PLC停車場控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1 PLCPLC 停車場控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)停車場控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系 部 電子信息工程系 專 業(yè) 應(yīng)用電子 班 級 12 應(yīng)用電子 學(xué)生姓名 李仁志 指導(dǎo)教師 劉國富 職稱 副教授 完成時(shí)間 2014 11 25 前前 言言 隨著進(jìn)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(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)了停車場管理系統(tǒng) 功能的強(qiáng)大 但是 現(xiàn)時(shí)某些小區(qū)小型停車場如要運(yùn)用大量高新技術(shù)就會 出現(xiàn)資金不足 維護(hù)管理不完善的問題 有時(shí)考慮也不夠全面 所以目前 2 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 PLC 就是可編程控制器 programmable logic controller PLC 是一種以微型計(jì)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(jì)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(jì)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 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(jì) 施工 調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn) 然后設(shè)計(jì)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(jì) 關(guān)鍵詞 PLC 停車場 車位控制 三菱 FX 2n 目目 錄錄 第一章第一章可編程控制器可編程控制器 PLC PLC 簡簡 介介 5 1 1 PLC 的誕 生 5 3 1 2 PLC 組 成 5 1 3 PLC 特點(diǎn) 5 1 4 PLC 的應(yīng) 用 6 第二章第二章 FXFX 系列所用基本指令的類系列所用基本指令的類 型型 8 2 1 邏輯取及線圈驅(qū)動指令 LD LDI OUT 8 2 2 取脈沖指令 LDP LDF 8 2 3 接點(diǎn)串聯(lián) 指令 AND AN 8 2 4 接點(diǎn)并 聯(lián)指令 OR ORI 8 2 5 加一 指令 INC 減一指令 DEC 9 2 6 比 較指令 CMP 9 第三章第三章 停車場車位控制的功能要求及設(shè)計(jì)方案介停車場車位控制的功能要求及設(shè)計(jì)方案介 紹紹 10 3 1 設(shè)計(jì)要 求 10 3 2 系統(tǒng) 工作過程 11 第四章第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)控制系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)計(jì) 12 4 1 車輛入庫與出庫流程圖設(shè) 12 4 1 1 車輛入庫流程圖 12 4 1 2 車輛出庫流程 圖 13 4 2 硬件配置 13 4 3 PLC 的 I O 分配 表 14 4 4 控制程序設(shè)計(jì)分析 14 4 5 接線圖 17 4 6 編程元件的解析 18 4 第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 20 5 1 硬件調(diào)試 20 5 2 軟件調(diào)試 20 5 3 性能分析 20 5 4 設(shè)計(jì)的結(jié)果 20 第六章第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) 21 附錄附錄 22 附錄一 22 附錄 二 23 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 25 5 第一章第一章 可編程控制器可編程控制器 PLC PLC 簡介簡介 1 11 1 PLCPLC 的誕生的誕生 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 動化技術(shù)的重要組成 可編程控制器最先出現(xiàn)在美國 1968 年 美國的汽車制 造公司通用汽車公司 GM 提出了研制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(hù)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(jì)算機(jī) 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(kuò)展時(shí) 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(kuò)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(shí)叫可編程邏輯控制器 PLC Programmable Logic Controller 目 的是用來取代繼電器 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(jìn)了這項(xiàng)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 6 1 21 2 PLCPLC 的組成的組成 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(jī)構(gòu) 1 31 3 PLCPLC 特點(diǎn)特點(diǎn) 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(shí)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(jìn)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(shí)間 繼電器 計(jì)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(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 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少 維修方便 可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多 故可以省下大量 的配線 減少大量的安裝接線時(shí)間 開關(guān)柜體積縮小 節(jié)省大量的費(fèi)用 可編 程序控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力 