基于PLC車庫出入管理系統(tǒng)

摘要隨著汽車特別是私有汽車的普及使用，公共場所和社區(qū)汽車流轉(zhuǎn)數(shù)量激增，這對車輛的安全停放和管理提出了更高的要求，引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)和管理方式，實(shí)現(xiàn)對大型停車場系統(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。建立一套基于PLC的車輛出入庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛出入庫控制、數(shù)量統(tǒng)計(jì)的自動(dòng)化，就顯得十分必要。本設(shè)計(jì)是基于PLC的車輛出入庫管理系統(tǒng)，采用兩位LED來顯示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。使用兩個(gè)光傳感器來監(jiān)控車輛的進(jìn)出并完成計(jì)數(shù)工作，車輛進(jìn)入時(shí)經(jīng)過兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字加一，車輛外出時(shí)經(jīng)過兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字減一，但當(dāng)車輛只經(jīng)過一個(gè)傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)。為了防止意外技術(shù)錯(cuò)誤，本系統(tǒng)采用反復(fù)程序校驗(yàn)，來提高系統(tǒng)的可靠性。首先，注意控制兩個(gè)傳感器之間的距離，用程序驗(yàn)證進(jìn)出車庫的是否是車輛，當(dāng)人通過傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)；其次，采用邏輯互鎖方式，啟動(dòng)加計(jì)數(shù)則要鎖定減計(jì)數(shù)，產(chǎn)生加計(jì)數(shù)脈沖時(shí)則要鎖定減計(jì)數(shù)脈沖。如此以保證可靠性；最后，及時(shí)的進(jìn)行復(fù)位處理，以免車輛在傳感器附近作往返運(yùn)動(dòng)時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。關(guān)鍵詞：PLC光傳感器可靠性車輛AbstractAsthecar'spopularityinparticulartheprivatecaruse,publicplacesandcommunityturnoversurgedcar,whichparkedvehiclesafetyandmanagementofahigherdemand,theintroductionofadvancedcontroltechnologiesandmanagementpractices,andachievelargecarparksystemcentralizedsecuritymanagementandintelligentcontroloflarge-scaleparkingservicemanagementhasbecomeainevitabletrend.TheestablishmentofaPLC-basedvehicleoutofstoragemanagementsystem,controlofthevehicleoutofstorage,thenumberstatisticsofautomation,itisverynecessary.

ThedesignisbasedonthePLC'svehicleoutofstoragemanagementsystemthatusestwoLEDtoshowtheactualnumberofvehiclesinthegarage.Usingtwolightsensorstomonitorvehicleaccessandcompletecountofthework,vehiclesenteringthroughthetwosensorswhenthedisplaynumberplusone,thevehiclewhentheygooutthroughthetwosensorstodisplaynumbersbyone,butwhenthevehicleisnotonlythroughasensorcount.

Inordertopreventaccidentaltechnicalerrors,thesystemcheckbyrepeatedprocedurestoimprovesystemreliability.

First,payattentiontocontrollingthedistancebetweentwosensors,withtheprogramverifieswhetherthevehicleoutofthegarage,whenthepersonisnotcountedbythesensor;Secondly,theuseoflogicinterlockmode,startbycountingadditionalcountwillhavetolock,resultinginadditionalcountspulsewillhavetolockdowncountingpulses.Soastoensurereliability;Finally,resetthetimelytreatmenttopreventthevehiclefromthevicinityofthesensorerrorcountmovement.

