车辆入库.docx
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车辆入库
目录
第一章引言2
1.1PLC的基本结构3
1.2PLC的工作原理4
1.2.1输入刷新阶段4
1.2.2程序执行阶段4
1.2.3输出刷新阶段4
第二章车辆出入库管理系统的构成5
2.1课题内容5
2.2整体框架6
2.3传感器的布置6
2.4外部接线图7
2.5显示电路8
第三章PLC的I/O端口接线9
3.1PLC的I/O端口接线9
第四章I/O口地址分配10
第五章程序设计11
5.1计数逻辑11
5.2程序流程图12
5.3原器件清单13
第六章思考题、总结14
附录16
附录一梯形图16
附录二期刊文献20
参考文献26
第一章引言
随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。
早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：
结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），其特点是：
具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。
目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS（DistributedControlSystem）、现场总线控制系统FCS（FieldbusControlSystem），这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广
随着汽车特别是私有汽车的普及使用，公共场所和社区汽车流转数量激增，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术和管理方式，实现对大型停车场系统的集中化和智能化的安全性管理控制已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。
针对现有的停车系统管理中存在的缺陷及PLC技术和传感器技术的迅猛发展所带来的新控制方式和管理方式的变革，采用先进的、科学的、合理的设计方法，建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统最大限度地提高了停车场的使用率，实现车辆出入库控制、数量统计、信息查询过程的自动化，就显得十分必要。
1.1PLC的基本结构
1、中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是PLC的控制核心。
它按照PLC系统程序赋予的功能：
a.接收并存储从用户程序和数据；b.检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
2、存储器可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。
存放系统软件（包括监控程序、模块化应用功能子程序、命令解释程序、故障诊断程序及其各种管理程序）的存储器称为系统程序存储器；存放用户程序（用户程序存和数据）的存储器称为用户程序存储器，所以又分为用户存储器和数据存储器两部分。
3．输入接口电路输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种，在我们实际涉及到的信号当中，开关量最普遍。
4．输出接口电路：
可编程序控制器的输出有：
继电器输出（M）、晶体管输出（T）、晶闸管输出（SSR）三种输出形式。
5．电源
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。
如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。
一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。
如FX1S额定电压AC100V—240V，而电压允许范围在AC85V—264V之间。
允许瞬时停电在10ms以下，能继续工作。
一般小型PLC的电源输出分为两部分：
一部分供PLC内部电路工作；一部分向外提供给现场传感器等的工作电源。
1.2PLC的工作原理
PLC则是采用循环扫描的工作方式。
一个扫描周期主要可分为3个阶段。
1.2.1输入刷新阶段
在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。
完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。
