jjy停車場PLC車位控制

1、 課程設計 PLC停車場車位控制 系 、 部： 電氣與信息工程系 學生姓名： 指導教師： 陳 艷 職稱 副教授 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 班 級： 電氣本1104班 完成時間： 2015.01.04 PLC課程設計任務書停車場車位控制1.如圖1-1所示，假設有一停車場共有16個車位。圖1-12.在入口處裝設一傳感器，用來檢測車輛進入的數(shù)目。3.在出口處裝設一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。4.有車位時，入口閘欄才將門開啟讓車輛進入，并有指示燈示表示尚有車位。5.車位滿時，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車進入。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。二、設計任務學

2、生根據(jù)控制要求，明確設計任務，擬定設計方案與進度計劃，運用所學的理論知識，進行停車場車位運行原理設計、硬件系統(tǒng)設計、軟件系統(tǒng)設計、創(chuàng)新設計，提高理論知識工程應用能力、系統(tǒng)調(diào)試能力、分析問題與解決問題的能力。主要內(nèi)容包括：1根據(jù)控制要求設計程序及必要的硬件系統(tǒng)。2PLC選擇及I/O及其它PLC元器件分配。3選擇電器元件，編制元件目錄表。 4繪制梯形圖。5. 進行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)停車場車位的控制要求。6編寫設計說明書及設計小結。7用計算機繪制主電路圖、PLC控制電路圖、電器元件布置圖。目 錄1 引言12 總體方案的選擇22.1 控制方案的選擇22.2 方案的比較32.3 方案確定33 主電路設計44

3、 控制系統(tǒng)硬件的設計54.1 I/O點的統(tǒng)計及PLC的選型5 4.1.1 I/O點的統(tǒng)計5 4.1.2 PLC的選型54.2 PLC的I/O口分配64.3 PLC的I/O接線圖75 系統(tǒng)軟件的設計85.1 程序流程圖85.2 程序說明85.3 程序的調(diào)試10設計總結11參考資料12致謝13附錄一 PLC控制系統(tǒng)電路接線圖14附錄二 梯形圖151 引 言可編程控制器（programmable logic controller, PLC ）是一種以微型計算機為核心的通用工業(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)代的計算機技術和通行技術結合為一體，代表了當前電器控制技術的世界先進水

4、平。 本設計的內(nèi)容是在停車場入口處裝有一個傳感器SQ1，當有車經(jīng)過入口的時候，接近開關輸出脈沖，經(jīng)PLC輸出控制電機的線圈，使電機正轉，閘欄開啟，當車接觸到出傳感器SQ2時，表示車是入庫的，車的數(shù)量加一，車庫里車數(shù)量經(jīng)過數(shù)碼管顯示出來。 通過對停車場車子的入庫和出庫以及在數(shù)碼管上顯示車輛的數(shù)目，闡述了PLC控制、自動計數(shù)、數(shù)碼顯示的一些基本思路和方法，介紹了關于PLC工作特點及運行原理，以及介紹了三菱可編程控制器系列的FX-2N系列 PLC控制器主要功能模塊及應用。FX-2N系列的PLC不僅編程簡單，通用性強，抗干擾能力強，可靠性高，而且具有易于操作及維護，設計、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點。 關鍵

5、詞：PLC；車位控制；三菱FX-2N2 總體方案的選擇2.1 總體控制方案的選擇 本次設計從控制角度來說可采用單片機控制和可編程控制器控制。它們的構成框圖和計算機是一樣的，都由中央處理器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口等構成，都滿足本次設計的控制要求。方案一 單片機控制它的控制系統(tǒng)是基于芯片級的系統(tǒng)，設計開發(fā)一個單片機系統(tǒng)，需要先設計硬件系統(tǒng)，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購置各種所需的電子元器件，焊接電路板，進行硬件調(diào)試，進行抗干擾設計和測試的大量工作；需要使用專門的開發(fā)裝置和低級編程語言編制控制程序，進行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)。方案二 可編程控制器控制它的控制思想是采用可編程的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲

6、邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程。PLC是一種工業(yè)控制計算機，故它的工作原理是建立在計算機工作原理基礎之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的。方案三 繼電器控制 繼電器控制采用硬件接線其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構成后，想再改變或增加功能都很困難。繼電器觸點數(shù)目有限靈活性和擴展性很差。繼電器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸點，使設備連線復雜，且觸點在開閉時易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。 2.2 方案的比較 PLC控制系統(tǒng)與其它方面有較大區(qū)別，是兩個完全不同的