可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器 一般可用接線端子連接外部接線 可編程序控制器的故障率很低 且有完善的 自診斷和顯示功能 便于迅速地排除故障 5 可靠性高 抗干擾能力強(qiáng) 可編程序控制器是為現(xiàn)場工作設(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 例如 西門子 公司 S7 200 系列 PLC 內(nèi)部 EEPROM 中 儲存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長 時(shí)間段 190 小時(shí) 所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)超級電容器保持 如果選配電 池模塊 可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存 200 天 軟件措施如故障檢測 信息 保護(hù)和恢復(fù) 警戒時(shí)鐘 加強(qiáng)對程序的 1 41 4 PLCPLC 的應(yīng)用的應(yīng)用 目前 可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門 隨著其性能價(jià)格比 的不斷提高 應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大 主要有以下幾個(gè)方面 1 1 邏輯控制 邏輯控制 可編程序控制器具有 與 或 非 等邏輯運(yùn)算的能力 可以實(shí)現(xiàn) 邏輯運(yùn)算 用觸點(diǎn)和電路的串 并聯(lián) 代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制 定時(shí)控 制與順序邏輯控制 數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺設(shè)備 也可以用于自動生產(chǎn) 線 其應(yīng)用領(lǐng)域最為普及 包括微電子 家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用 7 2 2 運(yùn)動控制 運(yùn)動控制 可編程序控制器使用專用的運(yùn)動控制模塊 或靈活運(yùn)用指令 使運(yùn)動控制與 順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起 隨著變頻器 電動機(jī)起動器的普遍使用 可 編程序控制器可以與變頻器結(jié)合 運(yùn)動控制功能更為強(qiáng)大 并廣泛地用于各種 機(jī)械 如金屬切削機(jī)床 裝配機(jī)械 機(jī)器人 電梯等場合 3 3 過程控制 過程控制 可編程序控制器可以接收溫度 壓力 流量等連續(xù)變化的 模擬量 通過模 擬量 I 0 模塊 實(shí)現(xiàn)模擬量 Analog 和數(shù)字量 Digital 之間的 A D 轉(zhuǎn)換和 D A 轉(zhuǎn)換 并對被控模擬量實(shí)行閉環(huán) PID 比例 積分 微分 控制 現(xiàn)代的大中型 可編程序控制器一般都有 PID 閉環(huán)控制功能 此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生 產(chǎn) 加熱爐 鍋爐等設(shè)備 以及輕工 化工 機(jī)械 冶金 電力 建材等行業(yè) 4 4 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理 可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算 數(shù)據(jù)傳送 轉(zhuǎn)換 排序和 查表 位操作等功 能 可以完成數(shù)據(jù)的采集 分析和處理 這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值 也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置 或者將它們保存 打印 數(shù) 據(jù)處理 一般用于大型控制系統(tǒng) 如無人柔性制造系統(tǒng) 也可以用于過程控制系統(tǒng) 如 造紙 冶金 食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng) 5 5 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制 可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程 I 0 之間 的通信 多臺可編程序控制 器之間的通信 可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備 如計(jì)算機(jī) 變頻器 之間 的通信 可編程序控制器與其他智能控制設(shè)備一起 可以組成 集中管理 分 散控制 的分布式控制系統(tǒng) 當(dāng)然 并非所有的可編程序控制器都具有上述功 能 用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器 這樣既能完成控制任務(wù) 又 可節(jié)省成本和資金 8 第二章第二章 FXFX 系列所用基本指令的類型系列所用基本指令的類型 2 12 1 邏輯取及線圈驅(qū)動指令邏輯取及線圈驅(qū)動指令 LDLD LDILDI OUTOUT LD 取指令 表示一個(gè)與輸入母線相連的常開接點(diǎn)指令 即常開接點(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(diǎn)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(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 22 2 取脈沖指令取脈沖指令 LDPLDP LDFLDF LDP 取脈沖上升沿 指在輸入信號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 指令的使用說明如下圖所示 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 2 32 3 接點(diǎn)串聯(lián)指令接點(diǎn)串聯(lián)指令 ANDAND ANIANI AND 與指令 用于單個(gè)常開接點(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 2 42 4 接點(diǎn)并聯(lián)指令接點(diǎn)并聯(lián)指令 OROR ORIORI OR 或指令 用于單個(gè)常開接點(diǎn)的并聯(lián) ORI 或非指令 用于單個(gè)常閉接點(diǎn)的并聯(lián) OR 與 ORI 指令都是一個(gè)程序步指令 它們的目標(biāo)元件是 X Y M S T C 這兩條指令都是并聯(lián)一個(gè)接點(diǎn) OR ORI 是從該指令的當(dāng)前步開始 對前面的 LD LDI 