1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電氣控制與PLC課程設計說明書題 目： 車輛出入庫電氣控制系統(tǒng)設計 專業(yè)班級： 姓 名： 學 號： 指導教師： 評語：成績：指導老師簽名： 日期： 專心-專注-專業(yè)目錄一 系統(tǒng)背景描述及設計要求1.1系統(tǒng)背景描述可編程邏輯控制器是一種以微處理器為核心的計算機系統(tǒng)，它是在繼電器控制和計算機控制的基礎上發(fā)展而來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。早期的PLC在功能上只能實現(xiàn)邏輯控制，因而被稱為可編程邏輯控制器，其主要特點是用簡單的程序完成復雜的邏輯控制，同繼電器控制系統(tǒng)相比具有可靠性高、控制邏輯容易改變、外接線簡單等特點。隨著微電子技術和微計算機技術的發(fā)展,PLC不僅可以實現(xiàn)邏輯

2、控制,還能實現(xiàn)模擬量、運動和過程控制以及數(shù)據(jù)處理及通信。因此,美國電氣制造商協(xié)會于1980年將它正式命名為可編程控制器,為避免與個人計算機的簡稱混淆,習慣上仍稱為PLC。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。 1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（Programmble Logic Controller），其特點是：具備邏輯控制、定時、計數(shù)等功能，編程語言采用直觀的梯形圖語言，軟件更改方

3、便，通用性和靈活性好。 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（Fieldbus Control System），這將使PLC得功能更強，可靠性更高，使用更方便，適用范圍更廣。 近幾年，隨著停車需求的不斷增長，車輛出入庫的規(guī)模也越來越趨于大型化。因此車輛出入庫管理系統(tǒng)也向大型化、復雜化和高科技化方向發(fā)展。自動化的車輛出入庫已經(jīng)成為智能

4、交通和智能建筑的重要組成部分。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和停車需求的增長，車輛出入庫管理系統(tǒng)的下一個技術發(fā)展方向將是智能化、網(wǎng)絡化、集成化、人性化。提高車輛出入庫的運行效率、加強安全性以及與智能交通系統(tǒng)的信息互動，把相關科學技術發(fā)展領域的最新成果合理有效的應用到智能車輛出入庫的完善和發(fā)展中是當前車輛出入庫研究領域的首要任務停車場管理系統(tǒng)重點要做到準確指示車輛進出，車輛進入時給予司機準確的車位數(shù)量，車輛進入后，記錄車輛總量，車輛離開時，減少車輛數(shù)量。車輛進出指示可完全由PLC作為中央控制處理。對現(xiàn)有的停車系統(tǒng)管理實現(xiàn)以下要求：車輛出入庫自動化、數(shù)量統(tǒng)計自動化、信息查詢自動化1.2設計要求車輛出入庫控制系統(tǒng)由

5、入出庫讀卡器，入庫車輛存在檢測器，入庫欄桿機（當有車輛壓住檢測線圈時，控制器可以輸出一個開關信號，當車輛離開時，控制器的輸出開關信號打開）、出庫車輛存在檢測器、出庫欄桿機、庫里車輛數(shù)顯示器（2位7段數(shù)碼管，車庫共有50個車位）組成。欄桿機有單相異步電機拖動250W，AC220V。1、車輛入庫時，車輛檢測器檢測到車輛，并且司機取出入庫卡刷卡后，欄桿機電機正轉，欄桿機抬起，車位顯示器的車位數(shù)減1。2、當入庫車輛駛離入庫自動欄桿機后，欄桿機電機反轉，欄桿機自動下落。3、車輛出庫時，車輛檢測器檢測到車輛，并且司機取取出入庫卡刷后，欄桿機電機正轉，欄桿機抬起，車位顯示器的車位數(shù)加1。4、當入庫車輛駛離出

