1、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:目錄1系統(tǒng)概述11.1 設計題目應用背景和意義11.2 課題的設計任務及要求12方案論證23硬件設計33.1 系統(tǒng)的原理方框圖33.2 主電路43.3 I/O分配43.4 I/O接線圖63.5 元器件選型73.5.1 單相異步電機的確定73.5.2 熔斷器選擇73.5.3 接觸器的選擇83.5.4 線纜線徑的選擇83.6 PLC控制接線圖94軟件設計94.1 主流程94.2 流程圖114.3 梯形圖125系統(tǒng)調(diào)試13設計心得14參考文獻151系統(tǒng)概述1.1 設計題目應用

2、背景和意義如今社會汽車的持有量持續(xù)上升，因此停車難問題越來越突出導致人們對車庫的需求量日益增長。而進出車庫的方便快捷成了每個車庫首先考慮到的問題。因此車庫門自動控制是今后車庫向智能化發(fā)展的必然趨勢。本課程設計主要闡述了車庫自動門的設計思想與程序編制，對該系統(tǒng)進行了各方面的分析，對各方面要求的系統(tǒng)加以詳細敘述，控制的說明、系統(tǒng)流程圖、外部接線圖、梯形圖必要的文字說明介紹了以PLC為應用的車庫自動門的系統(tǒng)軟件設計。此系統(tǒng)對車庫的管理有很大的幫助、對疏導交通流量、提高道路通行能力有明顯的效果，有很大的實用價值。1.2 課題的設計任務及要求車輛入庫時，車輛檢測器檢測到車輛，司機刷入庫卡并取出庫卡后，欄

3、桿機電機正轉(zhuǎn)，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，欄桿機電機反轉(zhuǎn)，欄桿機自動下落。車輛出庫時，車輛檢測器檢測到車輛，司機刷庫卡后，欄桿機電機正轉(zhuǎn)，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，欄桿機電機反轉(zhuǎn)，欄桿機自動下落。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。車輛出入庫控制系統(tǒng)由入庫出卡器，車輛存在車輛檢測器，入庫欄桿機，入庫車輛檢測器（當有車

4、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）、出庫車輛存在車輛檢測器、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。欄桿機由單向異步電機拖動250WWAC220V車輛出入庫如圖1-1所示圖1-1車輛出入庫2方案論證方案一：選用光電傳感器對車輛的進出進行檢測。光電開關有光導通，當車輛通過時，光電開關信號通過導線傳給PLG具有非接觸，無觸點無機械結(jié)構(gòu)的特點，但是露天環(huán)境由于風雨影響，不在密封環(huán)境下用就很容易被污染失效。方案二：選用稱重傳感器對車輛的進出進行檢測。對稱重傳感器設定車輛檢測范圍，當檢測到車輛到位，將信號傳到PLG運行相

5、應的程序。利用稱重傳感器能夠?qū)囕v是否到位進行很好的檢測，但是稱重傳感器價格昂貴，安裝維護十分不便。方案三：選用地感線圈傳感器對車輛的進出進行檢測。地感線圈車輛檢測器是一種基于電磁感應原理的車輛檢測器。地感線圈Ll埋在路面下，通有一定工作電流的環(huán)形線圈，由多匝導線繞制而成，埋設在道路中地感線圈作為檢測器諧振電路中的一個電感元件，與車輛檢測器的振蕩回路一起形成LC諧振。當有車輛通過時，將會使線圈中單位電流產(chǎn)生的磁通量增加，從而導致線圈電感值發(fā)生變化。把這個信號傳送給PLG執(zhí)行相關程序，判斷是否有車經(jīng)過。地感線圈具有安裝維護方便，受外界因素影響小，價格便宜的特通過對以上方案的綜合考慮，本設計最終選

6、取采用地感線圈和光傳感器,作為檢測車輛存在的檢測器。3硬件設計3.1系統(tǒng)的原理方框圖圖3.1系統(tǒng)的原理方框圖33.2主電路注：主電路采用2.5mm2黑色銅線圖號001圖號主電路原理圖設計審核比例版本V1.0XXXXXX控制工程設計院圖3.2主電路圖3.3I/O分配設計中采用FX2*48MRPLC電源使用帶有24VDC和AC11A120/220240的使用電源（PA204S。根據(jù)系統(tǒng)控制要求，本系統(tǒng)需計數(shù)器一個，16個輸入點和16個輸出點,所選PLM型滿足系統(tǒng)要求。具體I/O口地址分配如表所示輸入注釋輸出注釋X0壓力傳感器1Y0個位數(shù)碼管輸入X1壓力傳感器2Y1個位數(shù)碼管輸入X2光電傳感器1Y2

