plc停車場位控制

目錄TOC\o"1-2"\u第1章控制流程工藝分析 21.1控制過程描述 21.2控制工藝分析 2第2章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 32.1系統(tǒng)硬件組成 32.2控制方法分析 42.3I/O分配 42.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計 5第3章控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計 53.1控制程序流程圖設(shè)計 53.2控制程序梯形圖設(shè)計 6第四章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 94.1PLC與上位監(jiān)測軟件通訊 94.2上位監(jiān)測系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計 94.3實現(xiàn)的效果 9第五章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析 115.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題 115.2結(jié)果分析 11第六章課程設(shè)計心得 12參考文獻 13附錄 14第1章控制流程工藝分析1.1控制過程描述假設(shè)有一停車場共有16個車位,在入口處裝設(shè)一傳感器,用來檢測車輛進出的數(shù)目,在出口處裝設(shè)一傳感器,用來檢測車輛出去的數(shù)目,尚有車位時,入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進入停放,并有一指示燈表示尚有車位,車位已滿時,則有一指示燈顯示車位已滿,且入口閘欄不能開啟讓車輛進入,可以從七段數(shù)碼管上顯示目前停車場共有幾部車?？刂圃韴D如下所示：數(shù)碼顯示C250雙向計數(shù)器車進/出數(shù)碼顯示C250雙向計數(shù)器車進/出Y/N16合/開閘合/開閘 1.1原理框圖1.2控制工藝分析根據(jù)設(shè)計要求，啟動按鈕開關(guān)X1，輔助繼電器M1得電，M1常開觸點閉合，自鎖；M1閉合時，C250開始工作，當(dāng)計數(shù)為16時，C250常開觸點閉合，輔助繼電器M0得電，M0常開觸點閉合，輸出繼電器Y0得電，車滿指示燈亮。M0常閉觸點斷開，輸出繼電器Y1失電，車未滿指示燈熄滅；M1常開觸點閉合時，上升沿微分輸出，M2繼電器得電，M2常開觸點閉合，將0賦值給計數(shù)器D0，將1賦值給計數(shù)器D1，完成了初始化階段；當(dāng)車輛通過停車場入口或出口時，傳感器1向計數(shù)器輸入高電平，X3常開觸點閉合，停車場門口處的閘門控制系統(tǒng)總開關(guān)Y2閉合，閘門控制系統(tǒng)開始工作，輸出繼電器Y3得電，常開觸點Y3閉合，自鎖，閘門打開，車輛通過，當(dāng)碰到行程開關(guān)X6時，X6常閉觸點斷開，X6常開觸點閉合，T0繼電器得電，常開觸點T0閉合，自鎖，延時1分鐘后，輸出繼電器Y4得電，電機反轉(zhuǎn)關(guān)門；當(dāng)進入一輛車時，X3閉合，D0中存儲的數(shù)和D1中存儲的數(shù)相加并賦值給計數(shù)器D0中；當(dāng)出去一輛車時，X4閉合，D0中存儲的數(shù)減去D1中的數(shù)賦值給D0，計數(shù)能夠?qū)崟r更新；M1閉合時，計數(shù)器D0中存儲的數(shù)輸入七段數(shù)字譯碼顯示器實時顯示。程序指令見附錄。第2章控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1系統(tǒng)硬件組成1、PLC（三菱FX2N—32MR）：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FX2N—32MR型PLC，該型號PLC是FX系列PLC家族中比較先進的系列。它具備如下特點：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)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。2、傳感器（BEN5M-MDT）：它是一種測距的光電傳感器，具有測距遠（最遠可達到5米），采用反射鏡反射的檢測方式，DC12－24V供電，NPN/PNP同時輸出，遮光ON/入光ON選擇。