论文名称文名称导导 师师: :刘国富刘国富刘国富刘国富答答答答辩辩人人人人: :李仁志李仁志李仁志李仁志专专 业业: :应应用用用用电电子子子子论文框架文框架研究背景研究背景课题方向课题方向论文内容论文内容论文结论论文结论致谢致谢12345研究背景研究背景u随着随着进口汽口汽车大量涌人和国内汽大量涌人和国内汽车工工业的不断的不断发展，大中城市的汽展，大中城市的汽车数量数量剧增，从而引增，从而引发了停了停车管理管理问题。近几年，我国的停。近几年，我国的停车场管理技管理技术不不断完善，断完善，计算机技算机技术、通信技、通信技术、网、网络技技术的的发展又促展又促进了停了停车场管理系管理系统功能的功能的强大。但是，大。但是，现时某些小区小型停某些小区小型停车场如要运用大量高新技如要运用大量高新技术就会出就会出现资金不足、金不足、维护管理不完善的管理不完善的问题，有，有时考考虑也不也不够全面，所以目前全面，所以目前车辆管理成本高、管理成本高、服服务效率低等效率低等问题。采用。采用PLC编程无疑就能解决程无疑就能解决这些些问题。课题方向方向1.研究了停研究了停车场及控制系及控制系统在智能建筑中的作用在智能建筑中的作用及及发展展变化。化。2.研究典型停研究典型停车场的管理及控制功能需求的管理及控制功能需求进行了行了分析。分析。3.研究了怎研究了怎样改改进停停车场控制系控制系统功能并完成了功能并完成了控制程序控制程序设计。论文要点文要点1.PLC的的发展及展及应用用2.FX系列基本指令系列基本指令3.设计方案的要求方案的要求4. 控制系控制系统的的设计5.接接线图及元件解析及元件解析PLC的的发展展PLC的诞生的诞生随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组随着计算机控制技术的不断发展，可编程控制器的应用已广泛普及，成为自动化技术的重要组成。可编程控制器最先出现在美国，成。可编程控制器最先出现在美国，1968年，美国的汽车制造公司通用汽车公司年，美国的汽车制造公司通用汽车公司(GM)提出了研一提出了研一种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：种新型控制器的要求，并从用户角度提出新一代控制器应具备以下十大条件：（1）编程简单，可在现场修改程序；）编程简单，可在现场修改程序；（2）维护方便，最好是插件式；）维护方便，最好是插件式；（3）可靠性高于继电器控制柜；）可靠性高于继电器控制柜；（4）体积小于继电器控制柜；）体积小于继电器控制柜；（5）可将数据直接送入管理计算机；）可将数据直接送入管理计算机；（6）在成本上可与继电器控制柜竞争；）在成本上可与继电器控制柜竞争；（7）输入可以是交流）输入可以是交流115V（即用美国的电网电压）；（即用美国的电网电压）；（8）输出为交流）输出为交流115V、2A以上，能直接驱动电磁阀；以上，能直接驱动电磁阀；（9）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；）在扩展时，原有系统只需要很小的变更；（10）用户程序存储器容量至少能扩展到）用户程序存储器容量至少能扩展到4KB。条件提出后，立即引起了开发热潮。条件提出后，立即引起了开发热潮。1969年，美国数字设备公司（年，美国数字设备公司（DEC）研制出了世界上第一）研制出了世界上第一台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器台可编程序控制器，并应用于通用汽车公司的生产线上。当时叫可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、），目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数等顺序控制功能。紧接着，美国计数等顺序控制功能。紧接着，美国MODICON公司也开发出同名的控制器，公司也开发出同名的控制器，1971年，日本从美年，日本从美国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。国引进了这项新技术，很快研制成了日本第一台可编程控制器。