畢業(yè)論文--基于plc的車輛出入庫管理系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設(shè)計是基于PLC的車輛出入庫管理系統(tǒng)，采用光傳感器采集信號，完全使用PLC控制，進(jìn)行車輛出入庫時的統(tǒng)計和顯示工作，采用兩位LED來顯示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。使用兩個光傳感器來監(jiān)控車輛的進(jìn)出并完成計數(shù)工作，車輛進(jìn)入時經(jīng)過兩個傳感器使顯示數(shù)字加一，車輛外出時經(jīng)過兩個傳感器使顯示數(shù)字減一，但當(dāng)車輛只經(jīng)過一個傳感器時不計數(shù)。為了防

2、止意外計數(shù)錯誤，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，注意控制兩個傳感器之間的距離，用程序驗(yàn)證進(jìn)出車庫的是否是車輛，當(dāng)人通過傳感器時不計數(shù)；其次，采用邏輯互鎖方式，啟動加計數(shù)則要鎖定減計數(shù)，產(chǎn)生加計數(shù)脈沖時則要鎖定減計數(shù)脈沖，如此以保證可靠性；最后，及時的進(jìn)行復(fù)位處理，以免車輛在傳感器附近作往返運(yùn)動時錯誤計數(shù)。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：本系統(tǒng)采用反復(fù)邏輯判定，計數(shù)動作準(zhǔn)確可靠；設(shè)備簡單安裝方便；自動

3、化程度高，便于實(shí)現(xiàn)無人值守；抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)保無污染；便于需要時進(jìn)行擴(kuò)展。</p><p>　　缺點(diǎn)：PLC的輸入口資源優(yōu)點(diǎn)過于浪費(fèi)</p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC 車輛 傳感器 計數(shù) 可靠性</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This design is based on P

4、LC vehicles in-out warehouse management system, adopting light sensors to collect signals, fully use PLC control, the statistics and unloading vehicles, using two display work LED to show the actual number of garages veh

5、icles. Use two optical sensors to monitor and complete count passing in and out of traffic, car entering after two sensors to display when digital plus one, vehicles go out after two sensors to display digital subtractio

6、n one, but when the vehicle just af</p><p>　　Advantages: the system USES judgement, counting action repeatedly logic accurate and reliable; Simple equipment installation is convenient; A high degree of autom

7、ation, is easy to realize the unattended; Strong anti-jamming capability, environmental pollution; Facilitate expand when needed. </p><p>　　Faults: PLC input port resource advantage too waste .</p>&l

8、t;p>　　Key words：PLC , vehicle ,sensor ,counting ,reliability </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言1</b></p><p>　　1.plc 概述1</p><p>　　1.1plc

9、的基本結(jié)構(gòu)1</p><p>　　1.2plc 的工作原理2</p><p>　　2.車輛出入庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成4</p><p><b>　　2.1整體框架4</b></p><p>　　2.2傳感器的布置4</p><p><b>　　2.3顯示電路5</b>&

10、lt;/p><p>　　3.plc的I/O端口接線5</p><p>　　4.I/O口地址分配6</p><p><b>　　5.程序設(shè)計7</b></p><p><b>　　5.1課題內(nèi)容7</b></p><p><b>　　5.2計數(shù)邏輯7</b

11、></p><p>　　5.3程序流程圖9</p><p><b>　　5.4梯形圖10</b></p><p>　　6.元器件清單13</p><p><b>　　結(jié)論14</b></p><p><b>　　致謝14</b></

12、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)15</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動大量的使用自動化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。</p>

13、<p>　　早期的自動控制系統(tǒng)是依靠繼電-接觸器來實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點(diǎn)的開關(guān)動作，工作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，可靠性差。</p><p>　　1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特點(diǎn)是：具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，編程語言采用

14、直觀的梯形圖語言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。</p><p>　　目前，可編程控制器PLC主要是朝著小型化、廉價化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，與計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)DCS(Distributed Control System)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Field bus Control System)，這將使PLC的功能更強(qiáng)，可靠性更高，使用更方便，

15、適用范圍更廣</p><p>　　隨著汽車特別是私有汽車的普及使用，公共場所和社區(qū)汽車流轉(zhuǎn)數(shù)量激增，這對車輛的安全停放和管理提出了更高的要求，引進(jìn)先進(jìn)的控制技術(shù)和管理方式，實(shí)現(xiàn)對大型停車場系統(tǒng)的集中化和智能化的安全性管理控制已經(jīng)成為大規(guī)模停車服務(wù)管理的必然趨勢。針對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計方法，建立一套基于P

16、LC的車輛出入庫管理系統(tǒng)最大限度地提高了停車場的使用率，實(shí)現(xiàn)車輛出入庫控制、數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，就顯得十分必要。</p><p><b>　　1.plc的概述</b></p><p>　　1.1 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.1.1中央處理單元(CPU) </p><p>　　中央處理單元 (C

17、PU)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以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。 </p><p>　　1.1.2存儲器 </p><p>　　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）

18、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。 </p><p>　　1.1.3輸入接口電路 </p><p>　　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。</p><p>　　1.1.4輸出接口電路</p><p&g

19、t;　　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。</p><p><b>　　1.1.5電源 </b></p><p>　　PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、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)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可

20、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AC100V—240V，而電壓允許范圍在AC85V—264V之間。允許瞬時停電在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。</p><p>　　1.2 PLC的工作原理</p><p>　　PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。一個掃描周期

21、主要可分為3個階段。</p><p>　　1.2.1輸入刷新階段</p><p>　　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。</p><p>　　1.

