38车辆出入库管理PLC系统设计

中图分类号：车辆出入库管理PLC系统设计专业名称:机械制造与自动化学生姓名:李玉鹏导师姓名:侯涛职称：副教授焦作大学机电工程系2012年12月毕业设计中图分类：密级：UDC：单位代码：ThevehicleoutofstoragemanagementPLCsystemdesign焦作大学机电工程系姓名李玉鹏学制3年专业机械制造与自动化研究方向机械制造业方向导师侯涛职称副教授论文提交日期2012.12.25论文答辩日期2012.12.26焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）2摘要本设计针对目前车辆出入库管理系统存在的系统管理介质落后、集成自动化程度低、安全性差、人性化和运行效率低下的不足，结合目前科学技术领域的最新研究成果，设计了一种技术较先进、性能可靠、自动化程度较高的车辆出入库智能管理系统。本文主要是对车辆出入库进行智能化设计，通过采取PLC技术对车辆出入库管理的设计，达到车辆出入库智能化、高效化。关键词：PLC；智能收费系统；车辆出入库管理；安全管理Thisdesignaccordingtothevehiclemanagementsystemintheinsandoutsofthesystemmanagementmediumbehind,integratedautomationdegreeislow,thepoorsafety,humannatureandtheoperatingefficiencyoftheshortageofthelow,combiningthefieldofscienceandtechnologyofthelatestresearchresults,thedesignisakindofadvancedtechnology,reliableperformance,highdegreeofautomationoftheinsandoutsofvehicleintelligentmanagementsystem.Thispaperismainlytothevehicleontheinsandoutsofintelligentdesign,throughtheadoptionofPLCtechnologytothedesignoftheinsandoutsofvehiclemanagement,toachievetheinsandoutsofintelligentvehicles,andmoreefficientway.Keywords:PLC;Intelligentchargingsystem;Theinsandoutsofvehiclemanagement;Safetymanagement焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）3目录目录.............................错误!未定义书签。第一章绪论.......................................41.1PLC的特点.......................................61.2PLC的基本结构...................................71.3PLC的软件系统...................................81.4PLC的工作原理...................................814.1输入采样阶段....................................81.4.2程序执行阶段...................................91.4.3输出刷新阶段...................................9第二章车辆出入库管理系统的构成.....................112.1整体框架........................................112.2传感器的布置....................................112.3显示电路........................................11第三章PLC的I/O端口接线...........................13第四章I/O口地址分配...............................15第五章硬件的选择...................................175.1可控编程控制器的选择（PLC）.....................175.2压力传感器的选择................................185.3按钮开关的选择..................................195.4信号灯的选取....................................205.5导线选择........................................205.6LED显示屏的选择................................20第六章程序设计.....................................226.1课题内容........................................226.2计数逻辑........................................236.3程序流程图......................................246.4梯形图..........................................26第七章总结.......................................31第八章元器件清单...................................33参考文献35焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）4第一章绪论随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(DistributedControlSystem)、现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem)，这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。随着汽车特别是私有汽车的普及使用，公共场所和社区汽车流转数量激增，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术和管理方式，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。针对现有的停车系统管理中存在的缺陷及PLC技术和传焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）5感器技术的迅猛发展所带来的新控制方式和管理方式的变革，采用先进的、科学的、合理的设计方法，建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统最大限度地提高了停车场的使用率，实现车辆出入库控制、数量统计、信息查询过程的自动化，就显得十分必要。焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）61.1PLC的特点可靠性高、抗干扰能力强。PLC是专门为工业控制面设计的。在设计和制造过程中均采用了屏蔽、滤波、光电隔离等有效措施，并且采用模块式结构，有故障迅速更换，故PLC平均无故障2万小时以上。此外，PLC还具有很强的自诊断功能，可以迅速方便的检查判断出故障，缩短检修时间。编程简单，使用方便。编程简单是PLC优于微型计算机的一大特点。目前大多数PLC都采用与实际电路接线图非常接近的梯形图编程，这种编程形象直观，易于掌握。功能强、速度快、精度高。PLC具有逻辑运算、定时、计数等很多功能，还能进行Ｄ／Ａ、Ａ/Ｄ转换，数据处理，通信联网；并且运行速度很快，精度高。通用性好。ＰＬＣ品种多，档次也多，许多ＰＬＣ制成模块式，可灵活组合。体积小。重量轻，功能强，耗能低，环境适应力强，不需要专门的机房和空调。从上述ＰＬＣ的功能特点可见，ＰＬＣ控制系统具有很多优点，在许多方面都可以取代继电接触控制。但是，目前ＰＬＣ的焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）7价格还较高，高、中档ＰＬＣ使用需要具有相当的计算机知识，且ＰＬＣ制造厂家和ＰＬＣ品种类型很多，而指令系统和使用方法不尽相同，这给用户带来不便。1.2PLC的基本结构1、中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：a.接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。2、存储器可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。3．输入接口电路输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。4．输出接口电路：可编程序控制器的输出有：继电器输出(M)、晶体管输出(T)、晶闸管输出(SSR)三种输出形式。5．电源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直接连接到交焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）8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。一般小型PLC的电源输出分为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。1.3PLC的软件系统软件系统就如人的灵魂。软件系统是ｐＬＣ所使用的各种程序集合由系统程序和用户程序组成。系统程序由ＰＬＣ制造商设计编写并存入ＰＬＣ的系统程序存储器中，用户不能直接读写与更改，包括监视程序、编译程序及系统诊断程序。监视程序又称管理程序，用于管理全机；编译程序用于将程序语言翻译成机器语言；诊断程序用于诊断机器故障。用户程序是用户根据现场控制要求，使用PLC编程语言编制的应用程序。PLC是专为工业自动控制而开发的装置，使用对象主要是广大电气技术人员及操作维护人员。1.4PLC的工作原理PLC的工作原理与计算机的工作原理基本上是一致的，PLC采用循环扫描周期性的工作方式。PLC的工作过程一般可分为3个主要阶段：输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。1.4.1输入采样阶段在输入采样阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写焦作大学机电工程学院毕业设计（论文）9入输入状态寄存器。完成输入端采样工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。1.4.2程序执行阶段在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。1.4.3