車輛出入庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)教材

1、邵陽學(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、輛出入庫管理系統(tǒng)，技術(shù)參數(shù)和條件如下：1 入庫車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過1# t 2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過2# t 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.出庫車輛前進(jìn)時(shí)經(jīng)過2# t 1#傳感器后計(jì)數(shù)器減 1,后退時(shí)經(jīng)過1# t 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- 倉庫空顯示；10004- =“1” 入庫操作10004- =“ 0”出庫操作；10005- = “ 1 ”前進(jìn)操作10005- =“

3、0 ”后退操作；10006-1# 傳感器；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201

4、4年11月3日-4日：收集和課程設(shè)計(jì)有關(guān)的資料，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）七、主管教學(xué)主任意見主管主任（簽字）八、備注學(xué)生（簽字）：指導(dǎo)教師（簽字）：摘要本文介紹的主要是利用可編程序控制器 PLC(programmablecontroller )設(shè)計(jì) 車輛出入庫管理系統(tǒng)。 隨著生活水平的提高， 私家車的數(shù)量越來越多， 公共場(chǎng)所和社 區(qū)

5、車輛流動(dòng)的數(shù)量越來越多， 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)出入庫開門， 利用電機(jī)控制車庫門的開 與關(guān)，外接數(shù)碼管顯示車輛的數(shù)目，利用復(fù)位寄存器來進(jìn)行復(fù)位，再設(shè)計(jì)報(bào)警燈，車 庫滿了自動(dòng)報(bào)警。編寫順序功能圖以及梯形圖來達(dá)到需要滿

6、足的要求。關(guān)鍵詞：可編程序控制器PLC ；傳感器；梯形圖；復(fù)位寄存器III目錄摘要 錯(cuò). 誤！未定義書簽。1 PLC簡介錯(cuò)誤！未定義書簽。1.1 PLC 的基本結(jié)構(gòu) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。1.2 PLC 的工作原理 錯(cuò). 誤！未定義書簽。1.3 PLC 的特點(diǎn) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。2車庫車輛出入庫PLC設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書簽。2.1車庫車輛出入庫PLC計(jì)數(shù)邏輯錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2車庫車輛出入庫PLC控制程序流程圖錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3車庫車輛出入庫PLC選型錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4車庫車輛出入庫PLC傳感器選型錯(cuò)誤！未定義書簽。3車庫車輛出入庫PLC控制程序設(shè)計(jì) 63.1 車庫車輛出入庫

7、梯形圖 6.3.2 車庫車輛出入庫指令表 7.3.3 車庫車輛出入庫 I/O 接線圖 錯(cuò). 誤！未定義書簽。4 結(jié)束語 9.參考文獻(xiàn) 錯(cuò). 誤！未定義書簽。致謝錯(cuò). 誤！未定義書簽。1 PLC 簡介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

8、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)是無法正 常工作的，因此 PLC 的制造商對(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AC100V 240V,而電壓允許范圍在 AC85V 264V之間。允

9、 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 )編程方法簡單易學(xué)( 2)

10、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22車庫車輛出入庫PLC設(shè)計(jì)2.1車庫車輛出入庫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車庫車輛出入庫PLC控制程序流

11、程圖加數(shù)器動(dòng)作結(jié)束丄如圖2. 1所示，車輛入庫時(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。如圖2.2所示，車輛出庫時(shí)，車輛如果經(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車庫車輛出入庫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

12、）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FX 2N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?？蛇x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

13、件應(yīng)用指令中有多個(gè)可使用的簡單指令、 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/DC5V， 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 車庫車輛出入庫 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

14、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。133車庫車輛出入庫PLC控制程序設(shè)計(jì)3.1車庫車輛出入庫梯形圖j7i-籟三二盯譽(yù)仁 闊岳:際 空，劉-訪創(chuàng)fWllg麗總囲副冏圖國:-麗/WDK-linttdll：觸細(xì) IWEni廠 -HIKIW 繃 1 -HIy-附 ML -II-io 山KIIJ 咖Tb! mioE圖3.

15、1梯形圖車輛入庫時(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DO加1,同時(shí)對(duì)M3復(fù)位；在車輛出庫時(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DO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 DO 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)即車庫已滿，M6 置1”報(bào)警燈丫007進(jìn)行報(bào)警。3.2 車庫車輛出入庫指令表LDX007ESTD0LDX000AN

16、IX011SETM3LDM3ANDX011INCD0RSTM3LDX011ANIX000SETM4LDM4ANDX000DECD0RSTM4LDX020CMPD0BCDDOANIY004ANIYOO5K10M5K1Y000OUTM8LDM8MOVD1OUTY 004LDY 004MOVD2OUTY 005LDM6OUTY 007ENDK1Y 000K1Y 0003.3車庫車輛出入庫I/O接線圖圖3.2 I/O接線圖如圖3.2所示，是車庫車輛出入庫的I/O接線圖，外接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，顯示車庫中已有車輛的數(shù)量，當(dāng) 車庫滿時(shí)，則會(huì)報(bào)警。4 結(jié)束語

17、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)起到了很好的溫習(xí)作用。 通過對(duì)車庫車輛出入庫管理設(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，完成了車輛出入庫時(shí) 的統(tǒng)計(jì)和顯示工作， 能夠可靠的準(zhǔn)確的無誤的進(jìn)行計(jì)數(shù)， 無論單個(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， 20