1973年，西欧国家也研制出他们年，西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。的第一台可编程控制器。PLC的的组成成PLCPLC的的组成成PLCPLC主要由主要由CPUCPU模模块、输入模入模块、输出模出模块、电源和源和编程器程器组成，成，CPUCPU模模块通通过输入模入模块将外部将外部控制控制现场的控制信号的控制信号读入入CPUCPU模模块的存的存储器中，器中，经过用用户程序程序处理后，再将控制信号通理后，再将控制信号通过输出模出模块来控制外部控制来控制外部控制现场的的执行机构。行机构。PLC的特点的特点1.3 PLC1.3 PLC的特点的特点（1 1）编程程简单，使用方便，使用方便 梯形梯形图是使用得最多的可是使用得最多的可编程序控制器的程序控制器的编程程语言，其符号与言，其符号与继电器器电路原理路原理图相似。有相似。有继电器器电路基路基础的的电气技气技术人人员只要很短的只要很短的时间就可以熟悉梯形就可以熟悉梯形图语言，并用来言，并用来编制用制用户程序，梯形程序，梯形图语言形象直言形象直观，易学易懂。，易学易懂。 （2 2）控制灵活，程序可）控制灵活，程序可变，具有很好的柔性，具有很好的柔性 可可编程序控制器程序控制器产品采用模品采用模块化形式，配化形式，配备有品种有品种齐全的各种硬件全的各种硬件装置供用装置供用户选用，用用，用户能灵活方便地能灵活方便地进行系行系统配置，配置，组成不同功能、成不同功能、不同不同规模的系模的系统。可。可编程序控制器用程序控制器用软件功能取代了件功能取代了继电器控制系器控制系统中大量的中中大量的中间继电器、器、时间继电器、器、计数器等器件，硬件配置确定后，数器等器件，硬件配置确定后，可以通可以通过修改用修改用户程序，不用改程序，不用改变硬件，方便快速地适硬件，方便快速地适应工工艺条件的条件的变化，具有很好的柔性。化，具有很好的柔性。 （3 3）功能）功能强，扩充方便，性能价格比高充方便，性能价格比高 可可编程序控制器内有成百上千个可供用程序控制器内有成百上千个可供用户使用的使用的编程元件，有很程元件，有很强的的逻辑判断、数据判断、数据处理、理、PIDPID调节和数据通信功能，可以和数据通信功能，可以实现非常复非常复杂的控制功能。如果元件不的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的，只要加上需要的扩展展单元即可，元即可，扩充非充非常方便。与相同功能的常方便。与相同功能的继电器系器系统相比，具有很高的性能价格比。相比，具有很高的性能价格比。 （4 4）可靠性高，抗干）可靠性高，抗干扰能力能力强 可可编程序控制器是程序控制器是为现场工作工作设计的，采取了一系列硬件和的，采取了一系列硬件和软件抗件抗干干扰措施，硬件措施如屏蔽、措施，硬件措施如屏蔽、滤波、波、电源源调整与保整与保护、隔离、后、隔离、后备电池等。池等。FX系列系列PLC的的实体体图片片FX系列基本指令系列基本指令1.1.逻辑取及取及线圈圈驱动指令指令 LDLD、LDILDI、OUTOUT LD LD，取指令。表示一个与，取指令。表示一个与输入母入母线相相连的常开接点指令，即常开接点的常开接点指令，即常开接点辑运算起始。运算起始。 LDI LDI，取反指令。表示一个与，取反指令。表示一个与输入母入母线相相连的常的常闭接点指令，即常接点指令，即常闭接点接点逻辑运算起始。运算起始。 OUT OUT，线圈圈驱动指令，也叫指令，也叫输出指令。出指令。 LD LD、LDILDI两条指令的目两条指令的目标元件是元件是X X、Y Y、M M、S S、T T、C C，用于将接点接到母，用于将接点接到母线上。上。OUTOUT是是驱动线圈的圈的输出指令，它的目出指令，它的目标元件是元件是Y Y、M M、S S、T T、C C。对输入入继电器器X X不能使用。不能使用。OUTOUT指令可以指令可以连续使用多次。使用多次。LDLD、LDILDI是一个程序步指令，是一个程序步指令，这里的一个程序步即是一个字。里的一个程序步即是一个字。OUTOUT是多程序步指令，要是多程序步指令，要视目目标元件而定。元件而定。OUTOUT指令的目指令的目标元件是定元件是定时器器T T和和计数器数器C C时，必，必须设置常数置常数K K。