畢業(yè)論文--基于plc的車輛出入庫管理系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本設計是基于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)車輛的實際數(shù)量。使用兩個光傳感器來監(jiān)控車輛的進出并完成計數(shù)工作，車輛進入時經(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)采用反復程序校驗，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，用程序驗證進出車庫的是否是車輛，當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，及時的進行復位處理，以免車輛在傳感器附近作往返運動時錯誤計數(shù)。</p><p>　　優(yōu)點：本系統(tǒng)采用反復邏輯判定，計數(shù)動作準確可靠；設備簡單安裝方便；自動

3、化程度高，便于實現(xiàn)無人值守；抗干擾能力強，環(huán)保無污染；便于需要時進行擴展。</p><p>　　缺點：PLC的輸入口資源優(yōu)點過于浪費</p><p>　　關鍵詞：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、的基本結構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>　　結論14</b></p><p><b>　　致謝14</b></

12、p><p><b>　　參考文獻15</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　隨著生產(chǎn)力和科學技術的不斷發(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，又進一步的促進了生產(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-接觸器來實現(xiàn)的，其特點是：結構簡單、價格低廉、抗干擾能力強，可以實現(xiàn)集中控制和遠距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點的開關動作，工作頻率低，觸點易損壞，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、標準化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡化的方向發(fā)展，與計算機技術相結合，形成工業(yè)控制機系統(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，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，引進先進的控制技術和管理方式，實現(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技術和傳感器技術的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進的、科學的、合理的設計方法，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的基本結構</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量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實際涉及到的信號當中，開關量最普遍。</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，將關閉輸入端口，轉入程序執(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，并將相應的邏輯運算結果存入對應的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。當最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉入輸入刷新階段。</p><p>　　1.2.3輸出刷新階段</p><p>　　當所有指令執(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，驅動外部相應執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實際輸出。</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成PLC一個工作周期，由此循環(huán)往復，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，響應速度越慢。由于每個掃描周期只進行一次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行刷新，這對一般的開關量控制系統(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。這是因為輸入采樣階段僅在輸入刷新階段進行，PLC在一個工作周期的大部分時間是與外設隔離的，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。但是在快速響應系統(tǒng)中就會造成響應滯后現(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)別于其他設備的最大特點之一，我們在學習和使用PLC當中都應注意。</p><p>　　2.車輛出入庫管理系統(tǒng)的構成</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I／O口數(shù)以及數(shù)碼管驅動問題，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)碼管驅動、自身電路簡單等優(yōu)點。顯示部分采用1組4位一體共陰數(shù)碼管，共設置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>　　設計中采用內(nèi)存為3．2K，最大I／0點數(shù)

28、640點的微處理器(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個輸入點和16個輸出點，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>　?。?）車輛前進時，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)要求設計硬件連接電路；</p><p>　?。?）編寫PLC梯形圖程序，調(diào)試運行；</p><p>　?。?）編寫3000字以上的設計說明書。</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#都完成脈沖后進行

34、相應計數(shù)動作；</p><p>　　7.傳感器1#和傳感器2#都沒有信號時進行小復位動作；</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　　　　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技術和傳感器技術的迅猛發(fā)展所帶來的新控制方式和管理方式的變革，采用先進的、科學的、合理的設計方法，建立一套基于PLC車輛出入庫管理系統(tǒng)，實現(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、信息顯示牌向尋找停車場的駕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)車輛的實際數(shù)量外，同時還實現(xiàn)了系統(tǒng)的計算機化的科學管理。本設計中實現(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)實現(xiàn)了智能化控制等屬于具創(chuàng)

39、新性的技術。</p><p>　　本設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，能夠可靠的準確的無誤的進行計數(shù)，無論單個車輛怎樣的往返運動，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)車輛的實際數(shù)量。</p><p>　　優(yōu)點：本系統(tǒng)采用反復邏輯判定，計數(shù)動作準確可靠；設備簡單安裝方便；自動化程度

40、高便于實現(xiàn)無人值守；抗干擾能力強，環(huán)保無污染；便于需要時進行擴展。</p><p>　　缺點：PLC的輸出口資源有點過于浪費。</p><p>　　致 謝</p><p>　　在這次PLC課程設計制作中，指導老師以及同學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，我學到了很多知識，跨越了傳統(tǒng)方式下的教與學的體制束縛，通過查資料和搜集有關

41、的文獻，培養(yǎng)了自學能力和動手能力。并且由原先的被動的接受知識轉換為主動的尋求知識，這可以說是學習方法上的一個很大的突破。3年的大學生活就這樣悄然的離去了，很是有些不舍。3年來我學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讓我走向成熟的領路人。感謝學校3年以來對我們悉心的培養(yǎng)與栽培。感謝3年來老師與同學的關心與幫助，這是因為你們的存在才是我更快的成長。能夠順利完成本次設計更應該感謝李靈鋒老師的指導和幫助。李老師的敬業(yè)

42、精神也是非常值得我們學習的，從論文選題到現(xiàn)在的論文的提交每一步當中都有李老師辛勤的批閱，他嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度使我們今后學習工作的好榜樣。在李老師的指導之下，為我能夠完成一份更為合格的論文打下了基礎。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老師李靈鋒。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　李建興.可

43、編程序控制器應用技術.北京：機械工業(yè)出版社，2004.</p><p>　　陳宇，段鑫.可編程序控制器基礎及編程技巧.廣州：華南理工大學出版社，2002.</p><p>　　王永華.現(xiàn)代電器控制及PLC應用技術.北京：北京航空航天大學出版社，2003.</p><p>　　高欽和.可編程控制器應用技術與設計實例.北京：人民郵電出版社，2004.</p>

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