基于三菱PLC车库自动管理系统的设计

目录摘要……………………………………………………………………………………1引言……………………………………………………………………………………1第一章可编程控制器（PLC）的简介………………………………………………31.1可编程控制器的定义……………………………………………………………31.2可编程控制器与其他工业比较…………………………………………………3第二章FX系列所用指令的类型……………………………………………………42.1逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUT…………………………………………42.2取脉冲指令LDP、LDF……………………………………………………………42.3接点串联指令AND、ANI…………………………………………………………52.4接点并联指令OR、ORI……………………………………………………………52.5串联电路块的并联连接指令ORB………………………………………………52.6并联电路块的串联连接指令ANB………………………………………………52.7加一指令INC，减一指令DEC……………………………………………………62.8比较指令CMP……………………………………………………………………62.9BCD变换、BIN变换指令…………………………………………………………7第三章车库PLC自动管理控制……………………………………………………83.1任务介绍…………………………………………………………………………83.2控制要求…………………………………………………………………………93.3传感器的定义……………………………………………………………………9第四章车库自动管理控制方案论证………………………………………………94.1设计方案比较……………………………………………………………………9*4.2可编程控制器类型的选择……………………………………………………114.3开关量I/O模块的选择…………………………………………………………124.4方案简介………………………………………………………………………124.5输入/输出（I/O）接口分配……………………………………………………144.6可编程控制器基本单元外部接线图…………………………………………164.7可编程控制器扩展模块外部接线图…………………………………………174.8功能梯形图……………………………………………………………………184.9控制分析………………………………………………………………………20设计心得……………………………………………………………………………21感谢信………………………………………………………………………………23参考文献……………………………………………………………………………23基于三菱PLC车库自动管理系统的设计-1-基于三菱PLC车库自动管理系统的设计作者：程超【摘要】PLC可编程序控制器：PLC英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.关键词：可编程序的逻辑控制器(PLC);停车场;控制.AbstractPLCprogrammablecontroller:PLCEnglishfulltitleProgrammableLogicController,Chinesefulltitleastheprogrammablelogicalcontroller,thedefinitionis:Onekindofdigitaloperationoperation'selectronicsystem,fordesignsspeciallyintheindustryenvironmentapplication.Itusesakindofprogrammablememory,usesinitsinternallystoredprogram,theactuatinglogicoperation,thesequentialcontrol,fixedtime,countingandarithmeticoperationandsoonfaceuser'sinstruction,andthroughdigitaleithersimulationtypeinput/outputcontroleachtypemachineryorproductionprocess.Keywords:programmablelogiccontroller(PLC);parking;Control引言随着进口汽车大量涌人和国内汽车工业的不断发展，大中城市的汽车数量剧增，从而引发了停车管理问题。近几年，我国的停车场管理技术不断完善，计算机技术、通信技术、网络技术的发展又促进了停车场管理系统功能的强大。但是，现时某些小区小型停车场如要运用大量高新技术就会出现资金不足、维护管理不完善的问题，有时考虑也不够全面，所以目前就要解决车辆管理成本高、服务效率低等问题。由于小区停车场供住户使用，收费是进行年租或月租形式，要求住户一次性缴费，所以小区停车场即时收费这一环节可省去。小区停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位置，车辆进入后，记录车辆总量，车辆离开时，减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理，停车场空位指示可利用价格较不高的数码管显示。