plc停车场位控制

目录TOC\o"1-2"\u第1章控制流程工艺分析 21.1控制过程描述 21.2控制工艺分析 2第2章控制系统总体方案设计 32.1系统硬件组成 32.2控制方法分析 42.3I/O分配 42.4系统接线图设计 5第3章控制系统梯形图程序设计 53.1控制程序流程图设计 53.2控制程序梯形图设计 6第四章监控系统设计 94.1PLC与上位监测软件通讯 94.2上位监测系统组态设计 94.3实现的效果 9第五章系统调试及结果分析 115.1系统调试及解决的问题 115.2结果分析 11第六章课程设计心得 12参考文献 13附录 14第1章控制流程工艺分析1.1控制过程描述假设有一停车场共有16个车位,在入口处装设一传感器,用来检测车辆进出的数目,在出口处装设一传感器,用来检测车辆出去的数目,尚有车位时,入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放,并有一指示灯表示尚有车位,车位已满时,则有一指示灯显示车位已满,且入口闸栏不能开启让车辆进入,可以从七段数码管上显示目前停车场共有几部车。控制原理图如下所示：数码显示C250双向计数器车进/出数码显示C250双向计数器车进/出Y/N16合/开闸合/开闸 1.1原理框图1.2控制工艺分析根据设计要求，启动按钮开关X1，辅助继电器M1得电，M1常开触点闭合，自锁；M1闭合时，C250开始工作，当计数为16时，C250常开触点闭合，辅助继电器M0得电，M0常开触点闭合，输出继电器Y0得电，车满指示灯亮。M0常闭触点断开，输出继电器Y1失电，车未满指示灯熄灭；M1常开触点闭合时，上升沿微分输出，M2继电器得电，M2常开触点闭合，将0赋值给计数器D0，将1赋值给计数器D1，完成了初始化阶段；当车辆通过停车场入口或出口时，传感器1向计数器输入高电平，X3常开触点闭合，停车场门口处的闸门控制系统总开关Y2闭合，闸门控制系统开始工作，输出继电器Y3得电，常开触点Y3闭合，自锁，闸门打开，车辆通过，当碰到行程开关X6时，X6常闭触点断开，X6常开触点闭合，T0继电器得电，常开触点T0闭合，自锁，延时1分钟后，输出继电器Y4得电，电机反转关门；当进入一辆车时，X3闭合，D0中存储的数和D1中存储的数相加并赋值给计数器D0中；当出去一辆车时，X4闭合，D0中存储的数减去D1中的数赋值给D0，计数能够实时更新；M1闭合时，计数器D0中存储的数输入七段数字译码显示器实时显示。程序指令见附录。第2章控制系统总体方案设计2.1系统硬件组成1、PLC（三菱FX2N—32MR）：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—32MR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。2.2控制方法分析本设计在停车场闸门口处装两个光电传感器BEN5M-MDT，传感器所接受到的信号控制电机的正反转，停车场的闸门开合，另外，传感器所接受到的信号传输给plc控制系统的双向计数器C250，C250具有计数存储功能，并将计数结果实时传输给带译码器的七段数码显示器显示，如显示的数为16时，则门口处的闸门停止工作，如显示的数还没到16时，则闸门继续工作。2.3I/O分配输入信号输出信号启动按钮X1车满信号灯L1Y0上升沿加计数输入X3车未满信号灯L2Y2上升沿减计数输入X4正转接触器KM1Y3行程开关X6X6反转接触器KM2Y4行程开关X7X7BCD码输出Y5Y14表2.1I/O分配表说明：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．C：C为计数器，主要用来记录脉冲的个数。本设计采用的C250为一相双向的高数计数器，这种计数器固定可编程控制器的一个输入端X3用于上升沿加计数，固定可编程控制器的另一个输入端X4用于上升沿减计数。6．D：D为数据寄存器。2.4系统接线图设计图2.2停车场控制及系统接线图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。第3章控制系统梯形图程序设计 3.1控制程序流程图设计停车场控制系统的车进模块流程图设计如下图：图3.1车进模块流程图停车场控制系统的车出模块流程图设计如下:图3.2车出模块流程图3.2控制程序梯形图设计图3.3控制程序梯形图设计第四章监控系统设计4.1PLC与上位监测软件通讯PLC支持点对点接口协议、多点接口协议等多种协议。这里监测PC机的组态软件通过串行通讯口的PPI通讯模式获取并显示车位状态信息。本文管理PC机与PLC间即采用自由口通讯模式自定义通讯协议并通过PLC提供的PC/PPI电缆及信息发送及接收指令、调用相关中断事件等资源控制PLC的串行通讯与C编制的PC机通讯接口程序交换信息。在自由口通讯中需要双方约定数据通讯格式。所需发送与接受的数据信息可集中在若干连续的字中，放到数据缓冲区中通过一条指令即可接受或发送。数据信息传送到PLC的数据缓冲区后，PLC根据卡号将信息传递到不同的缓冲区，利用PLC周期性的扫描工作方式，在扫描过程中排队处理各动作车位、车辆的相关信息。根据流程码节点中得操作符编码到执行模板匹配表中进行匹配，可以匹配的流程码节点展开，得到模板的编号，如不展开则生成传递操作数的执行码。