6、庫自動欄桿機后，欄桿機電機反轉，欄桿機自動下落。5、控制器采用PLC控制。二 方案論證2.1硬件結構由系統(tǒng)的設計要求首先設計出系統(tǒng)的基本硬件組成：（1）控制器（2）出入庫欄桿機（3）出入庫車輛存在檢測器（4）出入庫刷卡器（5）顯示器圖2-1硬件結構圖2.2設計方案1. 方案1系統(tǒng)總體設計為單車道，既入庫車道與出庫車道為同一車道（1）車輛入庫入庫車輛前進時，經(jīng)過1#2#稱重傳感器后計數(shù)器加1，后退時經(jīng)過2# 1#稱重傳感器后計數(shù)器減1，單經(jīng)過一個稱重傳感器則計數(shù)器不動作。（2）車輛出庫出庫車輛前進時經(jīng)過2* 1*稱重傳感器后計數(shù)器減1，后退時經(jīng)過1# 2#稱重傳感器后計數(shù)器加1，單經(jīng)過一個稱重傳

7、感器則計數(shù)器不動作。2. 方案2系統(tǒng)總體設計為雙車道，即入庫車道與出庫車道分開。（1）車輛入庫車輛經(jīng)入庫車道入庫時，當車輛壓線時，采用地感線圈1檢測到車輛，司機取出入庫卡刷卡后，使控制器PLC發(fā)出開信號，欄桿機電機正轉，欄桿機抬起。當欄桿機抬起時，PLC得到計數(shù)信號，數(shù)碼管顯示器顯示數(shù)減1。當車輛將離開檢測區(qū)域，地感線圈2檢測到車輛后觸發(fā)PLC，PLC向自動欄桿機發(fā)出關信號，關閉電動機得到信號，欄桿機自動下落。（2）車輛出庫車輛經(jīng)出庫車道出庫時，當車輛壓線時，采用地感線圈3檢測到車輛后，司機收回卡后，使控制器PLC發(fā)出開信號，欄桿機電機正轉，欄桿機抬起。當欄桿抬起時，PLC得到計數(shù)信號，數(shù)碼管

8、顯示器顯示數(shù)加1。當車輛將離開檢測區(qū)域，地感線圈4檢測到車輛后觸發(fā)PLC，PLC向自動欄桿機發(fā)出關信號，欄桿機關閉電機動作，欄桿機自動下落。2.3方案比較及方案具體確定當車流量比較大的時候，使用單車道因為出庫車輛和入庫車輛要經(jīng)過同一個車道，而且出入庫通道是斜坡，更易造成事故發(fā)生。造成車輛的出入擁擠，使用不便。但如果是雙車道，可又有效解決這個問題，出庫車輛在一邊，入庫車輛在另一邊，使停車也更加方便。采用兩個稱重傳感器發(fā)出的信號同時控制欄桿的開閉，還要負責計數(shù)功能。容易產(chǎn)生失誤。而且采用稱重計傳感器計數(shù)沒有使用地感線圈準確。比如當時差比較小時兩邊各有十個人站在線上，則也會造成計數(shù)，產(chǎn)生錯誤。而地感

9、線圈則不會產(chǎn)生這樣的失誤經(jīng)過上述方案比較，選擇方案2。三車輛出去庫管理的構成3.1 車輛出去庫管理系統(tǒng)的構想車輛入庫時，地感線圈1檢測到車輛，司機刷入庫卡后，欄桿機電機正轉，欄桿機抬起，車位顯示器的車位數(shù)減1。當入庫車輛駛離入庫自動欄桿機后，進入入庫的地感線圈2，欄桿機電機反轉，欄桿機自動下落。車輛出庫時，地感線圈3檢測到車輛，司機刷庫卡后，欄桿機電機正轉，欄桿機抬起，車位顯示器的車位數(shù)加1。當入庫車輛駛離出庫自動欄桿機后，進入地感線圈4，欄桿機電機反轉，欄桿機自動下落。傳感器布置圖和總體框架見圖。地感線圈4地感線圈3地感線圈1地感線圈2刷卡器1刷卡器2欄桿入庫出庫圖3.1 傳感器布置圖PLC

