停车场车位控制系统---终极版plc课程设计.docx

电气控制与PLC课程设计题目：停车场车位控制系统设计院系名称：电气工程专业班级：XXXXX学生姓名：XXX学号：XXXXXXXX指导教师：XXXXXXXX成绩：指导老师签名：日期：目录第1章停车场车位控制系统概述 41.1停车场车位控制系统的控制任务 41.2停车场车位控制系统的要求和内容 41.3停车场车位控制系统设计目的 51.4停车场车位控制系统的设计思想 6第2章方案论证 62.1停车场车位控制系统的设计方案 62.2方案对比与选择 7第3章停车场车位控制系统硬件设计 73. 1主电路 73. 2 I/O分配表 83.3 I/O接线图 93.4元器件选型 93.5编程元件的解析 11第4章停车场车位控制系统软件设计 114.1主流程 114.2梯形图 12第5章系统调试 145. 1硬件调试 145.2软件调试 145.3性能分析 15设计心得 15参考文献 16附录一梯形图 17附录二指令表 18附录三主电路 20前言可编程控制器(programmable logic controller, PLC )是一种以微型计算机为 核心的通用工业控制器它是继承了继电器控制器装置的部分突出性能，并与现代的计 算机技术和通行技术结合为一体，代表了当前电器控制技术的世界先进水平。

FX2n系列是FX系列PLC家族中最先进的系列由于FX2n系列具备如下特点：最 大范围的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的 电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为你的工厂自动化应用提供最大的 灵活性和控制能力FX2n系列是FX系列PLC为大量实际应用而开发的特殊功能开发了 各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要-一-模拟I/O,高速计数器随着科技的进步，电子技术、计算机技术、通讯技术不断地向各种领域渗透，当今 的停车场车位控制系统已经向智能型的方向转变先进可靠的停车场控制系统在停车场 管理系统中的作用越來越大现在小区停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给与司机准确 的车位数量与具体位置，车辆进入后，记录车辆数量，车辆离开时，减少车辆数量车 辆进出指示可完全由PLC作为中央控制來处理，停车场空位指示可利用价格较不高的数 码管显示停车场车位管理系统，它由固定在停车场中的管理控制器、埋设在车位处的电动车 位锁及移动控制器相互连接构成；管理控制器包括传感器接收模块、逻辑控制电路及驱 动控制电路；电动车位锁的电源端与驱动控制电路的电源输出端连接；移动控制器中设 有数据读写控制电路、无线遥控发射模块及电池，该无线遥控发射模块通过移动控制器 外部设置的遥控天线与管理控制器的接收天线进行无线信号连接，具有极大的实用价 值。

第1章停车场车位控制系统概述1.1停车场车位控制系统的控制任务尚有车位指示灯 车位已满指示灯7段灯显示车辆数出口检测器91102113124135146157168人口检测器 闸栏图1-1停车场车位控制原理图停车场车位控制系统要求如下：1. 停车场共有16个空位2. 在入口处装设一传感器，用來检测车辆进入的数目3. 在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目4. 尚有车位时，入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放，并有一指示灯表示尚 有车位5. 车位已经满时，有一指示灯显示车位己满，且入口闸栏不能开启让车辆进入停 放6. 可以从7段数码管上显示目前停车场共有儿部车1.2停车场车位控制系统的要求和内容本课题的设计要求如下：1. 采用PLC控制，列出输入输出点分配表；2. 画出PLC的输入输出设备的接线图；3. 利用GX-Developer软件完成梯形图、指令表的程序设计与调试；4. 完成课程设计说明书根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识， 进行停车场车位控制的系统设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论 知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

主要内容包括：在停车场入口处有一个接近开关（传感器1）,当有车经过入口的时候，接近开关输出 脉冲，经PLC输出控制电机的线圈，使电机正转，闸栏开启，当车接触到出传感器2 时，表示车是入库的，车的数量加一，车库里车得数量经过数码管显示出來同理， 当车先经过传感器2后经过传感器1时，表示车是出库的车的数量减一，并据此完 成以下儿点：1. 设计出硬件系统的结构图、接线图等；2. 系统有启动、停止功能；3. 运用功能指令进行PLC控制程序设计，并做出梯形图；4梯形图结构与控制功能自行创新设计；5. 进行系统调试，实现停车场车位的控制要求1.3停车场车位控制系统设计目的课程设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电 气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法通过设计也有助 于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的电气设计必须满足生产设备和生 产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在 此过程中培养从事设计工作的整体观念进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握一般生产电气 控制系统的设计方法；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养 查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力。