指令并聯(lián)連接 并聯(lián) 的次數(shù)無限制 9 2 52 5 加一指令加一指令 INCINC 減一指令 減一指令 DECDEC 表 2 1 INC DEC 指令的助記符 功能 操作數(shù)和程序步 2 62 6 比較指令 比較指令 CMPCMP 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 100 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 表 2 2 CMP 比較指令 操作數(shù)助記符功能 D 程序步 INC FNC24 加 1 把目標(biāo)原件當(dāng) 前值加 1 DEC FNC25 減 1 把目標(biāo)元件當(dāng) 前值減 2 KnY KnM Kn S T C D V Z INC INCP D EC DECP 三 步 DINC DINCP DDEC DDEC P 五步 10 第三章第三章 停車場車位控制的功能要求及設(shè)計(jì)方案介紹停車場車位控制的功能要求及設(shè)計(jì)方案介紹 3 13 1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1 如圖 3 1 所示 假設(shè)有一停車場共有 16 個(gè)車位 1 2 3 4 9 5 6 7 8 10 11 12 13 14 15 16 尚有車位指示燈 車位已滿指示燈 出口檢測傳感器 入口檢測傳感器閘欄 七段燈顯示車輛數(shù) 圖 3 1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖 2 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(shí) 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(shí) 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 11 3 23 2系統(tǒng)工作過程系統(tǒng)工作過程 1 入庫車輛前進(jìn)時(shí) 經(jīng)過 1 傳感器 此時(shí)車位尚未滿的話 柵欄向上打開 當(dāng) 達(dá)到上限位置時(shí) 柵欄打開停止 同時(shí)車輛進(jìn)入 經(jīng)過 2 傳感器 柵欄門向下 關(guān)閉 達(dá)到下限位置時(shí) 柵欄門停止關(guān)閉 同時(shí)計(jì)數(shù)器 A 加 1 2 出庫時(shí) 先經(jīng)過 2 傳感器 柵欄門向上打開 當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打 開 同時(shí)車輛出閘門再經(jīng)過 1 傳感器 柵欄門向下關(guān)閉 當(dāng)達(dá)到下限位時(shí) 柵 欄門停止動作 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 只經(jīng)過 一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動作 3 倉庫啟用時(shí) 先對所有用到的存儲單元清零 并應(yīng)有倉庫空顯示 4 若設(shè)倉庫容量為 16 輛車 則倉庫滿時(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示 5 若同時(shí)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(jì)數(shù) 12 第四章第四章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4 14 1 車輛入庫與出庫流程圖設(shè)計(jì)車輛入庫與出庫流程圖設(shè)計(jì) 4 1 14 1 1 車輛入庫流程圖車輛入庫流程圖 車 進(jìn) 接近開關(guān)閉合 D0 清 0 D0 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) N Y 圖 4 1 車輛入庫流程圖 倉庫啟用時(shí) 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(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示 入庫車輛前進(jìn)時(shí) 經(jīng)過 1 傳感器 此時(shí)車位尚未滿的話 柵欄向上打開 當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí) 柵欄打開停止 同時(shí)車輛進(jìn)入 經(jīng)過 2 傳感器 柵欄門向 下關(guān)閉 達(dá)到下限位置時(shí) 柵欄門停止關(guān)閉 同時(shí)計(jì)數(shù)器 A 加 1 13 4 1 24 1 2 車輛出庫流程圖車輛出庫流程圖 車出庫 接近開關(guān)閉合 D0 1 到 D0 數(shù)碼顯示 電機(jī)正轉(zhuǎn) 電機(jī)反轉(zhuǎn) 圖 4 2 車出模塊流程圖 4 24 2 硬件配置硬件配置 1 本系統(tǒng)采用的是日本三菱 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(gè)輸入輸出點(diǎn) PLC 三菱 FX2N 48MR 根據(jù)控制要求統(tǒng)計(jì)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 FX2N 48MR 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(gè)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 傳感器 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 5 米 采 用反射鏡反射的檢測方式 DC12 24V 供電 NPN PNP 同時(shí)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(jì)選擇了七段數(shù)字譯碼顯示器 譯碼顯示 14 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 4 3 SEGD碼顯示譯碼器 驅(qū)動器 七段數(shù)碼管 顯示十進(jìn)制數(shù) 圖 4 3 七段數(shù)字譯碼顯示器原理框圖 4 34 3 PLCPLC 的的 I OI O 分配表分配表 輸入 輸出 SB0 SB0 SQ0 SQ1 X0 X1 X2 X3 Y0 Y1 Y2 Y3 Y10到Y(jié)16 尚有車位指示燈 正轉(zhuǎn)開啟閘欄 個(gè)位數(shù)碼管顯示 啟動按鈕 入傳感器 停止按鈕 出傳感器 HL1 HL2 KM1 KM2 車位已滿指示燈 反轉(zhuǎn)關(guān)閉閘欄 Y20到Y(jié)26 十位數(shù)碼管顯示 圖 4 4 I O 分配表 4 44 4 控制程序設(shè)計(jì)分析控制程序設(shè)計(jì)分析 方案一方案一 根據(jù)設(shè)計(jì)要求 啟動按鈕開關(guān) X0 輔助繼電器 M0 得電 M0 