10、顯示器地感線圈刷卡器欄桿圖3.2 總體框架圖3.3系統(tǒng)的主電路原理圖圖3.3 系統(tǒng)的主電路原理圖3.3 顯示電路顯示電路為了節(jié)省I/O口資源，采用兩個四腳七段LED顯示器，其電路圖如圖3.4所示。Y0 Y1 Y2 Y3Y4 Y5 Y6 Y7圖3.4 顯示電路3.4 I/O口分配表輸入注釋輸出注釋X0總啟動Y0LED個位輸入X1總停止Y1LED個位輸入X2入口地感線圈1Y2LED個位輸入X3入庫開啟上限位Y3LED個位輸入X4入口地感線圈2Y4LED十位輸入X5入庫關閉下限位Y5LED十位輸入X6出口地感線圈3Y6LED十位輸入X7出口開啟上限位Y7LED十位輸入X10出口地感線圈4Y10入口門

11、開啟X11出口關閉下限位Y11入口門關閉X12刷卡器1Y12出口門開啟X13刷卡器2Y13出口門關閉圖3.5 I/O分配表3.5 I/O接線圖圖3.6 I/O接線圖 3.5 元器件的選型PLC的選擇：因為本次設計輸入口共用了11個，輸出口用了12個。根據(jù)PLC的選取規(guī)則要保留15%左右的備用I/O口,所以至少要選擇32個I/O口的PLC。根據(jù)經(jīng)濟與適用的原則，PLC的生產(chǎn)廠家主要是三菱，臺達，西門子等。在經(jīng)濟與適用之間平衡，選擇相對便宜，性能穩(wěn)定可靠的三菱FX2N-32MR。地感線圈的選擇：選擇PD132。產(chǎn)品優(yōu)點四種頻率4檔靈敏度可調靈敏度提升功能。當檢查器檢查到車輛時會自動將靈敏度提升到最

12、高,當車輛離開線圈后恢復到之前設置的靈敏度。面板上的DIP5置為OFF時停用此功能。增強濾波功能當環(huán)境電磁擾動大,導致檢測器頻繁誤動作時,可將DIP6撥至ON,增大濾波系數(shù),濾除擾動。但應注意：當環(huán)境正常時將DIP6拔至ON端,可能會降低檢測器的靈敏度。脈沖輸出設置檢測器的繼電器2（Relay2）輸出500毫秒的脈沖信號,由前面板撥碼開關DIP7選擇輸出時刻是在車輛進入線圈時還是車輛離開線圈時。存在輸出時間設置檢測器的繼電器1（Relay1）輸出存在信號。當DIP8被拔至OFF時,為有限存在輸出,有限時間為10分鐘（即當車壓在線圈上超過10分鐘后,檢測器會自動復位,重新初始化為無車狀態(tài)）。當D

13、IP8拔至ON時為永久存在（即車壓在線圈上時,一直有存在輸出直到車輛離開線圈）。刷卡系統(tǒng)的選擇：選擇JX-TCC-001。1. 讀卡距離遠，可加裝“遠距離讀頭”實現(xiàn)不停車刷卡功能。2系統(tǒng)可對卡的有效性進行自動識別。 3地感檢測到有車方可取卡，取卡后方可開閘、有效避免了臨時車輛不取卡進場的混亂。4. 出卡機出卡的同時即可完成讀卡。5. 對講幫助功能，方便車主與管理中心聯(lián)系，形成遠程呼叫與幫助，方便用戶使用。6. 中、英、繁三種字體顯示屏多種方式滾動顯示自定義的公共信息。7. 自動計費和扣費（儲值卡）、期卡顯示有效期。8. 地感

