PLC课程设计
车辆出入库管理
简介
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。建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统，实现车辆出入库控制、数量统计的自动化，就显得十分必要。
本设计是基于PLC的车辆出入库管理系统，采用两位LED来显示车库内车辆的实际数量。使用两个光传感器来监控车辆的进出并完成计数工作，车辆进入时经过两个传感器使显示数字加一，车辆外出时经过两个传感器使显示数字减一，但当车辆只经过一个传感器时不计数。
为了防止意外技术错误，本系统采用反复程序校验，来提高系统的可靠性。
首先，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不计数；其次，采用逻辑互锁方式。如此以保证可靠性；最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。
1 课题2:车辆出入管理
一、课题内容
编制一个用PLC控制的车辆出入管理梯形图控制程序，控制要求：
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，计数器减1，单经过一个传感器计数器不动。
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，计数器加1，单经过一个传感器计数器不动。
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
二、课题要求
1.确定输入/输出设备，选择PLC；分析确定系统方案画出设计合理PLC控制系统;
2.绘制PLC外部接线图（含主电路，外部控制电路，I/O接线图等）
3．编制PLC梯形图程序并调试；
4.正确计算选择电器元件，列出电器元件一览表；
5.绘制电气接线图，接线并调试；
6.整理技术资料，编写使用说明书。
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1 系统的硬件设计.
1.1 系统总体结构
本系统设计通过光传感器进行信息采集之后，传到可编程控制器进行处理，然后经过一系列相关处理之后，在数码管显示相应的车辆数，以此来实现车辆输入库管理，如图1。
可编程控制器显示光传感器2#光传感器1#
图1
光传感器的布置安装需要考虑误计数和漏计数问题，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不可以计数；其次，采用逻辑互锁方式。如此以保证可靠性，最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。
1.2 PLC选型
CPU 和PS
由于我们是2个输入点，14输出点，光电传感器和数码显示管能耗小，所以我选CPU313C-DP，PS307 2A满足使用要求,CPU313C-DP是紧凑型CPU，32kB RAM，24v电源，内置16DI/16DO
1.3 PLC的I/O接线
传感器1#接I0.1，传感器2#接I0.2，以此来输入信号至主控制器PLC，当PLC采集到信号，并经过相关分析处理后，通过输出端口将信号送至LED显示出来，I/O接线图如图2所示。
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图2
1.4电器元件
七段发光数码显示管结构外形如图3
图3
元件清单如表1
表1
元器件 数量 应用
2K电阻 14个 上拉电阻
共阴极LED 2个 显示
XUZ-A50（光电开关） 2套 用于计数
SIMATICS7-300 1套 主控制器
24v直流电源 1个 供电
4 1.5显示电路工作原理
在显示电路的选择中，我们选择共阴极七段LED数码管，首先每一只阳极引脚各接一个限流电阻，限流电阻的大小一般选择2000~3000Ω，电阻值越大，电流越小，亮度也越小，电阻值越小，电流越大，亮度也越大。综合考虑，选择的限流电阻大小为2kΩ。通过对Q0.0~Q0.6,Q1.0~Q1.6的输出控制，来显示数码管的亮暗，以此显示数字（先把要显示的数据给七段解码指令解码显示在输出通道上,把输出通道接数码管）。
对应的驱动信号如下表2所示：
表2
数字 （dp）gfedcba 16进位 显示
0 00111111 0x3f 0
1 00000110 0x06 1
2 01011011 0x5d 2
3 01001111 0x4f 3
4 01100110 0x66 4
5 01101101 0x6d 5
6 00111100 0x3c 6
7 00000111 0x07 7
8 01111111 0x7f 8
9 01100111 0x37 9
1.6 I/O 口地址分配
表3
输入信号 输出信号
传感器1# I0.1 接LED脚a Q0.0
传感器2# I0.2 接LED脚b Q0.1
接LED脚c Q0.2
接LED脚d Q0.3
接LED脚e Q0.4
接LED脚f Q0.5
接LED脚g Q0.6
接LED脚a Q1.0
接LED脚b 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
5 2软件设计
2.1 计数逻辑
（1）光传感器的接收被遮断时，定义“有信号”；
（2）传感器1#完成脉冲同时2#有信号，启动计数逻辑加；
（3）传感器2#完成脉冲同时1#有信号，启动计数逻辑减；
（4）传感器1#和传感器2#都完成脉冲后进行相应计数动作；
（5）传感器1#和传感器2#都没有信号后进行小复位动作；
（6）计数器的加和减的启动逻辑互锁；
2.2程序流程图
6 2.3梯形图如下所示：
无车通过时
M0.1构成自锁
M0.2构成自锁
计数器计数
7 M0.1和M0.2复位
调用子程序
数码管显示
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9 3仿真调试
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个人小结
经过一个礼拜的PLC课程设计，使我对PLC有了一定的了解，也了解到PLC在现代社会各行各业中都有着重要的作用，学习好PLC对我们即将走向社会的大学生来说有着举足轻重的作用。
这个礼拜我们组对车辆出入库系统作了简要的设计，也让我对一些元器件进一步深刻的了解，如数码管，光传感器等一些零件的工作原理。也初步了解了PLC的梯形图编程，这种编程相对以前我们学过的VB编程来说是另一种形式。也扩展了我们的知识面。
我相信PLC对未来社会的发展同样有着举足轻重的作用，所以学习好PLC能为我们踏上社会，找工作添加一份很重的筹码。感谢学校提供这次课程设计的机会，让我们从中能够得到锻炼。
参考文献
（1）于桂音,邓洪伟.《电气控制与PLC》,中国电力出版社, 2010.
（2）郁汉琪 .《电气控制与可编程控制器应用技术》,东南大学出版社,2003.
（3）高钦和 .《可编程控制器技术与设计》,人民邮电出版社,2004.
（4）汪晓平 .《PLC可编程控制器系统开发实例导航》,人民邮电出版社,2004.
（5）戴仙金.《西门子S7-200系列PLC应用与开发》, 中国水利水电出版社,2007.
（6）钟肇燊.《西门子S7-300系列PLC及应用软件》,华南理工大学出版社,2004.
