车辆出入库管理系统设计

I邵阳学院课程设计（论文）任务书年级专业学生姓名学号题目名称车辆出入库管理系统设计设计时间2014/1/3-2014/11/4课程名称PLC原理及应用课程编号121200107设计地点一、课程设计（论文）目的PLC原理及应用课程设计是电气工程及其自动化专业领域重要的实践环节之一，主要以小型实用性PLC控制系统的软、硬件设计为主。课程设计的目的和任务：全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用，使学生掌握小型PLC应用系统设计的步骤，熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。二、已知技术参数和条件利用PLC控制设计车辆出入库管理系统，技术参数和条件如下：1．入库车辆前进时，经过1#→2#传感器后计数器加1，后退时经过2#→1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2．出库车辆前进时经过2#→1#传感器后计数器减1，后退时经过1#→2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3．设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。变量约定：10001---启动；10002---停止10003---清零00001---仓库空显示；10004---=“1”入库操作10004---=“0”出库操作；10005---=“1”前进操作10005---=“0”后退操作；10006---1#传感器；10007---2#传感器。三、任务和要求1．根据题意设计显示电路图，并按图连接。2．画出PLCI/O端口接线图，并按图接线。3．编制控制程序，并画出梯形逻辑图。4．完成系统调试，实现控制要求。5.按照要求书写课程设计报告注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。II四、参考资料和现有基础条件（包括实验室、主要仪器设备等）实验室有EL型PLC实验系统4套；FX2N系列实验装置8台，以及相关的软件；FX2N系列、S7系列产品说明书；FX2N系列实验装置实验指导书。五、进度安排2014年11月3日-4日：收集和课程设计有关的资料，熟悉课题任务何要求2014年11月5日-6日：总体方案设计2014年11月7日-8日：外部接线图2014年11月9日-10日：T形图设计2014年11月11日-12日：系统调试改进2014年11月13日：整理书写设计说明书2014年11月14日：答辩六、教研室审批意见教研室主任（签字）：年月日七、主管教学主任意见主管主任（签字）：年月日八、备注指导教师（签字）：学生（签字）：III摘要本文介绍的主要是利用可编程序控制器PLC（programmablecontroller）设计车辆出入库管理系统。随着生活水平的提高，私家车的数量越来越多，公共场所和社区车辆流动的数量越来越多，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，实现对大型停车场系统的集中化和智能化的安全性管理控制已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。PLC从诞生至今，得到了异常迅猛的发展，故建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统可以最大限度地提高停车场的使用率，实现车辆出入库控制、数量统计、信息查询过程的自动化。本次课程设计设计的车辆出入库管理系统利用光电传感器检测车辆是否进入以及称重传感器检测出入库开门，利用电机控制车库门的开与关，外接数码管显示车辆的数目，利用复位寄存器来进行复位，再设计报警灯，车库满了自动报警。编写顺序功能图以及梯形图来达到需要满足的要求。关键词：可编程序控制器PLC；传感器；梯形图；复位寄存器目录摘要...................................................................................错误!未定义书签。1PLC简介........................................................................错误!未定义书签。1.1PLC的基本结构........................................................错误!未定义书签。1.2PLC的工作原理........................................................错误!未定义书签。1.3PLC的特点................................................................错误!未定义书签。2车库车辆出入库PLC设计...........................................错误!未定义书签。2.1车库车辆出入库PLC计数逻辑...............................错误!未定义书签。2.2车库车辆出入库PLC控制程序流程图...................错误!未定义书签。2.3车库车辆出入库PLC选型.......................................错误!未定义书签。2.4车库车辆出入库PLC传感器选型...........................错误!未定义书签。3车库车辆出入库PLC控制程序设计...........................................................63.1车库车辆出入库梯形图...........................................................................63.2车库车辆出入库指令表...........................................................................73.3车库车辆出入库I/O接线图...................................