基于PLC的停车场车位控制系统.docx
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基于PLC的停车场车位控制系统
安康学院
PLC课程设计报告书
课题名称：
基于PLC的停车场车位控制系统
姓名：
学号：
院系：
电子与信息工程系
专业：
电子信息工程
指导教师：
时间：
2013年12月
一、设计任务及要求：
1、设计任务：
基于PLC设计一个停车场车位控制系统。
2、要求：
1、在出入口用传感器来检测车辆进出的数目。
2、有空车位时，入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放，并在指示灯上显示尚有车位；车位已满时，则有一指示显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车辆进入。
3、可从段数码管上查看当前停车场已停车总数。
指导教师签名：
年月日
二、指导教师评语：
指导教师签名：
年月日
三、成绩评定：
指导教师签名：
年月日
四、教研室意见：
系部盖章：
年月日
设计项目成绩评定表
设计报告书目录
一、设计目的
1、熟悉PLC控制设计原理。
2、熟悉PLC控制系统双向计数器C250的使用原理。
3、熟悉数码管显示原理
4、了解PLC工作特点及运行原理。
5、熟悉三菱可编程控制系列的FX2N系列PLC控制器主要功能模块及应用。
二、设计思路
1、设计在停车场闸门口处装两个光电传感器。
2、设计传感器控制电机的正反转，从而控制停车场闸门开合闸。
3、设计双向计数器C250。
4、设计七段数码管显示器显示。
三、设计过程
3.1、系统总体方案
PLC控制停车场系统结构图：
图1系统结构图
其工作原理为：
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PLC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所示：
图2原理框图
3.2、模块电路设计
停车场控制系统的车进模块流程图设计如图3所示：
图3车出模块流程图
停车场控制系统的车出模块流程图设计如图4所示：
图4车出模块流程图
根据设计要求，启动按钮开关X1，辅助继电器M1得电，M1常开触点闭合，自锁；M1闭合时，C250开始工作，当计数为16时，C250常开触点闭合，辅助继电器M0得电，M0常开触点闭合，输出继电器Y0得电，车满指示灯亮。
M0常闭触点断开，输出继电器Y1失电，车未满指示灯熄灭；M1常开触点闭合时，上升沿微分输出，M2继电器得电，M2常开触点闭合，将0赋值给计数器D0，将1赋值给计数器D1，完成了初始化阶段；当车辆通过停车场入口或出口时，传感器1向计数器输入高电平，X3常开触点闭合，停车场门口处的闸门控制系统总开关Y2闭合，闸门控制系统开始工作，输出继电器Y3得电，常开触点Y3闭合，自锁，闸门打开，车辆通过，当碰到行程开关X6时，X6常闭触点断开，X6常开触点闭合，T0继电器得电，常开触点T0闭合，自锁，延时1分钟后，输出继电器Y4得电，电机反转关门；当进入一辆车时，X3闭合，D0中存储的数和D1中存储的数相加并赋值给计数器D0中；当出去一辆车时，X4闭合，D0中存储的数减去D1中的数赋值给D0，计数能够实时更新；M1闭合时，计数器D0中存储的数输入七段数字译码显示器实时显示。
3.3、I/O分配表
输入信号
输出信号
启动按钮
X1
车满信号灯L1
Y0
上升沿加计数输入
X3
车未满信号灯L2
Y2
上升沿减计数输入
X4
正转接触器KM1
Y3
行程开关X6
X6
反转接触器KM2
Y4
行程开关X7
X7
BCD码输出
Y5---Y14
图5I/O分配表
3.4、停车场控制系统接线图
停车场控制系统的接线图如图5所示，在该接线图中，X1是该系统的总开关，BEN5M-DT传感器1接X3输入端，BEN5M-DT传感器2接X4输入端，X6、X7是行程开关，分别接X6、X7输入端。
L1是停车场车满指示灯，L2是车未满指示灯，QS是电机正转的总开关，KM1是电机正转的继电器线圈，KM2是电机反转的继电器线圈，Y5至Y12输出的是BCD码，直接接入七段数字译码显示器。
图6停车场控制系统接线图
