畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于三菱PLC車庫自動(dòng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、目 錄摘要1引言1第一章 可編程控制器（plc）的簡(jiǎn)介31.1可編程控制器的定義31.2可編程控制器與其他工業(yè)比較3第二章 fx系列所用指令的類型42.1邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令ld、ldi、out4 2.2取脈沖指令ldp、ldf42.3接點(diǎn)串聯(lián)指令and、ani52.4接點(diǎn)并聯(lián)指令or、ori52.5串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令orb52.6并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令anb5 2.7加一指令inc，減一指令dec62.8比較指令cmp62.9bcd變換、bin變換指令7第三章 車庫plc自動(dòng)管理控制83.1任務(wù)介紹83.2控制要求93.3 傳感器的定義9第四章 車庫自動(dòng)管理控制方案論證94.1設(shè)計(jì)方

2、案比較9*4.2可編程控制器類型的選擇114.3開關(guān)量i/o模塊的選擇124.4方案簡(jiǎn)介124.5輸入/輸出（i/o）接口分配144.6可編程控制器基本單元外部接線圖164.7可編程控制器擴(kuò)展模塊外部接線圖174.8功能梯形圖184.9 控制分析20設(shè)計(jì)心得21感謝信23參考文獻(xiàn)23基于三菱plc車庫自動(dòng)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)作者：程超【摘 要】plc可編程序控制器：plc英文全稱programmable logic controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，

3、定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程.關(guān)鍵詞： 可編程序的邏輯控制器(plc); 停車場(chǎng); 控制. abstract plc programmable controller: plc english full title programmable logic controller, chinese full title as the programmable logical controller, the definition is: one kind of digital operation operations electronic

4、 system, for designs specially in the industry environment application. it uses a kind of programmable memory, uses in its internally stored program, the actuating logic operation, the sequential control, fixed time, counting and arithmetic operation and so on face users instruction, and through dig

5、ital either simulation type input/output control each type machinery or production process.key words: programmable logic controller (plc); parking; control 引言 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(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

6、的問題，有時(shí)考慮也不夠全面，所以目前就要解決車輛管理成本高、服務(wù)效率低等問題。 由于小區(qū)停車場(chǎng)供住戶使用，收費(fèi)是進(jìn)行年租或月租形式，要求住戶一次性繳費(fèi)，所以小區(qū)停車場(chǎng)即時(shí)收費(fèi)這一環(huán)節(jié)可省去。小區(qū)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)重點(diǎn)要做到準(zhǔn)確指示車輛進(jìn)出，車輛進(jìn)入時(shí)給與司機(jī)準(zhǔn)確的車位數(shù)量與具體位置，車輛進(jìn)入后，記錄車輛總量，車輛離開時(shí)，減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由plc作為中央控制處理，停車場(chǎng)空位指示可利用價(jià)格較不高的數(shù)碼管顯示。 plc是基于電子計(jì)算機(jī)，且適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的電控制器。它源于繼電控制裝置，但它不像繼電裝置那樣，通過電路的物理過程實(shí)現(xiàn)控制，而主要靠運(yùn)行存儲(chǔ)于plc內(nèi)存中的程序，進(jìn)行入出信息變

7、換實(shí)現(xiàn)控制。入出信息變換、可靠物理實(shí)現(xiàn)，可以說是plc實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。入出信息變換靠運(yùn)行存儲(chǔ)于plc內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。plc程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改)，又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用（用戶）程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為plc程序可靠運(yùn)行及信號(hào)與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。什么樣的控制要求，就應(yīng)有什么樣的用戶程序?？煽课锢韺?shí)現(xiàn)主要靠輸人（input）及輸出（output）電路。plc的i/o電路，都是專門設(shè)計(jì)的。輸入電路要對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計(jì)算機(jī)電路在電上是隔離的，靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的，靠光耦

