基于PLC车辆出入库管理系统
基于PLC车辆出入库管理系统[20200128194248]
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。
本设计是基于PLC的车辆出入库管理系统，采用LED来显示车库是否满。使用两个压力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计数器数字减一，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。
摘要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:PLC传感器车库
一、引言 3
1.1 PLC的基本结构 3
1.2 PLC的工作原理 3
二、车辆出入库管理系统的构成 5
2.1 整体框架 5
2.2 传感器的布置 6
2.3 I/O 口地址分配 7
2.4 PLC的I/O端口接线 8
三、硬件的选择 9
3.1 可控编程控制器的选择（PLC） 9
3.2 压力传感器的选择 10
3.3 按钮开关的选择 10
3.4 信号灯的选取 10
3.5 导线选择 11
3.6 LED显示屏的选择 11
3.7 元件明细表 11
四、程序设计 12
4.1 控制要求 12
4.2 计数逻辑 12
4.3 顺序功能图 13
4.4 程序流程图 14
4.5 程序梯形图 15
4.6 程序指令表 17
五、总结 18
六、致谢 18
七、参考文献 18
一、引言
1.1 PLC的基本结构
1、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、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AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V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，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。
2．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PLC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，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减小。但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。
总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一，我们在学习和使用PLC当中都应注意。
二、车辆出入库管理系统的构成
2.1 整体框架
如图2—1为车辆出入库管理系统整体框架图，此系统由三菱FX2N-16MR-001控制。FX系列的PLC提高提供了具有不同档次的几个子系列，可以根据系统的具体情况选用满足的子系列。例如不需要联网通信的小型开关量控制系统，可以选用交割更便宜的FX0s系列；I/O点数多、控制复杂、要求联网通信的系统可以选用FX2N系列，并且FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC，内置用户存储器8K步，可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。
压力传感器选用MSP300压力传感器。MSP300系列（MSP300-010-B-5-W-1）压力传感器为大批量、低成本、民用及工业用产品建立了新的性能价格比典范。本产品广泛适用于对物压、气压、液压的检测，甚至较恶劣的介质环境，如污水、蒸汽、轻度腐蚀性液体和气体。
图2—1 整体框架
2.2 传感器的布置
如图2—2为传感器放置的位置，在出入口与车库之间放置1#，2#两个传感器。
当车辆从传感器1经过传感器2时，计数器加1，当车辆从传感器2经过传感器1时，计数器减1。
图2-2 传感器的布置
2.3 I/O 口地址分配
输入信号 输出信号
压力传感器1# X0 车辆进入信 号灯 Y0
压力传感器2# X1 车辆离开信 号灯 Y1
复位开关K X2 车库满信 号灯 Y2
启动开关 X3
表2-1 I/O 口地址分配
如表2—1为I/O口地址分配。
X0为压力传感器1#，X1为压力传感器2#，X2为复位开关K，X3为启动开关。
Y0为车辆进入信号灯，Y1为车辆离开信号灯，Y2为车库满信号灯。
2.4 PLC的I/O端口接线
图2—3为PLC的I/O端口接线。
图2-3 PLC的I/O端口接线
当车辆从传感器1经过传感器2时，计数器加1，当车辆从传感器2经过传感器1时，计数器减1。
绿灯亮时说明此时有车辆入库，黄灯亮时说明此时有车辆出库，LED灯亮时则说明此时车库已满，没有空位。
车库启用时启动开关打开，复位开关打开，数据全部清零。
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。
本设计是基于PLC的车辆出入库管理系统，采用LED来显示车库是否满。使用两个压力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计数器数字减一，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。
摘要 1
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:PLC传感器车库
一、引言 3
1.1 PLC的基本结构 3
1.2 PLC的工作原理 3
二、车辆出入库管理系统的构成 5
2.1 整体框架 5
2.2 传感器的布置 6
2.3 I/O 口地址分配 7
2.4 PLC的I/O端口接线 8
三、硬件的选择 9
3.1 可控编程控制器的选择（PLC） 9
3.2 压力传感器的选择 10
3.3 按钮开关的选择 10
3.4 信号灯的选取 10
3.5 导线选择 11
3.6 LED显示屏的选择 11
3.7 元件明细表 11
四、程序设计 12
4.1 控制要求 12
4.2 计数逻辑 12
4.3 顺序功能图 13
4.4 程序流程图 14
4.5 程序梯形图 15
4.6 程序指令表 17
五、总结 18
六、致谢 18
七、参考文献 18
一、引言
1.1 PLC的基本结构
1、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、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AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V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，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。
2．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PLC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，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减小。但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。
总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一，我们在学习和使用PLC当中都应注意。
二、车辆出入库管理系统的构成
2.1 整体框架
如图2—1为车辆出入库管理系统整体框架图，此系统由三菱FX2N-16MR-001控制。FX系列的PLC提高提供了具有不同档次的几个子系列，可以根据系统的具体情况选用满足的子系列。例如不需要联网通信的小型开关量控制系统，可以选用交割更便宜的FX0s系列；I/O点数多、控制复杂、要求联网通信的系统可以选用FX2N系列，并且FX2N是FX系列中功能最强、速度最高的微型PLC，内置用户存储器8K步，可扩展到16K步，最大可扩展到256个I/O点，可有多种特殊功能扩展，实现多种特殊控制功能（PID、高速计数、A/D、D/A、等）。
压力传感器选用MSP300压力传感器。MSP300系列（MSP300-010-B-5-W-1）压力传感器为大批量、低成本、民用及工业用产品建立了新的性能价格比典范。本产品广泛适用于对物压、气压、液压的检测，甚至较恶劣的介质环境，如污水、蒸汽、轻度腐蚀性液体和气体。
图2—1 整体框架
2.2 传感器的布置
如图2—2为传感器放置的位置，在出入口与车库之间放置1#，2#两个传感器。
当车辆从传感器1经过传感器2时，计数器加1，当车辆从传感器2经过传感器1时，计数器减1。
图2-2 传感器的布置
2.3 I/O 口地址分配
输入信号 输出信号
压力传感器1# X0 车辆进入信 号灯 Y0
压力传感器2# X1 车辆离开信 号灯 Y1
复位开关K X2 车库满信 号灯 Y2
启动开关 X3
表2-1 I/O 口地址分配
如表2—1为I/O口地址分配。
X0为压力传感器1#，X1为压力传感器2#，X2为复位开关K，X3为启动开关。
Y0为车辆进入信号灯，Y1为车辆离开信号灯，Y2为车库满信号灯。
2.4 PLC的I/O端口接线
图2—3为PLC的I/O端口接线。
图2-3 PLC的I/O端口接线
当车辆从传感器1经过传感器2时，计数器加1，当车辆从传感器2经过传感器1时，计数器减1。
绿灯亮时说明此时有车辆入库，黄灯亮时说明此时有车辆出库，LED灯亮时则说明此时车库已满，没有空位。
车库启用时启动开关打开，复位开关打开，数据全部清零。
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