基于PLC车库出入管理系统

摘要随着汽车特别是私有汽车的普及使用，公共场所和社区汽车流转数量激增，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术和管理方式，实现对大型停车场系统的集中化和智能化的安全性管理控制已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统，实现车辆出入库控制、数量统计的自动化，就显得十分必要。本设计是基于PLC的车辆出入库管理系统，采用两位LED来显示车库内车辆的实际数量。使用两个光传感器来监控车辆的进出并完成计数工作，车辆进入时经过两个传感器使显示数字加一，车辆外出时经过两个传感器使显示数字减一，但当车辆只经过一个传感器时不计数。为了防止意外技术错误，本系统采用反复程序校验，来提高系统的可靠性。首先，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不计数；其次，采用逻辑互锁方式，启动加计数则要锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计数脉冲。如此以保证可靠性；最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。关键词：PLC光传感器可靠性车辆AbstractAsthecar'spopularityinparticulartheprivatecaruse,publicplacesandcommunityturnoversurgedcar,whichparkedvehiclesafetyandmanagementofahigherdemand,theintroductionofadvancedcontroltechnologiesandmanagementpractices,andachievelargecarparksystemcentralizedsecuritymanagementandintelligentcontroloflarge-scaleparkingservicemanagementhasbecomeainevitabletrend.TheestablishmentofaPLC-basedvehicleoutofstoragemanagementsystem,controlofthevehicleoutofstorage,thenumberstatisticsofautomation,itisverynecessary.

ThedesignisbasedonthePLC'svehicleoutofstoragemanagementsystemthatusestwoLEDtoshowtheactualnumberofvehiclesinthegarage.Usingtwolightsensorstomonitorvehicleaccessandcompletecountofthework,vehiclesenteringthroughthetwosensorswhenthedisplaynumberplusone,thevehiclewhentheygooutthroughthetwosensorstodisplaynumbersbyone,butwhenthevehicleisnotonlythroughasensorcount.

Inordertopreventaccidentaltechnicalerrors,thesystemcheckbyrepeatedprocedurestoimprovesystemreliability.

First,payattentiontocontrollingthedistancebetweentwosensors,withtheprogramverifieswhetherthevehicleoutofthegarage,whenthepersonisnotcountedbythesensor;Secondly,theuseoflogicinterlockmode,startbycountingadditionalcountwillhavetolock,resultinginadditionalcountspulsewillhavetolockdowncountingpulses.Soastoensurereliability;Finally,resetthetimelytreatmenttopreventthevehiclefromthevicinityofthesensorerrorcountmovement.

