停车场汽车计数管理系统设计文档格式.docx

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1.2概况及控制要求

1、某停车场最多可停放汽车80辆，现通过数码显示通报剩余空车位数，停车位满后入口处亮红色禁入交通灯，有空车位时亮绿色通行交通灯。

2、入库车辆进入时，分别顺次经过1#和2#传感器后，计进入一辆，若此时车辆后退，经过2#和1#传感器后自动减1，仅仅经过一个传感器不计数。

2、出库车辆前进时，分别顺次经过2#和1#传感器后，计驶出一辆，若此时车辆后退，经过2#和1#传感器后自动加1，仅仅经过一个传感器不计数。

3、光传感器的接收光被遮断时定义为“有信号”；

4、计数采用两位七段发光二极管数码显示。

1.3设计目的及要求

1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。

2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。

3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。

4、培养独立工作能力、工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

1.4课题要求

1、设计原则：

国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。

2、设计范围：

控制系统主电路及控制电路设计、程序设计、施工图设计。

3、设计成果：

课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。

（所有成果均应为打印稿）

1.5日程安排

本次课程设计时间共1周，进度安排如下：

设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。

（1天）

分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。

绘制控制流程图、I/O端子接线图。

梯形图设计、编制程序及程序说明。

整理计算书及图纸、写课程设计报告。

2课题分析与方案选择

2.1控制方式选择

对于选用的控制方式，对继电控制，单片机控制，PLC控制进行比较。

1、继电控制常常适用于高压电路且控制方式比较简单的电路中，设计复杂的开关过程时电路复杂，且体积大，噪声大，指示灯不需要那么大的控制电路，编程也过于复杂，不能选用。

2、单片机的稳定性不好，用单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,。

一个采用单片机制作的主控板不经过很长时间的实际验证很难形成一个真正的产品。

3、Plc有小型化，稳定性好，编程简单的特点，PLC是经过几十年实际应用中检验过的控制器，其抗干扰能力强，故障率低，易于设备的扩展，便于维护。

故选用PLC控制。

对于PLC型号的选择问题，则有以下几个方面要考虑：

1、功能方面所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。

如对PLC与PLC，PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通讯要求；

或对PLC的计算速度，用户程序容量等有特殊要求；

或对PLC的位置控制有特殊要求等。

这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。

2、价格方面不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似，质量相当，I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。

在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因素。

PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。

如模拟量单元，显示设定单元，位置控制单元或热电偶单元等。

综上所诉，选择了OMRONCPM1A小型可编程PLC控制器。

2.2PLC编程思路分析

由于试验台上没有数码管，经老师同意用八个指示灯代替数码管。

当有一辆车进入时点亮一个指示灯，有一辆车出来时熄灭一个指示灯。

当八只指示灯全亮时代表车库已满。

车的进出信号通过连个传感器实现（本方案采用两个位置开关），当车先经过传感器1后经过传感器2时产生一个进车脉冲信号，当车先经过传感器2后经过传感器1时产生一个出车的脉冲信号。

由于只有一个进的脉冲信号、一个出车脉冲信号，而且每次只能有一个灯被点亮或熄灭，说以灯与灯之间要加上互锁。

将八只指示灯编上1到8编号，只有1号灯亮了2号灯才能在下一个进车信号下被点亮，只有2号灯亮了3号灯才能被下一个进车信号点亮......出车也是一样，只有在8号灯熄灭了7号灯才能在下一个出车信号时熄灭，只有在7号灯熄灭了6号灯才能在下一个出车信号时熄灭......

2.3方案流程图

3具体软件硬件设计

3.1梯形图

3.2指令助记符

LD0000

DIFU（13）20000取传感器1信号脉冲

LD20000

OR20001

ANDNOT20002

ANDNOT20009

OUT20001

LD0001

AND20001

DIFU（13）20002进车信号脉冲

DIFU（13）20007取传感器2信号脉冲

LD20007

OR20000

OUT20008

AND20008

DIFU（13）20009出车信号脉冲

LD20002

OR1000

LDNOT20009

OR1001

ANDLD

OUT1000指示灯1

LD1000

TIM000

#10

ANDTIM000

OR1002

OUT1001指示灯2

LD1001

TIM001

ANDTIM001

OR1003

OUT1002指示灯3

LD1002

TIM002

ANDTIM002

OR1004

OUT1003指示灯4

LD1003

TIM003

ANDTIM003

OR1005

OUT1004指示灯5

LD1004

TIM004

ANDTIM004

OR1006

OUT1005指示灯6

LD1005

TIM005

ANDTIM005

OR1007

OUT1006指示灯7

LD1006

TIM006

ANDTIM006

OUT1007指示灯8

3.3I/O接口图

4仿真过程中遇到的问题及解决方法

第一次仿真时按下SB1后按下SB2，八个指示灯全部点亮。

通过一步一步的操作分析得出，直接用前一个灯作为后一个灯互锁是不行的，因为进车的脉冲信号和灯点亮的信号是同时的，这样所有灯就会在第一个进车信号下同时点亮。

用灯的延时信号作为互锁信号解决这个问题的，这样在进车脉冲消失后互锁信号才产生，确保了一次只亮一个灯。

上一个问题解决之后，按下SB1、SB2，这样按8次，八个灯依次点亮，在按SB2、SB1，这样按8次，八个灯依次熄灭。

但当点亮与熄灭交替时，熄灭的指示灯就不会再点亮。

原因是原先的设计延时的互锁信号在下一个灯点亮后就被我关断了，当需要再次点亮时互锁信号不存在，所以不会被点亮。

通过使互锁信号与上一个等的信号一致来解决这个问题，只有当上一个灯熄灭时互锁信号才消失。

5感想

回顾起此次欧姆龙PLC课程设计，令我仍感慨颇多。

一个多星期的时间里，付出了不少时间和精力，努力地查找资料、绘制电路图等，但学到了很多很多东西。

同时，不仅巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，才能提高自己的思维能力和实际应用能力。

在设计的过程中常遇到问题，可以说是困难重重，第一次做此类设计，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新巩固。

设计要求不仅要求对课本知识有较深刻的了解，同时要求程序设计者由较强的思维能力和操作动手能力。

我不仅更加了解了PLC编程方法与工作原理，也学会如何去分析编程程序，并能尝试自己去编程，从中学到了不少东西。

我修补了以前学习的漏洞，也让我明白了一个道理：

学习好PLC这门技术，需要自己对它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。

参考文献

1、《电气控制系统与可编程控制器》主编常晓玲机械工业出版社；

2、《监控组态软件与PLC入门》主编严盈富人民邮电出版社；

3、《可编程控制器及应用》主编林小峰高等教育出版社；

4、《现代电气控制及PLC应用技术》编者王永华（第二版）北京航空航天大学出版社