PLC-車輛出入庫管理系統(tǒng)

PLC-車輛出入庫管理系統(tǒng)PLC-車輛出入庫管理系統(tǒng)PLC-車輛出入庫管理系統(tǒng)PLC-車輛出入庫管理系統(tǒng)編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:目錄目錄 1第一章引言 2PLC的基本結(jié)構(gòu) 3PLC的工作原理 4輸入刷新階段 4程序執(zhí)行階段 4輸出刷新階段 4第二章車輛出入庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成 5整體框架 5傳感器的布置 5顯示電路 6第三章PLC的I/O端口接線 7第四章I/O口地址分配 8第五章程序設(shè)計 9課題內(nèi)容 9計數(shù)邏輯 10程序流程圖 11梯形圖 12第六章總結(jié) 16第七章元器件清單 17參考文獻(xiàn) 18第一章引言隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動大量的使用自動化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。早期的自動控制系統(tǒng)是依靠繼電-接觸器來實現(xiàn)的，其特點是：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，可以實現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點的開關(guān)動作，工作頻率低，觸點易損壞，可靠性差。1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（ProgrammableLogicController），其特點是：具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，編程語言采用直觀的梯形圖語言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。目前，可編程控制器PLC主要是朝著小型化、廉價化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)DCS(DistributedControlSystem)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(FieldbusControlSystem)，這將使PLC的功能更強(qiáng)，可靠性更高，使用更方便，適用范圍更廣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。針對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計方法，建立一套基于PLC的車輛出入庫管理系統(tǒng)最大限度地提高了停車場的使用率，實現(xiàn)車輛出入庫控制、數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，就顯得十分必要。PLC的基本結(jié)構(gòu)1、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能：a.接收并存儲從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。2、存儲器可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。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）的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；存放用戶程序（用戶程序存和數(shù)據(jù)）的存儲器稱為用戶程序存儲器，所以又分為用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩部分。3．輸入接口電路輸入輸出信號有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實際涉及到的信號當(dāng)中，開關(guān)量最普遍。4．輸出接口電路：可編程序控制器的輸出有：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的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+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。允許瞬時停電在10ms以下，能繼續(xù)工作。一般小型PLC的電源輸出分為兩部分：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。PLC的工作原理PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個掃描周期主要可分為3個階段。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)閉輸入端口，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)容也不會改變，而這些變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(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。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)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實際輸出。由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段構(gòu)成PLC一個工作周期，由此循環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。顯然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。由于每個掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(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，不但不會造成影響，還會提高抗干擾能力。這是因為輸入采樣階段僅在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個工作周期的大部分時間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖、短時間的，誤動作將大大減小。但是在快速響應(yīng)系統(tǒng)中就會造成響應(yīng)滯后現(xiàn)象，這個一般PLC都會采取高速模塊?？傊?，PLC采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設(shè)備的最大特點之一，我們在學(xué)習(xí)和使用PLC當(dāng)中都應(yīng)注意。