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1、现代控制技术及 PLC 控制课程设计姓 名 班 级 专 业 机械电子工程 院 别 机械工程院 指导教师 2013 年 7 月 5 日- 0 -目 录引言 2车辆出入库控制程序控制要求 2方案论证 22.系统硬件设计32.11 光电传感器的设计方案 32.1. 2 光电传感器原理图42.13 光电传感器型号参数42.2. 1系统的原理方框图 52.2. 2 主电路 52.3. 1 LED数码管的选择 62.3. 2 I/O分配 72.3. 3元器件选型 83控制系统设置 93.1 主流程图 93.2控制程序设计103.3控制程序语句表10附录结束语 11参考文献 12- 1 -引言随着汽车的普及
2、使用，公共场所和社区流转数量激增，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术和管理方式，实现对大型停车库系统的集中化和智能化的安全性管理已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给司机准确的车位数量，车辆进入后，记录车辆数量，车辆离开后，减少车辆数量。车辆进出提示完全由 PLC作为中央控制处理。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
3、时不计数。进出的同时，道闸开关启停，控制门的开闭。车辆出入库控制程序控制要求：1、入库车辆前进时，经过 1#传感器2#传感器后，计数器 A加 1，后退时经过 2#传感器1#传感器后，计数器 B减 1；（计数器 B的初始值由计数器 A送来）只经过一个传感器则计数器不动作2、出库车辆前进时，经过 2#传感器1#传感器后，计数器 B减 1，后退时经过 1#传感器2#传感器后，计数器 A加 1；只经过一个传感器则计数器不动作 3、车辆入库或出库时，均应有警铃报警（可分别设置） ，定时 3秒钟 4、仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示5、若设仓库容量为 50辆车，则仓库满时应报警并显
4、示。6、若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过 1#传感器，出库车辆经过 2#传感器） ，应避免误计数。方案论证1.为了防止意外技术错误，本系统采用反复程序校验，来提高系统的可靠性。2.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。3.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。4.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。- 2 -2.系统硬件设计2.11 光电传感器的设计方案光传感器的布置安装需要考虑误计数和漏计数问题，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
5、是车辆，当人通过传感器时不可以计数；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。 2.1.2 光电传感器原理图光电开关有光导通，当车辆通过时，光电开关信号通过导线传送给 PLC，如图所示：光电开关导通示意图车辆光电传感器 1#光电传感器 2#光电开关SR- 3 -2.13 光电传感器型号参数传感器名称 传感器参数光电传感器：Q23 系列偏振反射板式Q23系列对射板式发射器（E） 型号：Q236E Q23系列对射板式接受器（R） 型号：Q23SN6R检测距离：8 m 供
6、电电压：24V dc 输出形式：互补型固态 NPN特点：聚焦式焦距为 50mm 短距离和长距离直接反射式以及光纤式 可见红色光源易于安装及对准 带自诊断功能，有 LED状态指示灯 1030V dc 供电电压 互补型输出 树脂密封电路及坚固的 ABS外壳 防护等级 IP67和 NEMA6 可选电缆式或接插件式接线方式 产品附带安装支架2.2.1系统的原理方框图光电传感器 1#光电传感器 2#P L C 处理器显示屏电动机- 4 -整个系统有一个启停开关，控制 PLC工作。通过在停车场进出口的传感器感应车辆的出入，从而输出信号。入口有两个灯，分别是红灯和绿灯作为输出，电路中还有两个计数器，增计数器
7、 A和减计数器 B各一个。增计数器 A的设定值是 50。计数器A、B 随着车辆的进出而进行加减。一旦增计数器 A达到 50，入口处的红灯就亮，提醒司机此时停车场的停车位已满。而其他时候都绿灯，表示此停车场还有停车位。有车辆进入时，经光电传感器 1#时，门打开，经 2#后门关闭。车辆外出时，经光电传感器 2#，门打开，经 1#后，门关闭。本系统设计通过光电传感器进行信息采集之后，传到可编程控制器进行处理，然后经过一系列相关处理之后，在数码管显示相应的车辆数，以此来实现车辆出入库管理。2.2.2 主电路传感器 1#接 I0.1，传感器 2#接 I0.2，复位信号接 I0.3，以此来输入信号至主控制
