課程設計—plc停車場車位控制

1、<p><b>　　2008級課程設計</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>　　學生姓名： 周東平 </p><p>　　指導教師： 陸秀令 職稱 教授 </p>

2、;<p>　　專 業(yè)： 自動化 </p><p>　　班 級： 自本0801班 </p><p>　　完成時間： 2011.10.30 </p><p>　　電氣控制技術課程設計任務書</p><p>　　系：電氣與信息工程系

3、 年級：2008級 專業(yè)：自動化 </p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　可編程控制器（programmable logic controller, PLC ）是一種以微型計算機為核心的通用工業(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)代的計算機技術和通行技術結合為一體，代

4、表了當前電器控制技術的世界先進水平。</p><p>　　本文闡述了停車場車位控制系統(tǒng)的PLC控制、自動計數(shù)、數(shù)碼顯示的一些基本思路和方法，介紹了關于PLC工作特點及運行原理，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用。FX不僅編程簡單，通用性強，抗干擾能力強，可靠性高，而且具有易于操作及維護，設計、施工、調試周期短等優(yōu)點。然后設計了停車場車位控制系統(tǒng)的基本模塊及功能，并對系統(tǒng)的主回

5、路和控制回路的硬件部分進行了詳細介紹。最后程序分析測試論證停車場車位控制的設計。 </p><p>　　關鍵詞：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計方案介紹1</p><p>　　1.1 設計要

6、求1</p><p>　　1.2設計方案介紹及其工作原理說明2</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的設計2</p><p>　　第2章 控制系統(tǒng)的設計3</p><p>　　2.1 車輛入庫與出庫流程圖設計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 設計的結果11</p><p>　　第4章 系統(tǒng)調試及結果分析12</p><p>　　4.1 硬件調試12</p><p>　　4.2 軟件調試12</p><p>　　4.3 性能分析

8、12</p><p><b>　　總 結13</b></p><p><b>　　參考文獻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計方案介紹</p><p><b>　　1.1 設計要求</b></p><p>　　1.如圖1-1所示，假設有一停車場共有16個車位。</p><p><b>　　圖1-1</b></p><p>　　2.在入口處裝設一傳感器，用來檢測車輛進入的

10、數(shù)目。</p><p>　　3.在出口處裝設一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。</p><p>　　4.有車位時，入口閘欄才將門開啟讓車輛進入，并有指示燈示表示尚有車位。</p><p>　　5.車位滿時，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車進入。</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>　　設計工作原理說明</b></p><p>　　本設計是在停車場入口處有一個接近開關（傳感器SQ1），當有車經過入口的時候，接近開關輸出脈沖，經PLC輸出控制電機的線圈，使電機正轉，閘欄開啟，當車接觸到出傳感器（SQ2）時，表示車是入庫的，車的數(shù)量加一，車庫里車得數(shù)量經過數(shù)碼管顯示出來。同理，當車先經過SQ2后經過SQ1時，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)的設計</p><p>　　2.1 車輛入庫與出庫流程圖設計</p><p>　　2.1.1 車輛入庫流程圖</p><p>　　圖2 -1車進模塊流程圖</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，可帶交直流負載，輸入點數(shù)24，輸出點數(shù)24，總共48個輸入輸出點。PLC（三菱FX2N—48MR）：根據(jù)控制要求統(tǒng)計系統(tǒng)所需的輸入點數(shù)與輸出點數(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PLC是FX系列PLC家族中比較先進的系列。它具備如下特點：最大范圍的包容了標準特點、程式執(zhí)行更快、全面補充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個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（最遠可達到5米），采用反射鏡反射的檢測方式，DC12－24V供電，NPN/PNP同時

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)中工作的是二進制的數(shù)字信號，而人們習慣十進制的數(shù)字或運算結果，因此需要數(shù)字顯示器，顯示出便于人們觀測、查看的十進制數(shù)字，因此本設計選擇了七段數(shù)字譯碼顯示器，譯碼顯示器主要由譯碼器和驅動器兩部分組成，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 控制程序設計分析</p><p>　　根據(jù)設計要求，啟動按鈕開關X0，輔助

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

18、秒，完成關閘欄，從而完成了一次車入庫的動作，</p><p><b>　　見圖5。</b></p><p><b>　　圖2-5</b></p><p>　　當有車出庫的時候，其原理與出庫的時候一致，不同之處是D0的內容減1，見圖6。</p><p><b>　　圖2-6</b>

