机电传动控制课程设计车辆出入管理系统

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1、机电传动控制课程设计报告题目专业班级姓名学号指导教师职称2015 年 1 月 10 日摘 要：随着机动车辆的增加，对车辆出入口的管理提出了更高的要求。过去的人工管理方式已 经不适应现代化发展的需要，针对目前快节奏，高速度的工作模式，要求管理方法和制度要 有一个根本的改善，这种改善不但要适应各种小区、单位的要求，也要适应社会的需求，适 应人的感官需求和习惯需求。但是目前任何高科技产品都不能完全代替人类的手工操作，不 能完全取代人的思维，更不能与人的思维方式相吻合。因此我们在做自动化管理系统的设计 时，要尽可能地强调自动化手段，但又不可忽略人工干预的因素，二者巧妙地结合起来，可 达到事半功倍的效果

2、。在智能化的停车场管理中，涉及到各方面的管理，其中车辆进出的管理是一个重要方 面。要求对各种车辆实时地进行严格的管理，对所有出入口的车辆进行有效地、准确地监测 和管理，记录进出车辆的数目。建立一套智能化的收费管理系统，使停车服务做到安全、简 便、准确，并且使造价和经营成本控制在适当范围，是当前停车场管理的趋势。出入口的管 理智能化是目前发展的一个趋势，在提高效率的同时更能解决人工管理的一切弊端，是车辆 出入口管理的理想模式。建立一套智能化的管理系统，使停车服务做到安全、简便、准确， 并且使造价和经营成本控制在适当范围，是当前停车场管理的趋势。本系统是基于PLC建立的一套简便的车辆出入计数系统。

3、关键词：PLC；停车场；计数；车辆管理；自动化目录湖北文理学院理工学院课程设计成绩评定表第一章 前言1.1车辆出入管理系统的用途及性能1.2车辆出入管理系统PLC改造的目的及意义 第二章PLC及PLC控制2.1 PLC的由来及定义 一、PLC的由来上e1)COMCOMX000编程简单传感器可在现场修改程序; 2)一插件式结构；可靠性要传感于继电器控制装置；*体积小于继电器控制装置002可将数据直接送入管理计算机;SB1*成本上可与继电器柜竞争0043)4)5)6)7) 输入可以是交流115V；8) 输出为交流15V, 2A以9)上0。3住直接驱动电磁阀 扩展时，传原有器系统只需做很小的改动；1

4、0)用户程序存储器容量至少可以扩展到14KB。Y000Y001C200C200二、PLC的定义* * * ,2.2 PLC的发展历感器42.3 PLC的特点第三章车辆出入管3.3 组装模型一传感器67段灯显示剩余车 位数* * * .4.1 I/O分析门上限.,4.2 PLC的选择.4.3 FX2N系列编4.4确定各元件介绍号，分配I/O地址，做出接线图C200X006C200C200X008X009X010错误!未定义书签。11熔断器*1*222222222222233.绿灯.红灯显示屏KM1KM2KM345557第五章基本指令系统和编程方法85.1 系统流程图95 2计数器梯形图10第六章

5、总结13附 录1第一章 前言1.1 车辆出入管理系统的用途及性能 用于车辆进出车库的管理以及记数，方便车辆入库的管理，以防车辆出入堵塞 照成的问题以及缓解客户的停车时间1.2 车辆出入管理系统 PLC 改造的目的及意义 目的：为了方便管理车辆进出数量的统计，减少人力，节约成本，实现停车场车 位的自动化管理。意义：建立一套智能化的收费管理系统，使停车服务做到安全、简便、准确，并 且使造价和经营成本控制在适当范围，是当前停车场管理的趋势。第二章PLC及PLC控制2.1 PLC的由来及定义一、PLC的由来PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。继电器控制系统有 着十分明显的缺点：体积大

6、、耗电多、可靠性差、寿命短、运行速度慢、适应性差， 尤其当生产工艺发生变化时，就必须重新设计、重新安装，造成时间和资金的严重浪 费。为了改变这一现状，1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM),为了适 应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一 种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术 要求，即1) 编程简单方便，可在现场修改程序；2) 硬件维护方便，最好是插件式结构；3) 可靠性要高于继电器控制装置；4) 体积小于继电器控制装置；5) 可将数据直接送入管理计算机；6) 成本上可与继电器柜竞争；7) 输入可以是交流115

7、V；8) 输出为交流115V, 2A以上，能直接驱动电磁阀；9) 扩展时，原有系统只需做很小的改动；10) 用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。二、PLC的定义国际电工委员会(IEC)曾于1982年11月颁布了可编程序控制器标准的草案第 一稿，1985年1月又发表了草案第二稿，1987年2月颁布了草案第三稿。该草案中 对可编程序控制器的定义是：“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专 为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻 辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式 的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PL

