基于PLC的车辆出入库管理系统

I摘要本设计采用光传感器采集信号，使用完全PLC控制，完成了车辆出入库时的统计和显示工作。能够准确无误的进行计数，无论单个车辆怎样的往返运动，都不会出现误计数和漏计数，而且在人通过光传感器时不会误计数。为了节省单片机I／O口数以及数码管驱动，采用了HD7279键盘显示芯片。PLC采用了循环扫描的工作方式。最后采用两个LED做显示，能够显示车库内车辆的实际数量。为了防止意外计数错误，本系统采用反复程序校验，来提高系统的可靠性。首先，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不计数；其次，采用逻辑互锁方式，启动加计数则要锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计数脉冲，如此以保证可靠性；最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。关键词：PLC读卡器光传感器智能控制车辆出入库管理IIAbstractThisdesignusesthelightsensorsignalacquisition,usePLCcontrol,completevehiclestorageanddisplayofstatisticalwork.Tobeabletoaccuratelycount,whetherasinglevehicletomovebackandforth,therearenoerrorcountandcountingloss,butalsoinpeoplethroughtheopticalsensorwithouterrorcount.InordertosavechipI/Oportnumberandthedigitaltubedriver,usingHD7279keyboarddisplaychip.PLCusesacircularscanningmode.Finally,usingtwoLEDdisplay,candisplaytheactualnumberofthevehiclesinthegarage.Inordertopreventaccidentscountingerror,thesystemusedrepeatedlycheckingprocedures,toenhancethereliabilityofthesystem.Firstofall,payattentiontocontrolthedistancebetweenthetwosensor,programverificationofwhetheravehicleintothegarage,whenthroughthesensordoesnotcount;secondly,thelogicalinterlockmanner,startingwithcountingistolocktheminuscount,andcountpulsewhenthelockbycountingpulses,soastoensurethereliabilityofthefinal;,timelyresettreatment,soastoavoidthevehicleinthevicinityofthesensormakesreciprocatingmotionerrorcount.Keyword：PLCcardreaderopticalsensorintelligentcontrolvehicleoutofstoragemanagement目录摘要................................错误!未定义书签。1引言...........................................................11.1PLC的基本结构................................................11.2PLC的工作原理................................................12车辆出入库管理系统的构成...................................32.1整体框架.......................................................32.2传感器的布置..................................................32.3I/O口地址分配...............................................32.4PLC的I/O端口接线...........................................53硬件的选择...................................................63.1可控编程控制器的选择（PLC）..............................63.2压力传感器的选择.............................................73.3按钮开关的选择...............................................73.4信号灯的选取..................................................83.5导线选择.......................................................83.6LED显示屏的选择.............................................83.7元件明细表......................................................94程序设计......................................................94.1控制要求.......................................................94.2计数逻辑......................................................104.3顺序功能图.....................................................114.4程序流程图.....................................................124.5程序梯形图....................................................124.6程序指令表....................................................13致谢............................................................15参考文献.........................................................16武汉纺织大学2015届毕业设计11引言1.1PLC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。1.2PLC的工作原理PLC则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为3个阶段。1．输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存武汉纺织大学2015届毕业设计2器。完成输入端刷新工作后，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。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。3．输出刷新阶段当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减小。但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一，我们在学习和使用PLC当中都应注意。武汉纺织大学2015届毕业设计32车辆出入库管理系统的构成2.1整体框架图2—1整体框架2.2传感器的布置图2-2传感器的布置2.3I/O口地址分配表2-1I/O口地址分配武汉纺织大学2015届毕业设计4输入信号输出信号压力传感器1#X0车辆进入信号灯Y0压力传感器2#X1车辆离开信号灯Y1复位开关KX2车库满信号灯Y2启动开关X3车库是否有空位显示Y3武汉纺织大学2015届毕业设计52.4PLC的I/O端口接线图2-3PLC的I/O端口接线武汉纺织大学2015届毕业设计63硬件的选择3.1可控编程控制器的选择（PLC）1.可编程序控制器物理结构的选择根据物理结构，可以讲可编程序控制器分为整体式和结构式，整体式每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，小型控制系统一般使用整体式的PLC。模块式的PLC的功能扩展比较方便灵活，I/O点数的多少、输入点数与输出点数的比例、I/O模块等的选择，比整体式PLC灵活得多。模块式还备有多种特殊I/O模块供用户选择，可以完成各种特殊的控制任务，在判断故障范围和维修是更换模块等也很方便。因此，比较复杂的、要求较高的系统一般采用模块式的PLC。系统如有模拟量闭环控制、快速响应、高速计数、通信联网和运动控制特殊要求，可以选用有相应特殊I/O模块的PLC，也可以选用内置相应功能的整体式PLC。2．PLC指令表指令功能的选择现代的PLC的指令功能越来越强，内部编