在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。
1.2.2程序执行阶段
在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。
当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。
1.2.3输出刷新阶段
当所有指令执行完毕后，将输出状态寄存器中的内容，依次送到输出锁存电路（输出映像寄存器），并通过一定输出方式输出，驱动外部相应执行元件工作，这才形成PLC的实际输出。
由此可见，输入刷新、程序执行和输出刷新三个阶段构成PLC一个工作周期，由此循环往复，因此称为循环扫描工作方式。
显然扫描周期的长短主要取决于程序的长短。
扫描周期越长，响应速度越慢。
由于每个扫描周期只进行一次I/O刷新，即每一个扫描周期PLC只对输入、输出状态寄存器更新一次，所以系统存在输入输出滞后现象，这在一定程度上降低了系统的响应速度。
但是由于其对I/O的变化每个周期只输出刷新一次，并且只对有变化的进行刷新，这对一般的开关量控制系统来说是完全允许的，不但不会造成影响，还会提高抗干扰能力。
这是因为输入采样阶段仅在输入刷新阶段进行，PLC在一个工作周期的大部分时间是与外设隔离的，而工业现场的干扰常常是脉冲、短时间的，误动作将大大减小。
但是在快速响应系统中就会造成响应滞后现象，这个一般PLC都会采取高速模块。
总之，PLC采用扫描的工作方式，是区别于其他设备的最大特点之一，我们在学习和使用PLC当中都应注意。
第二章车辆出入库管理系统的构成
2.1课题内容
1.入库车辆前进时，经过1#→2#传感器后计数器加1，后退时经过2#→1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。
2．出库车辆前进时经过2#→1#传感器后计数器减1，后退时经过1#→2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。
3．设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。
变量约定：
10001---启动10006---1#传感器
10002---停止10007---2#传感器
10003---清零00001---仓库空显示
10004---=“1”入库操作
10004---=“0”出库操作
10005---=“1”前进操作
10005---=“0”后退操作
课题要求：
1．根据题意设计显示电路图，并按图连接。
2．画出PLCI/O端口接线图，并按图接线。
3．编制控制程序，并画出梯形逻辑图。
4．完成系统调试，实现控制要求。
5.完成课程设计说明书。
2.2整体框架
2.3传感器的布置
2.4外部接线图
2.5显示电路
第三章PLC的I/O端口接线
在本设计中，总共需要8位LED数码管和l6个按键，为了节省单片机I／O口数以及数码管驱动问题，在此采用HD7279键盘显示芯片。
7279键盘显示芯片为SPI接口，具有连线简单、无需另加数码管驱动、自身电路简单等优点。
显示部分采用1组4位一体共阴数码管，共设置l6个功能键。
3.1PLC的I/O端口接线
第四章I/O口地址分配
设计中采用内存为3．2K，最大I／0点数640点的微处理器（c200HE—CPU11-E，欧姆龙公司产品），电源使用带有24VDC和AC110—120／220—240V的使用电源（PA204S）根据系统控制要求，本系统需计数器1个，定时器2个，16个输入点和16个输出点，所选PLC类型满足系统要求。
输入信号
输出信号
传感器1#
I0.1
发光二极管
Q0.2
传感器2#
I0.2
接LED脚b
Q1.0
悬空
I0.3
接LED脚a
Q1.1
接LED脚c
Q1.2
接LED脚d
Q1.3
接LED脚e
Q1.4
接LED脚f
Q1.5
接LED脚g
Q1.6
接LED脚b
Q2.0
接LED脚a
Q2.1
接LED脚c
Q2.2
接LED脚d
Q2.3
接LED脚e
Q2.4
接LED脚f
Q2.5
接LED脚g
Q2.6
第五章程序设计
5.1计数逻辑
1.光传感器的接收光被遮断时定义为“有信号”；
2.传感器1#有信号时启动增计数逻辑；
3.传感器2#有信号时启动减计数逻辑；
4.传感器1#完成脉冲同时2#有信号，则启动增计数逻辑；
5.传感器2#完成脉冲同时1#有信号，则启动减计数逻辑；
6.传感器1#和传感器2#都完成脉冲后进行相应计数动作；
7.传感器1#和传感器2#都没有信号时进行小复位动作；
8.增计数与减计数的启动逻辑互锁；
