課程設(shè)計(jì)—plc停車場車位控制

1、<p><b>　　2008級(jí)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　PLC停車場車位控制</p><p>　　系 、 部： 電氣與信息工程系 </p><p>　　學(xué)生姓名： 周東平 </p><p>　　指導(dǎo)教師： 陸秀令 職稱 教授 </p>

2、;<p>　　專 業(yè)： 自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)： 自本0801班 </p><p>　　完成時(shí)間： 2011.10.30 </p><p>　　電氣控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　系：電氣與信息工程系

3、 年級(jí)：2008級(jí) 專業(yè)：自動(dòng)化 </p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　可編程控制器（programmable logic controller, PLC ）是一種以微型計(jì)算機(jī)為核心的通用工業(yè)控制器。它是繼承了繼電器控制器裝置的部分突出性能，并與現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通行技術(shù)結(jié)合為一體，代

4、表了當(dāng)前電器控制技術(shù)的世界先進(jìn)水平。</p><p>　　本文闡述了停車場車位控制系統(tǒng)的PLC控制、自動(dòng)計(jì)數(shù)、數(shù)碼顯示的一些基本思路和方法，介紹了關(guān)于PLC工作特點(diǎn)及運(yùn)行原理，以及介紹了三菱可編程控制器系列的FX系列 PLC控制器主要功能模塊及應(yīng)用。FX不僅編程簡單，通用性強(qiáng)，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，而且具有易于操作及維護(hù)，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)。然后設(shè)計(jì)了停車場車位控制系統(tǒng)的基本模塊及功能，并對(duì)系統(tǒng)的主回

5、路和控制回路的硬件部分進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后程序分析測試論證停車場車位控制的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC;停車場；車位控制；三菱FX-2n</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 停車場車位控制的功能要求及設(shè)計(jì)方案介紹1</p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)要

6、求1</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)方案介紹及其工作原理說明2</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 車輛入庫與出庫流程圖設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2 硬件配置4</p><p>　　2.

7、4 接線圖8</p><p>　　2.5 編程元件的解析9</p><p>　　第3章 設(shè)計(jì)的結(jié)果11</p><p>　　第4章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析12</p><p>　　4.1 硬件調(diào)試12</p><p>　　4.2 軟件調(diào)試12</p><p>　　4.3 性能分析

8、12</p><p><b>　　總 結(jié)13</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)14</b></p><p>　　附錄一 梯形圖15</p><p>　　附錄二 主電路圖17</p><p>　　附錄三 接線圖18</p><p

9、>　　第1章 停車場車位控制的功能要求及設(shè)計(jì)方案介紹</p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1.如圖1-1所示，假設(shè)有一停車場共有16個(gè)車位。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　2.在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛進(jìn)入的

10、數(shù)目。</p><p>　　3.在出口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。</p><p>　　4.有車位時(shí)，入口閘欄才將門開啟讓車輛進(jìn)入，并有指示燈示表示尚有車位。</p><p>　　5.車位滿時(shí)，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車進(jìn)入。</p><p>　　6.可以用七段數(shù)碼顯示管上顯示目前停車場共有幾部車。</

11、p><p><b>　　設(shè)計(jì)工作原理說明</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是在停車場入口處有一個(gè)接近開關(guān)（傳感器SQ1），當(dāng)有車經(jīng)過入口的時(shí)候，接近開關(guān)輸出脈沖，經(jīng)PLC輸出控制電機(jī)的線圈，使電機(jī)正轉(zhuǎn)，閘欄開啟，當(dāng)車接觸到出傳感器（SQ2）時(shí)，表示車是入庫的，車的數(shù)量加一，車庫里車得數(shù)量經(jīng)過數(shù)碼管顯示出來。同理，當(dāng)車先經(jīng)過SQ2后經(jīng)過SQ1時(shí)，表示車是出庫的。車的數(shù)量減

12、一。</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 車輛入庫與出庫流程圖設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1.1 車輛入庫流程圖</p><p>　　圖2 -1車進(jìn)模塊流程圖</p><p>　　2.1.2 車輛出庫流程圖</p><p>　　圖2-2 車出模塊流程圖&

13、lt;/p><p><b>　　2.2 硬件配置 </b></p><p>　　1、本系統(tǒng)采用的是日本三菱PLC，選用的是FX2n-48MR，它屬于繼電器輸出，有觸電，可帶交直流負(fù)載，輸入點(diǎn)數(shù)24，輸出點(diǎn)數(shù)24，總共48個(gè)輸入輸出點(diǎn)。PLC（三菱FX2N—48MR）：根據(jù)控制要求統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)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—48

