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1、现代控制技术及PLC控制课程设计姓 名 学 号 2021 1 班 级 机电101 专 业 机械电子工程 院 别 机械工程院 指导教师 2021年7月5日第 - 11 - 页目 录引言 2 车辆出入库控制程序控制要求 2 方案论证 232.11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 9 3.1 主流程图 91010附录完毕语 11参考文献 12引言随着汽车的普及使用，公共场所与社区流转数量激
2、增，这对车辆的平安停放与管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术与管理方式，实现对大型停车库系统的集中化与智能化的平安性管理已经成为大规模停车效劳管理的必然趋势。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时不计数。进出的同时，道闸开关启停，
3、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那么计数器不动作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；只经过一个传感器那么计数器不动作 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、假设设仓库容量为50辆车，那么仓库满时应报警并显示。6、假设同时有车辆相对入库与出库即入库车辆经过1#传感器，出库车辆
4、经过2#传感器，应防止误计数。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，启动加计数那么要锁定减计数，产生加计数脉冲时那么要锁定减计数脉冲。如此以保证可靠性。4.及时的进展复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。2.11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与漏计数问题，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，启动加计数那么要锁定减计数，产生加计数脉冲
5、时那么要锁定减计数脉冲。如此以保证可靠性；最后，及时的进展复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。 车辆光电传感器1#光电传感器2#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，如下图：光电开关SR 光电开关导通示意图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系列对射板式承受器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 短距离与长距离直接反射式以及光纤式 可见红色光源
6、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 树脂密封电路及巩固的ABS外壳 防护等级IP67与NEMA6 可选电缆式或接插件式接线方式 产品附带安装支架电动机显示屏光电传感器2#光电传感器1#P L C 处理器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，分别是红灯与绿灯作为输出，电路中还有两个计数器，增计数器A与减计数器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展加减。一旦增计数器A到达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，
7、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，门翻开，经2#后门关闭。车辆外出时，经光电传感器2#，门翻开，经1#后，门关闭。本系统设计通过光电传感器进展信息采集之后，传到可编程控制器进展处理，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灯与警铃动作。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
8、路与控制电路原理图与电路系统接线图如附录1与附录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电机正转信号继电器线圈KM1传感器2#光电开关KF2电机反转信号继电器线圈KM2上限行程开关行程开关SQ1有车位指示灯指示灯HL1下限行程开关行程开关SQ2无车位指示灯指示灯HL2报警铃声警铃BZ2铃声蜂鸣器BZ1数码管显示屏LED2.3 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
9、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dpgfedcba16进位显示00x3f010x06120x5d230x4f340x66450x6d560x3c670x07780x7f890x3792.3.2I/O分配输入信号输出信号传感器1#接LED脚b传感器2#接LED脚a清零接LED脚c上限行程开关接LED脚d下限行程开关接LED脚e接LED脚f接LED脚g接LED脚b接LED脚a接LED脚
10、c接LED脚d接LED脚e接LED脚f接LED脚g出入库警示满库警示开门关门2.3.3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SIMATICS7-2001套主控制器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3控制系统设置3.1 主流程图完毕开场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
11、加1绿灯亮传感器2发出信号关门开门I0.1为光电开关1#信号，I0.2为光电开关2#信号，I0.3为复位信号，控制警鸣、计数与电机正反转，I0.4、I0.5为行程开关接通、断开信号，如附录3所示。见附录4.完毕语与以往的课程设计不同的是所有学生的设计题目均不一样，虽说有幸分到一个相对简单的题目，但是到做课程设计的时候才发现要完成课设任务并不容易，有很多根底知识不是很完善，很多知识也掌握的不是很扎实。 每一次的课设，都会认识应用各种不同的新软件，这次也不例外，对以前用过的软件又温习一遍，加深了印象，熟练程度提高了很多。通过针对性地查找资料，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
12、应用能力与实践能力，对学过的课本理论知识起到了很好的温习作用。 设计过程中，经过屡次的检查，各方面的问题很多，不得不屡次修改更正。设计图几经更改，原以为只是改一点儿，但做到最后，发现整个设计是一个不可分割的整体，改一点儿，相关内容都得重新设定，有时候甚至有一种越做越多，越做越难的感觉。好在都作出来了，这是第一个自己独立完成的课程设计，相信这是一个良好的开场。参考文献 ?Protel99入门与提高?修订版 老虎工作室 著 人民邮电出版社?单片机原理与应用? 国兵 著 天津大学出版社?电子技术根底 模拟局部?第四版 康华光 著 高等教育出版社?电子技术根底 数字局部?第四版 康华光 著 高等教育出版社?电力拖动自动控制系统?第三版 陈伯时 著 机械工业出版社?电气控制与PLC原理及应用? 熊琦 著 中国电力