22、2.2程序執(zhí)行階段</p><p>　　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。</p><p>　　1.2.3輸出刷新階段</p><p>　　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）

23、，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。</p><p>　　由此可見，輸入刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段構(gòu)成PLC一個工作周期，由此循環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。 </p><p>　　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。由于每個掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一

24、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在一個工作周期的大部分時間是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖、短時間的，誤動作將大大減小。但是在快速響應(yīng)系統(tǒng)中就會造成響應(yīng)滯后現(xiàn)象，這個一般PLC都會采取高速模

25、塊。</p><p>　　總之，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。</p><p>　　2.車輛出入庫管理系統(tǒng)的構(gòu)成</p><p><b>　　2.1 整體框架</b></p><p>　　圖2.1 車輛出入庫管理系統(tǒng)的整體框架</p><

26、p>　　2.2 傳感器的布置</p><p>　　圖2.2 傳感器分布圖</p><p><b>　　2.3 顯示電路</b></p><p>　　圖2.3 電路顯示圖</p><p>　　3.PLC的I/O端口接線</p><p>　　在本設(shè)計中，總共需要8位LED數(shù)碼管和l6個按鍵，為了

27、節(jié)省單片機(jī)I／O口數(shù)以及數(shù)碼管驅(qū)動問題，在此采用HD7279鍵盤顯示芯片。7279鍵盤顯示芯片為SPI接口，具有連線簡單、無需另加數(shù)碼管驅(qū)動、自身電路簡單等優(yōu)點(diǎn)。顯示部分采用1組4位一體共陰數(shù)碼管，共設(shè)置l6個功能鍵。</p><p>　　圖3 I/O端口接線圖</p><p>　　4.I/O 口地址分配</p><p>　　設(shè)計中采用內(nèi)存為3．2K，最大I／0點(diǎn)數(shù)

28、640點(diǎn)的微處理器(c200HE—CPU11-E，歐姆龍公司產(chǎn)品)，電源使用帶有24V DC和AC1 10—120／220—240V的使用電源(PA204S)</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)控制要求，本系統(tǒng)需計數(shù)器1個，定時器2個，16個輸入點(diǎn)和16個輸出點(diǎn)，所選PLC類型滿足系統(tǒng)要求。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>

29、<b>　　5. 程序設(shè)計</b></p><p><b>　　5.1課題內(nèi)容</b></p><p><b>　　5.1.1控制要求</b></p><p>　　（1）車輛前進(jìn)時，經(jīng)過1# → 2#傳感器后計數(shù)器加1，后退時經(jīng)過2# → 1#傳感器后計數(shù)器減1

30、，單經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作；</p><p>　?。?）由兩位數(shù)碼管顯示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。</p><p>　　5.1.2變量約定：</p><p>　　10001---啟動 10006---1#傳感器</p><p>　　10002---停止 10007---2#傳感器</p><p>　　10003---

31、清零 00001---倉庫空顯示</p><p>　　10004--- =“1”入庫操作 </p><p>　　10004--- =“0”出庫操作 </p><p>　　10005--- =“1”前進(jìn)操作</p><p>　　10005--- =“0”后退操作</p><p>　　5.1.3課題要求：</p>

32、;<p>　?。?）根據(jù)要求設(shè)計硬件連接電路；</p><p>　　（2）編寫PLC梯形圖程序，調(diào)試運(yùn)行；</p><p>　?。?）編寫3000字以上的設(shè)計說明書。</p><p><b>　　5.2 計數(shù)邏輯</b></p><p>　　1.光傳感器的接收光被遮斷時定義為“有信號”；</p>

33、<p>　　2.傳感器1#有信號時啟動增計數(shù)邏輯；</p><p>　　3.傳感器2#有信號時啟動減計數(shù)邏輯；</p><p>　　4.傳感器1#完成脈沖同時2#有信號，則啟動增計數(shù)邏輯；</p><p>　　5.傳感器2#完成脈沖同時1#有信號，則啟動減計數(shù)邏輯；</p><p>　　6.傳感器1#和傳感器2#都完成脈沖后進(jìn)行

34、相應(yīng)計數(shù)動作；</p><p>　　7.傳感器1#和傳感器2#都沒有信號時進(jìn)行小復(fù)位動作；</p><p>　　8.增計數(shù)與減計數(shù)的啟動邏輯互鎖；</p><p>　　9.增計數(shù)和減計數(shù)的進(jìn)行邏輯互鎖。</p><p>　　10.計數(shù)值超過+99后從零開始計數(shù)并報警（發(fā)光二極管）</p><p><b>　　