7、個位數(shù)碼管輸入X3光電傳感器2Y3個位數(shù)碼管輸入X4入庫欄桿機正到位Y4個位數(shù)碼管輸入X5入庫欄桿機反到位Y5個位數(shù)碼管輸入X6入庫欄桿機正到位Y6個位數(shù)碼管輸入X7入庫欄桿機反到位Y10十位數(shù)碼管輸入X10刷卡器Y11十位數(shù)碼管輸入#X11刷卡器Y12十位數(shù)碼管輸入X12熱繼電器Y11十位數(shù)碼管輸入X13熱繼電器Y14十位數(shù)碼管輸入X14熱繼電器Y15十位數(shù)碼管輸入X15熱繼電器Y16十位數(shù)碼管輸入Y21線圈Y22線圈Y23線圈Y24線圈表3.1I/O口地址分配表710V直流電源ab31c32d333034e37GNDQF2bcdefdaGND38262227=2328242925KM1KM

8、2KM3KM4+24VL24GNCOMY0Y1XOY2X1Y3X2Y4X3Y5X4Y6X5COM0Y10X7Y11X10Y12X11Y13X12Y15Y16X13COM1X14COM2X15Y21Y22Y23Y24FX2N-48MR353639404142124445154312電壓 轉(zhuǎn)換I力力楞感翳1317 .一力刀傳慰希214電壓 轉(zhuǎn)換18 1 光粒傳感器1519 ,-傳 , 電傳燭21 6789電壓轉(zhuǎn)換1314刷卡刷卡材料清單名稱，吊小節(jié)1型號奴重RT14-202外上比電石？JR36-104斷蛤器DZ20-104仃程開關LX19-1314出力傳感器NMBCC0022光電傳感器W9-32刷

9、卡器KD-D23C/U2段觸器CIX2-10CIX2-104圖號001圖號控制電路原理圖設計審核比例版本V1.0XXXXXX控制工程設計院圖3.3I/O接線圖3.5元器件選型3.5.1 單相異步電機的確定本次課程設計采用向異步電機拖動250WAC220V根據(jù)題目要求,要實現(xiàn)異步單向電動機的正反轉(zhuǎn)，需采用電容啟動式。這種電動機在副相繞組中接入兩個電容，其中一個電容通過離心開關，在起動完了之后就切斷電源；另一個則始終參與副繞組的工作。這二個電容器中，起動電容器的容量大，而運轉(zhuǎn)電容的容量小。這種單相電容起動和運轉(zhuǎn)的電動機，綜合單相電容起動和電容運轉(zhuǎn)電動機的優(yōu)點，所以這種電動機具有比較好的起動性能和運

10、轉(zhuǎn)性能，在相同的機座號，功率可以提高12個容量等級，功率可以達到1.5丁2.2kW。選擇單相異步電機的功率因數(shù)為0.6,效率為0.49。其示意圖如圖3-5所示。圖3-4電容起動式單相異步電機3.5.2 熔斷器選擇由1可以計算單相異步電機的額定電流。根據(jù)公式PN=UN*IN*功率因數(shù)*效率（3.5.1）可以求得電機的額定電流為3.9A。則熔體的額定電流由式（3.5.2）可知為1.1.1 .8A。由此可以選擇熔體的額定電流為10A。查找參數(shù)手冊可知，選擇熔斷器的額定電流為20A。3.5.3 接觸器的選擇根據(jù)設計要求，可以選擇交流接觸器，其額定電壓可選為220V。剩下便是對于接觸器主觸頭額定電流的選

