停車(chē)場(chǎng)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文答辯.ppt

1、論文名稱(chēng),導(dǎo) 師:劉國(guó)富 答辯人:李仁志 專(zhuān) 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,1,2,3,4,5,研究背景,隨著進(jìn)口汽車(chē)大量涌人和國(guó)內(nèi)汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，大中城市的汽車(chē)數(shù)量劇增，從而引發(fā)了停車(chē)管理問(wèn)題。近幾年，我國(guó)的停車(chē)場(chǎng)管理技術(shù)不斷完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了停車(chē)場(chǎng)管理系統(tǒng)功能的強(qiáng)大。但是，現(xiàn)時(shí)某些小區(qū)小型停車(chē)場(chǎng)如要運(yùn)用大量高新技術(shù)就會(huì)出現(xiàn)資金不足、維護(hù)管理不完善的問(wèn)題，有時(shí)考慮也不夠全面，所以目前車(chē)輛管理成本高、服務(wù)效率低等問(wèn)題。采用PLC編程無(wú)疑就能解決這些問(wèn)題。,課題方向,1.研究了停車(chē)場(chǎng)及控制系統(tǒng)在智能建筑中的作用及發(fā)展變化

2、。 2.研究典型停車(chē)場(chǎng)的管理及控制功能需求進(jìn)行了分析。 3.研究了怎樣改進(jìn)停車(chē)場(chǎng)控制系統(tǒng)功能并完成了控制程序設(shè)計(jì)。,論文要點(diǎn),1.PLC的發(fā)展及應(yīng)用 2.FX系列基本指令 3.設(shè)計(jì)方案的要求 4. 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5.接線圖及元件解析,PLC的發(fā)展,PLC的誕生 隨著計(jì)算機(jī)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(dòng)化技術(shù)的重要組成?？删幊炭刂破髯钕瘸霈F(xiàn)在美國(guó)，1968年，美國(guó)的汽車(chē)制造公司通用汽車(chē)公司(GM)提出了研一種新型控制器的要求，并從用戶(hù)角度提出新一代控制器應(yīng)具備以下十大條件： （1）編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)修改程序； （2）維護(hù)方便，最好是插件式； （3）可靠性高于繼電器控

3、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(jì)算機(jī)； （6）在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)； （7）輸入可以是交流115V（即用美國(guó)的電網(wǎng)電壓）； （8）輸出為交流115V、2A以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥； （9）在擴(kuò)展時(shí)，原有系統(tǒng)只需要很小的變更； （10）用戶(hù)程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4KB。 條件提出后，立即引起了開(kāi)發(fā)熱潮。1969年，美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并應(yīng)用于通用汽車(chē)公司的生產(chǎn)線上。當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控

4、制功能。緊接著，美國(guó)MODICON公司也開(kāi)發(fā)出同名的控制器，1971年，日本從美國(guó)引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制成了日本第一臺(tái)可編程控制器。1973年，西歐國(guó)家也研制出他們的第一臺(tái)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(guò)輸入模塊將外部控制現(xiàn)場(chǎng)的控制信號(hào)讀入CPU模塊的存儲(chǔ)器中，經(jīng)過(guò)用戶(hù)程序處理后，再將控制信號(hào)通過(guò)輸出模塊來(lái)控制外部控制現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。,PLC的特點(diǎn),1.3 PLC的特點(diǎn) （1）編程簡(jiǎn)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(yǔ)言，其符號(hào)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

5、要很短的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語(yǔ)言，并用來(lái)編制用戶(hù)程序，梯形圖語(yǔ)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(hù)選用，用戶(hù)能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破饔密浖δ苋〈死^電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶(hù)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(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價(jià)格比高 可編程序控制器內(nèi)有成百上千個(gè)可供用戶(hù)使用的編程元件，有很強(qiáng)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