8、元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進(jìn)行功率放大，以足以帶動(dòng)一般的工業(yè)控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。 i/o電路是很多的，每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個(gè)i或o電路。plc有多i/o用點(diǎn)，一般也就有多少個(gè)i/o用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以，所占體積并不大。輸入電路時(shí)刻監(jiān)視著輸入狀況，并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)其信息的暫存器。輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對(duì)應(yīng)的。這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際就是plc處理器i/o口的寄存器。它們與計(jì)算機(jī)內(nèi)存交換信息通過計(jì)算機(jī)總線，并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器

9、的信息讀到plc的內(nèi)存中，稱輸入刷新。plc內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個(gè)區(qū)的每一對(duì)應(yīng)位（bit）稱之為輸入繼電器，或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1，表示接點(diǎn)通，置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入狀態(tài)。第一章 可編程控制器(plc)簡(jiǎn)介1.1 可編程控制器的定義plc是一種可編程的數(shù)字邏輯控制設(shè)備，早期用于開關(guān)量的邏輯控制，多用作控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)和電磁閥的開關(guān)動(dòng)作，從而控制機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)。只要合理分配輸入、輸出點(diǎn)，根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)梯形圖，采用基本指令和步進(jìn)指令就可達(dá)到控制目標(biāo)。隨著控制要求的不斷提高，許多plc生產(chǎn)廠家進(jìn)一步優(yōu)化和完善plc 的功能，增加

10、了功能指令，大大拓寬了plc的應(yīng)用范圍，使plc 在某種程序上可以代替控制器和計(jì)算機(jī)的協(xié)同工作系統(tǒng)，為工業(yè)生產(chǎn)和民用控制設(shè)計(jì)提供方便。 1.2 可編程控制器與其他工業(yè)比較基于plc的別墅型車庫自動(dòng)門管理系統(tǒng)，plc就物理結(jié)構(gòu)來說有豐富的輸入輸出端，而從plc的邏輯結(jié)構(gòu)來看，內(nèi)部有許多軟元件，如輸入輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)寄存器及器件所對(duì)應(yīng)的常開常閉接點(diǎn)，方便對(duì)車輛進(jìn)出、停放的信號(hào)輸入。 大多數(shù)plc的編程方式都有梯形圖編程、指令表編程和順序功能圖(sfc)編程，特別是梯形圖編程方式，直觀易懂。除了運(yùn)用基本指令可以完成大量工作，功能指令的擴(kuò)展更為系統(tǒng)開發(fā)、調(diào)試和維護(hù)帶來許多便

11、利，本文以梯形圖編程方式設(shè)計(jì)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，無論從設(shè)計(jì)到功能分析都是極為方便的。可編程控制器的原理是在確立了工作任務(wù)，裝入了專用程序后成為一種專用機(jī)，它采用循環(huán)掃描的工作方式，系統(tǒng)工作管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是按循環(huán)掃描方式完成的。一次循環(huán)可分五個(gè)階段，分別為內(nèi)部處理階段、通信服務(wù)階段、輸入處理階段、程序執(zhí)行階段、輸出處理階段。第二章 fx系列所用指令的類型2.1 邏輯取及線圈驅(qū)動(dòng)指令 ld、ldi、outld，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(dòng)指令，也叫輸出指令。ld

12、、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(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。2.2 取脈沖指令ldp、ldfldp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指令的使用說明如下圖

13、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。圖2-1 ldp、ldf指令的使用說明2.3 接點(diǎn)串聯(lián)指令 and、ani 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。2.4 接點(diǎn)并聯(lián)指令 or、orior，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