14、MR型PLC，該型號(hào)PLC是FX系列PLC家族中比較先進(jìn)的系列。它具備如下特點(diǎn)：最大范圍的包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個(gè)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。</p><p>　　2、傳感器（BEN5M-MDT）：它是一種測距的光電傳感器，具有測距遠(yuǎn)（最遠(yuǎn)可達(dá)到5米），采用反射鏡反射的檢測方式，DC12－24V供電，NPN/PNP同時(shí)

15、輸出，遮光ON/入光ON選擇。</p><p>　　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(jìn)制的數(shù)字信號(hào)，而人們習(xí)慣十進(jìn)制的數(shù)字或運(yùn)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(jìn)制數(shù)字，因此本設(shè)計(jì)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(dòng)器兩部分組成，通常二者都集成在一塊芯片中。該硬件的原理如下圖2-3。</p><p>　　圖2-3 七段數(shù)字譯碼顯示

16、器原理框圖</p><p>　　2.3 PLC的I/O分配表 作出PLC輸入/輸出分配表，見表1</p><p>　　表2-1 PLC輸入/輸出分配表</p><p>　　2.4 控制程序設(shè)計(jì)分析</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，啟動(dòng)按鈕開關(guān)X0，輔助

17、繼電器M0得電，M0常開觸點(diǎn)閉合，自鎖；M0閉合一個(gè)掃描周期，將數(shù)據(jù)寄存器D0到D2清0。當(dāng)有車輛靠近入口的接近傳感器（X002）時(shí)，接觸器線圈得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，同時(shí)行成自鎖。門開啟，車輛可入口，M9是當(dāng)D0的數(shù)值為16的時(shí)候，表示閘門不能開啟，見圖2-4。</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　當(dāng)車到SQ2位置時(shí)，數(shù)碼管顯示加一，同時(shí)延時(shí)3

18、秒，完成關(guān)閘欄，從而完成了一次車入庫的動(dòng)作，</p><p><b>　　見圖5。</b></p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　當(dāng)有車出庫的時(shí)候，其原理與出庫的時(shí)候一致，不同之處是D0的內(nèi)容減1，見圖6。</p><p><b>　　圖2-6</b>

19、;</p><p>　　在數(shù)碼管顯示的時(shí)候，我設(shè)計(jì)了兩組數(shù)據(jù)的比較指令CMP，其一是D0與10的比較，當(dāng)D0小于10 的時(shí)，只顯示個(gè)位數(shù)碼管的數(shù)值，當(dāng)?shù)扔?0 的時(shí)候，各位顯示0，十位顯示1，見圖2-7。</p><p><b>　　圖2-7</b></p><p>　　當(dāng)D0的數(shù)值大于10 的時(shí)候，M6狀態(tài)為1，從而D0與16比較，當(dāng)D0小于

20、16時(shí)，D0減去10，余數(shù)在D2中，讓個(gè)位顯示D2中的數(shù)，十位顯示1，同時(shí)，當(dāng)D0中的數(shù)小于16的時(shí)候，有車位指示燈HL1亮，當(dāng)D0等于16的時(shí)候，HL2指示燈亮，見圖2-8。</p><p><b>　　圖2-8</b></p><p><b>　　2.4 接線圖</b></p><p>　　下圖為停車場控制系統(tǒng)的接線

21、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(jī)正轉(zhuǎn)的總開關(guān)，KM1是電機(jī)正轉(zhuǎn)的繼電器線圈，KM2是電機(jī)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。</p><p>　　圖2-9 停車場控制系統(tǒng)接線圖</p&

22、gt;<p>　　下圖為主電路控制圖，當(dāng)QS閉合時(shí)，KM1閉合KM2斷開電機(jī)正轉(zhuǎn)，閘門開啟，車輛可通過，當(dāng)KM2閉合KM1斷開時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，閘門閉合，車輛不可通過。</p><p>　　圖2-10 控制線路主電路圖</p><p>　　2.5 編程元件的解析</p><p>　　1． X： X為輸入繼電器，它的作用是接受并存儲(chǔ)外部輸入的開關(guān)量信號(hào)，和

23、對(duì)應(yīng)的輸入端子相連，同時(shí)提供無數(shù)的常開和常閉軟觸點(diǎn)用于編程。</p><p>　　2． Y： Y為輸出繼電器，它的作用是具有一常開硬觸點(diǎn)用于向外部負(fù)載發(fā)送信號(hào)，每一輸出繼電器的常開硬觸點(diǎn)與可編程控制器的一個(gè)輸出點(diǎn)相連直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，它也提供了無數(shù)的常開和長閉軟觸點(diǎn)用于編程。</p><p>　　3. M： M為輔助繼電器，它是由軟件來實(shí)現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運(yùn)算及賦予特殊功能的一類編程

