车辆出入库管理系统设计教材

目录TOC\o"1-2"\h\z\u摘要 I1PLC简介 11.1PLC的基本结构 11.2PLC的工作原理 11.3PLC的特点 12车库车辆出入库PLC设计 32.1车库车辆出入库PLC计数逻辑 32.2车库车辆出入库PLC控制程序流程图 32.3车库车辆出入库PLC选型 42.4车库车辆出入库PLC传感器选型 53车库车辆出入库PLC控制程序设计 63.1车库车辆出入库梯形图 63.2车库车辆出入库指令表 73.3车库车辆出入库I/O接线图 84结束语 9参考文献 10致谢 11

PLC简介PLC的基本结构（1）CPU模块，又叫中央处理单元或控制器，它主要由微处理器（CPU）和存储器构成。CPU的作用类似于人的大脑和心脏。（2）I/O模块，是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号，输入信号有两类：一类是开关量输入信号；另一类是模拟量输入信号。PLC通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等执行器，PLC控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。CPU模块的工作电压一般是5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，例如直流24V和交流220V。（3）编程设备与电源，编程设备用来生成、检查和修改用户程序。PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。PLC内部的直流稳压电源为各模块的元件提供直流电压。某些PLC可以为输入电路和外部电子检测装置（例如接近开光和光电开关）提供24V直流电源。驱动现场执行机构一般由用户提供。1.2PLC的工作原理PLC采用扫描方式工作，每一次扫描要完成一下工作：（1）输入处理。将现场的开关量输入信号读入输入映像寄存器。（2）程序执行。逐条执行用户程序，完成数据的存取、传送、和处理工作，并根据运算结果更新各有关映像寄存器的内容。（3）输出处理。将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。1.3PLC的特点（1）编程方法简单易学（2）硬件配套齐全，用户使用方便（3）通用性和适应性强（4）可靠性高，抗干扰能力强（5）系统的设计、安装、调试工作量少（6）维修工作量小，维修方便（7）体积小，能耗低

2车库车辆出入库PLC设计2.1车库车辆出入库PLC计数逻辑（1）光电传感器的接收光被遮断时定义为“有信号”；（2）传感器1#有信号时启动增计数逻辑；（3）传感器2#有信号时启动减计数逻辑；（4）传感器1#完成脉冲同时2#有信号，则启动增计数逻辑；（5）传感器2#完成脉冲同时1#有信号，则启动减计数逻辑；（6）传感器1#和传感器2#都完成脉冲后进行相应计数动作；（7）当车库内车辆数目达到设定值时进行报警。2.2车库车辆出入库PLC控制程序流程图传感器1#是否有信号开始传感器1#是否有信号开始 N Y启动加计数器 启动加计数器 传感器2#是否有信号传感器2#是否有信号 N Y加数器动作 加数器动作 结束 结束图2.1入库流程图

如图2.1所示，车辆入库时，车辆如果经过1#传感器，则传感器1#有信号，启动加计数器，否则返回上一步；车辆经过2#传感器，则传感器2#有信号，加计数器动作，否则返回上一步。结束减计数器动作传感器1#是否有信号启动减计数器传感器2#是否有信号开始结束减计数器动作传感器1#是否有信号启动减计数器传感器2#是否有信号开始 NY NY图2.2出库流程图如图2.2所示，车辆出库时，车辆如果经过2#传感器，则传感器2#有信号，启动减计数器，否则返回上一步；车辆经过1#传感器，则传感器1#有信号，减计数器动作，否则返回上一步。2.3车库车辆出入库PLC选型在选择PLC的型号时，应考虑以下的问题：（1）控制系统对PLC指令系统的要求（2）估计对用户存储器容量的要求；（3）估计系统对PLC响应时间的要求；（4）PLC物理结构的选择；（5）对PLC功能的特殊要求；（6）系统对可靠性的要求；（7）编程器与存储器的选择。根据这些选型时应考虑的问题，对于本次的课程设计，选择三菱公司的FX2N系列。FX2N系列PLC的小型化、高速度、高性能都是相当于FX系列中最高档次的超小形程序装置。除输入输出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接、模拟控制、定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行灵活的输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，采用最小8点的扩展模块进行扩展。可根据电源及输出形式，自由选择。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显示器输出等。数据处理、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出（20KHZ/DC5V，10KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通信，串行数据传送，ASCIIcode印刷，校验码等。时计控制内置时钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。2.4车库车辆出入库PLC传感器选型根据系统的要求，选择光电传感器。光电传感器是将被测量的变化转换为光量的变化，再通过光电元件把光量的变化转换成电信号的一种测量装置，它的转换原理是基于光电效应。之所以会选择光电传感器，是因为光电传感器有光电开关，而光电开关有光导通，当车辆通过时，光电开关信号通过导线传送给PLC，所以，当有车辆通过时，光电传感器能很好的收集信号，并将其反馈给PLC，从而能实现自动计数功能。

