2022年2022年PLC课程设计

1、精选学习资料 - - - 欢迎下载目录1引言 -22概述 -33系统总体方案设计-43.1主电路的设计 -43.2掌握电路的设计-43.2.1 plc概述-43.2.2 plc选型-63.2.3系统变量定义及安排表- -83.2.4系统接线图设计 - -94掌握系统设计 -124.1 掌握程序流程图设计 - -124.2 掌握程序设计思路 - -125系统调试及结果分析-155.1系统调试及解决的问题-155.2结果分析 -15终止语 -16参考文献 -17附录一 :梯形图 -18附录一 :程序指令 -191精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载1 引言随着进口汽车大量涌入和国内汽车工

2、业的不断进展,大中城市的汽车数量剧增,从而引发了停车治理问题；近几年,我国的停车场治理技术不断完善,运算 机技术.通信技术.网络技术的进展又使停车场治理的系统功能得以提高；现在小区停车场治理系统重点要做到精确指示车辆进出,车辆进入时给与司机精确的车位数量与具体位置,车辆进入后,记录车辆数量,车辆离开时,削减 车辆数量；车辆进出指示可完全由plc作为中心掌握来处理, 停车场空位指示可利用价格较不高的数码管显示；停车场车位治理系统, 它由固定在停车场中的治理掌握器.埋设在车位处的电动车位锁及移动掌握器相互连接构成；治理掌握器包括传感器接收模块.规律掌握电路及驱动掌握电路； 电动车位锁的电源端与驱动

3、掌握电路的电源输出端连接；移动掌握器中设有数据读写掌握电路.无线遥控发射模块及电池, 该无线遥控发射模块通过移动掌握器外部设置的遥控天线与治理掌握器的接收天线进行无线信号连接,具有极大的有用价值；2精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2 概述本文提出一种运用可编程掌握器（plc）对停车场进出及停放指示进行治理 的方案；本停车场由16 位停车位.入口检测器.出口检测器.道闸治理系统. 七段数码管用来显示车库内车辆数.尚有车位指示灯. 车位已满指示灯等部分组成；采纳 plc的自动掌握系统, 由于 plc具有牢靠性. 易操作性.敏捷性等优点, 因此,本掌握系统与传统停车场相比,大大提高了设

4、计效率,爱护周期短.调试便利.成本较低.易操作.牢靠性高,有很强的有用价值；3精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载3 系统总体方案设计3.1 主电路的设计本设计为基于 plc的停车场掌握系统,在停车场进口处装一传感器1,出口处装一传感器 2,传感器接受到高电平信号而掌握电机的正反转,停车场处的闸门开合；传感器1.2 所输出的脉冲分别输入给计数器1.2,计数器 1.2 将计的数据储备在储备器1.2 中,进的车辆数与出的车辆数想减得到的数据再传输 给储备器 3,储备器 3 所储备的数据将会传输给数码显示管显示,如显示的数为16 时,就门口处的闸门停止工作,如显示的数仍没到16 时,就闸门

5、连续工作；其原理框图如下图1 所示：精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载车进开 / 合闸车出计数器 1储备器 1计数器 2储备器 2储备器 3数码显示精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 1原理框图3.2 掌握电路的设计3.2.1 plc概述很多年前开头,就有人预言,plc将要被 pc-based掌握系统取代；但为,plc的销售每年都在以一个特别稳固的增长率在上升,目前的 plc已经与十年前的 plc有着很大的区分,十年后的 plc与当前的 plc也将有着很大的不同；但为, 有两个方面为不变的： 第一,plc会供应稳固的掌握响应, 其次, 高度的牢靠性；plc有着其它掌握

6、产品,如工控机,dcs,单片机等掌握产品,所无法替代的特 性；1牢靠性牢靠性包括产品的有效性和可修理性；可编程掌握器的牢靠性高, 表现在以下几个方面：4精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载a) 可编程掌握器不需要大量的活动部件和电子元件,接线大大削减, 与此同时,系统的修理简洁,修理时间缩短,因此牢靠性得到提高；b) 可编程掌握器采纳一系列牢靠性设计方法进行设计,例如冗余设计, 掉电爱护,故障诊断,报警和运行信息显示和信息爱护及复原；c) 可编程掌握器有较强的易操作性,它具有编程简洁, 操作便利, 编程的出错率大大降低,而为工业恶劣操作环境设计的硬件使牢靠性大大提高；d) 可编程掌握

