电气可编程控制器课程设计说明书

1、中北大学信息商务学院课程设计说明书中北大学信息商务学院课程设计任务书学年第 学期学院：专业：学生姓名：学号：课程设计题目：车辆出入库管理控制起迄日期：课程设计地点：下达任务书日期：日课程设计任务书.设计目的： 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。设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还

2、要注意其他几方 面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业与基础知识的能 力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能 力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。.设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：,任务描述编制一个用控制的车辆出入库管理梯形图控制程序。根据控制系统基本组 成，有电源模块、操作面板输入模块、传感器信号输入模块、以与留下的扩展 输入模块、显示控制输出模块。.控制要求.入库车辆前进时，经过到传感器后计数器加，后退时，经过到传感器后计 数器减，单经过一个传感器则计数器不动作。出库车辆前进时，经过到传感器后计

3、数器减，后退时，经过到传感器后计 数器加，单经过一个传感器则计数器不动作。.设计一个由两位数码管与相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库里车 辆的实际数量.设计工作任务与工作量的要求包括课程设计计算说明书（论文）、图纸、实物样 品等： av0按题意要求，画出 端子接线图与控制梯形图。0利用编程工具软件输入梯形图控制程序，完成调试。0完成课程设计说明书。课程设计任务书.主要参考文献：fl， 例如：（根据自己的参考文献写如下内容，与设计说明书中的参考文献一致，以下仅仅是学生参考的格式）辜承林，陈乔夫.电机学.华中科技大学出版社徐玮.单片机高效入门.机械工业出版社.设计成果形式与要求：课程设计说明书

4、，控制程序工程文件，控制电路工程文件。.工作计划与进度：月日月日根据功能要求，查找相关元器件的说明手册。月日月日根据设计要求，设计完整的系统程序，并撰写课程设计说明书。07月01日答辩或成绩考核。系主任审查意见：签字：年 月 日引w的基本结构、中央处理单元：中央处理单元（）是的控制核心。它按照系统程序赋予的功 能：.接收并存储从用户程序和数据；.检查电源、存储器、以与警戒定时器的状 态，并能诊断用户程序中的语法错误。、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 断程序与其各种管理程序)的存储器称为系

5、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。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 际涉与到的信号当中，开关量最普遍。.输出接口电路：可编程序控制器的输出有：继电器输出()、晶体管输出()、 晶闸管输出()三种输出形式。.电源的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好而可靠得电源 系统是无法正常工作的，因此制造商对电源的设计和制造也十分重视。的工作原理则是采用循环扫描的工作方式。一个扫描周期主要可分为个阶段。输入刷新阶段在输入刷新阶段，扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器

6、。 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。.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。.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刷新，即每一个扫描周

7、期只对输入、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，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，这个一般都会 采取高速模块。总之，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 习和使用当中都应注意。课程设计目的与要求课程设计的目的设计的

8、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。设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方 面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业与基础知识的能 力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能 力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。

9、课程设计内容和要求.任务描述编制一个用控制的车辆出入库管理梯形图控制程序c根据控制系统基本组成, 有电源模块、操作面板输入模块、传感器信号输入模块、以与留下的扩展输入模 块、显示控制输出模块。.控制要求.入库车辆前进时，经过到传感器后计数器加，后退时，经过到传感器后 计数器减，单经过一个传感器则计数器不动作。出库车辆前进时，经过到传感器后计数器减，后退时，经过到传感器后 计数器加，单经过一个传感器则计数器不动作。.设计一个由两位数码管与相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库里 车辆的实际数量设计工作任务与工作工的要求）按题意要求，画出端子接线图与控制梯形图。）利用编程工具软件输入梯形图控制程序

10、，完成调试。）完成课程设计说明书。设计成果形式与要求：课程设计说明书，控制程序工程文件，控制电路工程文件。车辆出入库等理系统构成车辆出入库管理系统工作流程图否车友生年检测到正能 的工。卡尼弓.否年乐土丰.”初祢壬佶悠w 2.道:同打 开，下值土入学.手下安汗打 开拉的.，道国打 开.在h光巨倍多 器2a再舞tr j.号左g班i.处辽光电传多天1巴 巧姿过2名寺有益加1.娃过两个光电传花骷，注有翡fsz m; i .汩初年m传卷分1.揍下汩步奔关同持制j.想间关闭一上图是设计的车辆管理系统工作流程图，其中包括很多功能，有车辆的检测识别 功能，车辆计数功能，道闸自动开关功能，还有一个是报警系统功能

11、。下图是车辆管理系统示意图：/图车辆出入库单道管理示意图系统功能构成与相关元器件3.2.1 汽车检测功能汽车检测的功能主要表现在对车辆身份的识别与车辆到位的检测，当检测功 能完成时，所启动了道闸开关系统，使用的设备仪器有刷卡仪器和称重传感器。身份识别：当车辆准备进车库时，停在刷卡区旁，车主使用信息卡，通过刷 卡仪器，检测正确后将车主信号传到控制器中，完成身份识别。车辆到位检测：在车辆停在刷卡区的同时，汽车触动称重传感器，管理系统 检测到压力传感信号，有车辆准备进入车库。3.2.2 道闸开关功能道闸开关主要是通过控制电动机正反转与到位开关实现的，所使用的设备主 要有电动机和到位开关。当车辆准备进

