PLC的車輛出入庫管理系統(tǒng).doc

車輛出入庫管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著人們生活水平的不斷提高，市民們擁有的私家車也越來越多，人們出行就越來越方便了。但是隨之而來又引出一些其他的問題。比如說，污染問題，車輛的管理問題等等。本設(shè)計(jì)就是利用PLC（Programmable Logic Controller）設(shè)計(jì)一個(gè)小型車庫，解決車輛出入車庫時(shí)的管理問題。由于利用PLC可以實(shí)現(xiàn)全新的自動(dòng)控制管理，因此，這一設(shè)計(jì)也可以為車輛的管理問題提供一些提示和幫助。在設(shè)計(jì)此系統(tǒng)前，我也參考了網(wǎng)絡(luò)上及市場上現(xiàn)有的論文及設(shè)計(jì)課題，發(fā)現(xiàn)有的設(shè)計(jì)存在著一些問題和不足。諸如利用LED來顯示時(shí)，浪費(fèi)了很多輸出口。還有有的設(shè)計(jì)過于復(fù)雜，浪費(fèi)硬件及軟件資源，有的設(shè)計(jì)沒有車輛出入的報(bào)警提示，可能導(dǎo)致進(jìn)出混亂等等。而本設(shè)計(jì)很好地解決了以上的問題和不足。它的主要內(nèi)容：采用兩位LED來顯示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。使用兩個(gè)光傳感器來監(jiān)控車輛的進(jìn)出并完成計(jì)數(shù)工作，車輛進(jìn)入時(shí)經(jīng)過兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字加一，車輛外出時(shí)經(jīng)過兩個(gè)傳感器使顯示數(shù)字減一，但當(dāng)車輛只經(jīng)過一個(gè)傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)。為了防止意外計(jì)數(shù)錯(cuò)誤，本系統(tǒng)采用反復(fù)程序校驗(yàn)，來提高系統(tǒng)的可靠性。首先，也是最重要的，注意控制兩個(gè)傳感器之間的距離，用程序驗(yàn)證進(jìn)出車庫的是否是車輛，當(dāng)人通過傳感器時(shí)不計(jì)數(shù)；其次，采用邏輯互鎖方式，啟動(dòng)加計(jì)數(shù)則要鎖定減計(jì)數(shù)，同時(shí)，車輛進(jìn)出時(shí)，帶有自動(dòng)報(bào)警功能，如此以保證可靠性；最后，及時(shí)的進(jìn)行復(fù)位處理，以免車輛在傳感器附近作往返運(yùn)動(dòng)時(shí)錯(cuò)誤計(jì)數(shù)。關(guān)鍵詞： PLC 傳感器 車輛 可靠性 AbstractAs the quality of peoples life being improved,and city residents have more and more sedans.At the same time,ology, peoples daily lives and production activities of a large number of the use of automated control, not only saving human resources, but a large degree of improved production efficiency, further promote the rapid development of productive forces, and constant enrich peoples lives. Early automatic control system relies on the relay - Contactor to achieve, and its features are: simple structure, low cost, anti-interference capability, can achieve centralized control and remote control, but the introduction of fixed wiring, versatile and flexible of the poor and by the switch contacts, the low frequency contacts easily damaged, poor reliability.1969, a programmable logic controller PLC (Programmable Logic Controller), its features are: a logic control, timing, counting, and other functions, intuitive programming language used ladder diagram language, software changes convenience, versatility and flexibility good.At present, the major PLC programmable controller is a small, low-cost, standardized, high-speed, intelligent, high-capacity, in the direction of the network, and computer technology, formation of industrial control systems, distributed Control Systems DCS (Distributed Control System), fieldbus control system FCS (Field bus Control System), the PLC will enable more powerful, more reliable, more convenient to use, a wider scope. The design is based on the storage of vehicles PLC management systems, LED used two vehicles in the garage to show that the actual number. The use of two light sensor to monitor vehicle access and complete count, the two vehicles entered the house through the sensor and a digital display, two vehicles going through the sensor by a digital display, but only after a sensor vehicles will not count. In order to prevent accidents counting error, the system used repeatedly checking procedures to enhance the reliability of the system. First of all, pay attention to control the distance between the two sensors, access to the garage with the certification procedures for the vehicles, through the sensor when people do not count; Secondly, the introduction of the logical interlocked, and counting would start by counting lock, a Canadian Counting will have to lock pulse by pulse count, so in order to ensure reliability; Finally, a reduction of the processing time to avoid vehicles in the vicinity of sensors for counting from the wrong campaign. Key words: PLC Sensor Vehicles Reliability目 錄摘 要IAbstractII目 錄III第一章 引 言41.