14、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(duì)前面的ld、ldi指令并聯(lián)連接。并聯(lián)的次數(shù)無限制。2.5 串聯(lián)電路塊的并聯(lián)連接指令 orb 兩個(gè)或兩個(gè)以上的接點(diǎn)串聯(lián)連接的電路叫串聯(lián)電路塊。串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，分支開始用ld、ldi指令，分支結(jié)果用orb指令。orb指令與后述的anb指令均為無目標(biāo)元件指令，而兩條無目標(biāo)元件指令的步長都為一個(gè)程序步。orb指令有時(shí)也簡(jiǎn)稱為或塊指令。 orb指令的使用方法有兩種：一種是在要并聯(lián)的每個(gè)串聯(lián)電路塊后加orb指令；另一種是集中使用orb指令。對(duì)于前者分散使用orb指令時(shí)，并聯(lián)電路

15、塊的個(gè)數(shù)沒有限制；但對(duì)于后者集中使用orb指令時(shí)，這種電路塊并聯(lián)的個(gè)數(shù)不能超過8個(gè)（即重復(fù)使用ld、ldi指令的次數(shù)限制在8次以下），所以不推薦用后者編程。2.6 并聯(lián)電路塊的串聯(lián)連接指令anb兩個(gè)或兩個(gè)以上接點(diǎn)并聯(lián)的電路稱為并聯(lián)電路塊，分支電路并聯(lián)電路塊與前面電路串聯(lián)連接時(shí)，使用anb指令。分支的起點(diǎn)用ld、ldi指令，并聯(lián)電路塊結(jié)束后，使用anb指令與前面電路串聯(lián)。anb指令也簡(jiǎn)稱與塊指令，anb也是無操作目標(biāo)元件，是一個(gè)程序步指令。2.7加一指令inc、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)原件當(dāng)前值

16、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2inc、dec指令操作數(shù)只有一個(gè)，且不影響零標(biāo)志、進(jìn)位標(biāo)志和借位標(biāo)志。下圖中的x0每次由off變?yōu)閛n時(shí)由d.指定的元件中的數(shù)增加一。如果不用脈沖指令，每一個(gè)掃描周期都要加1。在16位運(yùn)算中，32767再加1就變成了-32768。32位運(yùn)算時(shí)，2147483647再加1就變成了-2147483648.dec指令與inc指令的處理方法類似。圖2-2 inc、dec指令的使用說明2.8、比較指令 cmp表2.2 cmp指令的

17、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s1.s2.d.cmp fnc10 比較比較兩個(gè)數(shù)的大小k、h、knx、knm、kns、t、c、d、v、zy、m、s三個(gè)連續(xù)元件cmp、cmpp：7步dcmp、dcmpp:13步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。圖2-3 cmp指令的使用說明2.9、bcd變

18、換、bin變換指令表2.3 bcd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s.d.bcd fnc18求bcd碼把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為bcd碼knx、 kny、knm、 kns、 5t、s、 d、 v、 zknx knmkns t cd v zbcd、bcdp、bin、binp：五步dbcd、dbcdp、dbin、 dbinp：九步bin fnc19求二進(jìn)制碼把bcd碼轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼bcd是將原程序中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化為bcd碼送到目標(biāo)元件中。對(duì)于16位或32位二進(jìn)制操作數(shù)，若變換結(jié)果超過099999999 的范圍就會(huì)出錯(cuò)。bcd指令常用于將plc中的二進(jìn)制變換成bcd碼輸出以驅(qū)動(dòng)led顯示

19、器。bin是將原程序中的bcd碼轉(zhuǎn)換為而進(jìn)制數(shù)，送到目標(biāo)元件中。常數(shù)k不能作為本指令的操作元件。如果原操作數(shù)不是bcd碼就會(huì)出錯(cuò)。bin指令常用于將bcd數(shù)字開關(guān)的設(shè)定值輸入到plc中。第三章 車庫plc自動(dòng)管理控制3.1任務(wù)介紹課題名稱：車庫自動(dòng)管理系統(tǒng)動(dòng)作流程：圖3-1 車庫自動(dòng)管理系統(tǒng)流程圖3.2控制要求：當(dāng)車庫前有車,傳感器感應(yīng)動(dòng)作后車門處于預(yù)打開狀態(tài)，司機(jī)再將磁卡進(jìn)行掃描確認(rèn)無誤，車庫門此時(shí)才打開。司機(jī)可以通過門口的指示板，方便快速的找到空位停放車輛。當(dāng)車駛?cè)胲噹旌?，門自動(dòng)關(guān)閉。若有車需出車庫,同樣門開、車走、門關(guān)。在此基礎(chǔ)上還設(shè)置了照明燈與計(jì)數(shù)顯示器。即門開燈亮，門關(guān)燈滅；車來計(jì)數(shù)