3车库车辆出入库PLC控制程序设计3.1车库车辆出入库梯形图图3.1梯形图

车辆入库时当光电传感器1得到信号后X000接通后，M3置为“1”，等到光电传感器2得到信号后X011为ON时寄存器D0加1，同时对M3复位；在车辆出库时，光电传感器2得到信号后X011接通后M4置为“1”，等到光电传感器1得到信号后X000为ON时寄存器D0减1，同时对M4复位。接通X020开关，数码管启用，将寄存器D0内的数转换为成BCD码，即Y003至Y000，Y004，Y005为片选信号，显示的数据分别存在D1，D2中，D1表示十位，D2表示个位，若当D0为10时即车库已满，M6置“1”，报警灯Y007进行报警。3.2车库车辆出入库指令表LDX007ESTD0LDX000ANIX011SETM3LDM3ANDX011INCD0RSTM3LDX011ANIX000SETM4LDM4ANDX000DECD0RSTM4LDX020CMPD0K10M5BCDDOK1Y000ANIY004ANIYOO5OUTM8LDM8MOVD1K1Y000OUTY004LDY004MOVD2K1Y000OUTY005LDM6OUTY007END3.3车库车辆出入库I/O接线图图3.2I/O接线图如图3.2所示，是车库车辆出入库的I/O接线图，外接5V电源，给PLC提供工作电源；再将共地端进行短接；再接两位数码管，显示车库中已有车辆的数量，当车库满时，则会报警。

4结束语在老师正确指导下，以及整组同学的积极配合和不懈努力下，经过十多天的学习与研究，终于完成这一份课程设计，本来以为自己对可编程控制器原理的知识掌握的还比较好，但是到做课程设计的时候才发现自己存在着诸多不足，其中就有很多基础知识都不是很完善，很多知识都掌握的不是很扎实。但是毕竟我们还是将这个课程设计做出来了。设计过程中，通过针对性地查找资料，了解有关PLC方面的资料，既增长了自己的知识面，补充最新的专业知识，又提高了自己的应用能力和实践能力，对学过的课本理论知识起到了很好的温习作用。通过对车库车辆出入库管理设计，让我很好的运用了PLC的知识，对课本知识进一步的消化和巩固。本课程设计采用光传感器采集信号，使用完全PLC控制，完成了车辆出入库时的统计和显示工作，能够可靠的准确的无误的进行计数，无论单个车辆怎样的往返运动，都不会出现误计数和漏计数，而且在人通过光传感器时不会误计数。最后采用两个LED做显示，能够显示车库内车辆的实际数量。这次课程设计终于顺利完成了，这个设计让我受益良多，只要用心去学习，不怕困难，团结一心。不管多么艰难，我们都能取得成功。

参考文献[1]李建兴.可编程序控制器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2004.[2]陈宇，段鑫.可编程序控制器基础及编程技巧[M].广州：华南理工大学出版社，2002.[3]王永华.现代电器控制及PLC应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2