停车场PLC车位控制

2008级课程设计PLC停车场车位控制系、部：电气与信息工程系学生姓名：周东平指导教师：陆秀令职称教授专业：自动化班级：自本0801班完成时间：2011.10.30电气控制技术课程设计任务书系：电气与信息工程系年级：2008级专业：自动化指导教师姓名陆秀令学生姓名周东平课题名称停车场车位PLC控制内容及任务一、设计任务和要求1.在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目。2.在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目。3.有车位时，入口闸栏才将门开启让车辆进入，并有指示灯示表示尚有车位。4.车位满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车进入。5.可以用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。二、设计内容1.设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；2.系统有启动、停止功能；3.运用功能指令进行PLC控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；4.程序结构与控制功能自行创新设计；5.进行系统调试，实现停车场车位的控制要求。三、技术指标传感器检测，七段数码管显示进度安排起止日期设计内容2011.10.30至2011.11.1确定设计方向，找资料2011.11.2至2011.11.3设计流程图，选器件2011.11.4至2011.11.5画主电路图，设计接线图，编写程序2011.11.6至2011.11.7进行系统调试程序2011.11.8至2011.11.9编写文档，完成课程设计主要参考资料史国生，王念春，赵阳.电气控制与可编程控制器技术.北京：化学工业出版社答辩成绩指导教师评阅意见引言可编程控制器（programmablelogiccontroller,PLC）是一种以微型计算机为核心的通用工业控制器。它是继承了继电器控制器装置的部分突出性能，并与现代的计算机技术和通行技术结合为一体，代表了当前电器控制技术的世界先进水平。本文阐述了停车场车位控制系统的PLC控制、自动计数、数码显示的一些基本思路和方法，介绍了关于PLC工作特点及运行原理，以及介绍了三菱可编程控制器系列的FX系列PLC控制器主要功能模块及应用。FX不仅编程简单，通用性强，抗干扰能力强，可靠性高，而且具有易于操作及维护，设计、施工、调试周期短等优点。然后设计了停车场车位控制系统的基本模块及功能，并对系统的主回路和控制回路的硬件部分进行了详细介绍。最后程序分析测试论证停车场车位控制的设计。关键词：PLC;停车场；车位控制；三菱FX-2n目录第1章停车场车位控制的功能要求及设计方案介绍...........................11.1设计要求...........................................................11.2设计方案介绍及其工作原理说明....................................2第2章控制系统的设计...................................................3第2章控制系统的设计...................................................32.1车辆入库与出库流程图设计.........................................32.2硬件配置........................................................42.4接线图..........................................................82.5编程元件的解析..................................................9第3章设计的结果......................................................11第4章系统调试及结果分析..............................................124.1硬件调试........................................................124.2软件调试........................................................124.3性能分析........................................................12总结..................................................................13参考文献...............................................................14附录一梯形图..........................................................15附录二主电路图........................................................17附录三接线图..........................................................181第1章停车场车位控制的功能要求及设计方案介绍1.1设计要求1.如图1-1所示，假设有一停车场共有16个车位。12349567810111213141516尚有车位指示灯车位已满指示灯出口检测传感器入口检测传感器闸栏七段灯显示车辆数图1-12.在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目。3.在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目。