20、器加“1”，車走計(jì)數(shù)器 減“1”。但如果車庫中的車到達(dá)設(shè)計(jì)所要求的數(shù)量，則即使車來、驗(yàn)證磁卡正確，車門也不會(huì)開。3.3 傳感器的定義傳感器是一種以一定的精確度把被測(cè)量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、便于應(yīng)用的另一種量的測(cè)量裝置。傳感器的定義具體包含：傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；它的輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；它的輸出量是某種物理量，這種量應(yīng)便于傳輸、轉(zhuǎn)換、傳輸、處理、顯示等，它可以是氣、光、電，但主要是電量。第四章 車庫自動(dòng)管理系統(tǒng)方案論證4.1設(shè)計(jì)方案比較通常傳統(tǒng)電機(jī)控制采用落后繼電接觸器控制方式，中間繼電器和時(shí)間繼電器太多，體積大，功能少，壽命短，線路復(fù)雜，接

21、點(diǎn)多，造成故障多可靠性差，維修困難；而采用微電子技術(shù)由于集成電路（ic）的系統(tǒng)芯片種類繁多，體積大，設(shè)計(jì)周期長，費(fèi)用低，工藝復(fù)雜，抗干擾性差，可靠性差；而可編程控制器（plc）是以微處理器為核心，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用、易于編程、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，近年來在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)電一體化、改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到了廣泛的應(yīng)用。車庫自動(dòng)管理控制用plc控制有很多優(yōu)點(diǎn)，它主要通過軟件控制，從而省去了硬件開發(fā)工作，外圍電路很少，大大提高了系統(tǒng)的可靠性與抗干擾能力；由于它簡(jiǎn)單易行的可編程序功能，無須改變系統(tǒng)的外部硬件接線，便能

22、改變系統(tǒng)的控制要求，使系統(tǒng)的“柔性”大大提高。4.2 可編程控制器類型的選擇目前市場(chǎng)上可編程控制器種類繁多，有三菱的、西門子的、歐姆龍的、飛利浦的等。同一品牌的可編程控制器也有很多類型，僅三菱電機(jī)的fx系列fx1s、fx1n、fx2n、fx2nc這四個(gè)系列4.2.1 可編程控制器的結(jié)構(gòu)選擇首先可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)分整體式、疊裝式、模塊式三種。此設(shè)計(jì)預(yù)準(zhǔn)備選擇的是三菱fx2n系列可編程控制器，因其是fx中最高級(jí)的模塊，它吸取了整體式與模塊式的優(yōu)點(diǎn)，不用基板僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長方體，輸入輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。它擁有無以匹及的速度、高級(jí)的功能、邏輯選件以及定位控制等特點(diǎn)

23、。fx2n是從16到256路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案。非常適合我的多輸入多輸出容量選擇。4.2.2 可編程控制器i/o點(diǎn)數(shù)的確定一般來講，可編程控制器控制系統(tǒng)的規(guī)模的大小是用輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)來確定的。在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)被控對(duì)象的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)并考慮今后調(diào)整和工藝改進(jìn)的需要，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)i/o點(diǎn)數(shù)的基礎(chǔ)上，一般應(yīng)加上10%20%的備用量。 對(duì)于整體式的基本單元，輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是固定的，不過三菱的fx系列中不同型號(hào)的輸入輸出的點(diǎn)數(shù)的比例也不同，根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的比例情況，可以選用只有輸入或輸出點(diǎn)的擴(kuò)展單元或模塊。根據(jù)以上所描述的，我設(shè)計(jì)的輸入有25個(gè)點(diǎn)數(shù)，輸出有31個(gè)點(diǎn)數(shù)。