6、實(shí)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(kuò)展單元即可，擴(kuò)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(jià)格比。 （4）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可編程序控制器是為現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)計(jì)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(hù)、隔離、后備電池等。,FX系列PLC的實(shí)體圖片,FX系列基本指令,1.邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令 LD、LDI、OUT LD，取指令。表示一個(gè)與輸入母線相連的常開(kāi)接點(diǎn)指令，即常開(kāi)接點(diǎn)輯運(yùn)算起始。 LDI，取反指令。表示一個(gè)與輸入母線相連的常閉接點(diǎn)指令，即常閉接點(diǎn)邏輯運(yùn)算起始。 OUT，線圈驅(qū)動(dòng)指令，也叫輸出指令。 LD、LDI兩條指令的目

7、標(biāo)元件是X、Y、M、S、T、C，用于將接點(diǎn)接到母線上。 OUT是驅(qū)動(dòng)線圈的輸出指令，它的目標(biāo)元件是Y、M、S、T、C。對(duì)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(gè)程序步指令，這里的一個(gè)程序步即是一個(gè)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(shí)器T和計(jì)數(shù)器C時(shí)，必須設(shè)置常數(shù)K。 2 .取脈沖指令LDP、LDF LDP取脈沖上升沿，指在輸入信號(hào)的脈沖上升沿接通一個(gè)掃描周期。 LDF取脈沖下降沿，指在輸入信號(hào)的脈沖下降沿接通一個(gè)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(shuō)明如下圖所示，

8、使用LDP指令，元件Y0只在Y0的上升沿時(shí)（由OFF到ON時(shí)）接通一個(gè)掃描周期。使用LDF指令，元件Y1盡在X1的下降沿時(shí)（由OFF到ON時(shí)）接通一個(gè)掃描周期。 3 接點(diǎn)串聯(lián)指令 AND、ANI AND，與指令。用于單個(gè)常開(kāi)接點(diǎn)的串聯(lián)。 ANI，與非指令。用于單個(gè)常閉接點(diǎn)的串聯(lián)。 AND與ANI都是一個(gè)程序步指令，它們串聯(lián)接點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，也就是說(shuō)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2.1 INC、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.INC FNC24加1把目標(biāo)原件

9、當(dāng)前值加1KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、ZINC、INCP、DEC、DECP:三步DINC、DINCP、DDEC、DDECP:五步DEC FNC25減1把目標(biāo)元件當(dāng)前值減22.6、比較指令 CMP,FX系列基本指令,6、比較指令 CMP CMP指令有3個(gè)操作數(shù)：兩個(gè)源操作數(shù)S1.和S2.，一個(gè)目標(biāo)操作數(shù)D.，該指令將S1和S2.進(jìn)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(shí)，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(gè)為ON，另外兩個(gè)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(jì)方案要求,設(shè)計(jì)要求

10、1.如圖3-1所示，假設(shè)有一停車(chē)場(chǎng)共有16個(gè)車(chē)位。,2.在入口處裝設(shè)一傳感器，用來(lái)檢測(cè)車(chē)輛進(jìn)入的數(shù)目。 3.在出口處裝設(shè)一傳感器，用來(lái)檢測(cè)車(chē)輛出去的數(shù)目。 4.有車(chē)位時(shí)，入口閘欄才將門(mén)開(kāi)啟讓車(chē)輛進(jìn)入，并有指示燈示表示尚有車(chē)位。 5.車(chē)位滿(mǎn)時(shí)，則有一指示燈顯示車(chē)位已滿(mǎn)，且入口閘欄不能開(kāi)啟讓車(chē)進(jìn)入。 6.可以用七段數(shù)碼顯示管上顯示目前停車(chē)場(chǎng)共有幾部車(chē)。就 系統(tǒng)工作過(guò)程 1.入庫(kù)車(chē)輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)1#傳感器，此時(shí)車(chē)位尚未滿(mǎn)的話(huà)，柵欄向上打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開(kāi)停止，同時(shí)車(chē)輛進(jìn)入，經(jīng)過(guò)2#傳感器，柵欄門(mén)向下關(guān)閉，達(dá)到下限位置時(shí)，柵欄門(mén)停止關(guān)閉，同時(shí)計(jì)數(shù)器A加1； 2.出庫(kù)時(shí)，先經(jīng)過(guò)2#傳感器，柵