8、器 PLC，当 PLC采集到信号，并经过相关分析处理后，通过输出端口将信号送至LED显示出来，相应的 LED灯和警铃动作。同时中间继电器线圈 KM1、KM2 分别对应开关 K1、K2，控制电动机正反转。总系统原理图、主电路和控制电路原理图和电路系统接线图如附录 1和附录 2所示。PLC 输入输出地址分配如下表：输入信号 输出信号设备 元件名称 元件符号 地址 设备 元件名称 元件符号 地址传感器 1# 光电开关 KF1 I0.1 电机正转信号继电器线圈KM1 Q0.2传感器 2# 光电开关 KF2 I0.2 电机反转信号继电器线圈KM2 Q0.3上限行程开关行程开关 SQ1 I0.4 有车位指
9、示灯 指示灯 HL1 Q0.1下限行程开关行程开关 SQ2 I0.5 无车位指示灯 指示灯 HL2 Q0.0报警铃声 警铃 BZ2 Q0.0铃声 蜂鸣器 BZ1 Q0.1数码管 显示屏 LEDQ1.0- 5 -Q2.62.3 所选用的其它传感器型号及其参数表：2.3.1 LED数码管的选择在电路的选择中，我们选择共阴极七段 LED数码管，首先 COM脚接-VCC,然后将每一只阳极引脚各接一个限流电阻，限流电阻的大小一般选择 200300，电阻值越大，电流越小，亮度也越小，电阻值越小，电流越大，亮度也越大。综合考虑，选择的限流电阻大小为 220。通过对 Q1.0Q1.6,Q2.0Q2.6的输出控
10、制，来显示数码管的亮暗，以此显示数字。对应的驱动信号如下表所示：数字 （dp）gfedcba 16进位 显示0 00111111 0x3f 01 00000110 0x06 12 01011011 0x5d 23 01001111 0x4f 34 01100110 0x66 45 01101101 0x6d 56 00111100 0x3c 67 00000111 0x07 78 01111111 0x7f 89 01100111 0x37 92.3.2I/O 分配输入信号 输出信号传感器 1# I0.1 接 LED脚 b Q1.0传感器 2# I0.2 接 LED脚 a Q1.1清零 I0.
11、3 接 LED脚 c Q1.2上限行程开关 I0.4 接 LED脚 d Q1.3下限行程开关 I0.5 接 LED脚 e Q1.4接 LED脚 f Q1.5接 LED脚 g Q1.6接 LED脚 b Q2.0接 LED脚 a Q2.1- 6 -接 LED脚 c Q2.2接 LED脚 d Q2.3接 LED脚 e Q2.4接 LED脚 f Q2.5接 LED脚 g Q2.6出入库警示 Q0.1满库警示 Q0.0开门 Q0.2关门 Q0.32.3.3元器件选型元器件 数量 应用220 电阻 14个 上拉电阻LED显示屏 2个 显示Q23系列光电传感器 2套 用于计数SIMATICS7-200 1套
12、 主控制器LED灯（红绿） 2个 出入库显示电铃 2个 示警行程开关 2个 控制电路电动机 一台 开关门熔断器 1套 保护电路接触器 2个 接通、断开电路热继电器 1个 保护电路空气开关 2个 接通、断开电路中间继电器 2个 辅助控制- 7 -3控制系统设置3.1 主流程图结束开始动存储器初始化有车要出车库触发传感器 2发出信号计数器减 1绿灯亮传感器 1发出信号关门开门红灯亮不开门有车要进入车库触发传感器 1发出信号车辆数量=50？计数器加 1绿灯亮传感器 2 发出信号关门开门- 8 -3.3控制程序语句表TITLE=程序注释Network 1 LD I0.3= M0.0Network 2
13、/ 入库LD I0.1AN I0.2S M0.1, 1Network 3 LD M0.1A I0.2= M0.2R M0.1, 1Network 4 / 出库LD I0.2AN I0.1S M0.3, 1Network 5 LD M0.3A I0.1= M0.4R M0.3, 1Network 6 / 警鸣LD M0.2O M0.4O Q0.1AN T37= Q0.1TON T37, 300Network 7 / 计数器LD M0.2LD M0.0- 9 -CTU C20, 50Network 8 LD M0.4LD M0.0CTD C40, 50Network 9 / 车库满警报LD C20= Q0.0Network 10 LD M0.3O M0.1O Q0.2AN I0.4AN Q0.3= Q0.2Network 11 LD M0.1O M0.3O Q0.3AN I0.5AN Q0.2= Q0.3Network 12 / 数码管显示LDN M0.0MOVD &C20, AC1Network 13 LDN M0.0MOVW AC1, AC2IBCD AC2Network 14 LDN