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

20、16時，D0減去10，余數(shù)在D2中，讓個位顯示D2中的數(shù)，十位顯示1，同時，當D0中的數(shù)小于16的時候，有車位指示燈HL1亮，當D0等于16的時候，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，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，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是電機正轉的總開關，KM1是電機正轉的繼電器線圈，KM2是電機反轉的繼電器線圈，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QS閉合時，KM1閉合KM2斷開電機正轉，閘門開啟，車輛可通過，當KM2閉合KM1斷開時電機反轉，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外部輸入的開關量信號，和

23、對應的輸入端子相連，同時提供無數(shù)的常開和常閉軟觸點用于編程。</p><p>　　2． Y： Y為輸出繼電器，它的作用是具有一常開硬觸點用于向外部負載發(fā)送信號，每一輸出繼電器的常開硬觸點與可編程控制器的一個輸出點相連直接驅動負載，它也提供了無數(shù)的常開和長閉軟觸點用于編程。</p><p>　　3. M： M為輔助繼電器，它是由軟件來實現(xiàn)的，用于狀態(tài)暫存，移位輔助運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動。</p><p>　　4．T： T為定時器，作用相當于繼電接觸控制中的通電延時型時間繼電器。</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)寄存器來存儲數(shù)據(jù)和參數(shù)。</p><p>　　第3章 設計的結果</p&

25、gt;<p>　　入口處的傳感器能檢測所進車輛的數(shù)目，出口處的傳感器能檢測所出車輛的數(shù)目；當車輛在要進出門5米處，閘門會自動開啟讓車輛進入或出去；當停車場車滿時，車滿指示燈會亮，當停車場車位沒停滿時，車未滿指示燈會亮，能夠提醒人們是否還可以停車；顯示器能都實時顯示停車場所停車輛數(shù)，并且車輛已經停滿時，閘門自閉，不會讓車輛進入。該控制系統(tǒng)達到了設計要求。 第4章 系統(tǒng)調試及結果分析</p>

26、;<p><b>　　4.1 硬件調試</b></p><p>　　PLC內部為輸入電路所提供的電壓是24V,BEN5M-DT光電傳感器的驅動電壓為24V，其輸出電路能配置220V的交流電源，恰好可以直接驅動負載，滿足其輸出指標，按接線圖接好線，七段數(shù)碼顯示器能實時顯示數(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PLC的用戶程序儲存器進行讀寫操作。采用脫機編程方式將所編制的用戶程序存入編程器的ROM中后，經過多次調試。</p><p><b>　　4.3 性能分析</b></p><p>　　本設計是基于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傳輸給PLC中的計數(shù)器，計數(shù)器進行加減計數(shù)存儲，并以SEGD碼傳輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠實時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，性能價格高等特點。該系統(tǒng)自動化程度高，可靠性高，用PLC可以使該設計的要求全能滿足。 總 結</p><p>　　通過本次課程設計使我比較系

29、統(tǒng)地掌握有關PLC控制系統(tǒng)的設計思想和設計方法，主要對PLC（三菱FX2N系列）的結構、功能、內部資源等了解并對其進行測試和加以應用的知識得到學習。經過多次的反復實驗與分析,可以對電路的原理及功能更加熟悉,同時提高了設計能力與及對電路的分析能力.同時在軟件的編程方面得到更到的提高,對編程能力得到加強.同時對所學的知識得到很大的提高與鞏固.我所做的設計題目是基于PLC的停車場車位控制系統(tǒng)。由于是第一次做PLC的設計，設計起來有一定難度，但

30、后來通過去圖書館找相關書籍，上網找資料，請教老師和同學等方法來獲取相關知識，通過一步步解決疑惑來完成我的設計，同時也大大提升了自己知識水平和能力。通過這次課程設計讓我們意識到書本上學到的知識一定要通過實踐去鞏固，而且這也是一種學習方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門學問。同時此次課程設計也讓我們對學習PLC更加熱情，我們認識到PLC的強大的功能和廣闊的應用領域。真正體會到了科技給我?guī)淼恼窈丁Ｗ屛覍W習更有興趣，同時也給我們在探索知識的

31、路上的無限動力。在自己以后的學習中，我們一定要有刻苦努力及鉆研精神，結合有創(chuàng)新，充分實現(xiàn)自己的</p><p>　　在設計期間，我要感陸秀令指導老師對我的悉心指導及幫助和同學對我們的無私幫助，使得我們能夠順利完成本次課程設計。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]史國生. 電氣控制與可編程控制器技術. 北京：

32、化學工業(yè)出版社，2010.10 </p><p>　　[2] 范永勝．電氣控制與PLC應用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007.7</p><p>　　[3] 胡學林. 可編程控制器原理及應用[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用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007.1</p&

33、gt;<p>　　[5] 范永勝．電氣控制與PLC應用[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>