3、七段數(shù)字譯碼顯示器：由于在PLC系統(tǒng)中工作的是二進制的數(shù)字信號，而人們習(xí)慣十進制的數(shù)字或運算結(jié)果，因此需要數(shù)字顯示器，顯示出便于人們觀測、查看的十進制數(shù)字，因此本設(shè)計選擇了七段數(shù)字譯碼顯示器，譯碼顯示器主要由譯碼器和驅(qū)動器兩部分組成，通常二者都集成在一塊芯片中。2.2控制方法分析本設(shè)計在停車場閘門口處裝兩個光電傳感器BEN5M-MDT，傳感器所接受到的信號控制電機的正反轉(zhuǎn)，停車場的閘門開合，另外，傳感器所接受到的信號傳輸給plc控制系統(tǒng)的雙向計數(shù)器C250，C250具有計數(shù)存儲功能，并將計數(shù)結(jié)果實時傳輸給帶譯碼器的七段數(shù)碼顯示器顯示，如顯示的數(shù)為16時，則門口處的閘門停止工作，如顯示的數(shù)還沒到16時，則閘門繼續(xù)工作。2.3I/O分配輸入信號輸出信號啟動按鈕X1車滿信號燈L1Y0上升沿加計數(shù)輸入X3車未滿信號燈L2Y2上升沿減計數(shù)輸入X4正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y3行程開關(guān)X6X6反轉(zhuǎn)接觸器KM2Y4行程開關(guān)X7X7BCD碼輸出Y5Y14表2.1I/O分配表說明：1．X：X為輸入繼電器，它的作用是接受并存儲外部輸入的開關(guān)量信號，和對應(yīng)的輸入端子相連，同時提供無數(shù)的常開和常閉軟觸點用于編程。2．Y：Y為輸出繼電器，它的作用是具有一常開硬觸點用于向外部負載發(fā)送信號，每一輸出繼電器的常開硬觸點與可編程控制器的一個輸出點相連直接驅(qū)動負載，它也提供了無數(shù)的常開和長閉軟觸點用于編程。3.M：M為輔助繼電器，它是由軟件來實現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運算及賦予特殊功能的一類編程元件，其作用類似于繼電接觸控制系統(tǒng)中的中間繼電器，絕大多數(shù)的繼電器線圈由用戶程序驅(qū)動。4．T：T為定時器，作用相當(dāng)于繼電接觸控制中的通電延時型時間繼電器。5．C：C為計數(shù)器，主要用來記錄脈沖的個數(shù)。本設(shè)計采用的C250為一相雙向的高數(shù)計數(shù)器，這種計數(shù)器固定可編程控制器的一個輸入端X3用于上升沿加計數(shù)，固定可編程控制器的另一個輸入端X4用于上升沿減計數(shù)。6．D：D為數(shù)據(jù)寄存器。2.4系統(tǒng)接線圖設(shè)計圖2.2停車場控制及系統(tǒng)接線圖圖為停車場控制系統(tǒng)的接線圖，在該接線圖中，X1是該系統(tǒng)的總開關(guān)，BEN5M-DT傳感器1接X3輸入端，BEN5M-DT傳感器2接X4輸入端，X6、X7是行程開關(guān)，分別接X6、X7輸入端。L1是停車場車滿指示燈，L2是車未滿指示燈，QS是電機正轉(zhuǎn)的總開關(guān)，KM1是電機正轉(zhuǎn)的繼電器線圈，KM2是電機反轉(zhuǎn)的繼電器線圈，Y5至Y12輸出的是BCD碼，直接接入七段數(shù)字譯碼顯示器。第3章控制系統(tǒng)梯形圖程序設(shè)計 3.1控制程序流程圖設(shè)計停車場控制系統(tǒng)的車進模塊流程圖設(shè)計如下圖：圖3.1車進模塊流程圖停車場控制系統(tǒng)的車出模塊流程圖設(shè)計如下:圖3.2車出模塊流程圖3.2控制程序梯形圖設(shè)計圖3.3控制程序梯形圖設(shè)計第四章監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計4.1PLC與上位監(jiān)測軟件通訊PLC支持點對點接口協(xié)議、多點接口協(xié)議等多種協(xié)議。這里監(jiān)測PC機的組態(tài)軟件通過串行通訊口的PPI通訊模式獲取并顯示車位狀態(tài)信息。本文管理PC機與PLC間即采用自由口通訊模式自定義通訊協(xié)議并通過PLC提供的PC/PPI電纜及信息發(fā)送及接收指令、調(diào)用相關(guān)中斷事件等資源控制PLC的串行通訊與C編制的PC機通訊接口程序交換信息。在自由口通訊中需要雙方約定數(shù)據(jù)通訊格式。所需發(fā)送與接受的數(shù)據(jù)信息可集中在若干連續(xù)的字中，放到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中通過一條指令即可接受或發(fā)送。