Keywords:PLC,lightsensors,reliability,vehicle目錄TOC\o"1-2"\h\u26953第一章引言 1182231.1PLC的基本結(jié)構(gòu) 1232621.2PLC的工作原理 16107第二章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布 2143942.1系統(tǒng)整體框圖 2191772.2光傳感器的布置方案 267162.3顯示電路 360942.4PLC的I/O口端口接線 4258962.5I/O口地址分配 420697第三章程序設(shè)計(jì) 5247633.1控制要求 534913.2程序流程圖 5125353.3計(jì)數(shù)邏輯 6188873.4梯形圖 613341第四章結(jié)論 1024373第五章致謝 119161第六章參考文獻(xiàn) 1112081附錄元器件清單 12第一章引言1.1PLC的基本結(jié)構(gòu)中央處理器（CPU）中央處理器（CPU）是PLC的控制核心。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能：a.接收并存儲(chǔ)從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢測電源，存儲(chǔ)器，I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。2.存儲(chǔ)器可編程控制器的存儲(chǔ)器分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序）的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器；存放用戶程序的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器，所以又分為用戶存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器兩部分。輸入接口電路輸入輸出信號(hào)有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種，以開關(guān)量最普遍。4.輸出信號(hào)電路可編程控制器的輸出有：繼電器輸出（M）、晶體管輸出（T）、晶閘管輸出（SSR）三種輸出形式。5.電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。一般小型PLC的電源輸出為兩部分：一部分供PLC內(nèi)部電路工作；一部分向外提供給現(xiàn)場傳感器等的工作電源。1.2PLC的工作原理PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個(gè)掃描周期主要可分為3個(gè)階段。1.輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉出入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會(huì)改變，而這些變化必須等到下一步周期的輸入刷新階段才能被讀入。2.程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入端的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助存儲(chǔ)器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。3.輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器），并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成PLC一個(gè)工作周期，因此稱為循環(huán)掃描方式。顯示掃描周期的長短主要取決于程序的長短。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出之后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但是由于其對I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對有變化的進(jìn)行刷新，這對一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會(huì)造成影響，還會(huì)提高抗干擾能力?？傊琍LC采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設(shè)備的最大特點(diǎn)之一。第二章系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及端口分布2.1系統(tǒng)整體框圖本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過光傳感器進(jìn)行信息采集之后，傳到可編程控制器進(jìn)行處理，然后經(jīng)過一系列相關(guān)處理之后，在數(shù)碼管顯示相應(yīng)的車輛數(shù)，以此來實(shí)現(xiàn)車輛輸入庫管理。2.2光傳感器的布置方案光傳感器的布置安裝需要考慮誤計(jì)數(shù)和漏計(jì)數(shù)問題，注意控制兩個(gè)傳感器之間的距離，用程序驗(yàn)證進(jìn)出車庫的是否是車輛，當(dāng)人通過傳感器時(shí)不可以計(jì)數(shù)；其次，采用邏輯互鎖方式，啟動(dòng)加計(jì)數(shù)則要鎖定減計(jì)數(shù)，產(chǎn)生加計(jì)數(shù)脈沖時(shí)則要鎖定減計(jì)數(shù)脈沖。如此以保證可靠性；最后，及時(shí)的進(jìn)行復(fù)位處理，以免車輛在傳感器附近作往返運(yùn)動(dòng)時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。2.3顯示電路在顯示電路的選擇中，我們選擇共陰極七段LED數(shù)碼管，首先COM腳接-VCC,然后將每一只陽極引腳各接一個(gè)限流電阻，限流電阻的大小一般選擇200~300Ω，電阻值越大，電流越小，亮度也越小，電阻值越小，電流越大，亮度也越大。綜合考慮，選擇的限流電阻大小為220Ω。通過對Q1.0~Q1.6,Q2.0~Q2.6的輸出控制，來顯示數(shù)碼管的亮暗，以此顯示數(shù)字。對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)如下表所示：數(shù)字（dp）gfedcba16進(jìn)位顯示0001111110x3f01000001100x0612010110110x5d23010011110x4f34011001100x6645011011010x6d56001111000x3c67000001110x0778011111110x7f89011001110x379各個(gè)管腳接引如下表所示：Q1.0接LED腳bQ1.1接LED腳aQ1.2接LED腳cQ1.3接LED腳dQ1.4接LED腳eQ1.5接LED腳fQ1.6接LED腳gQ2.0接LED腳bQ2.1接LED腳aQ2.2接LED腳cQ2.3接LED腳dQ2.4接LED腳eQ2.5接LED腳fQ2.6接LED腳g2.4PLC的I/O口端口接線傳感器1#接I0.1，傳感器2#接I0.2，以此來輸入信號(hào)至主控制器PLC，當(dāng)PLC采集到信號(hào)，并經(jīng)過相關(guān)分析處理后，通過輸出端口將信號(hào)送至LED顯示出來，管腳接線圖如上所示。2.5I/O口地址分配輸入信號(hào)輸出信號(hào)傳感器1#I0.1發(fā)光二極管Q0.2傳感器2#I0.2接LED腳bQ1.0手動(dòng)清零I0.3接LED腳aQ1.1接LED腳cQ1.2接LED腳dQ1.3接LED腳eQ1.4接LED腳fQ1.5接LED腳gQ1.6接LED腳bQ2.0接LED腳aQ2.1接LED腳cQ2.2接LED腳dQ2.3接LED腳eQ2.4接LED腳fQ2.5接LED腳gQ2.6第三章程序設(shè)計(jì)3.1控制要求（1）入庫車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過1#→2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過2#→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#→1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過1#→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。3.2程序流程圖3.3計(jì)數(shù)邏輯（1）光傳感器的接收被遮斷時(shí)，定義“有信號(hào)”；（2）傳感器1#完成脈沖同時(shí)2#有信號(hào)，啟動(dòng)增計(jì)數(shù)邏輯；（3）傳感器2#完成脈沖同時(shí)1#有信號(hào)，啟動(dòng)減計(jì)數(shù)邏輯（4）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；（5）傳感器1#和傳感器2#都沒有信號(hào)后進(jìn)行小復(fù)位動(dòng)作；（6）增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的啟動(dòng)邏輯互鎖；（7）增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的進(jìn)行邏輯互鎖；（8）計(jì)數(shù)值超過+99后從零開始計(jì)數(shù)并未報(bào)警（發(fā)光二極管或者蜂鳴器）10001啟動(dòng)100061#傳感器10002停止100072#傳感器

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=“0”后退操作3.4梯形圖如下所示：第四章結(jié)論本設(shè)計(jì)采用光傳感器采集信號(hào)，使用PLC控制，用數(shù)碼管顯示，本設(shè)計(jì)可以可靠準(zhǔn)確的完成了車輛出入庫時(shí)的統(tǒng)計(jì)和顯示工作，無論車輛往返情況如何，都不會(huì)出現(xiàn)誤計(jì)數(shù)和漏計(jì)數(shù)