24、再加上10%-20%的備用量輸入約有25*（1+10%）=28到25*（1+20%）=30輸出約有31*（1+10%）=35到31*（1+20%）=38經(jīng)計(jì)算總共（25+31）*（1+10%）=62 到（25+24）*（1+20%）=68所以合計(jì)后大概一共需要62到68個(gè)輸入輸出點(diǎn)數(shù)。4.2.3 用戶存儲(chǔ)器容量的估算 用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多因素有關(guān)，如i/o點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算存儲(chǔ)量、程序結(jié)構(gòu)等。因此，在程序設(shè)計(jì)之前只能粗略的估算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于開關(guān)量控制系統(tǒng)，用戶程序存儲(chǔ)器的容量等于i/o信號(hào)總數(shù)乘以8。 可編程控制器的程序存儲(chǔ)器容量通常以字或步為單位，例如1k字、2k步等。程序由字

25、構(gòu)成的，每一個(gè)程序步占一個(gè)存儲(chǔ)器單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元為兩個(gè)字節(jié)。 由于程序已經(jīng)經(jīng)過開發(fā)、調(diào)試，所以可以清晰明了地看出程序存儲(chǔ)器容量為102步。4.2.4 可編程控制器的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求 由于可編程控制器是采用順序掃描的工作方式，從輸入信號(hào)到輸出控制存在著滯后現(xiàn)象，即輸入量的變化一般要在12掃描周期之后才能反映到輸出端，這對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合來講來說是允許的?？删幊炭刂破鞯念愋瓦x擇基本據(jù)根據(jù)以上四點(diǎn)。最后參考上述的選型要求再加上查找plc的相關(guān)資料。查表可看出fx2n-80mr-001型號(hào)的可編程控制器是最適合的。但現(xiàn)在市面上fx2n-80mr-001型號(hào)的plc較貴，所以最終我選擇fx

26、2n-64mr-001型號(hào)的plc以及擴(kuò)展模塊fx2n-16eyr共同來完成本程序設(shè)計(jì)。fx2n-64mr-001型號(hào)的含義(1)“64”表示輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)；(2)“m”表示基本單元類型；(3)“r”表示繼電器輸出形式；(4)“001”表示專為我國生產(chǎn)的產(chǎn)品。fx2n-16eyr型號(hào)的含義(1)“16”表示輸入/輸出總點(diǎn)數(shù)；(2)“ey”表示輸出專用擴(kuò)展模塊；(3)“r”表示繼電器輸出形式；4.3 開關(guān)量i/o模塊的選擇開關(guān)量輸入模塊的電壓一般為dc24v和ac220v兩種。直流輸入可以直接與接近開關(guān)、光電開關(guān)等電子輸入裝置連接，三菱fx系列直流輸入模塊的公用端已接在內(nèi)部電源的0v，因此直流

27、輸入不需要外接直流電源，所以我選擇的是直流輸入的。 開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、晶體管輸出、及雙向可控硅輸出。繼電器輸出工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力強(qiáng)。一般控制系統(tǒng)的輸出變化不是很頻繁，就優(yōu)先選用繼電器型，并且繼電器心輸出價(jià)格最低，也容易購買。所以輸出模塊我選擇繼電器型。 4.4方案簡(jiǎn)介4.4.1 車輛入庫要求 在車庫入口要安裝身份識(shí)別裝置和道閘，身份識(shí)別裝置觸發(fā)信號(hào)線連接到plc的一個(gè)輸入端，當(dāng)車輛駛?cè)胲噹扉T口時(shí)，司機(jī)插入身份識(shí)別磁卡，經(jīng)讀卡器識(shí)別身份，證明是該小區(qū)住戶，讀卡器發(fā)出信號(hào)告知plc準(zhǔn)予車輛通過，plc驅(qū)動(dòng)輸出端，輸出端發(fā)出信號(hào)使道閘打開。道閘前的地下