35、其中：</b></p><p>　　條件2和條件3為“方向判定條件1”；</p><p>　　條件4和條件5為“方向判定條件2”；</p><p>　　5.3 程序流程圖</p><p><b>　　車輛入庫操作流程圖</b></p><p><b>　　圖5.3程序流程圖

36、</b></p><p><b>　　5.4 梯形圖</b></p><p>　　圖5.4 程序梯形圖</p><p><b>　　6.元器件清單</b></p><p><b>　　結(jié)　　　　論</b></p><p>　　隨著汽車特別是

37、私有汽車的普及使用，對大型停車廠系統(tǒng)的集中化和智能化的安全性管理已經(jīng)成為大規(guī)模停車服務(wù)管理的必然趨勢。針對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理中存在的缺陷及PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進(jìn)的、科學(xué)的、合理的設(shè)計方法，建立一套基于PLC車輛出入庫管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn) 車輛出入庫，數(shù)量統(tǒng)計、信息查詢過程的自動化，就顯得十分必要。</p><p>　　建立提高停車場利用率和方便駕車者的信息系統(tǒng)，通過

38、信息顯示牌向?qū)ふ彝＼噲龅鸟{車者提供空閑停車場的位置和停車位的滿空狀況，以及誘導(dǎo)路線指南等信息，最大限度地提高了停車場的使用率。</p><p>　　顯示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量外，同時還實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的計算機(jī)化的科學(xué)管理。本設(shè)計中實(shí)現(xiàn)的雙道閘自動抬、落(出口、人口均安裝道閘)控制車輛自動進(jìn)出；將交通系統(tǒng)中的車輛監(jiān)測器、信號燈和智能門禁安全系統(tǒng)中的紅外對射探測器引人系統(tǒng)；加人非接觸式讀卡器，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制等屬于具創(chuàng)

39、新性的技術(shù)。</p><p>　　本設(shè)計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的統(tǒng)計和顯示工作，能夠可靠的準(zhǔn)確的無誤的進(jìn)行計數(shù)，無論單個車輛怎樣的往返運(yùn)動，都不會出現(xiàn)誤計數(shù)和漏計數(shù)，而且在人通過光傳感器時不會誤計數(shù)。最后采用兩個LED做顯示，能夠顯示車庫內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)量。</p><p>　　優(yōu)點(diǎn)：本系統(tǒng)采用反復(fù)邏輯判定，計數(shù)動作準(zhǔn)確可靠；設(shè)備簡單安裝方便；自動化程度

40、高便于實(shí)現(xiàn)無人值守；抗干擾能力強(qiáng)，環(huán)保無污染；便于需要時進(jìn)行擴(kuò)展。</p><p>　　缺點(diǎn)：PLC的輸出口資源有點(diǎn)過于浪費(fèi)。</p><p>　　致 謝</p><p>　　在這次PLC課程設(shè)計制作中，指導(dǎo)老師以及同學(xué)們都給了我很多的幫助。在這里向他們表示感謝。通過此次的課設(shè)，我學(xué)到了很多知識，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學(xué)的體制束縛，通過查資料和搜集有關(guān)

41、的文獻(xiàn)，培養(yǎng)了自學(xué)能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉(zhuǎn)換為主動的尋求知識，這可以說是學(xué)習(xí)方法上的一個很大的突破。3年的大學(xué)生活就這樣悄然的離去了，很是有些不舍。3年來我學(xué)到很多東西書本上的書本以外的。如果說我以前是懵懂無知的那么是大學(xué)讓我走向成熟的領(lǐng)路人。感謝學(xué)校3年以來對我們悉心的培養(yǎng)與栽培。感謝3年來老師與同學(xué)的關(guān)心與幫助，這是因?yàn)槟銈兊拇嬖诓攀俏腋斓某砷L。能夠順利完成本次設(shè)計更應(yīng)該感謝李靈鋒老師的指導(dǎo)和幫助。李老師的敬業(yè)

42、精神也是非常值得我們學(xué)習(xí)的，從論文選題到現(xiàn)在的論文的提交每一步當(dāng)中都有李老師辛勤的批閱，他嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度使我們今后學(xué)習(xí)工作的好榜樣。在李老師的指導(dǎo)之下，為我能夠完成一份更為合格的論文打下了基礎(chǔ)。沒有最好只有更好，希望在我的努力之下我的論文可以更加的合格。最后還是要再次感謝我的指導(dǎo)老師李靈鋒。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　李建興.可

43、編程序控制器應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　陳宇，段鑫.可編程序控制器基礎(chǔ)及編程技巧.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2002.</p><p>　　王永華.現(xiàn)代電器控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.</p><p>　　高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實(shí)例.北京：人民郵電出版社，2004.</p>

44、<p>　　廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005</p><p>　　郁漢琪.《電氣控制與可編程序控制器》, 東南大學(xué)出版社,2003.</p><p>　　易傳祿主編.《可編程序控制器應(yīng)用指南》 , 上海科普出版社,2004.</p><p>　　張進(jìn)秋．可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003．</