停车场PLC控制系统设计论文答辩

1、 论文框架论文框架研究背景研究背景课题方向课题方向论文内容论文内容论文结论论文结论致谢致谢12345研究背景研究背景u随着进口汽车大量涌人和国内汽车工业的不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。但是，现时某些小区小型停车场如要运用大量高

2、新技术就会出现资金不足、维护管理不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，所以目前完善的问题，有时考虑也不够全面，所以目前车辆管理成本高、服务效率低等问题。采用车辆管理成本高、服务效率低等问题。采用PLC编程无疑就能解决这些问题。编程无疑就能解决这些问题。课题方向课题方向1.研究了停车场及控制系统在智能建筑中的作用研究了停车场及控制系统在智能建筑中的作用及发展变化。及发展变化。2.研究典型停车场的管理及控制功能需求进行了研究典型停车场的管理及控制功能需求进行了分析。分析。3.研究了怎样改进停车场控制系统功能并完成了研究了怎样改进停车场控制系统功能并完成了控制程序

3、设计。控制程序设计。论文要点论文要点1.PLC的发展及应用的发展及应用2.FX系列基本指令系列基本指令3.设计方案的要求设计方案的要求4. 控制系统的设计控制系统的设计5.接线图及元件解析接线图及元件解析PLC的发展的发展PLC的诞生的诞生 随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组成。可编程控制器最先出现在美国，成。可编程控制器最先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研一提出了研一种新型控制器的要求，并从用

4、户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：（1）编程简单，可在现场修改程序；）编程简单，可在现场修改程序；（2）维护方便，最好是插件式；）维护方便，最好是插件式；（3）可靠性高于继电器控制柜；）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小于继电器控制柜；）体积小于继电器控制柜；（5）可将数据直接送入管理计算机；）可将数据直接送入管理计算机；（6）在成本上可与继电器控制柜竞争；）在成本上可与继电器控制柜竞争；（7）输入可以是交流）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；（即用美国的电网电压）；（8）输出为交流）输出为交流115V、

5、2A以上，能直接驱动电磁阀；以上，能直接驱动电磁阀；（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；（10）用户程序存储器容量至少能扩展到）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。条件提出后，立即引起了开发热潮。条件提出后，立即引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一）研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代

6、继电器，以执行逻辑判断、计时、计数），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着，美国等顺序控制功能。紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美国引年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出他们的第年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。一台可编程控制器。PLC的组成的组成PLCPLC的组成的组成PLCPLC主要由主要由CPUCPU模块、输入模块、输出模块、电源和编程器组成，模块、输入模块、输出模块、

7、电源和编程器组成，CPUCPU模块通过输入模块将外部模块通过输入模块将外部控制现场的控制信号读入控制现场的控制信号读入CPUCPU模块的存储器中，经过用户程序处理后，再将控制信号通过模块的存储器中，经过用户程序处理后，再将控制信号通过输出模块来控制外部控制现场的执行机构。输出模块来控制外部控制现场的执行机构。PLC的特点的特点1.3 PLC1.3 PLC的特点的特点（1 1）编程简单，使用方便）编程简单，使用方便 梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电器电路原理图相似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时器电路

8、原理图相似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序，梯形图语言形象直间就可以熟悉梯形图语言，并用来编制用户程序，梯形图语言形象直观，易学易懂。观，易学易懂。 （2 2）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性 可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统不同规模的系统。可

9、编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确定后，中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的变化，具有很好的柔性。变化，具有很好的柔性。 （3 3）功能强，扩充方便，性能价格比高）功能强，扩充方便，性能价格比高 可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的逻辑判断、数据处理、的逻辑判断、数据处理、PIDPID调节和数据通信功能，可

10、以实现非常复杂调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的扩展单元即可，扩充非的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的扩展单元即可，扩充非常方便。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。常方便。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。 （4 4）可靠性高，抗干扰能力强）可靠性高，抗干扰能力强 可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电干扰措施，硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等。池等。FX系