數(shù)據(jù)信息傳送到PLC的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)后，PLC根據(jù)卡號將信息傳遞到不同的緩沖區(qū)，利用PLC周期性的掃描工作方式，在掃描過程中排隊處理各動作車位、車輛的相關(guān)信息。根據(jù)流程碼節(jié)點中得操作符編碼到執(zhí)行模板匹配表中進行匹配，可以匹配的流程碼節(jié)點展開，得到模板的編號，如不展開則生成傳遞操作數(shù)的執(zhí)行碼。模板匹配完成后開始填充內(nèi)容。所有執(zhí)行碼都生成完畢后，需執(zhí)行程序中的地址回填到執(zhí)行碼中，最終生成可供微處理器執(zhí)行的機器碼。4.2上位監(jiān)測系統(tǒng)組態(tài)設(shè)計組態(tài)軟件通過I/O驅(qū)動程序從現(xiàn)場I/O設(shè)備獲得實時數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行必要的加工后，一方面以圖形直觀地顯示在計算機上，另一方面按照組態(tài)要求和必要操作人員的指令將繪制數(shù)據(jù)送給I/O設(shè)備，對執(zhí)行機構(gòu)實施控制或調(diào)整控制參數(shù)。第一步，根據(jù)工藝生產(chǎn)需要的變量表對數(shù)據(jù)單元進行變量信息配置，配置后將生成屬性數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫三個庫表，并將數(shù)據(jù)字典中的變量填寫到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表中，完成數(shù)據(jù)庫組態(tài)。第二步，利用圖形組態(tài)子系統(tǒng)模擬現(xiàn)場的工藝流程，對于沒有監(jiān)控點的靜態(tài)部分可利用圖形工具繪制，對于有監(jiān)控點的動態(tài)部分可以通過動畫連接操作將圖元對象的動畫屬性與實時數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)起來，從而根據(jù)數(shù)據(jù)變化，來反映現(xiàn)場。第三步，在報警子系統(tǒng)中對不同類型變量屬性進行設(shè)置，當(dāng)現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)超過設(shè)定值時，發(fā)出警報，用戶對現(xiàn)場異常進行調(diào)整。第四步，利用趨勢曲線組態(tài)子系統(tǒng)和報表組態(tài)子系統(tǒng)將數(shù)據(jù)形象直觀地表示出來，在趨勢曲線組態(tài)子系統(tǒng)中，用戶選擇要用曲線表示的變量，并對曲線進行相關(guān)設(shè)置如線條、顏色、風(fēng)格等，實現(xiàn)趨勢曲線的組態(tài)，在報表組態(tài)子系統(tǒng)中，用戶要完成對固定項和數(shù)據(jù)項的設(shè)置，對于固定項的設(shè)置主要是報表中固定內(nèi)容的填寫，對于數(shù)據(jù)項的設(shè)置主要是定義報表要顯示的變量名，并將它們同實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中得變量關(guān)聯(lián)起來。4.3實現(xiàn)的效果系統(tǒng)運行過程中，軟件讀取組態(tài)文件并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫的鏈接。軟件運行后，根據(jù)實時數(shù)據(jù)庫中采集的程序使運行畫面按組態(tài)設(shè)置進行動態(tài)顯示，并將各實時變量值保存到歷史數(shù)據(jù)庫中。在此過程中將變量值同屬性數(shù)據(jù)庫中對該變量的報警屬性值進行比較，若超限則報警顯示。軟件根據(jù)實時數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫的變量值生成在趨勢曲線組態(tài)子系統(tǒng)中組態(tài)的變量的實時趨勢曲線和歷史趨勢曲線，并生成報表。