11、取了，主觸頭的額定電流應等于或稍大于實際負載額定電流。對于電動機負載，有如式(3.5.3)所示的經(jīng)驗公式。P*1000I=kU(3.5.3)式中k為經(jīng)驗系數(shù)，一般選取1-1.4。計算I的取值范圍0.8A-1.2A。因為交流接觸器所有型號中，最小的額定電流也為10A,因此只能選擇額定電流為10A。另外，查閱每種系列接觸器與可控制電機容量的對應表也是選擇交流接觸器額定電流的有效方法。3.5.4 線纜線徑的選擇不同截面、不同材料的電線每平方毫米的安全載流量是不同的，電線的長短、要求溫升不同，載流也不同。根據(jù)電線長度、負載電流求線纜電阻，再根據(jù)允許電壓計算選線截面。不過在實際中，一般選用經(jīng)驗公式去計算

12、安全載流量，再進行線徑的選擇。導線的安全載流量是根據(jù)所允許的線芯的最高溫度、冷卻條件、敷設條件來確定的。根據(jù)經(jīng)驗可知每平方毫米的銅導線安全載流量為5-8A;鋁導線的安全載流量為3-5A。線纜的通電電流可以通過查閱手冊得到。在本設計中，因為電機容量較小，而且在2中計算可知電機的額定電流為3.9A。因此可以選擇1mm2銅導線。名稱型號數(shù)量熔斷器RT14-202電容式單相異步電機90TYD-S302熱繼電器JR36-104兩位七段數(shù)碼管SM417001D2斷路器DZ20-104行程開關LX19-1314壓力傳感器E8F2-A01C2光電傳感器W9-32刷MKD-D23C/U2接觸器CIX2-10CJ

13、X2-104表3.2元器件清單#eeeeeeee$十等$eL2NL31L32L61L621234567891011600中田800- L1M1 0#圖號001圖號車輛出入庫系統(tǒng)接線圖設計審核比例版本V1.0XXXXX施制工程設計院圖3.5車輛出入庫系統(tǒng)接線圖4軟件設計4.1主流程入庫過程：當司機駕駛汽車來到入庫傳感器1的位置，有人刷卡后，PLC控制電機正轉(zhuǎn)，欄桿向上抬起，當欄桿到達電機上限位置后，電動機停止，車輛進入入庫傳感器2的位置后，PLC控制電機反轉(zhuǎn)，欄桿下降，當欄桿到達電機下限位置后，電動機停止，同時計數(shù)器減一。出庫過程：當司機駕駛汽車來到出庫傳感器1的位置，有人刷卡后，PLC控制電機

14、反轉(zhuǎn)，欄桿向上抬起，當欄桿到達電機上限位位置后，電動機停止，車輛進入出庫傳感器2的位置后，PLC控制電機上限位置后，電動機停止，同時計數(shù)器加1。4.2流程圖圖4.1流程圖114.3梯形圖13XOOlKOU021職DODOblY024DODIDOKIj?0K2nK10仁iipir0235系統(tǒng)調(diào)試在調(diào)試之前，首先對PLC外部接線進行認真檢查，確保外部接線的準確無誤。使用提前編寫好的試驗程序?qū)ν獠拷泳€做通電掃描檢查來查找接線錯誤。在接線之前，應現(xiàn)將主電路斷開。再將模擬調(diào)試好的程序下載至用戶儲存器中進行調(diào)試，直到程序的所有功能可正常、協(xié)調(diào)的完成整體的控制電路在調(diào)試的過程中，可將試驗臺上的輸入輸出接口代

15、替在接線圖中的傳感器，行程開關，線圈等等。各輸出量的狀態(tài)使用PLC上相關的發(fā)光二極管來表示當按下傳感器替代按鈕后，線圈對應的輸出接口的對應的二極管會亮，而且同時數(shù)碼管也會加/減1。當按下行程開關替代按鈕后，對應的二極管會滅。15設計心得經(jīng)過為期一周的PLC課程設計，使我對PLC有了一定的了解，同時也對visio有了更加深刻的運用。雖然在畫圖的過程中很乏味，但是當自己最后能把圖畫出來，還是很高興的。我們應該直到PLC在如今甚至是未來其運用將會越來越加廣泛，因此學好PLC對即將走向社會的我們來說有著很大的作用。同時這一周我對車輛出入庫系統(tǒng)做了簡要的設計，也讓我對一些元器件進一步深刻的了解，如7段LED數(shù)碼管，光傳感器等一些零件的工作原理。也初步了解了PLC的梯形圖編程，這種編程相對以前我們學過的C語言編程來說是另一種形式。也擴展了我們的知識面。我相信PLC對未來社會的發(fā)展同樣有著舉足輕重的作用，所以學好