车库进出库PLC设计.doc

摘 要

福建电力职业技术学院

课 程 设 计

课程名称： 可编程控制原理

题目： 车库车辆出入库管理

专业班次： 08（三）电气2
姓 名： 李景镇
学 号： 200802123231（21号）
指导教师： 张继伟
学 期： 2010-2011学年 第一学期
日 期： 2010.12

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车库车辆出入库管理
目 录
第一章 车库车辆出入库PLC控制任务书…………………………1
1.1 课程设计题目………………………………….…………………1
1.2 课程设计分析………………………………….…………………1
1.3 车库车辆出入库简单示意图……………………………………1
第二章 车库车辆出入库PLC控制…………………………………2
2.1 车库车辆进出库PLC硬件控制电路设计…….…………………2
2.2 传感器的选择…………………………………. ……….…………3
2.2.1 光电传感器的选择 ………………………………….………3
2.2.2 称重传感器的选择……………………………………………3
2.2.3 传感器型号参数………………………………………………4
2.3 IC卡检测仪 ………………………………………………………5
2.4 车库车辆出入库PLC控制程序流程图…………………………5
第三章 电气原理图…………………………….……………..……6
3.1 电动机正反转电路图…………………………..……….………6
3.2 电气原理总图………………………………….….…….………6
第四章 车库车辆出入库PLC控制程序设计………………..……7
4.1 控制门程序…………………………….….……. ………………7
4.2 车辆计数程序 ………………………….….………. ….………8
4.3 数码管显示程序…………………………. ….…….……….……9
结束语……………………………………………….. ………………10
参考文献…………………………………………………….. ………11

第一章 车库车辆出入库PLC控制任务书
1.1 课程设计题目
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。
1.2 课程设计分析
在车辆出入库时，设置传感器检测车辆到位，再设置身份识别检测器，通过PLC控制道闸的开关来实现车辆出入的自动化，在车辆出入的同时，通过光电传感器的检测，并且光电传感器与PLC的实时通信，以此来统计车库现有车辆的数目，并显示在数码管上，实现车辆计数的自动化。
1.3 车库车辆出入库简单示意图

图1.1 车库车辆出入库示意图

第二章 车库车辆进出库PLC控制
2.1 车库车辆进出库PLC硬件控制电路设计
本次设计选用三菱FX2N-32MR-001(AC100～240V,输入16点，输出16点)。
图2.1 车库车辆进出库PLC控制I/O接线图

表2.1 车库车辆进出库PLC控制I/O分配表

电气元件
PLC元件
功能

电气元件
PLC元件
功能

输入

光电传感器1
X0
检测车是否进入
输出

电机正转继电器
Y8
门上升
光电传感器2
X1
检测车是否进入
电机反转继电器
Y9
门下降
IC卡启动信号
X2
身份验证

蜂鸣器
Y6
车辆出入库报警
称重传感器1
X3
检测入库开门
报警灯
Y7
车库满了报警
称重传感器2
X4
检测出库开门
数码管位选
Y4，Y5
数码管显示
到位行程开关1
X5
门上限

数码管段选
Y3Y2Y1Y0
数码管显示内容
到位行程开关2
X6
门下限

车库启用按钮
X7
复位寄存器
数码管启用开关
X8
启用数码管

2.2 传感器选择
2.2.1 光电传感器的选择
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2.2所示：

图2.2 光电开关无光导通示意图
2.2.2 称重传感器的选择
对称重传感器设定车辆检测范围，当称重传感器检测车辆到位，信号传到PLC，进行相应的程序运行，桥式测力称重传感器CYB-605S受力方式和外形尺寸如图2.3所示：

图2.3 称重传感器受力方式与外形参照图
2.2.3 传感器型号参数
所选用的各种传感器型号及其参数如表2.2所示：
表2.2 所选传感器型号、参数一览表
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
• 10～30V 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

桥式测力称重传感器
型号：CYB-605S 供桥电压：10~24V
输出灵敏度：≈2.0mV/V、4~20mA、1~5V
非线性：0.02%FS 重复性：0.015%FS
迟滞：0.02%FS 蠕变：0.02%FS/30min
灵敏度温漂：0.0016%FS/℃ 零点温漂：0.0026%FS/℃
零点平衡：±1.0%FS
输入阻抗：365±5
输出阻抗：365±3 绝缘电阻：5000M
温度补偿范围：-10~55℃
工作温度范围：-35~85℃
安全过载能力：150%FS
极限过载能力：200%FS
传感器材料：不锈钢/合金钢
引线方式：直接引线

2.3 IC卡检测仪
IC卡仪器是用于识别身份的装置，当车主无接触刷卡时，信号传到PLC，通过程序的运行使道闸打开，车辆驶入。
2.4 车库车辆出入库PLC控制程序流程图
根据控制要求绘制出车库车辆出入库的程序流程图

图2.4 车库车辆出入库系统流程图
第三章 电气原理图
3.1 电动机正反转电路图

图3.1 电动机正反转电气原理图
电动机的正反转是通过继电器KM1与KM2实现的，KM1线圈控制电动机正传，门打开，KM2线圈控制电动机反转，门关闭。
3.2 电气原理总图

图3.2 电气原理总图
第四章 车库车辆出入库PLC控制程序设计
4.1 控制门程序

图4.1 控制门程序
车辆入库时，IC卡确认后从X2输入后使M0为ON，且X3同时接通使Y8置为ON，电机正转使门打开，当到达规定的打开位置后触动到位行程开关X5使Y8置为OFF,电机停止转动，车辆通过门，行至规定位置后，触动称重传感器2使X4置为ON，使的Y9置为ON，电机反转使门关闭，当道闸碰到到位开关2后X6接通后使Y9置为OFF，电机停止转动。汽车出库时，当光电传感器2得到信号后使X1得到信号后Y8置为ON，使电机正转，道闸打开，当碰到到位开关1时使得Y8为OFF，电机停止正转，车辆通过道闸行置称重传感器1后使Y9为ON，电机反转使得道闸关闭，当碰到到位开关2时使Y9为OFF，电机停止转动。
4.2 车辆计数程序

图4.2 车辆计数程序
当X7接通后，车库启用寄存器D0复位，车辆入库时当光电传感器1得到信号后X0接通后，M3置为“1”，等到光电传感器2的到信号后X1为ON时寄存器D1加1，同时对M3复位；在车辆出库时，光电传感器2得到信号后X1接通后M4置为“1”，等到光电传感器1得到信号后X0为ON时寄存器D0减1。当车库进出库时，计时30秒后，T0和T1接通Y6置“1”，蜂鸣器报警拉响。
4.3 数码管显示程序

图4.3 数码管显示程序
接通X8开关，数码管启用，将寄存器D0内的数转换为成BCD码，即Y3~Y0，Y4，Y5为片选信号，显示的数据分别存在D1，D2中，D1表示十位，D2表示个位，若当D0为50时即车库已满，M6置“1”，报警灯进行报警。

结束语
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，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。

参考文献
【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)