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1、车辆出入库管理系统设计摘 要随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。1969 年，出现了可编程逻辑控制器 PLC（Programmable Logic Controller） ，其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯
2、形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。目前，可编程控制器 PLC 主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统 DCS(Distributed Control System)、现场总线控制系统 FCS(Field bus Control System)，这将使 PLC 的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。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
3、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。为了防止意外计数错误，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 传感器 车辆 可靠性 车辆出入库管理系统设计I目 录摘 要 .IAbstract.II目 录 .III第一章 引 言 .41.1 PLC 的基本结构 .41.2 PLC 的工作原理 .4第
4、二章 车辆出入库管理系统的构成 .62.1 整体框架 .62.2 传感器的布置 .62.3 显示电路 .7第三章 PLC 的 I/O 端口接线 .8第四章 I/O 口地址分配 .9第五章 程序设计 .105.1 控制要求 .105.2 计数逻辑 .105.3 程序流程图 .115.4 梯形图 .12第六章 结 论 .14第七章 参考文献 .15第八章 致 谢 .16第九章 元器件清单 .170第一章 引 言1.1 PLC 的基本结构1、中央处理单元(CPU) 中央处理单元 (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.检查电源、存储器
5、、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 可编程序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（用户程序存和数据）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。 3输入接口电路 输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。4输出接口电路：可编程序控制器的输出有：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
6、中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此 PLC 的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC 直接连接到交流电网上去。如 FX1S 额定电压 AC100V240V，而电压允许范围在 AC85V264V 之间。允许瞬时停电在 10ms 以下，能继续工作。一般小型 PLC 的电源输出分为两部分：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。 1.2 PLC 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
7、，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，将关闭输入端口，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工作周期的输入刷新阶段才能被读入。12程序执行阶段在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，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寄存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 P
8、LC 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，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。 显然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滞后现象，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。这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC 在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现