9.增计数和减计数的进行逻辑互锁。
10.计数值超过+99后从零开始计数并报警（发光二极管）
其中：
条件2和条件3为“方向判定条件1”；
条件4和条件5为“方向判定条件2”；
5.2程序流程图
车辆入库操作流程
5.3原器件清单
元器件（型号）
数量
备注
SIMATICS7-200
1套
（配专用电源）
XUZ-A50
2套
（光电开关）
共阴极LED
2个
2K电阻
14个
导线1.5mm2
（根据现场情况决定）
第六章思考题
1.自动化立体仓库的主要优点：
（1）可实现仓库作业的机械化，自动化，能大大提高工作效率。
（2）由于物资在有限空间内集中储存，便于进行温湿度控制。
（3）利用计算机进行控制和管理，作业过程和信息处理迅速、准确、及时，可加速物资周转，降低储存费用。
（4）由于货物的集中储存和计算机控制，有利于采用现代科学技术和现代化管理方法。
2.自动化立体仓库的主要缺点：
（1）自动送料装置复杂，配套设备多，需要大量的投资。
（2）货架安装要求精度高，施工比较困难，施工周期长。
（3）计算机控制系统是仓库的“神经中枢”。
一旦出现故障，将会使整个仓库处于瘫痪状态，收发作业就要中断。
（4）由于自动送料是利用标准货格进行单元储存的，所以对运送货物的种类有一定的局限性。
（5）由于仓库实行自动控制与管理，技术性比较强，对工作人员的技术业务素质要求比较高，必须具有一定的文化水平和专业知识，而且经过专门培训的人员才能胜任。
总结
随着汽车特别是私有汽车的普及使用，对大型停车厂系统的集中化和智能化的安全性管理已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。
针对现有的停车系统管理中存在的缺陷及PLC技术和传感器技术的迅猛发展所带来的新控制方式和管理方式的变革，采用先进的、科学的、合理的设计方法，建立一套基于PLC车辆出入库管理系统，实现车辆出入库，数量统计、信息查询过程的自动化，就显得十分必要。
建立提高停车场利用率和方便驾车者的信息系统，通过信息显示牌向寻找停车场的驾车者提供空闲停车场的位置和停车位的满空状况，以及诱导路线指南等信息，最大限度地提高了停车场的使用率。
显示车库内车辆的实际数量外，同时还实现了系统的计算机化的科学管理。
本设计中实现的双道闸自动抬、落（出口、人口均安装道闸）控制车辆自动进出；将交通系统中的车辆监测器、信号灯和智能门禁安全系统中的红外对射探测器引人系统；加人非接触式读卡器，使系统实现了智能化控制等属于具创新性的技术。
本设计采用光传感器采集信号，使用完全PLC控制，完成了车辆出入库时的统计和显示工作，能够可靠的准确的无误的进行计数，无论单个车辆怎样的往返运动，都不会出现误计数和漏计数，而且在人通过光传感器时不会误计数。
最后采用两个LED做显示，能够显示车库内车辆的实际数量。
优点：
本系统采用反复逻辑判定，计数动作准确可靠；设备简单安装方便；自动化程度高便于实现无人值守；抗干扰能力强，环保无污染；便于需要时进行扩展。
缺点：
PLC的输出口资源有点过于浪费。
在这次PLC课程设计制作中，指导老师以及同学们都给了我很多的帮助。
在这里向他们表示感谢。
通过此次的课设，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的体制束缚，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。
并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。
在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过课程，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。
总之，收获了很多，为大学三年划上了一个完美的句号。
附录
附录一梯形图
附录二期刊文献
基于S7-200PLC的自动送料装车控制系统的设计与实现
张 梅
（江苏省扬州技师学院,江苏扬州225003）
摘 要:
送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣,所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求较高。
采用可靠性较高的S7-200PLC软件来控制该系统,实现送料装车系统的自动控制过程,可满足系统可靠性、稳定性和实时性的要求。
关键词:
S7-200PLC;自动送料装车控制系统;设计方案
中图分类号:
TM505 文献标识码:
A
0 引 言
S7-200PLC的指令包括最基本的逻辑指令和完成特殊任务的功能指令。