7、器的硬件设计方面,采纳了一系列提高牢靠性的措施；例如, 采纳牢靠性高的工业级元件,采纳先进的电子加工工艺（smt）制造,对干扰采纳屏蔽.隔离和滤波等；储备器内容的爱护,采纳看门狗和自诊断措施,便于维 修的设计等；2易操作性a) 操作便利：对 plc的操作包括程序的输入和程序更换操作,大多数plc 采纳编程器进行程序输入和更换操作；现在的 plc的编程器大部分可以用电脑直 接进行,更换程序也可依据所需地址编号.继电器编号或接点号等直接进行搜寻 或按次序查找,然后可以在线或离线更换；b) 编程方面：plc有多种程序设计语言可以使用, 梯形图与电气原理图相像； 编程语句为功能的缩写, 便于记忆； 功

8、能图表语言以过程流程进展为主线, 特别适合设计人员与工艺专业人员设计思想的沟通；功能模块图和结构化文本语言,功能清楚,易于懂得等优点；c) 修理便利： plc所具有的自诊断功能对修理人员的技术要求较低,当系统发生故障时, 通过硬件和软件的自诊断, 修理人员可以依据有关故障代码的显示和故障信号灯的提示等信息, 或通过编程器和hmi屏幕的设定, 直接找到故障所在的部位,为快速排除故障和修复节约了时间；3敏捷性a) 编程的敏捷性： plc采纳的标准编程语言有梯形图.指令表.功能图表.功能模块图和结构化文本编程语言等； 使用者只要把握其中一种编程语言就可进行编程,编程方法的多样性使编程便利；b) 扩展

9、的敏捷性： plc的扩展敏捷性为它的一个重要特点；它可以依据应用的规模不断扩展,即进行容量的扩展.功能的扩展.应用和掌握范畴的扩展；它5精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载不仅可以通过增加输入输出卡件数来增加点数,通过扩展单元扩大容量和功能,也可以通过多台plc的通信来扩大容量和功能；c) 操作的敏捷性： 操作的敏捷性指设计工作量.编程工作量. 和安装施工的工作量的削减； 操作变得特别便利和敏捷,监视和掌握变得很简洁； 在继电器次序掌握系统中所需的一些操作得到简化,不同生产过程可采纳相同的掌握台和掌握屏等；4机电一体化为了使工业生产的过程掌握更平稳,更牢靠,向优质.高产.低耗要效益,

10、 对过程掌握设备和装置提出了机电一体化,即外表.电子.运算机综合的要求, 而 plc正为这一要求的产物, 它为特地为工业过程而设计的掌握设备,具有体积小.功能强,抗干扰性好等优点, 它将机械与电气部件有机地结合在一个设备内, 把外表.电子和运算机的功能综合集成在一起,因此,它已经成为当今数控技术.工业机器人. 离散制造和过程流程等领域的主要掌握设备,成为工业自动化三大支柱（ plc,机器人, cad/ca）m 之一；可编程掌握器现在已经成为了一个不行代替的掌握系统,它们可以与其它系统通讯,供应产品报表, 生产调度, 诊断自身和设备的故障, 这些技术上的改进,让 plc成为今日的各行各业的高质量

11、和产量的重要的奉献者；由以上特点不难看出, plc在工业掌握领域,不仅不会逐步推出,而且会不断扩大他的市场份额； 表面上看工控机的显现给plc带来了肯定程度的冲击, 但假如我们认真分析一下可以看到,工控机在某种程度上其实帮忙了plc的进展,由于 plc的牢靠性高,易操作,但对与操作员站的一些功能,如曲线处理,数据记录等功能, 远不及工控机, 而工控机的致命缺陷为牢靠性差；所以目前来看工控机与 plc结合的掌握系统更为完善；工控机的显现推动了plc的进展；3.2.2 plc选型1 挑选的原就挑选 plc为首待解决的事情；一方面要挑选多大容量的plc、 另一方面挑选什么公司的 plc及外设；对第一

12、个问题,第一要对掌握任务进行具体的分析, 把全部的 i/o 点找出来,6精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载包括开关量 i/o和模拟量 i/o 以及输出为用继电器仍为晶体管或为可控硅型；控制系统输出点的类型特别关键,假如他们之中既有沟通220v的接触器.电磁阀, 又有 24v 的指示灯,就最终选用的plc的输出点数有可能大于实际电数；由于plc的输出点一般为几个一组共用一个公共端,这一组输出只能有一种电源的种类和等级；所以一旦它们为沟通220v 的负载负载使用；就直流24v的负载只能使用其他的输出端了； 这样有可能造成输出点铺张,增加成本； 所以要尽可能挑选相同等级和种类的负载,比如