2 .2 .取脉冲指令取脉冲指令LDPLDP、LDFLDFLDPLDP取脉冲上升沿，指在取脉冲上升沿，指在输入信号的脉冲上升沿接通一个入信号的脉冲上升沿接通一个扫描周期。描周期。LDFLDF取脉冲下降沿，指在取脉冲下降沿，指在输入信号的脉冲下降沿接通一个入信号的脉冲下降沿接通一个扫描周期。描周期。这两条指令都占两条程序步，他的目两条指令都占两条程序步，他的目标元件元件为X X、Y Y、M M、S S、T T、C C。LDPLDP、LDFLDF指令的使用指令的使用说明如下明如下图所示，使用所示，使用LDPLDP指令，元件指令，元件Y0Y0只在只在Y0Y0的上升沿的上升沿时（由（由OFFOFF到到ONON时）接通一个）接通一个扫描周期。使用描周期。使用LDFLDF指令，元件指令，元件Y1Y1尽在尽在X1X1的下降沿的下降沿时（由（由OFFOFF到到ONON时）接通一）接通一个个扫描周期。描周期。3 3 接点串接点串联指令指令 ANDAND、ANI ANI ANDAND，与指令。用于，与指令。用于单个常开接点的串个常开接点的串联。ANIANI，与非指令。用于，与非指令。用于单个常个常闭接点的串接点的串联。ANDAND与与ANIANI都是一个程序步指令，它都是一个程序步指令，它们串串联接点的个数没有限制，也就是接点的个数没有限制，也就是说这两条指令可以多两条指令可以多次重复使用。次重复使用。这两条指令的目两条指令的目标元件元件为X X、Y Y、M M、S S、T T、C C。FX系列基本指令系列基本指令u4.4.加一指令加一指令INCINC、减一指令、减一指令DECDECu表表2.1 INC2.1 INC、DECDEC指令的助指令的助记符、功能、操作数和程序步符、功能、操作数和程序步u助助记符功能操作数程序步符功能操作数程序步D.INC FNC24D.INC FNC24加加1 1把目把目标原件当前原件当前值加加1KnY1KnY、KnMKnM、KnSKnS、T T、C C、D D、V V、ZINCZINC、INCPINCP、DECDEC、DECP:DECP:三步三步DINCDINC、DINCPDINCP、DDECDDEC、DDECP:DDECP:五步五步DEC FNC25DEC FNC25减减1 1把目把目标元件当前元件当前值减减22.622.6、比、比较指令指令 CMPCMPFX系列基本指令系列基本指令6 6、比、比较指令指令 CMPCMP CMP CMP指令有指令有3 3个操作数：两个源操作数个操作数：两个源操作数S1.S1.和和S2.S2.，一个目，一个目标操作操作数数D.D.，该指令将指令将S1S1和和S2.S2.进行比行比较，结果送到果送到D.D.中。中。CMPCMP指令指令使用如下所示。当使用如下所示。当X10X10为ONON时，比，比较200 200 和和C20C20当前当前值的大小，分三种的大小，分三种情况分情况分别使使M0M0、M1M1、M2M2中的一个中的一个为ONON，另外两个，另外两个为OFFOFF；若；若X10X10为OFFOFF，则CMPCMP不不执行，行，M0、M1、M2的状的状态保持不保持不变。设计方案要求方案要求u设计要求要求u1.1.如如图3-13-1所示，假所示，假设有一停有一停车场共有共有1616个个车位位。2.2.在入口在入口处装装设一一传感器，用来感器，用来检测车辆进入的数目。入的数目。3.3.在出口在出口处装装设一一传感器，用来感器，用来检测车辆出去的数目。出去的数目。4.4.有有车位位时，入口，入口闸栏才将才将门开启开启让车辆进入，并有指示灯示表示尚有入，并有指示灯示表示尚有车位。位。5.5.车位位满时，则有一指示灯有一指示灯显示示车位已位已满，且入口，且入口闸栏不能开启不能开启让车进入。入。6.6.可以用七段数可以用七段数码显示管上示管上显示目前停示目前停车场共有几部共有几部车。就。就系系统工作工作过程程1.1.入入库车辆前前进时，经过1#1#传感器，此感器，此时车位尚未位尚未满的的话，栅栏向上打开，当达到上限向上打开，当达到上限位置位置时，栅栏打开停止，同打开停止，同时车辆进入，入，经过2#2#传感器，感器，栅栏门向下关向下关闭，达到下，达到下限位置限位置时，栅栏门停止关停止关闭，同，同时计数器数器A A加加1 1；2.2.