11、欄門(mén)向上打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打開(kāi)，同時(shí)車(chē)輛出閘門(mén)再經(jīng)過(guò)1#傳感器，柵欄門(mén)向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時(shí)，柵欄門(mén)停止動(dòng)作，計(jì)數(shù)器B減1；（計(jì)數(shù)器B的初始值由計(jì)數(shù)器A送來(lái)）只經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。 3.倉(cāng)庫(kù)啟用時(shí)，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并應(yīng)有倉(cāng)庫(kù)空顯示。 若設(shè)倉(cāng)庫(kù)容量為16輛車(chē)，則倉(cāng)庫(kù)滿(mǎn)時(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示。 5.若同時(shí)有車(chē)輛相對(duì)入庫(kù)和出庫(kù)（即入庫(kù)車(chē)輛經(jīng)過(guò)1#傳感器，出庫(kù)車(chē)輛經(jīng)過(guò)2#傳感 器），應(yīng)避免誤計(jì)數(shù)。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),車(chē)輛入庫(kù)流程圖倉(cāng)庫(kù)啟用時(shí)，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并應(yīng)有倉(cāng)庫(kù)空顯，若設(shè)倉(cāng)庫(kù)容量為16輛車(chē)，則倉(cāng)庫(kù)滿(mǎn)時(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示。 入庫(kù)車(chē)輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)1#傳感器，此時(shí)車(chē)位尚未滿(mǎn)

12、的話(huà)，柵欄向上打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開(kāi)停止，同時(shí)車(chē)輛進(jìn)入，經(jīng)過(guò)2#傳感器，柵欄門(mén)向下關(guān)閉，達(dá)到下限位置時(shí)，柵欄門(mén)停止關(guān)閉，同時(shí)計(jì)數(shù)器A加1。,控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),車(chē)輛出庫(kù)流程圖,控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),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(chē)場(chǎng)實(shí)物圖,室內(nèi)停車(chē)場(chǎng),停車(chē)場(chǎng)實(shí)物圖,停車(chē)場(chǎng)實(shí)物圖,結(jié)論,經(jīng)過(guò)測(cè)試入口處的傳感器能檢測(cè)所進(jìn)車(chē)輛的數(shù)目，出口處的傳感器能檢測(cè)所出車(chē)輛的數(shù)目；當(dāng)車(chē)輛在要進(jìn)出門(mén)5米處，閘門(mén)會(huì)自動(dòng)開(kāi)啟讓車(chē)輛進(jìn)入或出去。 當(dāng)停車(chē)場(chǎng)車(chē)滿(mǎn)時(shí)，車(chē)滿(mǎn)指示燈會(huì)亮，當(dāng)停車(chē)場(chǎng)車(chē)位沒(méi)停滿(mǎn)時(shí)，車(chē)未滿(mǎn)指示燈會(huì)亮，能夠提醒人們是否還可以停車(chē)； 顯示器能都實(shí)時(shí)顯示停車(chē)場(chǎng)所停車(chē)輛數(shù)，并且車(chē)輛已經(jīng)停滿(mǎn)時(shí)，閘門(mén)自閉，不會(huì)讓車(chē)輛進(jìn)入。自己設(shè)計(jì)的兩個(gè)方案的控制系統(tǒng)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。,致謝,通過(guò)劉國(guó)富老師提出的設(shè)計(jì)使我比較系統(tǒng)地掌握有關(guān)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，主要對(duì)PLC（三菱FX2N系列）的結(jié)構(gòu)、功能內(nèi)部資源等了解并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和加以應(yīng)用的知識(shí)得到學(xué)習(xí)。經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)分析和向老師請(qǐng)教,可以對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.同時(shí)在軟件的編程方面得到更到的提高,對(duì)編程能力得到加強(qiáng).同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固。 本次設(shè)計(jì)印象很