13、使用沟通220v 的指示灯等；一般情形下继电器输出的 plc使用最多,对其次个问题,就有以下几个方面要考虑：（1）功能方面全部 plc 一般都具有常规的功能,但对某些特别要求,就要知道所选用的plc为否有才能掌握任务；如对plc与 plc.plc与智能外表及上位机之间有敏捷便利的通信要求；或对plc 的运算速度.用户程序容量等有特别要求；或对plc的位置掌握有特别要求等；（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较多的情形下,这样的差价当然为必需考虑的因数；由于本次课程设计为在学校完成；考虑到试验室

14、中应用的为三菱fx2n 型 plc,对此种型号plc的指令以及使用方法都比较熟识；所以本次设计采纳就近 取材原就选三菱fx2n型 plc；2 fx2n型 plc的简介20世纪 90 岁月,三菱公司在 fx系列 plc的基础上又推出了fx2n系列产品； 该机型在运算速度,指令数量及通讯才能方面有了较大的进步,为一种小型化.高速.高性能.各方面都相当于fx 系列中最高档次的超小型的plc；fx2nplc的基本单元可以依据掌握规模大小外加扩展单元.扩展模块及特别功能单元构成叠装式plc掌握系统；下图为 fx2n可编程掌握器基本单元实物图；7精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载图 2 fx2

15、n 可编程掌握器实物图3.2.3 系统变量定义及安排表在车库入口处应当安装指示板,告知车辆司机整个车库的停放情形,包括数量和停放的位置；车库和指示板的示意图如下列图：91102113124135146157168停车场车位指示板当某一位置没有停放车辆时, 相应编号的指示灯亮, 司机观察使就可以依据指示进入车库按位停车；这个部分同样可以用梯形编程图来实现；车位线使程序,相对比较简洁,所用到得软元件x10x17,x20-x27,输出 端原件 y20-y27,y30-y37,输出输入原件共计16 对；只要在车尾顶部安装红外检测装置, 就可以对车位有无车辆进行检测；当车位无车辆时相应输入继电器不 通电

16、,常闭节点合上,输出端所连接的指示灯亮,如图中8 号和 9 号灯亮,证明8精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载这两个车位为空；而其余位置有车,所以相应的指示灯熄灭；表一plc 外部输入 / 输出点（ i/o ）输入点输出点系统动作x1 00000闸栏开门y1 01000系统解除x2 00001闸栏关门y2 01001入口检测器出口检测器x3 00002x4 00003尚有车位指示灯车位已满指示灯y3 01002y4 01003正传停止传感器x5 00004显示车辆数七段灯y10-y17 01004-01010反转停止传感器x6 00005编程元件的解析1 x ： x 为输入继电器,它

17、的作用为接受并储备外部输入的开关量信号, 和对应的输入端子相连,同时供应很多的常开和常闭软触点用于编程；2 y ： y 为输出继电器,它的作用为具有一常开硬触点用于向外部负载发送信号,每一输出继电器的常开硬触点与可编程掌握器的一个输出点相连直接驱动负载,它也供应了很多的常开和长闭软触点用于编程；3. m： m 为帮助继电器,它为由软件来实现的,用于状态暂存,移位帮助运算及给予特别功能的一类编程元件,其作用类似于继电接触掌握系统中的中间继电器,绝大多数的继电器线圈由用户程序驱动；4. t：t 为定时器,作用相当于继电接触掌握中的通电延时型时间继电器；5. c ： c 为计数器,主要用来记录脉冲的

18、个数；本设计采纳的 c250 为一相双向的高数计数器,这种计数器固定可编程掌握器的一个输入端 x3 用于上升沿加计数,固定可编程掌握器的另一个输入端 x4 用于上升沿减计数；6 d： d 为数据寄存器,可编程掌握器在模拟量检测与掌握以及位置掌握等很多场合都需要数据寄存器来储备数据和参数；3.2.4 系统接线图设计下图为停车场掌握系统的接线图,在该接线图中,x1 为该系统的启动开关,x2 为该系统停止开关,入口检测器接x3 输入端,出口检测器接x4 输入端,正传停止传感器.反转停止传感器分别接x5.x6 输入端；闸栏开门接y1 输出端,闸栏关门接 y2 输出端,尚有车位指示灯接y3 输出端,车位

19、已满指示灯接y4 输9精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载出端,显示车辆数数码管接y10-y17；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载y 10-y17isp la yx1 x2 x3 x4 x5comgcomy 1y 20100000000y 30100100001y 4010020000201003p00003x601004000040000501006l000060100700007010080000801009c0000901010000100101100011010120001201013000130101400014010150001501016000160101