模板匹配完成后开始填充内容。所有执行码都生成完毕后，需执行程序中的地址回填到执行码中，最终生成可供微处理器执行的机器码。4.2上位监测系统组态设计组态软件通过I/O驱动程序从现场I/O设备获得实时数据，对数据进行必要的加工后，一方面以图形直观地显示在计算机上，另一方面按照组态要求和必要操作人员的指令将绘制数据送给I/O设备，对执行机构实施控制或调整控制参数。第一步，根据工艺生产需要的变量表对数据单元进行变量信息配置，配置后将生成属性数据库、实时数据库和历史数据库三个库表，并将数据字典中的变量填写到相应的数据库表中，完成数据库组态。第二步，利用图形组态子系统模拟现场的工艺流程，对于没有监控点的静态部分可利用图形工具绘制，对于有监控点的动态部分可以通过动画连接操作将图元对象的动画属性与实时数据库中的数据关联起来，从而根据数据变化，来反映现场。第三步，在报警子系统中对不同类型变量属性进行设置，当现场采集的数据超过设定值时，发出警报，用户对现场异常进行调整。第四步，利用趋势曲线组态子系统和报表组态子系统将数据形象直观地表示出来，在趋势曲线组态子系统中，用户选择要用曲线表示的变量，并对曲线进行相关设置如线条、颜色、风格等，实现趋势曲线的组态，在报表组态子系统中，用户要完成对固定项和数据项的设置，对于固定项的设置主要是报表中固定内容的填写，对于数据项的设置主要是定义报表要显示的变量名，并将它们同实时数据库和历史数据库中得变量关联起来。4.3实现的效果系统运行过程中，软件读取组态文件并建立相应的数据库、实时数据库、历史数据库的链接。软件运行后，根据实时数据库中采集的程序使运行画面按组态设置进行动态显示，并将各实时变量值保存到历史数据库中。在此过程中将变量值同属性数据库中对该变量的报警属性值进行比较，若超限则报警显示。软件根据实时数据库和历史数据库的变量值生成在趋势曲线组态子系统中组态的变量的实时趋势曲线和历史趋势曲线，并生成报表。在系统运行环境中，用户对运行画面上的图元进行操作，可以通过参数输入对话框输入参数值来控制现场工艺参数，可以通过组态王的按钮操作来控制现场设备的开关，软件会将这些参数值保存到实时数据库中，并通过采集程序，写到现场设备中，实现对现场设备的参数调整。第五章系统调试及结果分析5.1系统调试及解决的问题硬件调试：PLC内部为输入电路所提供的电压是24V,BEN5M-DT光电传感器的驱动电压为24V，其输出电路能配置250V的交流电源，恰好可以直接驱动负载，满足其输出指标，按接线图接好线，七段数码显示器能实时显示数据，证明PLC选型正确，光电传感器的选择符合要求。软件调试：按接线图接好线后，将程序的指令用FX-GP编程软件输入到PLC系统中，编程器直接对PLC的用户程序储存器进行读写操作。采用脱机编程方式将所编制的用户程序存入编程器的ROM中。5.2结果分析本设计是基于PLC的停车场车位控制系统，光电传感器能够迅速将采集到的信号传输给PLC中的C250双向计数器，C250进行加减计数存储，并以BCD码传输给七段译码显示器，显示器能够实时显示停车场的停车数目。PLC具有可靠性高、控制程序可变，具有良好的柔性、功能强，性能价格高等特点。该系统自动化程度高，可靠性高，用PLC可以使该设计的要求全能满足。第六章课程设计心得本次课程设计让我感触最深的就是，说起来容易做起来难。特别是科学实验，差之毫厘谬以千里，每一步都得仔细，再仔细，小心再小心。每一个数据都要把握的恰到好处，设计过程中要反复修改，不断完善，要养成注释程序的好习惯，实际过程中，不免会遇到这样那样的错误，要有耐心，有信心。把每个错误，记下来认真分析，每个错误都是一个收获。应该最大可能的减小误差，整个系统每一步都是环环相扣的，所以不可有一丝一毫的懈怠，要学会把握整个系统的没一个环节，。此外就是查阅大量的文献，为了让自己的设计更加完善，查阅资料是十分必要的，同时也是必不可少的。我们的一切都要做到有理有据，不切实际的幻想不可以反映到文章当中。作为一名自动化专业的学生，学会把平时学的理论应用于实践非常重要。通过本次试验我开始找到了自学的乐趣，我想这对于我的未来意义非凡，对以后的学习工作是很重要的。参考文献[1]范永胜．电气控制与PLC应用[M].北京：电子工业出版社，2007.7[2]胡学林.可编程控制器原理及应用[M].北京：电子工业出版社，2005.8[3]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2007.1[4]陈金华.可编程控制器应用技术[M].北京：电子工业出版社，1995.3[5]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：机械工业出版社，2002.8[6]陈立定.电器控制与可编程控制器[M].广州：华南理工大学出版社，2001.3附录0LDX0011ORMI2OUTM13LDM14OUTC250K169LDC25010OUTM011LDM012OUTY00013LDIM014OUTY00115LDX00316ORY00217ANIM018OUTY00219LDX00320ORY00321ANIX00622OUTY00323LDX00624ORT025ANI