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)41.2 PLC的工作原理4第二章 車輛出入庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成62.1 整體框架62.3 顯示電路7第三章 PLC的I/O端口接線8第四章 I/O2.2 傳感器的布置6 口地址分配9第五章 程序設(shè)計(jì)105.1 控制要求105.2 計(jì)數(shù)邏輯105.3 程序流程圖115.4 梯形圖12第六章 結(jié) 論14第七章 參考文獻(xiàn)15第八章 致 謝16第九章 元器件清單1717第一章 引 言1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu) 1、中央處理單元(CPU) 中央處理單元 (CPU)是PLC的控制核心。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能：a. 接收并存儲從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤。 2、存儲器 可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序）的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；存放用戶程序（用戶程序存和數(shù)據(jù)）的存儲器稱為用戶程序存儲器，所以又分為用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩部分。 3輸入接口電路 輸入輸出信號有開關(guān)量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實(shí)際涉及到的信號當(dāng)中，開關(guān)量最普遍。4輸出接口電路：可編程序控制器的輸出有：繼電器輸出(M)、晶體管輸出(T)、晶閘管輸出(SSR)三種輸出形式。5電源 PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。如FX1S額定電壓AC100V240V，而電壓允許范圍在AC85V264V之間。允許瞬時(shí)停電在10ms以下，能繼續(xù)工作。一般小型PLC的電源輸出分為兩部分：一部分供PLC內(nèi)部電路工作；一部分向外提供給現(xiàn)場傳感器等的工作電源。 1.2 PLC的工作原理PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個(gè)掃描周期主要可分為3個(gè)階段。1輸入刷新階段在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，而這些變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。2程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，從第一條開始逐步執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸入刷新階段。3輸出刷新階段當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器），并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成PLC一個(gè)工作周期，由此循環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。 顯然掃描周期的長短主要取決于程序的長短。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢。由于每個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個(gè)掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，所以系統(tǒng)存在輸入輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。但是由于其對I/O的變化每個(gè)周期只輸出刷新一次，并且只對有變化的進(jìn)行刷新，這對一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不但不會造成影響，還會提高抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸与A段僅在輸入刷新階段進(jìn)行，PLC在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖、短時(shí)間的，誤動(dòng)作將大大減小。但是在快速響應(yīng)系統(tǒng)中就會造成響應(yīng)滯后現(xiàn)象，這個(gè)一般PLC都會采取高速模塊?？傊?，PLC采用掃描的工作方式，是區(qū)別于其他設(shè)備的最大特點(diǎn)之一，我們在學(xué)習(xí)和使用PLC當(dāng)中都應(yīng)注意。第二章 車輛出入庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成2.1 整體框架2.2 傳感器的布置2.3 顯示電路第三章 PLC的I/O端口接線第四章 I/O 口地址分配輸入信號輸出信號傳感器1#I0.1發(fā)光二極管Q0.2傳感器2#I0.2接LED腳bQ1.0懸空I0.3接LED腳aQ1.1接LED腳cQ1.2接LED腳dQ1.3接LED腳eQ1.4接LED腳fQ1.5接LED腳gQ1.6接LED腳bQ2.0接LED腳aQ2.1接LED腳cQ2.2接LED腳dQ2.3接LED腳eQ2.4接LED腳fQ2.5接LED腳gQ2.6第五章 程序設(shè)計(jì)5.1 控制要求（1）. 入庫車輛前進(jìn)時(shí)，分別順次經(jīng)過1# 和2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，后退時(shí)經(jīng)過2# 和1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，單經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。（2）. 出庫車輛前進(jìn)時(shí)，分別順次經(jīng)過2# 和1#傳感器后計(jì)數(shù)器減1，后退時(shí)經(jīng)過1# 和2#傳感器后計(jì)數(shù)器加1，單經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。5.2 計(jì)數(shù)邏輯1.光傳感器的接收光被遮斷時(shí)定義為“有信號”；2.傳感器1#有信號時(shí)啟動(dòng)增計(jì)數(shù)邏輯；3.傳感器2#有信號時(shí)啟動(dòng)減計(jì)數(shù)邏輯；4.傳感器1#完成脈沖同時(shí)2#有信號，則啟動(dòng)增計(jì)數(shù)邏輯；5.傳感器2#完成脈沖同時(shí)1#有信號，則啟動(dòng)減計(jì)數(shù)邏輯；6.傳感器1#和傳感器2#都完成脈沖后進(jìn)行相應(yīng)計(jì)數(shù)動(dòng)作；7.傳感器1#和傳感器2#都沒有信號時(shí)進(jìn)行小復(fù)位動(dòng)作；8.增計(jì)數(shù)與減計(jì)數(shù)的啟動(dòng)邏輯互鎖；9.增計(jì)數(shù)和減計(jì)數(shù)的進(jìn)行邏輯互鎖。10.計(jì)數(shù)值超過+99后從零開始計(jì)數(shù)并報(bào)警（發(fā)光二極管）其中：條件2和條件3為“方向判定條件1”；條件4和條件5為“方向判定條件2”；5.3 程序流程圖5.4 梯形圖第六章 結(jié) 論本設(shè)計(jì)采用光傳感器采集信號，使用完全PLC控制，完成了車輛出入庫時(shí)的統(tǒng)計(jì)和顯示工作