常開觸點(diǎn)閉合 自鎖 M0 閉合一個(gè)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 X2 時(shí) 接觸器線圈得電 電機(jī)正轉(zhuǎn) 同時(shí)行成自鎖 門開啟 車輛可入口 M9 是當(dāng) D0 為 16 時(shí) 表示停車場閘門不能打開 15 圖 4 5 判斷車輛能否入庫程序圖 當(dāng)車到 SQ2 位置時(shí) 數(shù)碼管顯示加一 同時(shí)延時(shí) 3 秒 完成關(guān)閘欄 從而完 成了一次車入庫的動作 見下圖 圖 4 6 車輛入庫程序圖 當(dāng)有車出庫的時(shí)候 其原理與出庫的時(shí)候一致 不同之處是 D0 的內(nèi)容減 1 當(dāng)車到 SQ1 位置時(shí) 數(shù)碼管顯示減一一 同時(shí)延時(shí) 3 秒 完成關(guān)閘欄 從而 完成了一次車入庫的動作 見下圖 4 7 在數(shù)碼管顯示的時(shí)候 我設(shè)計(jì)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(shí) 就只顯示個(gè)位數(shù)碼管的數(shù)值 當(dāng)?shù)扔?10 的時(shí) 候 個(gè)位顯示 0 十位顯示 1 見下圖 4 8 當(dāng) D0 的數(shù)值大于 10 的時(shí)候 M6 狀態(tài)為 1 從而 D0 與 16 比較 當(dāng) D0 小于 16 時(shí) D0 減去 10 余數(shù)在 D2 中 讓個(gè)位顯示 D2 中的數(shù) 十位顯示 1 同時(shí) 當(dāng) D0 中的數(shù)小于 16 的時(shí)候有車位指示燈 HL1 亮 當(dāng) D0 等于 16 的時(shí)候 HL2 亮 16 圖 4 7 車輛出庫程序圖 圖 4 8 CMP 比較指令程序圖 圖 4 9 數(shù)碼管顯示車位程序圖 17 方案方案 2 2 出庫和入庫的原理與方案一樣 不同的是數(shù)碼器計(jì)數(shù)的問題做了不同的修 改 出庫入庫就不在重復(fù)分析了 就分析一下數(shù)碼管計(jì)數(shù)的問題 將 D0 里面存的數(shù)與 16 進(jìn)行對比 比 16 大將接通 Y3 無法開啟閘門 將看 10 存入 D2 寄存器中 將 D0 的數(shù)除以 D2 得到的數(shù)存 D4 于是得到商輸出十位數(shù) 碼管顯示 余數(shù)輸出個(gè)位數(shù)碼管顯示 見下圖 4 10 4 10 數(shù)碼管顯示車位程序圖 4 54 5 接線圖接線圖 下圖 4 11 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 下圖為 4 12 主電路控制圖 當(dāng)車輛靠近 QS 閉合時(shí) KM1 開關(guān)開始閉合 KM2 開關(guān)斷開電機(jī)開始正轉(zhuǎn) 這時(shí)候停車場的閘門便開始開啟 從外面行駛金停車 場的車輛便可通過 當(dāng) KM2 開關(guān)開始閉合的時(shí)候 KM1 的開關(guān)變開始斷開 這 時(shí)候電機(jī)開始反轉(zhuǎn) 閘門閉合 車輛不可通過 停車場控制系統(tǒng)圖如下 4 11 主電路控制圖如下圖 4 12 18 X0 X1 X2 X3 X4 X5 COM COM Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 SB0 SB1 SQ1 SQ2 FU HL1 HL2 KM2 KM1 KM1 KM2 a b c d e f g GND LED1 a b c d e f g 停停 停停 N L FU 220V a b c e f a b c d e f g LED2 a b c d e f g FR 24V 停 停 停 停 停 停 220V GND 圖 4 11 控制系統(tǒng)接線圖 4 64 6 編程元件的解析編程元件的解析 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(shí)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(gè)輸出點(diǎn)相連直接 驅(qū)動負(fù)載 它也提供了無數(shù)的常開和長閉軟觸點(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 19 4 T T 為定時(shí)器 作用相當(dāng)于繼電接觸控制中的通電延時(shí)型時(shí)間繼電器 5 D 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) 6 SQ SQ 為傳感器 作用是用來感應(yīng)進(jìn)出停車場的車輛 能夠在一定的距離 感應(yīng)到車輛并反饋給控制電路 使之能開閘關(guān)閘 UVW FU KM1KM2 FR M 3 QS 圖 4 12 主電路控制圖 20 第五章第五章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 5 15 1 硬件調(diào)試硬件調(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(shí)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 5 25 2 軟件調(diào)試軟件調(diào)試 按接線圖接好線后 將程序的指令用 FX GX 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)編程方式將所編制 的用戶程序存入編程器的 ROM 中后 經(jīng)過多次調(diào)試 5 35 3 性能分析性能分析 本設(shè)計(jì)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(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器進(jìn)行加減計(jì)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(shí)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(jià)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(jì)的要求全能滿足 5 45 4 設(shè)計(jì)的結(jié)果設(shè)計(jì)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(shí) 車滿指示燈會亮 當(dāng)停車場車位沒停滿時(shí) 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(shí)時(shí)顯示停車場所停車輛數(shù) 并且車 輛已經(jīng)停滿時(shí) 閘門自閉 不會讓車輛進(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 21 第六章第六章 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) 通過劉國富老