24、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(dòng)。</p><p>　　4．T： T為定時(shí)器，作用相當(dāng)于繼電接觸控制中的通電延時(shí)型時(shí)間繼電器。</p><p>　　5．D： D為數(shù)據(jù)寄存器，可編程控制器在模擬量檢測與控制以及位置控制等許多場合都需要數(shù)據(jù)寄存器來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)。</p><p>　　第3章 設(shè)計(jì)的結(jié)果</p&

25、gt;<p>　　入口處的傳感器能檢測所進(jìn)車輛的數(shù)目，出口處的傳感器能檢測所出車輛的數(shù)目；當(dāng)車輛在要進(jìn)出門5米處，閘門會(huì)自動(dòng)開啟讓車輛進(jìn)入或出去；當(dāng)停車場車滿時(shí)，車滿指示燈會(huì)亮，當(dāng)停車場車位沒停滿時(shí)，車未滿指示燈會(huì)亮，能夠提醒人們是否還可以停車；顯示器能都實(shí)時(shí)顯示停車場所停車輛數(shù)，并且車輛已經(jīng)停滿時(shí)，閘門自閉，不會(huì)讓車輛進(jìn)入。該控制系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。 第4章 系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析</p>

26、;<p><b>　　4.1 硬件調(diào)試</b></p><p>　　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(dòng)電壓為24V，其輸出電路能配置220V的交流電源，恰好可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)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(shí)時(shí)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。</p><p><b>

27、;　　4.2 軟件調(diào)試</b></p><p>　　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(duì)PLC的用戶程序儲(chǔ)存器進(jìn)行讀寫操作。采用脫機(jī)編程方式將所編制的用戶程序存入編程器的ROM中后，經(jīng)過多次調(diào)試。</p><p><b>　　4.3 性能分析</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于PL

28、C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(hào)傳輸給PLC中的計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器進(jìn)行加減計(jì)數(shù)存儲(chǔ)，并以SEGD碼傳輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠?qū)崟r(shí)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(qiáng)，性能價(jià)格高等特點(diǎn)。該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可靠性高，用PLC可以使該設(shè)計(jì)的要求全能滿足。 總 結(jié)</p><p>　　通過本次課程設(shè)計(jì)使我比較系

29、統(tǒng)地掌握有關(guān)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，主要對(duì)PLC（三菱FX2N系列）的結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)部資源等了解并對(duì)其進(jìn)行測試和加以應(yīng)用的知識(shí)得到學(xué)習(xí)。經(jīng)過多次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)與分析,可以對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.同時(shí)在軟件的編程方面得到更到的提高,對(duì)編程能力得到加強(qiáng).同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固.我所做的設(shè)計(jì)題目是基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)。由于是第一次做PLC的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)起來有一定難度，但

30、后來通過去圖書館找相關(guān)書籍，上網(wǎng)找資料，請(qǐng)教老師和同學(xué)等方法來獲取相關(guān)知識(shí)，通過一步步解決疑惑來完成我的設(shè)計(jì)，同時(shí)也大大提升了自己知識(shí)水平和能力。通過這次課程設(shè)計(jì)讓我們意識(shí)到書本上學(xué)到的知識(shí)一定要通過實(shí)踐去鞏固，而且這也是一種學(xué)習(xí)方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門學(xué)問。同時(shí)此次課程設(shè)計(jì)也讓我們對(duì)學(xué)習(xí)PLC更加熱情，我們認(rèn)識(shí)到PLC的強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。真正體會(huì)到了科技給我?guī)淼恼窈?。讓我?duì)學(xué)習(xí)更有興趣，同時(shí)也給我們?cè)谔剿髦R(shí)的

31、路上的無限動(dòng)力。在自己以后的學(xué)習(xí)中，我們一定要有刻苦努力及鉆研精神，結(jié)合有創(chuàng)新，充分實(shí)現(xiàn)自己的</p><p>　　在設(shè)計(jì)期間，我要感陸秀令指導(dǎo)老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)及幫助和同學(xué)對(duì)我們的無私幫助，使得我們能夠順利完成本次課程設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]史國生. 電氣控制與可編程控制器技術(shù). 北京：

32、化學(xué)工業(yè)出版社，2010.10 </p><p>　　[2] 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</p><p>　　[3] 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</p><p>　　[4] 吳中俊. 可編程控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.1</p&

33、gt;<p>　　[5] 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</p><p><b>　　附錄一 梯形圖</b></p><p><b>　　附錄二 主電路圖</b></p><p><b>　　附錄三 接線圖</b></p>