4.有车位时，入口闸栏才将门开启让车辆进入，并有指示灯示表示尚有车位。5.车位满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车进入。26.可以用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。1.2设计工作原理说明本设计是在停车场入口处有一个接近开关（传感器SQ1），当有车经过入口的时候，接近开关输出脉冲，经PLC输出控制电机的线圈，使电机正转，闸栏开启，当车接触到出传感器（SQ2）时，表示车是入库的，车的数量加一，车库里车得数量经过数码管显示出来。同理，当车先经过SQ2后经过SQ1时，表示车是出库的。车的数量减一。3第2章控制系统的设计2.1车辆入库与出库流程图设计2.1.1车辆入库流程图图2-1车进模块流程图车进接近开关闭合D0清0D0+1到D0数码显示D0大于16？结束电机正转电机反转NY42.1.2车辆出库流程图图2-2车出模块流程图2.2硬件配置1、本系统采用的是日本三菱PLC，选用的是FX2n-48MR，它属于继电器输出，有触电，可带交直流负载，输入点数24，输出点数24，总共48个输入输出点。PLC（三菱FX2N—48MR）：根据控制要求统计系统所需的输入点数与输出点数，并考虑要有一定的余量，在本系统中我们采用了三菱FX2N—48MR型PLC，该型号PLC是FX系列PLC家族中比较先进的系列。它具备如下特点：最大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为系统提供最大的灵活性和控制能力。2、传感器（BEN5M-MDT）：它是一种测距的光电传感器，具有测距远（最远可达到5米），采用反射镜反射的检测方式，DC12－24V供电，NPN/PNP同时输出，遮光ON/入光ON选择。3、七段数字译码显示器：由于在PLC系统中工作的是二进制的数字信号，而人们习惯十进制的数字或运算结果，因此需要数字显示器，显示出便于人们观测、查看的十进制数字，因此本设计选择了七段数字译码显示器，译码显示车出库接近开关闭合D0—1到D0数码显示电机正转电机反转5器主要由译码器和驱动器两部分组成，通常二者都集成在一块芯片中。该硬件的原理如下图2-3。SEGD码显示译码器，驱动器七段数码管，显示十进制数图2-3七段数字译码显示器原理框图2.3PLC的I/O分配表作出PLC输入/输出分配表，见表1表2-1PLC输入/输出分配表输入输出SB0SB0SQ0SQ1X0X1X2X3Y0Y1Y2Y3Y10到Y16尚有车位指示灯正转开启闸栏个位数码管显示启动按钮入传感器停止按钮出传感器HL1HL2KM1KM2车位已满指示灯反转关闭闸栏Y20到Y26十位数码管显示2.4控制程序设计分析根据设计要求，启动按钮开关X0，辅助继电器M0得电，M0常开触点闭合，自锁；M0闭合一个扫描周期，将数据寄存器D0到D2清0。当有车辆靠近入口的接近传感器（X002）时，接触器线圈得电，电机正转，同时行成自锁。门开启，车辆可入口，M9是当D0的数值为16的时候，表示闸门不能开启，见图2-4。6图2-4当车到SQ2位置时，数码管显示加一，同时延时3秒，完成关闸栏，从而完成了一次车入库的动作，见图5。图2-5当有车出库的时候，其原理与出库的时候一致，不同之处是D0的内容减1，见图6。图2-67在数码管显示的时候，我设计了两组数据的比较指令CMP，其一是D0与10的比较，当D0小于10的时，只显示个位数码管的数值，当等于10的时候，各位显示0，十位显示1，见图2-7。图2-7当D0的数值大于10的时候，M6状态为1，从而D0与16比较，当D0小于16时，D0减去10，余数在D2中，让个位显示D2中的数，十位显示1，同时，当D0中的数小于16的时候，有车位指示灯HL1亮，当D0等于16的时候，HL2指示灯亮，见图2-8。图2-882.4接线图下图为停车场控制系统的接线图，在该接线图中，X1是该系统的总开关，BEN5M-DT传感器1接X3输入端，BEN5M-DT传感器2接X4输入端，X6、X7是行程开关，分别接X6、X7输入端。L1是停车场车满指示灯，L2是车未满指示灯，QS是电机正转的总开关，KM1是电机正转的继电器线圈，KM2是电机反转的继电器线圈，Y5至Y12输出的是BCD码，直接接入七段数字译码显示器。X0X1X2X3X4X5COMCOMY0Y1Y2Y3Y4SB0SB1SQ1SQ2FUHL1HL2KM2KM1KM1KM2abcdefgGNDLED1abcdefg启动停止NLFU220VabcefabcdefgLED2abcdefgFR24V+黑蓝棕棕黑蓝220VGND图2-9停车场控制系统接线图下图为主电路控制图，当QS闭合时，KM1闭合KM2断开电机正转，闸门开启，车辆可通过，当KM2闭合KM1断开时电机反转，闸门闭合，车辆不可通过。9UVWFUKM1KM2FRM3QS图2-10控制线路主电路图2.5编程元件的解析1．X：X为输入继电器，它的作用是接受并存储外部输入的开关量信号，和对应的输入端子相连，同时提供无数的常开和常闭软触点用于编程。2．Y：Y为输出继电器，它的作用是具有一常开硬触点用于向外部负载发送信号，每一输出继电器的常开硬触点与可编程控制器的一个输出点相连直接驱动负载，它也提供了无数的常开和长闭软触点用于编程。3.M：M为辅助继电器，它是由软件来实现的，用于状态暂存，移位辅助运算及赋予特殊功能的一类编程元件，其作用类似于继电接触控制系统中的中间10继电器，绝大多数的继电器线圈由用户程序驱动。4．T：T为定时器，作用相当于继电接触控制中的通电延时型时间继电器。5．D：D为数据寄存器，可编程控制器在模拟量检测与控制以及位置控制等许多场合都需要数据寄存器来存储数据和参数。11第3章设计的结果入口处的传感器能检测所进车辆的数目，出口处的传感器能检测所出车辆的数目；当车辆在要进出门5米处，闸门会自动开启让车辆进入或出去；当停车场车满时，车满指示灯会亮，当停车场车位没停满时，车未满指示灯会亮，能够提醒人们是否还可以停车；显示器能都实时显示停车场所停车辆数，并且车辆已经停满时，闸门自闭，不会让车辆进入。该控制系统达到了设计要求。12第4章系统调试及结果分析4.1硬件调试PLC内部为输入电路所提供的电压是