8、C及其有关外部设备，都应按易 于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”定义强调了 PLC应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力、广泛 的适应能力和应用范围。这是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。2.2 PLC的发展历程在可编程控制器出现前，在工业电气控制领域中，继电器控制占主导地位，应用 广泛。但是电器控制系统存在体积大、可靠性低、查找和排除故障困难等缺点，特别 是其接线复杂、不易更改，对生产工艺变化的适应性差。1968年美国通用汽车公司(G.M)为了适应汽车型号的不断更新，生产工艺不断变化 的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能

9、 减少重新设计和更换电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。于是就设想将计 算机功能强大、灵活、通用性好等优点与电器控制系统简单易懂、价格便宜等优点结 合起来，制成一种通用控制装置，而且这种装置采用面向控制过程、面向问题的“自 然语言”进行编程，使不熟悉计算机的人也能很快掌握使用。1969年美国数字设备公司(DEC)根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世 界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果。 从此这项技术迅速发展起来。早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等顺序控制功能，只是用来取代 传统的继电器控制,通常称为可编程逻辑控制器(Program

10、mable Logic Controller )。 随着微电子技术和计算机技术的发展，20世纪70年代中期微处理器技2.3 PLC的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强2 .通用性强，控制程序可变，使用方便3. 功能强，适应面广4. 编程简单，容易掌握5. 减少了控制系统的设计及施工的工作量6. 体积小、重量轻、功耗低、维护方便第三章车辆出入管理系统仿真模型的设计与组装3.1 记数部分设计基于 PLC 的记数模块而建立的车辆入库及出库后剩余车位的数目显示和增减情 况3.2 显示部分设计通过 7 段灯显示在库车辆数以及是否有空位甚至还有多少空位3.3组装模型尚有车位指示灯车位已满指示灯7 段灯显示剩

11、余车位数第四章PLC控制程序的设计4.1 I/O分析经过对控制过程和要求的详细分析，我明确了具体的控制任务就是进车触发传感 器1然后触发2计数器加一，出车时触发传感器2然后触发传感器1计数器减一，同 时显示在外面的计数板上，同时如果车位已满则车位已满灯亮起如下图所示：三出口传感口口器1过道传感口口器1停车位传感器2监控室入口图4-1车辆记数系统流程图再考虑到两个出入口、16个停车点以及开关，所以共需要输入点11个，输出点 为7个。4.2 PLC的选择三菱 FX2-32MR-001（AC100240V,输入 16 点，输出 16 点）4.3 FX2N系列编程器介绍FX系列PLC拥有无以匹及的速度

12、，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点；FX2N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择方案；FX2N系列是小型化，高速度，高性能和所有方面都是相当于FX系列中最高档 次的超小形程序装置。除输入出 16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟 控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLC。在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行 16-256 点的灵活输入输出组合。 可选用 16/32/48/64/80/128 点的主机，可以采用最小 8 点的扩展模块进行扩展。可根 据电源及输出形式，自由选择。程序容量：内置800步RAM (可输入注释)可使用

13、 存储盒，最大可扩充至 16K 步。丰富的软元件应用指令中有多个可使用的简单指令、 高速处理指令、输入过滤常数可变，中断输入处理，直接输出等。便利指令数字开关 的数据读取， 16位数据的读取，矩阵输入的读取， 7 段显示器输出等。数据处理、数 据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用途、脉冲输出(20KHZ/DC5V, KHZ/DC12V-24V),脉宽调制，PID控制指令等。外部设备相互通 信，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等。时计控制内置时 钟的数据比较、加法、减法、读出、写入等。三菱 plc-FX2N-128MR-001 基本

14、单元 带 64 点输入/64 点继电器输出 FX2N-80MR-001 基本单元 带 40点输入/40点继电器输出 z 基本单元 带 32点输入 /32点继电器输出 FX2N-48MR-001 基本单元 带 24点输入/24点继电器输出4.4 确定各元件的编号，分配 I/O 地址，做出接线图先确定所使用的编程元件编号，PLC是按编号来区别操作元件的。一般讲，配置 安装接线图以及现场器件及PLC输入输出对照表如下：I/O 分配表输入点输出点复位按钮X000车位未满灯（绿）Y000出入口传感器1X001车位已满灯（红）Y001车位传感器2X002剩余车位显示牌C200开启显示器X003入库电机正转

