基于PLC控制的停车场空位显示系统设计课程设计Word格式.docx
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随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。
现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。
为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，
首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称ProgrammableController（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。
国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是:
一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，可以预料：
PLC控制技术的应用必将形成世界潮流。
2课程内容及设计方案
2.1课程设计的目的和任务
全面熟练掌握PLC的硬件组成以及各种指令的应用，使学生掌握小型PLC应用系统设计的步骤，熟悉和掌握PLC开发系统的应用和软件调试过程，通过设计过程中对故障的分析、判断、检修进一步锻炼和培养学生的动手能力。
2.2任务和要求
1、设计系统的PLC外部接线图
2、系统的操作面板
3、设计好顺序功能图
4、系统的T形图
5、按照要求书写课程设计报告
2.3整体方案设计
整个系统有一个启动按钮和一个停止按钮，按下启动按钮，整个控制系统运行，按下停止按钮则系统停止。
通过在停车场进出口的传感器感应车辆的出入，从而输入信号。
入口出有两个灯，分别是红灯和绿灯作为输出，电路中还有个加减计数器，它的设定值是30。
加减计数器随着车辆的进出而加减，一旦计数器达到30，入口处的红灯就亮，提醒司机朋友此停车场的停车位已满。
而其他时候进口处都是绿灯，表示此停车场还有可停车位。
总体方案设计归纳如下表所示。
步骤
设计内容
1
设计系统的外部接线图
2
设计系统的操作面板
3
设计系统的顺序功能图
4
设计梯形图
5
仿真调试
6
书写课程设计报告
3硬件电路设计
3.1PLC硬件组成框图
图3-1PLC硬件组成框图
CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU，它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。
I/O模块是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。
编程设备用来生成、检查和修改用户程序，还可以用来监视用户程序的执行情况。
它的体积小，携带方便，一般用来给小型PLC编程，或者用于现场调试和维护。
停车场空位显示PLC控制系统设计采用PLC控制系统将大大提高工作效率，和适应工作环境的能力。
车辆进出停车场是由PLC为中心控制系统工作的。
PLC是整体模块，集中了驱动电路、检测电路和保护电路以及通讯联网功能。
因此在运用中，硬件也相对简单，提高了控制系统的可靠性。
另外它的编程语言也相对简单。
3.2外部接线图
图3-2PLC的外部接线图
说明：
S1和S2分别是出口和进口的传感器开关，用来给输入信号，在这里加了两个LED用来显示车辆的进出情况，当有车出停车场和进入停车场的时候指示灯1和2分别亮着提示一下。
3.3操作面板设计
图3-3控制面板图
最上边是车位显示指示灯，用来显示停车场是否有空位，当绿灯一直亮着时就表示这个时候停车场还有空位，当红灯亮的时候就说明这个停车场没有空位了。
中间的是用来停止和启动控制系统的，开始时按下启动按钮然后对应的指示灯就会亮，说明该系统正在运行当中，按下停止按钮系统就停止运行。
最下边的两个指示灯分别用来显示当有车进出停车场的时候，传感器接收到信号后，对应的等就会亮一下，是用来监视进出情况用的，即某一段时间停车场的进出频繁程度用的。
3.4顺序功能图
图3-4顺序功能图
S4是启动按钮，S3是停止按钮，S1是出口传感器，S2是入口传感器;
按下S4启动系统，按下S3停止系统运行。
S1有信号说明有车辆出去，计数器C200减一，S2
有信号说明有车辆进入停车场，计数器C200加一，当C200计数没有达到30时Y1绿灯亮，说明该停车场有空位，当C200计数达到30时Y2红灯亮，显示该停车场没空位。
3.5梯形图
图3-5梯形图
S4是启动按钮，S3为停止按钮，S1是出口传感器，S2是入口的传感器。
M8200是特殊辅助继电器，C200是32加减法计数器。
Y1是绿灯，Y2是红灯。
3.6指令表
LDM8002
SETM0
LDM0
ANIS3
ANDS4
SETM1
RSTM0
LDM1
SETM5
RSTM1
LDM5
ANDS1
SETM2
RSTM5
LDM2
SETM3
RSTM2
ANDS2
LDM3
ANIC200
RSTM3
ANDC200
SETM4
ORM2
ORM3
OUTY001
LDM4
OUTY002
OUTM8200
OUTC200
RSTC200
END
表3-1指令语句表
4程序调试
4.1调试步骤
若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可少出错，速度也快。
编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。
为了准确发现系统存在的问题，需要进行系统调试，调试的顺序按照先硬件后软件，先局部后整体的顺序来完成。
（1）硬件调试：
法的接通电源，检查三菱FX2N-48MR可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。
（2）软件调试：
按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，进行下一步的调试。
（3）运行调试：
在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开三菱FX2N-48MR可编程控制器的“RUN”开关进行调试；
观察运行的情况，看是否是随时按下停止按钮可以停止系统运行，或者等待100个脉冲后，系统是否停止运行。
4.2调试运行的显示
将编好的程序输入电脑，检查硬件、软件无误后，可进行运行调试。
先确定好PLC型号，写出程序，进行运行监控，可以清晰看出其运行状况。
开始只有常闭触点接通及所有辅助编程元件复位，计算器设定在所要求范围，即M0步。
当按下启动按钮S4，系统开始运行，当用车辆进出是对应的传感器会给出信号，然后相应的指示灯也会做出相应的变化。
结束语
通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。
既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆成了我们很好的助手。
在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。
我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。
当然在此次的课程设计中我还做的不够好，对于外部接线图我还很陌生，以后需要多多学习相关的方法。
总的来说，这次课程设计还是比较成功的，这离不开我们组员的共同合作，老师的细心指导，还有其他同学的帮助。
我会在以后的学习中更加努力，把自己薄弱的方面补充上，为以后的工作打好基础。
参考文献
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化学工业出版社，2003
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