由于PLC可编程控制器抗干扰能力强、可靠性高、编程简单、性能价格比高,在工业控制领域得到越来越广泛的应用。
送料装车控制系统的工作环境通常比较恶劣,设备所处环境一般粉尘较大、空气相对湿度高且操作分散,所以对送料装车控制系统工作的安全性、可靠性、维护简便性要求较高。
以前,电器控制系统中大多使用分立
的继电器、接触器等电器元件作为控制元件,其控制系统复杂、操作难度大,并且安装接线工作量大、修改控制策略难、维护量大,严重影响了正常生产。
而采用可靠性较高的S7-200PLC软件来控制该系统,实现送料装
车系统的自动控制过程,满足了系统可靠性、稳定性和实时性的要求。
1 控制介绍
当汽车到来后,红灯从点亮变为熄灭,设备开始进料,同时传送电机开始顺序启动（由下到上）,此时设备
正处于送料状态,汽车处于装料过程,当料位检测S1料满后停止进料,当小车称重达到料满后停止送料,同时
传送电机开始顺序停止（由上到下）,小车允许开走。
2 控制要求
用PLC构成自动送料装车系统,当汽车到来时,红灯L1熄灭,进料开关K1打开,同时输送带电动机顺序
启动（由下到上）,料斗开关K2打开,汽车装料。
当料位检测S1料满后进料阀门开关K1关闭。
小车装满料
后,料斗阀门开关K2关闭,输送带电动机顺序停止（由上到下）,小车装满后允许开走,此时绿灯L2点亮。
PLC自动卸料示意图如图1所示。
3 控制设计思想
（1）回路启动顺序由下游向上游（来料方向为上游）,按一定延时逐个启动,若回路启动过程中无故障
则为正常启动;若有故障则为异常启动,程序启动遇到故障时,就不再继续往下启动。
（2）回路停止顺序由上游向下游,它包括正常停止和事故停止。
正常停止为顺序停止,即正常操作时程
序按一定时间延时由上游向下游逐个停止设备。
事故停止是在启动或正常运行过程中回路中某一设备发生
故障时,上游的设备立即停止,下游设备可运行。
（3）在逻辑梯形图中,凡是带有分支的联锁回路都有记忆功能。
因为前一台设备可以根据需要启动下
面的各个分支回路的设备,回路梯形逻辑的记忆功能可保证有故障回路的设备能正确停车。
4 控制过程
（1）初始状态红灯点亮,绿灯熄灭,进料K1,料斗K2及电动机M1、M2、M3
均为OFF状态。
传感器S1=OFF,S2=OFF状态。
（2）启动操作,按下启动按钮S3（表示汽车到来）,红灯L1=OFF,绿灯L2=
OFF,同时进料口阀门K1打开,即K1=ON,开始进料,同时电动机M3启动,延时
2s后,电动机M2启动,再延时2s后,电动机M1启动。
此时,料斗开关K2打开,即
K2=ON。
（3）料斗装满,即S1=ON,停止进料,K1关闭。
同时料斗出口阀K2处于打
开状态（只要料不满,即S1=OFF,进料阀口K1可重新打开）。
（4）卡车装满,即S2=ON,进料口阀口K2关闭,同时电动机M1关闭;M1关
闭延时2s后M2关闭,M2关闭延时2s后M3关闭。
此时,红灯L1=OFF,绿灯L2
=ON;装车过程结束。
（5）当有事故发生时按下停止按钮SB1,设备全部停止运行。
具体如图2所示。
5 外部接线图（图3）
S3 I0.0 检测小车是否到达,起动开关;
S2 I0.1 称重按钮,停止;
S1 I0.2 检测料是否已满;
SB1 I0.3 停止开关;
M3 Q0.0 传送电动机;
M2 Q0.1 进料电动机;
M1 Q0.2 送料电动机;
K1 Q0.3 进料阀门开关;
K2 Q0.4 送料阀门开关;
L2 Q0.5 允许汽车开走指示灯;
L1 Q0.6 允许汽车进入指示灯。
6 软件编程
自动送料装车控制系统的实现具体如图4所示。
梯形图分析如下:
初始状态为红灯点亮,绿灯熄灭,当按下I0.0表示小车到达,此时线圈M2.1得电,同时M2.1常开触点闭合,线圈M0.0得电,同时M0.0常开触点闭合,此时Q0.0得电,M3电机开始运转同时Q0.6得电,即红灯熄灭,延时2s后,Q0.1得电,M2电机开始运转,再延时2s后Q0.2得电,即M1电机开始运转,此时Q0.2的常开触点闭合,Q0.4得电,K2指示灯亮,当小车称重检测料满后,即I0.1常开触点闭合,线圈M0.1得电，M0.1常闭触点打开,电机M1停止运转,此时T39时间继电器得电,延时2s后常闭触点打开,Q0.1失电,此时
Q0.1失电,电机M2停止运转,再延时2s后T40常闭触点打开,电机M3停止运转,使得Q0.5得电,即绿灯点亮;只有当I0.2得电时,Q0.3才失电而断开。
当按下I0.3后,所有的设备均失电而停止运转。
总之,自动送料装车的控制系统对于很多场合需求很大,它有着较高的工作效率和准确的定位精度,无论是在工厂流水线上还是生活中都可被借鉴使用。
参考文献
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