15、继电 器Y10关闭显示器X004入库电机反转继电 器Y11传感器3X005出库电机正转继电 器Y20传感器4X006出库电机正转继电 器Y21传感器5X007传感器6X008行程开关上限X009行程开关下限X010外部接线图5.1系统流程图第五章基本指令系统和编程方法开始状态汙关闭行至传感器1行至传感器2和3和5进车场出车场否否进入停车位行至传感器2和4,计数器加1离开停车场1行至传 和6，1 减亍感器1 计数器 h5.2 计数器梯形图MOMOM1M1M8200YOOOXOOORSTXOO1C2OO K16XOO1X002X002c200 K16M82OOc200YOOOX003X004X00

16、2XOO1YOO1C2OOyOO1计数器梯形图动作过程1. 按下X000重置计数器2. 按下X003,传感器M0自锁，Y000绿灯亮，显示屏开启，如果有车进，触动X001, M1 自锁，当车进入车库时触动 X002 计数器 C200 反应，加一，同时 M8200 自锁直 到有车进入时断开3. 如果有车出去，触动X002，M8200自锁，触碰X001计数器在M8200按下状态 触发计数器减一4. 车满时计数器存满，则车库红灯亮。5. 按下 X004 显示屏关闭。开关门梯形图Y21X005X009X005Y10Y20（Y11）X007X009X006X010Y11X008X010车辆入库时，车辆通

17、过传感器 3，X005 接通，使 Y10 启动并自锁，入库电机正 转使门打开，当达到规定位置后触动行程开关X009使Y10断开,入库电机停止转动, 车辆通过规定位置后，触动传感器 4 使 X006 闭合，使 Y11 启动并自锁,入库电机反 转使门关闭，当达到规定位置后，触动行程开关 X011 使 Y11 断开,入库电机停止转 动。汽车出库时，当车辆行至传感器5时，X008接通，使Y20启动并自锁，出库电 机正转，当达到规定位置后触动到行程开关X011使Y20断开，出库电机停止转动， 车辆通过传感器6时，X008接通使Y21启动并自锁，使出库电机反转，当达到规定 的闭合位置后触动到行程开关X01

18、0使Y21断开，出库电机停止转动。第六章 总结在老师正确指导下，以及整组同学的积极配合和不懈努力下，经过十多天的学习与研究， 终于完成这一份课程设计，本来以为自己对可编程控制器原理的知识掌握的还比较好，但是到做 课程设计的时候才发现自己存在着诸多不足，其中就有很多基础知识都不是很完善，很多知识都 掌握的不是很扎实。但是毕竟我们还是将这个课程设计做出来了。设计过程中，通过针对性地查找资料，了解有关PLC方面的资料，既增长了自己的知识面， 补充最新的专业知识，又提高了自己的应用能力和实践能力，对学过的课本理论知识起到了很好 的温习作用。通过对车库车辆出入库管理设计，让我很好的运用了 PLC的知识，

19、对课本知识进一 步的消化和巩固。这次课程设计终于顺利完成了，这个设计让我受益良多，只要用心去学习，不怕困难，团 结一心。不管多么艰难，我们都能取得成功。文献资料：【1】张鹤鸣，刘耀元可编程控制器原理及应用教程M北 京大学出版社， 2007【2】王万丽，郝庆文，臧永福三菱系列PLC原理及应用M人民邮 电出版社，2009【3】王永华.现代电气控制及 PLC 应用技术 M 北京航空航天大学出版 社，2008.2【4】张兴国可编程控制器技术及应用 M 中国电力出版社,2006 【5】宋德玉可编程序控制器原理及应用系统设计技术. M 冶金工业 出版社， 2001【6】胡学林可编程控制器原理及应用 M 电

20、子工业出版社， 2007【7】鲁远栋.PLC机电控制系统应用设计技术M.电子工业出版 社.2006【8】王兆义.可编程序控制器教程. M 机械工业出版社， 1993【9】万太福,唐贤永.可编程序控制器及其应用 M 重庆大学出版社， 1994【10】俞国亮.PLC原理与应用（三菱FX系列）M清华大学出版 社,2005.06（2007年6月重印）附录计数器程序的指令表0LDX0039ANDM018LDX0021ORMO10RSTC20019ORM82002ANIX00411LDX00120ANIX0013MPP12ORM121OUTM82004OUTM013ANIX00222LDX0015LDIY00114OUTM123OUTC200 K166OUTY00015LDM124LDC2007MPS16ANDX00225ANIY0008LDX00017OUTC200 K1626OUTY001门控制程序的梯形图0LDX0056ORY1112OUTY201ORY107ANIX01013LDX0082ANIX0098OUTY1114ORY213ANIX0059LDX00715ANIX0104OUTY1010ORY2016OUTY215LDX00611ANIX009