸入母線相連的常開接點指令，即常開接點輯運算起始。LDI，取反指令。表示一個與輸入母線相連的常閉接點指令，即常閉接點邏輯運算起始。OUT，線圈驅(qū)動指令，也叫輸出指令。LD、LDI兩條指令的目標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點接到母線上。OUT是驅(qū)動線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對輸入繼電器X不能使用。OUT指令可以連續(xù)使用多次。LD、LDI是一個程序步指令，這里的一個程序步即是一個字。OUT是多程序步指令，要視目標(biāo)元件而定。OUT指令的目標(biāo)元件是定時器T和計數(shù)器C時，必須設(shè)置常數(shù)K。2.取脈沖指令LDP、LDFLDP取脈沖上升沿，指在輸入信號的脈沖上升沿接通一個掃描周期。LDF取脈沖下降沿，指在輸入信號的脈沖下降沿接通一個掃描周期。這兩條指令都占兩條程序步，他的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、C。LDP、LDF指令的使用說明如下圖所示，使用LDP指令，元件Y0只在Y0的上升沿時（由OFF到ON時）接通一個掃描周期。使用LDF指令，元件Y1盡在X1的下降沿時（由OFF到ON時）接通一個掃描周期。3接點串聯(lián)指令A(yù)ND、ANIAND，與指令。用于單個常開接點的串聯(lián)。ANI，與非指令。用于單個常閉接點的串聯(lián)。AND與ANI都是一個程序步指令，它們串聯(lián)接點的個數(shù)沒有限制，也就是說這兩條指令可以多次重復(fù)使用。這兩條指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、S、T、C。FX系列基本指令4.加一指令I(lǐng)NC、減一指令DEC表2.1INC、DEC指令的助記符、功能、操作數(shù)和程序步助記符功能操作數(shù)程序步[D.]INCFNC24加1把目標(biāo)原件當(dāng)前值加1KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZINC、INCP、DEC、DECP:三步DINC、DINCP、DDEC、DDECP:五步DECFNC25減1把目標(biāo)元件當(dāng)前值減22.6、比較指令CMPFX系列基本指令6、比較指令CMPCMP指令有3個操作數(shù)：兩個源操作數(shù)[S1.]和[S2.]，一個目標(biāo)操作數(shù)[D.]，該指令將[S1]和[S2.]進行比較，結(jié)果送到[D.]中。CMP指令使用如下所示。當(dāng)X10為ON時，比較200和C20當(dāng)前值的大小，分三種情況分別使M0、M1、M2中的一個為ON，另外兩個為OFF；若X10為OFF，則CMP不執(zhí)行，M0、M1、M2的狀態(tài)保持不變。設(shè)計方案要求設(shè)計要求1.如圖3-1所示，假設(shè)有一停車場共有16個車位。2.在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛進入的數(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。就系統(tǒng)工作過程1.入庫車輛前進時，經(jīng)過1#傳感器，此時車位尚未滿的話，柵欄向上打開，當(dāng)達到上限位置時，柵欄打開停止，同時車輛進入，經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，達到下限位置時，柵欄門停止關(guān)閉，同時計數(shù)器A加1；2.出庫時，先經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向上打開，當(dāng)達到上限的時候停止打開，同時車輛出閘門再經(jīng)過1#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，當(dāng)達到下限位時，柵欄門停止動作，計數(shù)器B減1；（計數(shù)器B的初始值由計數(shù)器A送來）只經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作。3.倉庫啟用時，先對所有用到的存儲單元清零，并應(yīng)有倉庫空顯示。若設(shè)倉庫容量為16輛車，則倉庫滿時應(yīng)報警并顯示。5.若同時有車輛相對入庫和出庫（即入庫車輛經(jīng)過1#傳感器，出庫車輛經(jīng)過2#傳感器），應(yīng)避免誤計數(shù)。

控制系統(tǒng)的設(shè)計車輛入庫流程圖倉庫啟用時，先對所有用到的存儲單元清零，并應(yīng)有倉庫空顯，若設(shè)倉庫容量為16輛車，則倉庫滿時應(yīng)報警并顯示。入庫車輛前進時，經(jīng)過1#傳感器，此時車位尚未滿的話，柵欄向上打開，當(dāng)達到上限位置時，柵欄打開停止，同時車輛進入，經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，達到下限位置時，柵欄門停止關(guān)閉，同時計數(shù)器A加1。車進接近開關(guān)閉合D0清0D0+1到D0數(shù)碼顯示D0大于16？結(jié)束電機正轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)NY控制系統(tǒng)的設(shè)計車輛出庫流程圖車出庫接近開關(guān)閉合D0—1到D0數(shù)碼顯示電機正轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)設(shè)計程序I/O分配表控制系統(tǒng)程序程序接線圖控制系統(tǒng)接線圖接線圖主電路控制圖停車場實物圖室內(nèi)停車場停車場實物圖停車場實物圖結(jié)論經(jīng)過測試入口處的傳感器能檢測所進車輛的數(shù)目，出口處的傳感器能檢測所出車輛的數(shù)目；當(dāng)車輛在要進出門5米處，閘門會自動開啟讓車輛進入或出去。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，車未滿指示燈會亮，能夠提醒人們是否還可以停車；顯示器能都實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，不會讓車輛進入。自己設(shè)計的兩個方案的控制系統(tǒng)都達到了設(shè)計要求。致謝

通過劉國富老師提出的設(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)分析和向老師請教,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.同時對所學(xué)的知識得到