Keywords:PLC,lightsensors,reliability,vehicle目录TOC\o"1-2"\h\u26953第一章引言 1182231.1PLC的基本结构 1232621.2PLC的工作原理 16107第二章系统的硬件设计及端口分布 2143942.1系统整体框图 2191772.2光传感器的布置方案 267162.3显示电路 360942.4PLC的I/O口端口接线 4258962.5I/O口地址分配 420697第三章程序设计 5247633.1控制要求 534913.2程序流程图 5125353.3计数逻辑 6188873.4梯形图 613341第四章结论 1024373第五章致谢 119161第六章参考文献 1112081附录元器件清单 12第一章引言1.1PLC的基本结构中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是PLC的控制核心。它按照PLC系统程序赋予的功能：a.接收并存储从用户程序和数据；b.检测电源，存储器，I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。2.存储器可编程控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。输入接口电路输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，以开关量最普遍。4.输出信号电路可编程控制器的输出有：继电器输出（M）、晶体管输出（T）、晶闸管输出（SSR）三种输出形式。5.电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。一般小型PLC的电源输出为两部分：一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。1.2PLC的工作原理PLC则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为3个阶段。1.输入刷新阶段在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭出入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一步周期的输入刷新阶段才能被读入。2.程序执行阶段在程序执行阶段，根据用户输入端的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助存储器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。3.输出刷新阶段当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，因此称为循环扫描方式。显示扫描周期的长短主要取决于程序的长短。扫描周期越长，响应速度越慢。由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出之后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一。第二章系统的硬件设计及端口分布2.1系统整体框图本系统设计通过光传感器进行信息采集之后，传到可编程控制器进行处理，然后经过一系列相关处理之后，在数码管显示相应的车辆数，以此来实现车辆输入库管理。2.2光传感器的布置方案光传感器的布置安装需要考虑误计数和漏计数问题，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不可以计数；其次，采用逻辑互锁方式，启动加计数则要锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计数脉冲。如此以保证可靠性；最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。2.3显示电路在显示电路的选择中，我们选择共阴极七段LED数码管，首先COM脚接-VCC,然后将每一只阳极引脚各接一个限流电阻，限流电阻的大小一般选择200~300Ω，电阻值越大，电流越小，亮度也越小，电阻值越小，电流越大，亮度也越大。综合考虑，选择的限流电阻大小为220Ω。通过对Q1.0~Q1.6,Q2.0~Q2.6的输出控制，来显示数码管的亮暗，以此显示数字。对应的驱动信号如下表所示：数字（dp）gfedcba16进位显示0001111110x3f01000001100x0612010110110x5d23010011110x4f34011001100x6645011011010x6d56001111000x3c67000001110x0778011111110x7f89011001110x379各个管脚接引如下表所示：Q1.0接LED脚bQ1.1接LED脚aQ1.2接LED脚cQ1.3接LED脚dQ1.4接LED脚eQ1.5接LED脚fQ1.6接LED脚gQ2.0接LED脚bQ2.1接LED脚aQ2.2接LED脚cQ2.3接LED脚dQ2.4接LED脚eQ2.5接LED脚fQ2.6接LED脚g2.4PLC的I/O口端口接线传感器1#接I0.1，传感器2#接I0.2，以此来输入信号至主控制器PLC，当PLC采集到信号，并经过相关分析处理后，通过输出端口将信号送至LED显示出来，管脚接线图如上所示。2.5I/O口地址分配输入信号输出信号传感器1#I0.1发光二极管Q0.2传感器2#I0.2接LED脚bQ1.0手动清零I0.3接LED脚aQ1.1接LED脚cQ1.2接LED脚dQ1.3接LED脚eQ1.4接LED脚fQ1.5接LED脚gQ1.6接LED脚bQ2.0接LED脚aQ2.1接LED脚cQ2.2接LED脚dQ2.3接LED脚eQ2.4接LED脚fQ2.5接LED脚gQ2.6第三章程序设计3.1控制要求（1）入库车辆前进时，经过1#→2#传感器后计数器加1，后退时经过2#→1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。（2）出库车辆前进时经过2#→1#传感器后计数器减1，后退时经过1#→2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。（3）设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。3.2程序流程图3.3计数逻辑（1）光传感器的接收被遮断时，定义“有信号”；（2）传感器1#完成脉冲同时2#有信号，启动增计数逻辑；（3）传感器2#完成脉冲同时1#有信号，启动减计数逻辑（4）传感器1#和传感器2#都完成脉冲后进行相应计数动作；（5）传感器1#和传感器2#都没有信号后进行小复位动作；（6）增计数和减计数的启动逻辑互锁；（7）增计数和减计数的进行逻辑互锁；（8）计数值超过+99后从零开始计数并未报警（发光二极管或者蜂鸣器）10001启动100061#传感器10002停止100072#传感器

10003清零00001仓库空显示10004=“1”入库操作10004=“0”出库操作10005=“1”前进操作10005=“0”后退操作3.4梯形图如下所示：第四章结论本设计采用光传感器采集信号，使用PLC控制，用数码管显示，本设计可以可靠准确的完成了车辆出入库时的统计和显示工作，无论车辆往返情况如何，都不会出现误计数和漏计数