28、埋設(shè)車輛檢測(cè)器，當(dāng)車輛停在道閘前，檢測(cè)器會(huì)向plc發(fā)出信號(hào)告知將有車輛進(jìn)入，道閘處于準(zhǔn)備打開狀態(tài)，只要身份識(shí)別正確，道閘立即打開，同時(shí)照明燈開啟。道閘后的地下也要埋設(shè)檢測(cè)器，車輛通過后，告知plc要增加一輛汽車的數(shù)量，并在車庫門前數(shù)碼顯示管中顯示出當(dāng)前庫內(nèi)車輛數(shù)。最后控制道閘反轉(zhuǎn)，照明燈關(guān)閉。4.4.2 車輛出庫要求 車輛出庫，要減少車輛數(shù)量記錄，并且在車庫口也要安裝出口道閘和身份識(shí)別裝置。 要使車輛數(shù)量減少，用dec功能指令使記錄車輛數(shù)的數(shù)據(jù)寄存器d0減l，最后道閘反轉(zhuǎn)，燈滅。 圖4-1是數(shù)碼顯示管示意圖，它此時(shí)表示的是車庫內(nèi)有車12輛。圖4-1 led數(shù)碼顯示4.4.3 指示板要求車庫入口

29、處應(yīng)該安裝指示板，告知車輛司機(jī)整個(gè)車庫的停放狀況，包括數(shù)量和可停放的位置。假設(shè)車庫是5行4列的設(shè)計(jì)，占地面積大概800平方米，那么在指示板上也應(yīng)該按照5行4列的方式安裝指示燈，并把每一個(gè)車位編號(hào)。 當(dāng)某位置已經(jīng)停放車輛時(shí)，相應(yīng)編號(hào)的指示燈變亮，司機(jī)看見時(shí)就可以按照指示進(jìn)入車庫按位停車。這個(gè)部分同樣可以用梯形編程圖來實(shí)現(xiàn)。車位顯示程序，相對(duì)比較簡(jiǎn)單，所用到的軟元件有輸入端元件xl0x17，x20x27，x30x33，輸出端元件y10y17，y20y27，y30y33，輸入輸出都是4排5列，共計(jì)20對(duì)。只要在車位頂部安裝紅外檢測(cè)裝置，就可以對(duì)車位有無車輛進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)車位有車輛時(shí)，相應(yīng)輸入繼電器通電

30、，常開接點(diǎn)閉合，輸出端所聯(lián)接的指示燈亮，如圖中2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、10號(hào)和12號(hào)等燈亮，證明這些車位有車。而其余位置沒車，所以相應(yīng)的指燈熄滅。 司機(jī)可以根據(jù)指示燈的亮滅情況方便快速的找到停車位置。 圖4-2 顯示板示意圖4.5 輸入/輸出（i/o）接口分配根據(jù)以上要求可以對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行分配表4.1 車庫自動(dòng)管理系統(tǒng)i/o分配表輸入輸出器件器件號(hào)功能說明器件器件號(hào)功能說明sq1x0車庫外的感應(yīng)裝置km1y0道閘正轉(zhuǎn)電動(dòng)（門開）sq2x2車庫內(nèi)的感應(yīng)裝置km2y1道閘反轉(zhuǎn)電動(dòng)（門關(guān)）sb1x1身份識(shí)別磁卡2y2照明燈sb2x3開門限位sb3x4關(guān)門限位 sq11x10車位1感應(yīng)裝置3y10車位1

