畢業(yè)設(shè)計(jì)基于PLC的車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)

1、車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著生產(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(dòng)大量的使用自動(dòng)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(dòng)控制系統(tǒng)是依靠繼電-接觸器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，可以實(shí)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(diǎn)的開關(guān)動(dòng)作，工作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，可靠性差。1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特點(diǎn)是：具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，編程語(yǔ)言采用直觀的梯形圖語(yǔ)

2、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(jià)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(jì)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(Distributed Control System)、現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)FCS(Field bus Control System)，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。本設(shè)計(jì)是基于PLC的車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)，采用兩位LED來(lái)顯示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。使用兩個(gè)光傳感器來(lái)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(guò)兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字加一，車輛外出時(shí)經(jīng)過(guò)兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字減

3、一，但當(dāng)車輛只經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)。為了防止意外計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，本系統(tǒng)采用反復(fù)程序校驗(yàn)，來(lái)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(kù)的是否是車輛，當(dāng)人通過(guò)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 傳感器 車輛 可靠性 AbstractWith productivity and the continuous development of science and technology, people's

4、 daily lives and production activities of a large number of the use of automated control, not only saving human resources, but a large degree of improved production efficiency, further promote the rapid development of productive forces, and constant enrich people's lives. Early automatic control

5、 system relies on the relay - Contactor to achieve, and its features are: simple structure, low cost, anti-interference capability, can achieve centralized control and remote control, but the introduction of fixed wiring, versatile and flexible of the poor and by the switch contacts, the low frequen

6、cy contacts easily damaged, poor reliability.1969, a programmable logic controller PLC (Programmable Logic Controller), its features are: a logic control, timing, counting, and other functions, intuitive programming language used ladder diagram language, software changes convenience, versatility and

7、 flexibility good.At present, the major PLC programmable controller is a small, low-cost, standardized, high-speed, intelligent, high-capacity, in the direction of the network, and computer technology, formation of industrial control systems, distributed Control Systems DCS (Distributed Control Syst

8、em), fieldbus control system FCS (Field bus Control System), the PLC will enable more powerful, more reliable, more convenient to use, a wider scope. The design is based on the storage of vehicles PLC management systems, LED used two vehicles in the garage to show that the actual number. The use of

9、two light sensor to monitor vehicle access and complete count, the two vehicles entered the house through the sensor and a digital display, two vehicles going through the sensor by a digital display, but only after a sensor vehicles will not count. In order to prevent accidents counting error, the s

10、ystem used repeatedly checking procedures to enhance the reliability of the system. First of all, pay attention to control the distance between the two sensors, access to the garage with the certification procedures for the vehicles, through the sensor when people do not count; Secondly, the introdu

11、ction of the logical interlocked, and counting would start by counting lock, a Canadian Counting will have to lock pulse by pulse count, so in order to ensure reliability; Finally, a reduction of the processing time to avoid vehicles in the vicinity of sensors for counting from the wrong campaign. K

12、ey words: PLC Sensor Vehicles Reliability目 錄摘 要IAbstractII目 錄III第一章 引 言41.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)41.2 PLC的工作原理4第二章 車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)的構(gòu)成62.1 整體框架62.2 傳感器的布置62.3 顯示電路7第三章 PLC的I/O端口接線8第四章 I/O 口地址分配9第五章 程序設(shè)計(jì)105.1 控制要求105.2 計(jì)數(shù)邏輯105.3 程序流程圖115.4 梯形圖12第六章 結(jié) 論14第七章 參考文獻(xiàn)15第八章 致 謝16第九章 元器件清單1717第一章 引 言1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu) 1、中央處理單元(CPU) 中

13、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(chǔ)從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢查電源、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(yǔ)法錯(cuò)誤。 2、存儲(chǔ)器 可編程序控制器的存儲(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（用戶程序存和數(shù)據(jù)）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。 3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，在我們實(shí)際涉及到的信號(hào)當(dāng)中，開關(guān)量最普遍。4輸出接口電路：

14、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(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(wú)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AC100V240V，而電壓允許范圍在AC85V264V之間。允許瞬時(shí)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(chǎng)傳感器等的工作電源。 1.2 PLC的工作原理PLC

15、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(huì)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。2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(yùn)算結(jié)果存入對(duì)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。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

16、（輸出映像寄存器），并通過(guò)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，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(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。掃描周期越長(zhǎng)，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(duì)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(duì)I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對(duì)有變化的進(jìn)行刷新，這對(duì)一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)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。這是因?yàn)檩?/p>

17、入采樣階段僅在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖、短時(shí)間的，誤動(dòng)作將大大減小。但是在快速響應(yīng)系統(tǒng)中就會(huì)造成響應(yīng)滯后現(xiàn)象，這個(gè)一般PLC都會(huì)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(diǎn)之一，我們?cè)趯W(xué)習(xí)和使用PLC當(dāng)中都應(yīng)注意。第二章 車輛出入庫(kù)管理系統(tǒng)的構(gòu)成2.1 整體框架2.2 傳感器的布置2.3 顯示電路第三章 PLC的I/O端口接線第四章 I/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懸空I0.3接LED腳aQ1.1接LED腳cQ1.2接LED

18、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第五章 程序設(shè)計(jì)5.1 控制要求（1）. 入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，分別順次經(jīng)過(guò)1# 和2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)2# 和1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。（2）. 出庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，分別順次經(jīng)過(guò)2# 和1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過(guò)1# 和2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，單經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。5.2 計(jì)數(shù)邏輯1.光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.傳感器1#和傳感器2#都沒有信號(hào)時(shí)進(jìn)行小復(fù)位動(dòng)作；8.增計(jì)數(shù)與減計(jì)數(shù)的啟動(dòng)邏輯互鎖；9.增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的進(jìn)行邏輯互鎖。10.計(jì)數(shù)值超過(guò)+99后從零開始計(jì)數(shù)并報(bào)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”；5.3 程序流程圖5.4 梯形圖第六章 結(jié) 論本設(shè)計(jì)采用光傳感器采集信號(hào)，使用完全PLC控制，完成了