基于-PLC的立体车库的设计.doc
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1、 基于PLC的立体车库的设计摘 要本设计针对目前停车场管理系统存在的系统管理介质落后、集成自动化程度低、安全性差、人性化和运行效率低下的不足,结合目前科学技术领域的最新研究成果,设计了一种技术较先进、性能可靠、自动化程度较高的停车场智能管理系统。本设计的指导思想立足于提高停车场管理系统的可靠性、安全性和高效性,对目前我国各大中城市所面临的“停车难”问题的解决,具有一定的促进作用。本系统所采用的PLC技术,射频卡技术对其它交通收费系统也有一定的借鉴意义。本文针对停车场只能控制系统中存在的问题,把PLC可编程序控制器和变频器应用于停车场只能控制系统上,并进行了较深入的研究。本文阐述了智能停车场系统
2、的PLC控制、收费、计费和安全的一些基本思路和方法,并介绍了着重介绍了PLC工作特点及运行原理,还介绍了C20P型欧姆龙型可编程控制器系列的C200H-OA223 PLC控制器主要功能模块及应用,C20P不仅编程简单,通用性强,抗干扰能力强,可靠性高,而且具有易于操作及维护,设计、施工、调试周期短等优点。还介绍了MIFARE1ICS50非接触式IC卡的结构,描述了停车场管理系统的基本模块及功能,并对系统的主回路和控制回路的硬件部分进行了详细介绍。本文主要是对停车场进行智能化设计,通过采取PLC技术对停车场管理的设计,达到停车场智能化、高效化。关键词: PLC 停车 控制AbstractThe
3、design of the current car park management system for the medium backward management system, integrated low degree of automation, poor security, human and operational inefficiencies of inadequate in light of the current field of science and technology as research results, design a more advanced techn
4、ology, Reliable performance, a higher degree of automation Smart car park management system. The design of the guiding ideology based on the improved car park management system reliability, safety and efficiency of Chinas major cities in the face of difficult to stop the settlement of the issue, hav
5、e a certain role. The system used by the PLC technology, RF card technology to other transport system has some reference. This paper car park can only control system problems that exist in the PLC PLC and inverter control system can only be used in car parks, and a more in-depth studies. In this pap
6、er, the Intelligent Parking Systems PLC control, charging, billing and security of some of the basic ideas and methods, and gave a briefing on the work focused on the PLC and operating characteristics of principle, also introduced C20P-Omron programmable control Series of C200H-OA223 PLC controller
7、main function modules and application, C20P programming not only simple, high universality, anti-interference capability and high reliability, but also easy to operate and maintain, design, construction, missioning the advantages of short cycle . It also introduced the MIFARE1ICS50 contactless IC ca
8、rd of the structure, describes the car park management system and the function of the basic modules, and the main circuit and control circuit for the hardware part of the detailed briefing. This article is a car park intelligent design, through the adoption of PLC technology on the design of car par
9、k management to car parks intelligent, efficient.Key Words : PLC;Intelligent System;Parking;Safety Management目 录1 概 述41.1 PLC 的概术41.1.1、PLC的发展历程51.2.PLC的结构和基本配置以及控制要求61.2.1、PLC的结构6 1.2.2可变程序控制器的基本应用91.3 立体停车场的概述161.3.1 主要结构16 1.3.2 使用方法17 1.3.3 装置中实现的硬件保护191.3.4 技术参数19 1.3.5注意事项192 立体停车场的概述202.1 控制要
10、求202.2 I/O地址分配表212.3 实验步骤212.4 监控系统222.5 注意事项223 系统的调试233.1 PLC控制系统的调试23 3.1.1技术资料24 3.1.2调试与维修工具24 3.1.3基本检查25 3.1.4设备基本状况检查25 3.1.5电气检查26 3.1.6现场调试的基本步骤27 3.1.7硬件的调试28 3.1.8软件的调试304 系统功能的评价及现实意义31本次设计的心得体会致谢参考文献1 概 述1.1 PLC 的概术1.1.1、PLC的发展历程 在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量