11、列系列PLC的实体图片的实体图片FX系列基本指令系列基本指令1.1.逻辑取及线圈驱动指令逻辑取及线圈驱动指令 LDLD、LDILDI、OUTOUT LD LD，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。，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 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。，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 OUT，线圈驱动指令，也叫输出指令。，线圈驱动指令，也叫输出指令。 LD LD、LDILDI两条指令的目标元件是两条指令的目标元

12、件是X X、Y Y、M M、S S、T T、C C，用于将接点接到母线上。，用于将接点接到母线上。OUTOUT是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是是驱动线圈的输出指令，它的目标元件是Y Y、M M、S S、T T、C C。对输入继电器。对输入继电器X X不能使用。不能使用。OUTOUT指令可以连续使用多次。指令可以连续使用多次。LDLD、LDILDI是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。OUTOUT是多程序步指令，要视目标是多程序步指令，要视目标元件而定。元件而定。OUTOUT指令的目标元件是定时器指令的目标元件是定时器T T和计数器和计数

13、器C C时，必须设置常数时，必须设置常数K K。2 .2 .取脉冲指令取脉冲指令LDPLDP、LDFLDFLDPLDP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。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。LDFLDF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。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，他的目标元件为这两条指令都占两条程序步，他的目标元件为X X、Y Y、M M、S S、T T、C C。LDPLDP、LDFLDF指令的使用说明如下图所示，使用指令的使用说明如下图所示，使用LDPLDP指令，元件指令，元件

14、Y0Y0只在只在Y0Y0的上升沿时（由的上升沿时（由OFFOFF到到ONON时）接通一个扫描周期。使用时）接通一个扫描周期。使用LDFLDF指令，元件指令，元件Y1Y1尽在尽在X1X1的下降沿时（由的下降沿时（由OFFOFF到到ONON时）接通时）接通一个扫描周期。一个扫描周期。3 3 接点串联指令接点串联指令 ANDAND、ANI ANI ANDAND，与指令。用于单个常开接点的串联。，与指令。用于单个常开接点的串联。ANIANI，与非指令。用于单个常闭接点的串联。，与非指令。用于单个常闭接点的串联。ANDAND与与ANIANI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

15、令可以多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次重复使用。这两条指令的目标元件为X X、Y Y、M M、S S、T T、C C。FX系列基本指令系列基本指令u 4.4.加一指令加一指令INCINC、减一指令、减一指令DECDECu 表表2.1 INC2.1 INC、DECDEC指令的助记符、功能、操作数和程序步指令的助记符、功能、操作数和程序步u 助记符功能操作数程序步助记符功能操作数程序步D.INC FNC24D.INC FNC24加加1 1把目标原件当前值加把目标原件当前值加1KnY1KnY、KnMKnM、KnSKnS、T

16、 T、C C、D D、V V、ZINCZINC、INCPINCP、DECDEC、DECP:DECP:三步三步DINCDINC、DINCPDINCP、DDECDDEC、DDECP:DDECP:五步五步DEC FNC25DEC FNC25减减1 1把目标元件当前值减把目标元件当前值减22.622.6、比较指令、比较指令 CMPCMPFX系列基本指令系列基本指令6 6、比较指令、比较指令 CMPCMP CMP CMP指令有指令有3 3个操作数：两个源操作数个操作数：两个源操作数S1.S1.和和S2.S2.，一个目标操作，一个目标操作数数D.D.，该指令将，该指令将S1S1和和S2.S2.进行比较，结

17、果送到进行比较，结果送到D.D.中。中。CMPCMP指令指令使用如下所示。当使用如下所示。当X10X10为为ONON时，比较时，比较200 200 和和C20C20当前值的大小，分三种当前值的大小，分三种情况分别使情况分别使M0M0、M1M1、M2M2中的一个为中的一个为ONON，另外两个为，另外两个为OFFOFF；若；若X10X10为为OFFOFF，则则CMPCMP不执行，不执行，M0、M1、M2的状态保持不变。的状态保持不变。设计方案要求设计方案要求u 设计要求设计要求u 1.1.如图如图3-13-1所示，假设有一停车场共有所示，假设有一停车场共有1616个车位个车位。1234956781