第二章車輛出入庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成整體框架傳感器的布置顯示電路第三章PLC的I/O端口接線在本設(shè)計中，總共需要8位LED數(shù)碼管和l6個按鍵，為了節(jié)省單片機(jī)I／O口數(shù)以及數(shù)碼管驅(qū)動問題，在此采用HD7279鍵盤顯示芯片。7279鍵盤顯示芯片為SPI接口，具有連線簡單、無需另加數(shù)碼管驅(qū)動、自身電路簡單等優(yōu)點。顯示部分采用1組4位一體共陰數(shù)碼管，共設(shè)置l6個功能鍵。PLC的I/O端口接線第四章I/O口地址分配設(shè)計中采用內(nèi)存為3．2K，最大I／0點數(shù)640點的微處理器(c200HE—CPU11-E，歐姆龍公司產(chǎn)品)，電源使用帶有24VDC和AC110—120／220—240V的使用電源(PA204S)根據(jù)系統(tǒng)控制要求，本系統(tǒng)需計數(shù)器1個，定時器2個，16個輸入點和16個輸出點，所選PLC類型滿足系統(tǒng)要求。輸入信號輸出信號傳感器1#發(fā)光二極管傳感器2#接LED腳b懸空接LED腳a接LED腳c接LED腳d接LED腳e接LED腳f接LED腳g接LED腳b接LED腳a接LED腳c接LED腳d接LED腳e接LED腳f接LED腳g第五章程序設(shè)計課題內(nèi)容1.入庫車輛前進(jìn)時，經(jīng)過1#→2#傳感器后計數(shù)器加1，后退時經(jīng)過2#→1#傳感器后計數(shù)器減1，單經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作。2．出庫車輛前進(jìn)時經(jīng)過2#→1#傳感器后計數(shù)器減1，后退時經(jīng)過1#→2#傳感器后計數(shù)器加1，單經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作。3．設(shè)計一個由兩位數(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)車輛的實際數(shù)量。變量約定：10001啟動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”后退操作課題要求：1．根據(jù)題意設(shè)計顯示電路圖，并按圖連接。2．畫出PLCI/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，實現(xiàn)控制要求。5.完成課程設(shè)計說明書。計數(shù)邏輯1.光傳感器的接收光被遮斷時定義為“有信號”；2.傳感器1#有信號時啟動增計數(shù)邏輯；3.傳感器2#有信號時啟動減計數(shù)邏輯；4.傳感器1#完成脈沖同時2#有信號，則啟動增計數(shù)邏輯；5.傳感器2#完成脈沖同時1#有信號，則啟動減計數(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)計數(shù)動作；7.傳感器1#和傳感器2#都沒有信號時進(jìn)行小復(fù)位動作；8.增計數(shù)與減計數(shù)的啟動邏輯互鎖；9.增計數(shù)和減計數(shù)的進(jìn)行邏輯互鎖。10.計數(shù)值超過+99后從零開始計數(shù)并報警（發(fā)光二極管）其中：條件2和條件3為“方向判定條件1”條件4和條件5為“方向判定條件2”程序流程圖車輛入庫操作流程梯形圖第六章總結(jié)隨著汽車特別是私有汽車的普及使用，對大型停車廠系統(tǒng)的集中化和智能化的安全性管理已經(jīng)成為大規(guī)模停車服務(wù)管理的必然趨勢。針對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計方法，建立一套基于PLC車輛出入庫管理系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛出入庫，數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，就顯得十分必要。建立提高停車場利用率和方便駕車者的信息系統(tǒng)，通過信息顯示牌向?qū)ふ彝＼噲龅鸟{車者提供空閑停車場的位置和停車位的滿空狀況，以及誘導(dǎo)路線指南等信息，最大限度地提高了停車場的使用率。顯示車庫內(nèi)車輛的實際數(shù)量外，同時還實現(xiàn)了系統(tǒng)的計算機(jī)化的科學(xué)管理。本設(shè)計中實現(xiàn)的雙道閘自動抬、落(出口、人口均安裝道閘)控制車輛自動進(jìn)出；將交通系統(tǒng)中的車輛監(jiān)測器、信號燈和智能門禁安全系統(tǒng)中的紅外對射探測器引人系統(tǒng)；加人非接觸式讀卡器，使系統(tǒng)實現(xiàn)了智能化控制等屬于具創(chuàng)新性的技術(shù)。本設(shè)計采用光傳感器采集信號，使用完全PLC控制，完成了車輛出入庫時的統(tǒng)計和顯示工作，能夠可靠的準(zhǔn)確的無誤的進(jìn)行計數(shù)，無論單個車輛怎樣的往返運動，都不會出現(xiàn)誤計數(shù)和漏計數(shù)，而且在人通過光傳感器時不會誤計數(shù)。最后采用兩個LED做顯示，能夠顯示車庫內(nèi)車輛的實際數(shù)量。優(yōu)點：本系統(tǒng)采用反復(fù)邏輯判定，計數(shù)動作準(zhǔn)確可靠；設(shè)備簡單安裝方便；自動化程度高便于實現(xiàn)無人值守；抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)保無污染；便于需要時進(jìn)行擴(kuò)展。缺點：PLC的輸出口資源有點過于浪費。在這次PLC課程設(shè)計制作中，指導(dǎo)老師以及同學(xué)們都給了我很多的幫助。在這里向他們表示感謝。通過此次的課設(shè)，我學(xué)到了很多知識，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，通過查資料和搜集有關(guān)的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多的書本知識，但是通過課程，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實踐相結(jié)合的問題?？傊?，收獲了很多，為大學(xué)三年劃上了一個完美的句號。第七章元器件清單元器件(型號)數(shù)量備注SIMATICS7-3001套（配專用電源）XUZ-A502套（光電開關(guān)）共陰極LED2個2K電阻14個導(dǎo)線（根據(jù)現(xiàn)場情況決定）參考文獻(xiàn)[1]李建興.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù).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.廣州：華南理工大學(xué)