1 -4停车场车位控制系统的设计思想本次的设计思想如下：1. 入库车辆前进时，经过传感器1,此时车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到 上限位置时，栅栏打开停止，同时车辆进入，经过传感器2,栅栏门向下关闭，达到下 限位置时，栅栏门停止关闭，同时计数器A加1；2. 出库时，先经过传感器2,栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，同时 车出闸门再经过传感器1,栅栏门向下关闭，当达到下限位时，栅栏门停止动作，计数 器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送來）只经过一个传感器则计数器不动作；3. 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；4. 设仓库容量为16辆车，则仓库满时应显示车位已满指示灯；5. 若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过传感器1,出库车辆经过传感器 2）,应避免误计数第2章方案论证2.1停车场车位控制系统的设计方案方案一：本设计是基于PLC的停车场控制系统，在停车场进口处装一传感器1,出 口处装一传感器2,传感器接受到高电平信号而控制电机的正反转，停车场处的闸门开 合传感器1、2所输出的脉冲分别输入给计数器1、2,计数器1、2将计的数据存储在 存储器1、2中，进的车辆数与出的车辆数想减得到的数据再传输给存储器3,存储器3 所存储的数据将会传输给数码显示管显示，如显示的数为16时，则门口处的闸门停止 工作，如显示的数还没到16时，则闸门继续工作。

其原理框图如下图2-1所示：图2-1方案一原理框图方案二：本设计在停车场闸门口处装两个光电传感器BEN5M-MDT,传感器所接受到 的信号控制电机的正反转，停车场的闸门开合闸，另外，传感器所接受到的信号传输给 pic控制系统的双向计数器C250, C250具有计数存储功能，并将计数结果实时传输给带 译码器的七段数码显示器显示，如显示的数为16时，则门口处的闸门停止工作，如显 示的数还没到16时，则闸门继续工作其原理框图如下图2-2所示：图2-2方案二原理框图2.2方案对比与选择上述两个方案均是基于PLC来设计的，设计所需要的硬件部分PLC系统都可以提供, 均可以达到设计的要求方案一所用的程序指令简单易懂，可步骤繁，接线图较复杂； 方案二所用的程序指令简单，步骤较少，利用了计数器C250的双向计数原理，通过两 个输出端口向显示器输送数据，简单且易于实现通过以上权衡比较，显然方案二是实 现本次设计任务较合理的方案第3章停车场车位控制系统硬件设计3.1主电路图3-1为主电路控制图，当QS闭合时，KM1闭合KM2断开电机正转，闸门开启，车 辆可通过，当KM2闭合KM1断开时电机反转，闸门闭合，车辆不可通过。

图3-1主电路3.2 I/O分配表作出停车场车位控制系统的输入/输出分配表，见下表3-2：表3-2 I/O分配表输入点输出点启动按钮X0有位指示灯Y0停止按钮XI位满指示灯Y1传感器1X2正转开启闸栏Y2传感器2X3反转关闭闸栏Y3闸样上限位XI个位数码管显示Y10-Y16闸栏下限位X5十位数码管显示Y20-Y263.3 I/O接线下图为停车场控制系统的接线图，在该接线图中，XI是该系统的总开关，传 感器1接X2输入端，传感器2接X3输入端，L1是停车场车未满指示灯，L2是 车满指示灯，KM1是电机正转的继电器线圈，KM2是电机反转的继电器线圈，停 车场车位控制系统接线图如下图3-3所示：图3-3 I/O接线图3.4元器件选型停车场车位控制系统设计中，用到的元器件有P1C模块、传感器、数码管 等，还有各个器件的型号以及产地；我们在选择这些器件时，需要综合各方面额 因素，比如器件性能，经济因素，然后选择出最优的器件这些具体情况见表3-4 所示：表3-4元器件清单仪器名称数量元器件型号厂家PLC模块1块FX2N-48MR上海控菱自动化科技有限公司传感器2个BEN5M-MDT乐清市山电电器有限公司按钮开关6个PE1 〜PE6上海静洋自动化科技有限公司编程器1个GX Developer导线若干七段数码管1个CL2821AH深圳市彩丽电子有限公司(1) 、本系统采用的是日本三菱PLC,选用的是FX2n-48MR,它属于继电器输 出，有触电，可带交直流负载，输入点数24,输出点数24,总共48个输入输出 点。

PLC (三菱FX2N—48MR):根据控制要求统计系统所需的输入点数与输出点 数，并考虑要有一定的余量，在本系统中我们采用了三菱FX2N-48MR型PLC, 该型号PLC是FX系列PLC家族中比较先进的系列它具备如下特点：最大范围 的包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的 电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为系统提供最大的灵活性和 控制能力2) 、传感器(BEN5M-MDT):它是一种测距的光电传感器,具有测距远(最 远可达到5米)，采用反射镜反射的检测方式，DC12-24V供电，NPN/PNP同时 输出，遮光ON/入光ON选择3) 、七段数字译码显示器：由于在PLC系统中工作的是二进制的数字信号, 而人们习惯十进制的数字或运算结果，因此需要数字显示器，显示出便于人们观 测、查看的十进制数字，因此本设计选择了七段数字译码显示器，译码显示器主 要由译码器和驱动器两部分组成，通常二者都集成在一块芯片中该硬件的原理 如下图3~5所示：图3-5：数码管原理图3.5编程元件的解析1. x： x为输入继电器，它的作用是接受并存储外部输入的开关量信号， 和对应的输入端子相连，同时提供无数的常开和常闭软触点用于编程。

2. Y： Y为输出继电器，它的作用是具有一常开硬触点用于向外部负载发 。