11、离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。 个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。 PLC的定义有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:可编程控制器是一种
12、数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。 上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为3040%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 PLC具有通用性强、使用方便、适应面
13、广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位,在可预见的将来,是无法取代的。 可编程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER,简称PC)。与个人计算机的PC相区别,用PLC表示。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、
14、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料:在工业控制领域中,PLC控制技术的应用必将形成世界潮流PLC程序既有生产厂家的系统程序,又有用户自己开发的应用程序,系统程序提供运行平台,同时,还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。1.1.2、可编程控制器基本应用最初,PLC主要用于开关量的逻辑控制。随着PLC
15、技术的进步,它的应用领域不断扩大。如今,PLC不仅用于开关量控制,还用于模拟量及数字量的控制,可采集与存储数据,还可对控制系统进行监控;还可联网、通讯,实现大X围、跨地域的控制与管理。PLC已日益成为工业控制装置家族中一个重要的角色。用于开关量控制PLC控制开关量的能力是很强的。所控制的入出点数,少的十几点、几十点,多的可到几百、几千,甚至几万点。由于它能联网,点数几乎不受限制,不管多少点都能控制。所控制的逻辑问题可以是多种多样的:组合的、时序的;即时的、延时的;不需计数的,需要计数的;固定顺序的,随机工作的;等等,都可进行。 PLC的硬件结构是可变的,软件程序是可编的,用于控制时,非常灵活。
16、必要时,可编写多套,或多组程序,依需要调用。它很适应于工业现场多工况、多状态变换的需要。用PLC进行开关量控制实例是很多的,冶金、机械、轻工、化工、纺织等等,几乎所有工业行业都需要用到它。目前,PLC首用的目标,也是别的控制器无法与其比拟的,就是它能方便并可靠地用于开关量的控制。用于模拟量控制模拟量,如电流、电压、温度、压力等等,它的大小是连续变化的。工业生产,特别是连续型生产过程,常要对这些物理量进行控制。作为一种工业控制电子装置,PLC若不能对这些量进行控制,那是一大不足。为此,各PLC厂家都在这方面进行大量的开发。目前,不仅大型、中型机可以进行模拟量控制,就是小型机,也能进行这样的控制。
17、PLC进行模拟量控制,要配置有模拟量与数字量相互转换的AD、DA单元。它也是I/O单元,不过是特殊的 I/O单元。A/D单元是把外电路的模拟量,转换成数字量,然后送入 PLC。D/A单元,是把 PLC的数字量转换成模拟量,再送给外电路。作为一种特殊的I/O单元,它仍具有I/O电路抗干扰、内外电路隔离,与输入输出继电器(或内部继电器,它也是PLC工作内存的一个区。可读写)交换信息等等特点。这里的A/D中的A,多为电流,或电压,也有为温度。D/A中的A,多为电压,或电流。电压、电流变化X围多为05V,010V,420mA。有的还可处理正负值的。这里的D,小型机多为8位二进制数,中、大型多为12位二
18、进制数。A/D、D/A有单路,也有多路。多路占的输入输出继电器多。有了 A/D、D/A单元,余下的处理都是数字量,这对有信息处理能力的 PLC并不难。中、大型PLC处理能力更强,不仅可进行数字的加、减、乘、除,还可开方,插值,还可进行浮点运算。有的还有PID指令,可对偏差制量进行比例、微分、积分运算,进而产生相应的输出。计算机能算的它几乎都能算。这样,用PLC实现模拟量控制是完全可能的。控制的单位值可小到212分之一的测量程值,多数也是足够的。PLC进行模拟量控制,还有A/D、D/A组合在一起的单元,并可用 PID或模糊控制算法实现控制,可得到很高的控制质量。用PLC进行模拟量控制的好处是,在
19、进行模拟量控制的同时,开关量也可控制。这个优点是别的控制器所不具备的,或控制的实现不如PLC方便。当然,若纯为模拟量的系统,用PLC可能在性能价格比上不如用调节器。这也是应当看到的。用于数字量控制实际的物理量,除了开关量、模拟量,还有数字量。如机床部件的位移,常以数字量表示。字量的控制,有效的办法是NC,即数字控制技术。这是50年代诞生于美国的基于计算机的控制技术。当今已很普及,并也很完善。目前,先进国家的金属切削机床,数控化的比率已超过4080,有的甚至更高。PLC也是基于计算机的技术,并日益完善。故它也完全可以用于数字量控制。PLC可接收计数脉冲,频率可高达几k到几十k赫兹。可用多种方式接
20、收这脉冲,还可多路接收。有的PLC还有脉冲输出功能,脉冲频率也可达几十k。有了这两种功能,加上PLC有数据处理及运算能力,若再配备相应的传感器(如旋转编码器)或脉冲伺服装置(如环形分配器、功放、步进电机),则完全可以依NC的原理实现种种控制。高、中档的PLC,还开发有NC单元,或运动单元,可实现点位控制。运动单元还可实现曲线插补,可控制曲线运动。所以,若PLC配置了这种单元,则完全可以用NC的办法,进行数字量的控制。新开发的运动单元,甚至还发行了NC技术的编程语言,为更好地用PLC进行数字控制提供了方便。1.2.PLC的结构和基本配置以及控制要点1.2.1、PLC的结构 一般讲,PLC分为箱体
21、式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:接口部件输出输入接口部件 中央处理单元 CPU板 接受 驱动 驱动 现场信号 受控元件 电 源 部 件1 CPU的构成PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据
22、,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路, 与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。 CPU的运算器用于进行数字或
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