错误!未定义书签。4结束语...........................................................................................................9参考文献...........................................................................错误!未定义书签。致谢...................................................................................错误!未定义书签。11PLC简介1.1PLC的基本结构（1）CPU模块，又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU）和存储器构成。CPU的作用类似于人的大脑和心脏。（2）I/O模块，是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号，输入信号有两类：一类是开关量输入信号；另一类是模拟量输入信号。PLC通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，PLC控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。CPU模块的工作电压一般是5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，例如直流24V和交流220V。（3）编程设备与电源，编程设备用来生成、检查和修改用户程序。PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。PLC内部的直流稳压电源为各模块的元件提供直流电压。某些PLC可以为输入电路和外部电子检测装置（例如接近开光和光电开关）提供24V直流电源。驱动现场执行机构一般由用户提供。1.2PLC的工作原理PLC采用扫描方式工作，每一次扫描要完成一下工作：（1）输入处理。将现场的开关量输入信号读入输入映像寄存器。（2）程序执行。逐条执行用户程序，完成数据的存取、传送、和处理工作，并根据运算结果更新各有关映像寄存器的内容。（3）输出处理。将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。1.3PLC的特点（1）编程方法简单易学（2）硬件配套齐全，用户使用方便（3）通用性和适应性强2（4）可靠性高，抗干扰能力强（5）系统的设计、安装、调试工作量少（6）维修工作量小，维修方便（7）体积小，能耗低32车库车辆出入库PLC设计2.1车库车辆出入库PLC计数逻辑（1）光电传感器的接收光被遮断时定义为“有信号”；（2）传感器1#有信号时启动增计数逻辑；（3）传感器2#有信号时启动减计数逻辑；（4）传感器1#完成脉冲同时2#有信号，则启动增计数逻辑；（5）传感器2#完成脉冲同时1#有信号，则启动减计数逻辑；（6）传感器1#和传感器2#都完成脉冲后进行相应计数动作；（7）当车库内车辆数目达到设定值时进行报警。2.2车库车辆出入库PLC控制程序流程图NYYNY图2.1入库流程图开始传感器1#是否有信号启动加计数器传感器2#是否有信号加数器动作结束4如图2.1所示，车辆入库时，车辆如果经过1#传感器，则传感器1#有信号，启动加计数器，否则返回上一步；车辆经过2#传感器，则传感器2#有信号，加计数器动作，否则返回上一步。NYNY图2.2出库流程图如图2.2所示，车辆出库时，车辆如果经过2#传感器，则传感器2#有信号，启动减计数器，否则返回上一步；车辆经过1#传感器，则传感器1#有信号，减计数器动作，否则返回上一步。2.3车库车辆出入库PLC选型在选择PLC的型号时，应考虑以下的问题：（1）控制系统对PLC指令系统的要求（2）估计对用户存储器容量的要求；开始传感器2#是否有信号启动减计数器传感器1#是否有信号减计数器动作结束5（3）估计系统对PLC响应时间的要求；（4）PLC物理结构的选择；（5）对PLC功能的特殊要求；（6）系统对可靠性的要求；（7）编程器与存储器的选择。根据这些选型时应考虑的问题，对于本次的课程设计，选择三菱公司的FX2N系列。FX2N系列PLC的小型化、高速度、高性能都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。除输入输出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接、模拟控制、定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行灵活的输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，自由选择。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，10KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCIIcode印刷，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。2.4车库车辆出入库PLC传感器选型根据系统的要求，选择光电传感器。光电传感器是将被测量的变化转换为光量的变化，再通过光电元件把光量的变化转换成电信号的一种测量装置，它的转换原理是基于光电效应。之所以会选择光电传感器，是因为光电传感器有光电开关，而光电开关有光导通，当车辆通过时，光电开关信号通过导线传送给PLC，所以，当有车辆通过时，光电传感器能很好的收集信号，并将其反馈给PLC，从而能实现自动计数功能。63车库车辆出入库PLC控