12、车库，在完成汽车检测时，控制电动机正转，道闸打开，车辆 开进并触动称重传感器，控制电动机反转，道闸关闭；当车辆准备出车库，在车辆触动光电传感器时，控制电动机正转，道闸打开，车辆出道闸并触动称重传感 器，控制电动机反转，道闸关闭。3.2.3 车辆计数功能车辆计数主要是通过处理两个光电传感器信号，完成车辆计数功能。当车辆触动光电传感器，再触动光电传感器，寄存器加，当车辆触动光电传 感器，再触动光电传感器时，寄存器减，两个光电传感器的位置如图所示。3.2.4 故障报警功能故障报警功能主要是错误信号通过处理控制显示屏警示灯开关与报警蜂鸣器 的开关。设计设计分析模块选用本次设计选用三菱系列。系列的小型化

13、、高速度、高性能都是相当于系列中最高档次的超小形程序装 置。除输入输出点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接、模拟 控制、定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的。系列的特点、集成型高性能,、电源、输入输出三为一体、高速运算、安心、宽裕的存储器规格 、丰富的软元件范围、还有模拟量控制、定位控制等特殊控制系列编程语言指令表编程指令表是以、等顺序控制指令输入方式，这种方式写顺序程 序是基本输入方式，但控制内容难于看懂，建议不用。梯形图编程梯形图程序采用顺序控制信号与软元件号，在图形的画面上作出 序控制的电路图的方法，这种方法是用触点符号与线圈符号表示顺序控制回路， 因而容易理

14、解程序的内容，但最终还生成指令表。系列各种软元件输入()、输出()、辅助继电器()、定时器()、计数器()、数据寄存器等。控制系统输入输出信号在接线端子上的地址分配是进行控制系统设计的基础。对软件 设计来说，地址分配以后才可进行编程；对控制柜与的外围接线来说，只有地址 确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装控制 柜。分配输出点地址时，要注意负载类型的问题。在车辆出入库管理系统，控制系统如下图所示：光电传感器1触摸屏 / plc 电机x称重传感器一 a/d转换 一图控制系统图如上图所示，的外围设备包括光电传感器、称重传感器、电机。它的信息流 主要表现在光电传感器信号、

15、触摸屏控制信号、称重传感器通过转换后的信号， 通过计算控制电机，在将信息显示在触摸屏上。的输入输出端口与对应的外围设备和文字符号如下表：表 输入输出端口、外围设备与文字符号输入输出端口对应外围设备光电传感器（车库入口）光电传感器（车库出口）卡启动信号触摸屏上的手动打开道闸按钮触摸屏上的手动关闭道闸按钮称重传感器（车库入口）称重传感器（车库出口）到位行程开关（打开位）到位行程开关（关闭位）卡报错信号触摸屏上的报警复位按钮触摸屏上的寄存器复位按钮触摸屏上的系统报警显示灯电机正转继电器电机反转继电器触摸屏上的系统正常运行指示灯蜂鸣器的接线图根据的地址分配，选择的型号为（，输入点，输出点），转换器的型

16、号为，接线图如下：光电传感器ac 220v图的接线图触摸屏的显示与控制功能根据设计，设计出图4.4.1显示控制输出模块。19 / 18plc接5v电源n.0-f1.62kx788 rp2.0-p2.62kx7图4.4.1显示控制输出模块4.5.1 传感器的位置在单道车辆出入库管理系统中，使用了两个光电传感器，两个称重传感器, 一个卡检测箱，在施工建设中，要知道它们相应的位置，如下图所示：道闸称重传感器1o光电传感器光电传感器2o o称重传感器20 。图4.5.1车辆出入库传感器位置示意图4.5.2 传感器和卡检测仪介绍.光电传感器光电开关有光导通，当车辆通过时，光电开关信号通过导线床送给。.称

17、重传感器对称重传感器设定车辆检测范围，当称重传感器检测车辆到位，信号传到, 进行相应的程序运行。卡检测仪卡仪器是用于识别身份的装置，当车主无接触刷卡时，信号传到，通过程序 的运行使道闸打开，车辆驶入。电气原理图电气原理总图图车库管理电气原理总图电动机正反转电路图电动机的正反转控制道闸的开关，电气图如下：图电动机正反转电气原理图电动机的正反转是通过继电器与实现的，线包控制电动机正传，道闸打开, 线包控制电动机反转，道闸关闭。系统程序设计 道闸控制程序0ldxoo213oex004101jtmo14lux0052qutm315ahixooo3ldmo16qbe40rxoo317ory0025a1t

18、dx00518abix01 1sldix00619outy0027andxoo120ldm38orb21ory0039ory001zzamiyooo10a1jixo1o23outy00311outyoo124ehd12ldx006自动控制:车辆入库时，有正确的卡信号从输入后使、为，且同时接通使置为，电机正 转使道闸打开，当到达规定的打开位置后触动到位行程开关使置为，电机停止转 动，车辆通过道闸，行至规定位置后，触动称重传感器使置为，使的置为，电机 反转使道闸关闭，当道闸碰到到位开关后接通后使置为，电机停止转动。汽车出 库时，当光电传感器得到信号后使得到信号后置为，使电机正转，道闸打开，当 碰到到位开关时使得为，电机停止正转，车辆通过道闸行置称重传感器后使为， 电机反转使得道闸关闭，当碰到到位开关时使为，电机停止转动。为时接通使正 常运行指示灯工作。手动控制：当按下时使置为道闸打开，当按下时使置为道闸关闭。车辆计数程序1l dk11 o o 4 o o o 1 0022051 2 01 xxmmxmdmxdhi mil t t ldalnseldaiiia