出出库时，先，先经过2#2#传感器，感器，栅栏门向上打开，当达到上限的向上打开，当达到上限的时候停止打开，同候停止打开，同时车辆出出闸门再再经过1#1#传感器，感器，栅栏门向下关向下关闭，当达到下限位，当达到下限位时，栅栏门停止停止动作，作，计数器数器B B减减1 1；（；（计数器数器B B的初始的初始值由由计数器数器A A送来）只送来）只经过一个一个传感器感器则计数器不数器不动作。作。 3.3.仓库启用启用时，先，先对所有用到的存所有用到的存储单元清零，并元清零，并应有有仓库空空显示。示。若若设仓库容量容量为1616辆车，则仓库满时应报警并警并显示。示。5.5.若同若同时有有车辆相相对入入库和出和出库（即入（即入库车辆经过1#1#传感器，出感器，出库车辆经过2#2#传感感 器），器），应避免避免误计数。数。 控制系控制系统的的设计u车辆入入库流程流程图仓库启用启用时，先，先对所有用到的存所有用到的存储单元清零，并元清零，并应有有仓库空空显，若，若设仓库容量容量为1616辆车，则仓库满时应报警并警并显示。示。u入入库车辆前前进时，经过1#1#传感器，此感器，此时车位尚未位尚未满的的话，栅栏向上打开，当达到上限位置向上打开，当达到上限位置时，栅栏打开停止，同打开停止，同时车辆进入，入，经过2#2#传感器，感器，栅栏门向下关向下关闭，达到下限位置，达到下限位置时，栅栏门停停止关止关闭，同，同时计数器数器A A加加1 1。车 进接近开关闭合D0清0D0+1到D0数码显示D0大于16？结束电机正转电机反转NY控制系控制系统的的设计车辆出出库流程流程图车出库接近开关闭合D01到D0数码显示电机正转电机反转控制系控制系统设计u程序程序I/O分配表分配表控制系控制系统程序程序u程序程序接接线图u控制系控制系统接接线图接接线图u主主电路控制路控制图停停车场实物物图u室内停室内停车场停停车场实物物图u停停车场实物物图结论经过测试入口入口处的的传感器能感器能检测所所进车辆的数目，的数目，出口出口处的的传感器能感器能检测所出所出车辆的数目；当的数目；当车辆在要在要进出出门5米米处，闸门会自会自动开启开启让车辆进入入或出去。或出去。当停当停车场车满时，车满指示灯会亮，当停指示灯会亮，当停车场车位没停位没停满时，车未未满指示灯会亮，能指示灯会亮，能够提醒人提醒人们是否是否还可以停可以停车；显示器能都示器能都实时显示停示停车场所停所停车辆数，并且数，并且车辆已已经停停满时，闸门自自闭，不会，不会让车辆进入。自入。自己己设计的两个方案的控制系的两个方案的控制系统都达到了都达到了设计要求。要求。致致谢 通通过刘国富老刘国富老师提出的提出的设计使我比使我比较系系统地掌握有关地掌握有关PLCPLC控控制系制系统的的设计思想和思想和设计方法，主要方法，主要对PLCPLC（三菱（三菱FX2NFX2N系列）系列）的的结构、功能内部构、功能内部资源等了解并源等了解并对其其进行行测试和加以和加以应用的用的知知识得到学得到学习。经过多次的反复分析和向老多次的反复分析和向老师请教教, ,可以可以对电路的原理及功能更加熟悉路的原理及功能更加熟悉, ,同同时提高了提高了设计能力与及能力与及对电路的路的分析能力分析能力. .同同时在在软件的件的编程方面得到更到的提高程方面得到更到的提高, ,对编程能程能力得到加力得到加强. .同同时对所学的知所学的知识得到很大的提高与巩固。得到很大的提高与巩固。 本次本次设计印象很深的就是我的指印象很深的就是我的指导老老师刘国富老刘国富老师给出的出的建建议，在向老，在向老师请教的教的过程中，刘老程中，刘老师发现我的程序我的程序设计思思路是路是对的，也能的，也能够实现设计的要求，但是的要求，但是过于繁于繁杂，采用除，采用除法更法更简单方便。方便。 在在设计期期间，我要感，我要感谢我的指我的指导老老师刘国富老刘国富老师对我的悉我的悉心指心指导，使得我能，使得我能够顺利的完成利的完成这次次毕业设计，更加感，更加感谢是是刘老刘老师教会了教会了设计时思思维不能有局限性，一定要跳出死胡同不能有局限性，一定要跳出死胡同能把方案能把方案设计出来不能算出来不能算优秀，只有秀，只有设计到最到最优、最、最简单、最最经济的方案才是的方案才是优秀的方案！秀的方案！