在系統(tǒng)運行環(huán)境中，用戶對運行畫面上的圖元進行操作，可以通過參數(shù)輸入對話框輸入?yún)?shù)值來控制現(xiàn)場工藝參數(shù)，可以通過組態(tài)王的按鈕操作來控制現(xiàn)場設(shè)備的開關(guān)，軟件會將這些參數(shù)值保存到實時數(shù)據(jù)庫中，并通過采集程序，寫到現(xiàn)場設(shè)備中，實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的參數(shù)調(diào)整。第五章系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析5.1系統(tǒng)調(diào)試及解決的問題硬件調(diào)試：PLC內(nèi)部為輸入電路所提供的電壓是24V,BEN5M-DT光電傳感器的驅(qū)動電壓為24V，其輸出電路能配置250V的交流電源，恰好可以直接驅(qū)動負載，滿足其輸出指標(biāo)，按接線圖接好線，七段數(shù)碼顯示器能實時顯示數(shù)據(jù)，證明PLC選型正確，光電傳感器的選擇符合要求。軟件調(diào)試：按接線圖接好線后，將程序的指令用FX-GP編程軟件輸入到PLC系統(tǒng)中，編程器直接對PLC的用戶程序儲存器進行讀寫操作。采用脫機編程方式將所編制的用戶程序存入編程器的ROM中。5.2結(jié)果分析本設(shè)計是基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)，光電傳感器能夠迅速將采集到的信號傳輸給PLC中的C250雙向計數(shù)器，C250進行加減計數(shù)存儲，并以BCD碼傳輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠?qū)崟r顯示停車場的停車數(shù)目。PLC具有可靠性高、控制程序可變，具有良好的柔性、功能強，性能價格高等特點。該系統(tǒng)自動化程度高，可靠性高，用PLC可以使該設(shè)計的要求全能滿足。第六章課程設(shè)計心得本次課程設(shè)計讓我感觸最深的就是，說起來容易做起來難。特別是科學(xué)實驗，差之毫厘謬以千里，每一步都得仔細，再仔細，小心再小心。每一個數(shù)據(jù)都要把握的恰到好處，設(shè)計過程中要反復(fù)修改，不斷完善，要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，實際過程中，不免會遇到這樣那樣的錯誤，要有耐心，有信心。把每個錯誤，記下來認真分析，每個錯誤都是一個收獲。應(yīng)該最大可能的減小誤差，整個系統(tǒng)每一步都是環(huán)環(huán)相扣的，所以不可有一絲一毫的懈怠，要學(xué)會把握整個系統(tǒng)的沒一個環(huán)節(jié)，。此外就是查閱大量的文獻，為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱資料是十分必要的，同時也是必不可少的。我們的一切都要做到有理有據(jù)，不切實際的幻想不可以反映到文章當(dāng)中。作為一名自動化專業(yè)的學(xué)生，學(xué)會把平時學(xué)的理論應(yīng)用于實踐非常重要。通過本次試驗我開始找到了自學(xué)的樂趣，我想這對于我的未來意義非凡，對以后的學(xué)習(xí)工作是很重要的。參考文獻[1]范永勝．電氣控制與PLC應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2007.7[2]胡學(xué)林.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.8[3]吳中俊.可編程控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2007.1[4]陳金華.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，1995.3[5]廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002.8[6]陳立定.電器控制與可編程控制器[M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，2001.3附錄0LDX0011ORMI2OUTM13LDM14OUTC250K169LDC25010OUTM011LDM012OUTY00013LDIM014OUTY00115LDX00316ORY00217ANIM018OUTY00219LDX00320ORY00321ANIX00622OUTY00323LDX00624ORT025ANI