7、概念，PLC控制系統(tǒng)與單片機控制系統(tǒng)和繼電器控制相比較有許多優(yōu)點。（1）可靠性 單片機控制抗干擾能力較低，從理論所要求的I/O總數(shù)來看，不論是MCS516系列還是MCS96系列單片機，都必須進行大規(guī)模的擴展，這樣系統(tǒng)電路更加復雜，進一步降低了系統(tǒng)的可靠性。而PLC應用于工業(yè)理論控制，PLC的可靠性得到了工控業(yè)界的認可。（2）開發(fā)成本單片機本身售價雖不高，但要購入單片機開發(fā)裝置（如仿真器、燒錄器、電源）和還要模擬制板等，都要不少的費用。加上開發(fā)周期中所投入的人力物力，其價錢就遠遠地超過用PLC開發(fā)的費用。另外，由于設備是專用特殊設備，其控制系統(tǒng)專用性強，通用性較差，為其投入過多的開發(fā)費用不劃算。

8、而用PLC進行的設備開發(fā)和控制費用都遠遠低于采用單片機的費用，其系統(tǒng)可大可小，小到幾點，大到數(shù)千點，甚至上萬點，很好解決工業(yè)控制過程。（3）開發(fā)周期從電路設計、模擬制板、編程、仿真、調(diào)試等經(jīng)歷非常長的周期，設計中往往要花大部分的時間在硬件設計和編程調(diào)試處理上，而對最為重要的工藝工程往往沒有更多的時間考慮。而用PLC進行設備控制，不會花太多精力在硬件處理上，采用積木式結構很快可以形成系統(tǒng)電路。大部分精力集中在工藝的了解和程序編寫上，有利于設備的快速開發(fā)，程序的編輯修改、調(diào)試都可隨時進行，縮短了開發(fā)時間。（4）修改和維護利用單片機開發(fā)的設備往往是專用的特殊設備，在市場往往不能找到替代的配件，所以不

9、便于維護。而隨微電子控制技術，PLC的處理能力也越來越強，其通信能力，運算處理、容量（I/O容量和程序容量）等都有充足的發(fā)展。2.3 方案確定 根據(jù)以上比較可知，PLC在性能上比繼電器控制和單片機控制邏輯優(yōu)異，特別是可靠性高、通用性強、設計施工周期短、調(diào)試修改方便，而且體積小、功耗低、使用維護方便等優(yōu)點，我們決定選擇方案二以PLC為控制核心設計了自動售貨機裝置PLC控制系統(tǒng)。3 PLC主電路設計本設計是在停車場入口處和出口處各安裝一個傳感器SQ1，當有車經(jīng)過入口的時候，接近開關輸出脈沖，經(jīng)PLC輸出控制電機的線圈，使電機正轉，閘欄開啟，經(jīng)過5s車輛通過車庫的入口處后使電機反轉，閘欄關閉。 PL

10、C主電路圖4 控制系統(tǒng)硬件設計4.1 IO點的統(tǒng)計及PLC 選型 4.1.1 I/O點的統(tǒng)計在本次設計的PLC控制系統(tǒng)中，我們總共用到了4個輸入點和18個輸出點。 輸入信號：程序開始按鈕以及關閉開關，車入庫傳感器和車出庫傳感器。 輸出信號：停車場有車位的指示燈和無車位的指示燈以及停車場開門和關門的控制，還有用來顯示車庫中車數(shù)目的兩個數(shù)碼管各用了7個輸出。 4.1.2 PLC的選型三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當FX系列中最高檔次的超小程序裝置，還可以適用于多個基本組件間的連接，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。滿足實驗的要求特點 -系統(tǒng)

11、配置即固定又靈活；-編程簡單；備有可自由選擇，豐富的品種；令人放心的高性能；高速運算；使用于多種特殊用途；外部機器通訊簡單化；共同的外部設備。三菱plc-FX2N-128MR-001 基本單元帶64點輸入/64點繼電器輸出FX2N-80MR-001 基本單元 帶 40點輸入/40點繼電器輸出z 基本單元 帶 32點輸入/32點繼電器輸出FX2N-48MR-001 基本單元 帶 24點輸入/24點繼電器輸出。所有的系列都滿足實驗所需，根據(jù)控制要求統(tǒng)計系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)與輸出點數(shù)，并考慮要有一定的余量，在本系統(tǒng)中我們采用了三菱FX2N48MR型PLC，該型號PLC是FX系列PLC家族中比較先進的系