20、70001701005图 3停车场掌握系统接线图精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载下图为主电路掌握图,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,车辆不行通过；10精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载 i"r 4dÇj.È91g11精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载4掌握系统设计4.1 掌握程序流程图设计停车场掌握系统的车进出模块流程图设计如下图5：图 5 车辆进出掌握程序流程图4.2 掌握程序设计思路1) 车辆进库编程图上,在支路2 中,x0 表示车辆检测装

21、置开关,只要车辆驶到道闸前,车辆检测器发出信号使x0 关闭,帮助继电器m1进入预备通电状态；只要x1 闭合,支路 1 通电,驱动帮助继电器m0,其节点 m0闭合, m1立刻通电, m1节点动作,使输出线圈 y0 置位,其相应的输出端y0发出信号掌握道闸升降的电动机正转,同时复位 y1 线圈,确保道闸没有反转信号；这时道闸就打开,车辆通过；车辆通过以后, 经过道闸后车辆检测器, 这时有几道掌握目标, 所以运用主掌握器指令 mc对全部工作一并掌握；检测器发出信号使开关x2 闭合, plc就执行 mc和 mcr之间的程序,第一把 y0 输出线圈复位,即道闸电动机正转信号复位, 同时置位 y1 输出线

22、圈,为电动机反转,道闸关闭；同时设定一个数据寄存器d0 中的二进制数转换成十进制数输出到以10 为首的八个输出端,驱动车库大门指 示板上的显示管,最终,在道闸关闭的终点安装一个限位开关x3,当道闸复原12精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载原位时, x3节点接通,使电动机反转信号复位；精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载2) 车辆出库图 6车辆进库梯形图精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载车辆出库时, 要削减车辆数量记录, 并且在车库出口也要安装出口道闸,下面为车辆出库的梯形图；由图中可以看出, 车辆出库与入库的基本原理相同,只为输入原件与输出原 件不同,出库与入

23、库所用到的元件必需分开；并且,要使车辆数量削减,用dec 功能指令使记录车辆数的数据寄存器d0减一,最终道闸关闭；13精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载xq05x004s9ty00307yo04n0u5rsty004s9tyd03k2y001noxootdstyo04endlå 7t§xsptg/eib14精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载5 系统调试及结果分析5.1 系统调试及解决的问题1) 硬件调试按接线图接好线, 七段数码显示器能实时显示数据,证明 plc选型正确, 传感器的挑选符合要求；2) 软件调试按接线图接好线后,将程序的指令用fx-gp

24、编程软件输入到plc系统中,编程器直接对 plc的用户程序储存器进行读写操作； 采纳脱机编程方式将所编制的用户程序存入编程器的rom中后,经过多次调试；3) 解决的问题本文讨论的主要内容为基于 plc的停车场车位掌握系统, 在前人的基础上做了进一步的讨论, 吸取了前人讨论的精华, 补充了前人讨论的不足； 本系统为基于 plc的自动掌握系统, 由于 plc本身的特点使自动掌握系统更加稳固, 提高了系统的牢靠性；在本课题讨论过程中主要进行了以下工作：（1）具体分析了国内外目前的基于plc的停车场,比较之后,硬件部分,设计了七段码显示器以及车辆进出库传感器；软件部分, 挑选了以 plc为核心自动掌握

25、系统, 因此,经过讨论最终打算将硬件和软件部分结合起来,形成了本掌握系统的整个部分（2）在比较了各种型号的plc的功能之后,挑选了三菱公司的fx2n系列 plc,（3）建立了车辆进出库数学模型,为其编写了程序语言；5.2 结果分析七段译码显示器能够实时显示停车场的停车数目；plc具有牢靠性高.掌握程序可变, 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,牢靠性高,用 plc可以使该设计的要求全能满意；15精品学习资料精选学习资料 - - - 欢迎下载终止语通过本次课程设计使我比较系统地把握有关plc 掌握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

26、能.内部资源等明白并对其 进行测试和加以应用的学问得到学习；经过多次的反复试验与分析、 可以对电路的原理及功能更加熟识、 同时提高了设计才能与及对电路的分析才能. 同时在软件的编程方面得到更到的提高、 对编程才能得到加强. 同时对所学的学问得到很大的提高与巩固 . 我所做的设计题目为基于plc的停车场车位掌握系统；由于为第一次做 plc的设计,设计起来有肯定难度,但后来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猎取相关学问,通过一步步解决疑问来完成我的设计, 同时也大大提升了自己学问水平和才能；通过这次课程设计让我们意识到书本上学到的学问肯定要通过实践去巩固,而且这也为一种学习方法, 只有这样才能真正轻松的把握一门学问；同时此次课程设计也让我们对学习plc 更加热忱, 我们熟识到 plc的强大的功能和宽阔的应用领域；真正体会到了科技 给