主电路控制图如图7所示，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7主电路控制图
四、系统调试与结果
4.1梯形图
4.2编写指令程序
0LDX001
1ORMI
2OUTM1
3LDM1
4OUTC250K16
9LDC250
10OUTM0
11LDM0
12OUTY000
13LDIM0
14OUTY001
15LDX003
16ORY002
17ANIM0
18OUTY002
19LDX003
20ORY003
21ANIX006
22OUTY003
23LDX006
24ORT0
25ANIX007
26OUTT0K600
29LDT0
30ANIX007
31OUTY004
32LDM1
33PLSM2
35LDM2
36MOVK0D0
41LDM2
42MOVK1D1
47LDX003
48ADDD0D1D0
55LDX004
56SUBD0D1D0
63LDM1
64BCDD0K2Y005
69END
4.3联合调试
①、硬件调试：
PLC内部为输入电路所提供的电压是24V,BEN5M-DT光电传感器的驱动电压为24V，其输出电路能配置250V的交流电源，恰好可以直接驱动负载，满足其输出指标，按接线图接好线，七段数码显示器能实时显示数据，证明PLC选型正确，光电传感器的选择符合要求。
②、软件调试：
按接线图接好线后，将程序的指令用FX-GP编程软件输入到PLC系统中，利用软件监测系统运行情况，当有空车位时，如图8所示
图8有空车位
没有空车位时，如图9所示
图9没有空车位
当车辆驶入时，如果检测到停车场有空车位时，则电机正转，栏杆升起，如图7所示，车辆可以驶入；当检测到没有空车位时，电机不转动，栏杆不升起，如图8所示，车辆不得驶入。
4.4性能分析
本设计是基于PLC的停车场车位控制系统，光电传感器能够迅速将采集到的信号传输给PLC中的C250双向计数器，C250进行加减计数存储，并以BCD码传输给七段译码显示器，显示器能够实时显示停车场的停车数目。
PLC具有可靠性高、控制程序可变，具有良好的柔性、功能强，性能价格高等特点。
该系统自动化程度高，可靠性高，用PLC可以使该设计的要求全能满足。
五、主要元器件与设备
PC机1台
传感器BEN5M-MDT2个
七段数字译码显示器1个
六、课程设计体会与建议
6.1、设计体会
由于是第一次做PLC的设计，设计起来有一定难度，但通过去图书馆找相关书籍，上网找资料，请教老师和同学等方法来获取相关知识，通过一步步解决疑惑来完成我的设计，同时也大大提升了自己知识水平和能力。
通过这次课程设计让我们意识到书本上学到的知识一定要通过实践去巩固，而且这也是一种学习方法，只有这样才能真正轻松的掌握一门学问。
通过本次课程设计使我比较系统地掌握有关PLC控制系统的设计思想和设计方法，主要对PLC（三菱FX2N系列）的结构、功能、内部资源等了解并对其进行测试和加以应用的知识得到学习。
经过多次的反复实验与分析,可以对电路的原理及功能更加熟悉,同时提高了设计能力与及对电路的分析能力.同时在软件的编程方面得到更到的提高,对编程能力得到加强.同时对所学的知识得到很大的提高与巩固.
6.2、设计建议
完成这次课程设计，我从中学到了很多，在设计之前我们应该先有一个大体的设计轮廓与步骤流程，在实践设计过程中，在编写指令时，我们应该有良好的书写格式，这样有利于我们后期调试过程中的调试，也有利于老师的检查。
七、参考文献
[1]胡学林.可编程控制器原理及应用[M].北京：
电子工业出版社，2005.8;
[2]陈金华.可编程控制器应用技术[M].北京：
电子工业出版社，1995.3；
[3]范永胜.电气控制与PLC应用[M].北京：
电子工业出版社，2007.7
[4]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京：
机械工业出版社，2007.1；
[5]廖常初.PLC编程及应用[M].北京：
机械工业出版社，2002.8
[6]陈立定.电器控制与可编程控制器[M].广州：
华南理工大学出版社，2001.3
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