18、0111213141516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2.2.在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目。在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目。3.3.在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目。在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目。4.4.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。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。5.5.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。车位满时，则有一指示

19、灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车进入。6.6.可以用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。就可以用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。就系统工作过程系统工作过程1.1.入库车辆前进时，经过入库车辆前进时，经过1#1#传感器，此时车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到上限传感器，此时车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到上限位置时，栅栏打开停止，同时车辆进入，经过位置时，栅栏打开停止，同时车辆进入，经过2#2#传感器，栅栏门向下关闭，达到下传感器，栅栏门向下关闭，达到下限位置时，栅栏门停止关闭，同时计数器限位置时，栅栏门停止关闭，同时计数器A A加加1 1；2.2.出库时，先经过出库

20、时，先经过2#2#传感器，栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，同时车辆传感器，栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，同时车辆出闸门再经过出闸门再经过1#1#传感器，栅栏门向下关闭，当达到下限位时，栅栏门停止动作，计传感器，栅栏门向下关闭，当达到下限位时，栅栏门停止动作，计数器数器B B减减1 1；（计数器；（计数器B B的初始值由计数器的初始值由计数器A A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。送来）只经过一个传感器则计数器不动作。 3.3.仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示。仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示。若设仓库容量为若设仓库容量为

21、1616辆车，则仓库满时应报警并显示。辆车，则仓库满时应报警并显示。5.5.若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#1#传感器，出库车辆经过传感器，出库车辆经过2#2#传感传感 器），应避免误计数。器），应避免误计数。 控制系统的设计控制系统的设计u 车辆入库流程图车辆入库流程图仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显，若设仓库容量仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显，若设仓库容量为为1616辆车，则仓库满时应报警并显示。辆车，则仓库满时应报警并显示。u 入库车辆前进时，经过入库车辆前进时，经过1#1#传感器，此时

22、车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到上限位置时，传感器，此时车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到上限位置时，栅栏打开停止，同时车辆进入，经过栅栏打开停止，同时车辆进入，经过2#2#传感器，栅栏门向下关闭，达到下限位置时，栅栏门停传感器，栅栏门向下关闭，达到下限位置时，栅栏门停止关闭，同时计数器止关闭，同时计数器A A加加1 1。车 进接近开关闭合D0清0D0+1到D0数码显示D 0 大于16？结束电机正转电机反转NY控制系统的设计控制系统的设计车辆出库流程图车辆出库流程图车出库接近开关闭合D01到D0数码显示电机正转电机反转控制系统设计控制系统设计u 程序程序I/O分配表分配表输入输出SB0S

23、B0SQ0SQ1X0X1X2X3Y0Y1Y2Y3Y10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 十位数码管显示控制系统程序控制系统程序u 程序程序接线图接线图u 控制系统接线图控制系统接线图X0X1X2X3X4X5COMCOMY0Y1Y2Y3Y4SB0SB1SQ1SQ2FUHL1HL2KM2KM1KM1KM2abcdefgGNDLED1abcdefg启 动停 止NLFU220VabcefabcdefgLED2abcdefgFR24V+黑蓝棕棕黑蓝220VGND接线图接线图u 主电路控制图主电

24、路控制图UV WF UK M 1K M 2F RM3Q S停车场实物图停车场实物图u 室内停车场室内停车场停车场实物图停车场实物图u 停车场实物图停车场实物图结论结论经过测试入口处的传感器能检测所进车辆的数经过测试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；目，出口处的传感器能检测所出车辆的数目；当车辆在要进出门当车辆在要进出门5米处，闸门会自动开启让车米处，闸门会自动开启让车辆进入或出去。辆进入或出去。当停车场车满时，车满指示灯会亮，当停车场当停车场车满时，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；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。车辆已经停满时，闸门自闭，不会让车辆进入。自己设计的两个方案的控制系统都达到了设计自己设计的