31、指示燈sq12x11車位2感應(yīng)裝置4y11車位2指示燈sq13x12車位3感應(yīng)裝置6y12車位3指示燈sq14x13車位4感應(yīng)裝置7y13車位4指示燈sq15x14車位5感應(yīng)裝置8y14車位5指示燈sq16x15車位6感應(yīng)裝置9y15車位6指示燈sq17x16車位7感應(yīng)裝置10y16車位7指示燈sq18x17車位8感應(yīng)裝置11y17車位8指示燈sq19x20車位9感應(yīng)裝置12y20車位9指示燈sq20x21車位10感應(yīng)裝置13y21車位10指示燈sq21x22車位11感應(yīng)裝置14y22車位11指示燈sq22x23車位12感應(yīng)裝置15y23車位12指示燈sq23x24車位13感應(yīng)裝置16y24車

32、位13指示燈sq24x25車位14感應(yīng)裝置17y25車位14指示燈sq25x26車位15感應(yīng)裝置18y26車位15指示燈sq26x27車位16感應(yīng)裝置19y27車位16指示燈sq27x30車位17感應(yīng)裝置20y30車位17指示燈sq28x31車位18感應(yīng)裝置21y31車位18指示燈sq29x32車位19感應(yīng)裝置22y32車位19指示燈sq30x33車位20感應(yīng)裝置 23y33車位20指示燈 表4.2 擴(kuò)展單元i/o分配擴(kuò)展單元輸出器件器件號(hào)功能說明1y40bcd碼個(gè)位輸出第1位2y41bcd碼個(gè)位輸出第2位3y42bcd碼個(gè)位輸出第3位4y43bcd碼個(gè)位輸出第4位5y44bcd碼十位輸出第1

33、位6y45bcd碼十位輸出第2位7y46bcd碼十位輸出第3位8y47bcd碼十位輸出第4位4.6 外部接線圖圖4-3 可編程控制器基本單元外部接線圖圖4-3 可編程控制器擴(kuò)展模塊外部接線圖4.7 功能梯形圖圖4-4 功能梯形圖控制分析 ：當(dāng)車庫外有車時(shí)，傳感器sq1感測(cè)到信號(hào)從而使x0閉合接通中間繼電器m0，使門處于預(yù)打開狀態(tài)。此時(shí)插上身份識(shí)別卡，若為本小區(qū)用戶則身份識(shí)別正確x1動(dòng)作接通y0并自鎖，啟動(dòng)道閘正轉(zhuǎn)，門打開。y0動(dòng)作同時(shí)，接通y2這一通路并自鎖，使照明燈開啟。當(dāng)門開啟碰到開門限位x3后，斷開y0這一狀態(tài)，此時(shí)車可以進(jìn)入車庫。當(dāng)車庫內(nèi)傳感應(yīng)器（x2）感應(yīng)到車來到時(shí)，接通y1使刀閘反

34、轉(zhuǎn)，門處于關(guān)的狀態(tài)。這時(shí)開門限位x3復(fù)位（長動(dòng)），當(dāng)門碰到關(guān)門限位x4（長動(dòng)）后，使其動(dòng)作。斷開關(guān)門狀態(tài)y1與照明燈y2。 當(dāng)車庫內(nèi)有車需要出庫時(shí)，車內(nèi)傳感器x2首先動(dòng)作，接通中間繼電器m1，使門處于預(yù)打開狀態(tài)，此時(shí)插上身份識(shí)別卡，識(shí)別正確x1動(dòng)作，y0被接通自鎖，門被開啟，打開開門動(dòng)作y0，同時(shí)照明燈y2接通，燈亮，當(dāng)其碰到開門限位x3后斷開y0停止開門狀態(tài)，門已打開，車可以通過。當(dāng)車開出庫外，使車外感應(yīng)系統(tǒng)x0動(dòng)作，接通y1，門處于關(guān)的狀態(tài)，當(dāng)碰到關(guān)門限位x4后，門已關(guān)好。同時(shí)照明燈y2熄滅。每當(dāng)車庫外面停一輛車，首先車庫外傳感器x0動(dòng)作，接通中間繼電器m0，使其自鎖接通。其后身份識(shí)別無誤