基于三菱PLC车库自动管理系统的设计-2-PLC是基于电子计算机，且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置，但它不像继电装置那样，通过电路的物理过程实现控制，而主要靠运行存储于PLC内存中的程序，进行入出信息变换实现控制。入出信息变换、可靠物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。入出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为PLC程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC的I/O电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的。这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。这些位置成1，表示接点通，置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。基于三菱PLC车库自动管理系统的设计-3-第一章可编程控制器(PLC)简介1.1可编程控制器的定义PLC是一种可编程的数字逻辑控制设备，早期用于开关量的逻辑控制，多用作控制电动机正反转和电磁阀的开关动作，从而控制机械设备的运转。只要合理分配输入、输出点，根据控制要求设计梯形图，采用基本指令和步进指令就可达到控制目标。随着控制要求的不断提高，许多PLC生产厂家进一步优化和完善PLC的功能，增加了功能指令，大大拓宽了PLC的应用范围，使PLC在某种程序上可以代替控制器和计算机的协同工作系统，为工业生产和民用控制设计提供方便。1.2可编程控制器与其他工业比较基于PLC的别墅型车库自动门管理系统，PLC就物理结构来说有丰富的输入输出端，而从PLC的逻辑结构来看，内部有许多软元件，如输入输出继电器、辅助继电器、状态器、计时器和数据寄存器及器件所对应的常开常闭接点，方便对车辆进出、停放的信号输入。大多数PLC的编程方式都有梯形图编程、指令表编程和顺序功能图(SFC)编程，特别是梯形图编程方式，直观易懂。除了运用基本指令可以完成大量工作，功能指令的扩展更为系统开发、调试和维护带来许多便利，本文以梯形图编程方式设计停车场管理系统，无论从设计到功能分析都是极为方便的。可编程控制器的原理是在确立了工作任务，装入了专用程序后成为一种专用机，它采用循环扫描的工作方式，系统工作管理及应用程序执行都是按循环扫描方式完成的。一次循环可分五个阶段，分别为内部处理阶段、通信服务阶段、输入处理阶段、程序执行阶段、输出处理阶段。基于三菱PLC车库自动管理系统的设计-4-第二章FX系列所用指令的类型2.1逻辑取及线圈驱动指令LD、LDI、OUTLD，取指令。表示一个与输入母线相连的常开接点指令，即常开接点辑运算起始。LDI，取反指令。表示一个与输入母线相连的常闭接点指令，即常闭接点逻辑运算起始。OUT，线圈驱动指令，也叫输出指令。LD、LDI两条指令的目标元件是X、Y、M、S、T、C，用于将接点接到母线上。OUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y、M、S、T、C。对输入继电器X不能使用。OUT指令可以连续使用多次。LD、LDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。OUT是多程序步指令，要视目标元件而定。OUT指令的目标元件是定时器T和计数器C时，必须设置常数K。2.2取脉冲指令LDP、LDFLDP取脉冲上升沿，指在输入信号的脉冲上升沿接通一个扫描周期。LDF取脉冲下降沿，指在输入信号的脉冲下降沿接通一个扫描周期。这两条指令都占两条程序步，他的目标元件为X、Y、M、S、T、C。LDP、LDF指令的使用说明如下图所示，使用LDP指令，元件Y0只在Y0的上升沿时（由OFF到ON时）接通一个扫描周期。使用LDF指令，元件Y1尽在X1的下降沿时（由OFF到ON时）接通一个扫描周期。图2-1LDP、LDF指令的使用说明基于三菱PLC车库自动管理系统的设计-5-2.3接点串联指令AND、ANIAND，与指令。用于单个常开接点的串联。ANI，与非指令。用于单个常闭接点的串联。AND与ANI都是一个程序步指令，它们串联接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多次重复使用。这两条指令的目标元件为X、Y、M、S、T、C。2.4接点并联指令OR、ORIOR，或指令，用于单个常开接点的并联。ORI，或非指令，用于单个常闭接点的并联。OR与ORI指令都是一个程序步指令，它们的目标元件是X、Y、M、S、T、C。这两条指令都是并联一个接点。OR、ORI是从该指令的当前步开始，对前面的LD、LDI指令并联连接。并联的次数无限制。2.5串联电路块的并联连接指令ORB两个或两个以上的接点串联连接的电路叫串联电路块。串联电路块并联连接时，分支开始用LD、LDI指令，分支结果用ORB指令。ORB指令与后述的ANB指令均为无目标元件指令，而两条无目标元件指令的步长都为一个程序步。ORB指令有时也简称为或块指令。ORB指令的使用方法有两种：一种是在要并联的每个串联电路块后加ORB指令；另一种是集中使用ORB指令。对于前者分散使用ORB指令时，并联电路块的个数没有限制；但对于后者集中使用ORB指令时，这种电路块并联的个数不能超过8个（即重复使用LD、LDI指令的次数限制在8次以下），所以不推荐用后者编程。2.6并联电路块