12、列。它具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個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。4.2 PLC的I/O口分配表 PLC 輸入接口分配表 輸入點 輸入所接設備 X000 啟動按鈕 X001 停止按鈕 X002 入傳感器 X003 出傳感器 PLC 輸出接口分配表 輸出點 輸出所接設備 Y000 尚有車位指示燈 Y001 車位已滿指示燈 Y004 正轉開啟閘門 Y005 反轉關閉閘門 Y010至Y016 個位數(shù)碼顯示管 Y020至Y026 十位數(shù)碼顯示管 4.3 PLC的I/O接線圖 PLC的I/O接

13、線圖可按照PLC的I/O分配表，將輸入和輸出所接的設備連接到PLC上即可 PLC I/O接線圖LED數(shù)碼管PLC I/O接線原理圖如下圖所示：5 控制系統(tǒng)軟件設計5.1 程序流程圖 程序開始運行時，PLC通過循環(huán)掃描來判斷是否有車輛通過傳感器（即有無車輛出入車庫），有車入庫時要需要判斷車庫中是否有車位，車庫中有車位時才會開門讓車入庫，然后顯示車庫中車的數(shù)量。有車出庫的時候則無需比較，打開車庫門讓車出庫即可，出庫后還要顯示車庫中車的數(shù)量。 程序流程圖5.2 程序說明根據(jù)設計要求，啟動按鈕開關X000，輔助繼電器M0得電，M0常開觸點閉合，自鎖；M0閉合一個掃描周期，將數(shù)據(jù)寄存器D0清0。當有車輛

14、靠近入口的接近傳感器（X002）時，繼電器M2得電同時產(chǎn)生一個上升沿使繼電器M1得電，M1得電時將車的數(shù)量加1，M2得電時開始下面的程序 當D1的值加1后要與16相比較，看車庫中是否有空車位，有車位時車位指示燈亮并開車門讓車入庫，然后關門，無車位時無車位指示燈亮，程序結束 在數(shù)碼管顯示的時候，設計了兩組數(shù)據(jù)的比較指令CMP，其一是D0與10的比較，當D0小于10 的時，只顯示個位數(shù)碼管的數(shù)值 當D0的數(shù)值大于10或等于10 的時候，高位輸出1，低位輸出D0，其中D0為16減去10的結果再放入D0中5.3 程序的調(diào)試 程序執(zhí)行沒有錯誤，X2接通時,D0的值會相應的加1，然后與16相比較，大于16

15、時顯示無車位，程序結束。小于等于16時，顯示有車位，程序繼續(xù)往下執(zhí)行，打開車庫的門讓車入庫，后關車庫的門，然后顯示車庫中車的數(shù)量。X3接通時，D0的值會相應的減1，打開車庫的門讓車出庫，后關車庫的門，再顯示車庫中車的數(shù)量。 設計總結通過本次課程設計使我比較系統(tǒng)地掌握有關PLC控制系統(tǒng)的設計思想和設計方法，主要對PLC（三菱FX2N系列）的結構、功能、內(nèi)部資源等了解并對其進行測試和加以應用的知識得到學習。同時也了解了許多以前不了解或者忘記了的知識，例如SEGD的使用方法，同時通過自己在實驗室里調(diào)程序，也找到了自己設計程序時不容易，例如當車的數(shù)量加1或減1的時候要用上升沿或者下降沿來表示，否則就會

16、出錯，SEGD語句只能用在FX2N系列的PLC上等等。在對PLC編程方面，我們熟悉了梯形圖，指令表等，又掌握了一些新的編程思想，使得程序更為簡練、易懂，而且更為嚴謹，程序執(zhí)行的穩(wěn)定性得到了提高。更讓我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計期間，要感謝老師對我的悉心指導及幫助和同學對我們的無私幫助，使得我們能夠順利完成本次課程設計。 參考文獻1鐘肇新、范建東、馮太合編.可編程控制器原理及應用（第四版）M.華南理工大學出版社.2008.22史國生. 電

17、氣控制與可編程控制器技術. 北京：化學工業(yè)出版社，2010.10 3 范永勝電氣控制與PLC應用M. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.74 胡學林. 可編程控制器原理及應用M. 北京：電子工業(yè)出版社，2005.85 吳中俊. 可編程控制器原理及應用M. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.16 范永勝電氣控制與PLC應用M. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.7 致謝 本次設計能夠成功的完成，首先我要衷心感謝我的導師陳艷老師，感謝他兩年多來對我的悉心教導和幫助。在大學期間，陳老師傳授給我的學習方法和研究思路都讓我終身受益。也必將對我以后的人生道路產(chǎn)生重大影響。在此謹向陳老師表示深深的謝意，還要感謝我所有授課老師們。我在班上的點滴進步，都歸功于老師們的教誨與幫助