35、x1動(dòng)作，啟動(dòng)y0，道閘正轉(zhuǎn)，門開啟。在門開啟的那一個(gè)上升沿使寄存器中的值加一，這就是inc指令的作用。詳細(xì)的inc指令參見第二章2.1節(jié)的inc加“1”指令。當(dāng)需要有車出庫時(shí)，首先車庫內(nèi)傳感器x1動(dòng)作，接通中間繼電器m1，使其自鎖接通。身份識(shí)別無誤x1動(dòng)作，啟動(dòng)y0是道閘正轉(zhuǎn)，門開啟。在門開啟的那一個(gè)上升沿寄存器中的值自動(dòng)減“1”。這就是dec指令的作用。詳細(xì)的dec指令可參見第二章2.1節(jié)的減“1”指令。每當(dāng)門從閉合到開啟的那一瞬間（即電路圖中使用的y0上升沿），寄存器d0中的數(shù)量值通過led顯示器顯示出來，此動(dòng)作就是靠bcd指令實(shí)現(xiàn)的。bcd指令常用于將plc中的二進(jìn)制數(shù)變換成bcd碼輸

36、出以驅(qū)動(dòng)led顯示。詳細(xì)的bcd變換指令參見第二章2.9節(jié)。cmp指令在此程序中是為了保證車庫中車數(shù)量不超過所制定的輛數(shù)（20輛）當(dāng)少于20輛時(shí)m3動(dòng)作；等于20輛時(shí)m4動(dòng)作；大于20輛時(shí)m5動(dòng)作。那么根據(jù)這些我可以限制車進(jìn)出的數(shù)量，即當(dāng)車庫內(nèi)車停滿20輛后，y0不會(huì)動(dòng)作，門將不會(huì)打開。cmp指令的詳細(xì)介紹參見第二章2.8節(jié)cmp比較指令。設(shè)計(jì)心得 寫到設(shè)計(jì)心得了，走到這一步真的很不容易。首先拿到這個(gè)題目我第一次讀過去，腦袋里留下了大概的設(shè)計(jì)要求。也就是一般的車進(jìn)出車庫，進(jìn)出時(shí)的門開門關(guān)這是車庫所必需的要求。led顯示器根據(jù)車進(jìn)出的情況顯示車庫內(nèi)的車輛數(shù)。還有就是指示板可以方便司機(jī)快速的找到空

37、車位置。一看到指示板的要求，我就想到可以用傳感器來完成感應(yīng)要求。這些都是簡(jiǎn)單的控制，看一下就可以想象到車進(jìn)出的情況。但到了真正編寫程序的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)并不是那么容易的。如果把設(shè)計(jì)程序中的出庫與入庫所用到原件都分開，就相對(duì)簡(jiǎn)單些，但所用的程序步會(huì)很多。為了減少輸入輸出點(diǎn)數(shù)，程序在車庫外和車庫內(nèi)各只用到了一個(gè)傳感器（即車庫進(jìn)出都只用一個(gè)門），那么無論車進(jìn)還是車出，那扇門都得做出相應(yīng)的動(dòng)作（車來門開車走門關(guān)）。雖然這一動(dòng)作很簡(jiǎn)單，但用程序編出來并不是那么容易的。 一開始編出來的程序，進(jìn)行調(diào)試時(shí)，表現(xiàn)的是當(dāng)有車需入庫時(shí)，門會(huì)打開，道閘正轉(zhuǎn)（y0接通）。但當(dāng)有車需要出庫時(shí)，刀閘并不正傳反而反轉(zhuǎn)。也就是由于時(shí)間沒把握好，接通了y1。最終結(jié)果就是門本來就是關(guān)著的但有車要出車庫時(shí)，門卻再次接通關(guān)的動(dòng)作怎么還繼續(xù)關(guān)呢？然后通過不斷的調(diào)試改進(jìn)、調(diào)試改進(jìn)。加了中間