14、檢測到有車，車主按取卡按鈕方可取卡，出卡過程中自動寫卡與讀卡，取卡后立即開閘，有效避免了無車人員按鍵取卡的混亂；超時未取卡后，出卡機自動回收卡片，避免了卡片的丟失。四軟件設計4.1 主流程圖如圖4.1所示開始地感線圈1？取卡？入口開地感線圈2？入口關地感線圈3？收卡？出口開地感線圈4？出口關開始YNNYYYNNYYNN記數(shù)減1記數(shù)加1存儲器圖4.1 主流程圖4.2 梯形圖圖4.2 系統(tǒng)梯形圖五系統(tǒng)調試本次調試利用GX works2的自帶仿真進行調試。首先，打開總啟動按鈕，并復位總啟動按鈕。M0得電并自鎖，啟動主控程序，并把立即數(shù)50和10分別寫入到寄存器D0和D1。模擬入庫：調試X2,X12，

15、可以看到Y10得電，并鎖住Y11,此時手動置位X3，Y10斷電，此時要再次復位X2,X12。當Y10得電的同時，M2取一個上升沿，使D0里面的數(shù)據(jù)減1，并進行除法運算，商作為LED的十位，余數(shù)作為LED的個位，通過Y0Y7輸出給數(shù)碼顯示管。當車輛經(jīng)過地感線圈2時，Y11得電，X3復位。如圖5.1車輛入庫調試所示：圖5.1 車輛入庫調試模擬出庫：調試X6,X13，可以看到Y12得電，并鎖住Y13，此時手動置位X7，Y12斷電，此時要再次復位X6,X13當Y12得電的同時，M1取一個上升沿，使得D0里面的數(shù)據(jù)加1，并進行除法運算，商作為LED的十位，余數(shù)作為LED的個位，通過Y0Y7輸出給數(shù)碼顯示

16、管。當車輛經(jīng)過地感線圈4時，Y13得電，X7復位。如圖5.2車輛出庫調試所示：5.2 車輛出庫調試設計心得在選擇這個課程設計后的這段時間里，通過老師的指導和自己翻看大量的相關書籍及在網(wǎng)上瀏覽大量的相關作品，終于完成了這次課程設計。剛開始之所以選擇這個課題，一忙面是感覺這個課題挺實用的，另一方面出于個人觀點感覺比較簡單。但通過后來的設計，我發(fā)現(xiàn)這個課題確實比較實用，但是并不像我想的那樣簡單。剛開始我并不知道怎樣去做，甚至說從何處下手，后來通過看書上講的步驟和一些網(wǎng)上的成品，我腦海中逐步有了思路。首先，我先畫好電機控制的主電路，然后去實現(xiàn)對它的控制，然后，我根據(jù)要求開始畫梯形圖，在這過程中我不知道

17、計數(shù)器怎么使用，不僅如此連數(shù)碼管的顯示也成了我前進的障礙，通過請教老師和同學，再加上自己的學習，后來我決定使用一個帶解碼器數(shù)的碼管，這樣不僅決了數(shù)碼管的顯示問題，同時還是得PLC輸出端口的資源節(jié)省了下來。再后來，元器件的選取是我真明白了，任何一個設計都不是那么簡單的，各個問題各方各面都需要考慮。通過對這個課程設計的了解，我發(fā)現(xiàn)隨著汽車特別是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PL

18、C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，安全性等就顯得十分必要。建立提高停車場利用率和方便駕車者的信息系統(tǒng)，通過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也很重要。一個好的PLC設計并不像我設計的那樣粗糙，但通過這個設計確實是我明白了很多東西，我對PLC有了沖洗的認識，對我以前學到的相關知識能夠得到應用很是高興。參考文獻1 任勝杰 主編 .電氣控制與PLC系統(tǒng). 機械工業(yè)出版社，20132 常曉玲 主編 .控制系統(tǒng)與可編程控制器. 機械工業(yè)出版社，2004.3 張進秋可編程控制器原理及應用實例M北京：機械工業(yè)出版社，20064 PLC入門學習基礎教程M 北京：機械工業(yè)出版社，2007附錄一：元件清單名稱代號型號品牌數(shù)量熔斷器支持件FU1,FU2RT14-20正泰2熔斷體FU1,FU2RT14-20(6A)正泰2交流接觸