车辆出入库电气控制系统设计.doc
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1、电气控制与PLC课程设计说明书题 目: 车辆出入库电气控制系统设计 专业班级: 姓 名: 学 号: 指导教师: 评语:成绩:指导老师签名: 日期: 2目录1系统概述11.1设计题目应用背景和意义11.2课题的设计任务及要求12方案论证23 硬件设计33.1系统的原理方框图33.2 主电路43.3 I/O分配43.4 I/O接线图63.5 元器件选型73.5.1单相异步电机的确定73.5.2 熔断器选择73.5.3 接触器的选择83.5.4 线缆线径的选择83.6 PLC控制接线图94 软件设计104.1主流程104.2流程图114.3梯形图125系统调试13设计心得14参考文献151系统概述1
2、.1设计题目应用背景和意义如今社会汽车的持有量持续上升,因此停车难问题越来越突出导致人们对车库的需求量日益增长。而进出车库的方便快捷成了每个车库首先考虑到的问题。因此车库门自动控制是今后车库向智能化发展的必然趋势。本课程设计主要阐述了车库自动门的设计思想与程序编制,对该系统进行了各方面的分析,对各方面要求的系统加以详细叙述,控制的说明、系统流程图、外部接线图、梯形图必要的文字说明介绍了以PLC为应用的车库自动门的系统软件设计。此系统对车库的管理有很大的帮助、对疏导交通流量、提高道路通行能力有明显的效果,有很大的实用价值。1.2课题的设计任务及要求车辆入库时,车辆检测器检测到车辆,司机刷入库卡并
3、取出库卡后,栏杆机电机正转,栏杆机抬起,车位显示器的车位数减1。当入库车辆驶离入库自动栏杆机后,栏杆机电机反转,栏杆机自动下落。车辆出库时,车辆检测器检测到车辆,司机刷库卡后,栏杆机电机正转,栏杆机抬起,车位显示器的车位数加1。当入库车辆驶离出库自动栏杆机后,栏杆机电机反转,栏杆机自动下落。停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出,车辆进入时给予司机准确的车位数量,车辆进入后记录车辆总量,车辆离开时减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC作为中央控制处理。对现有的停车系统管理实现以下要求:车辆出入库自动化、数量统计自动化。车辆出入库控制系统由入库出卡器,车辆存在车辆检测器,入库栏杆机,入库车辆
4、检测器(当有车辆压住检测线圈时,控制器可以输出一个开关信号,当车辆离开时,控制器的输出开关信号打开)、出库车辆存在车辆检测器、出库栏杆机、库里车辆数显示器(2位7段数码管,车库共有50个车位)组成。栏杆机由单向异步电机拖动250W,AC220V。车辆出入库如图1-1所示。 图1-1 车辆出入库2方案论证方案一:选用光电传感器对车辆的进出进行检测。光电开关有光导通,当车辆通过时,光电开关信号通过导线传给PLC。具有非接触,无触点无机械结构的特点,但是露天环境由于风雨影响,不在密封环境下用就很容易被污染失效。方案二:选用称重传感器对车辆的进出进行检测。对称重传感器设定车辆检测范围,当检测到车辆到位
5、,将信号传到PLC,运行相应的程序。利用称重传感器能够对车辆是否到位进行很好的检测,但是称重传感器价格昂贵,安装维护十分不便。方案三:选用地感线圈传感器对车辆的进出进行检测。地感线圈车辆检测器是一种基于电磁感应原理的车辆检测器。地感线圈Ll埋在路面下,通有一定工作电流的环形线圈,由多匝导线绕制而成,埋设在道路中地感线圈作为检测器谐振电路中的一个电感元件,与车辆检测器的振荡回路一起形成LC谐振。当有车辆通过时,将会使线圈中单位电流产生的磁通量增加,从而导致线圈电感值发生变化。把这个信号传送给PLC,执行相关程序,判断是否有车经过。地感线圈具有安装维护方便,受外界因素影响小,价格便宜的特点。通过对
6、以上方案的综合考虑,本设计最终选取采用地感线圈和光传感器,作为检测车辆存在的检测器。3 硬件设计3.1系统的原理方框图图3.1系统的原理方框图3.2 主电路图3.2 主电路图3.3 I/O分配设计中采用FX2N48MRPLC,电源使用带有24V DC和AC1 10120/220240的使用电源(PA204S)。根据系统控制要求,本系统需计数器一个,16个输入点和16个输出点,所选PLC类型满足系统要求。具体I/O口地址分配如表所示。输入注释输出注释X0压力传感器1Y0个位数码管输入X1压力传感器2Y1个位数码管输入X2光电传感器1Y2个位数码管输入X3光电传感器2Y3个位数码管输入X4入库栏杆
7、机正到位Y4个位数码管输入X5入库栏杆机反到位Y5个位数码管输入X6入库栏杆机正到位Y6个位数码管输入X7入库栏杆机反到位Y10十位数码管输入X10刷卡器Y11十位数码管输入X11刷卡器Y12十位数码管输入X12热继电器Y11十位数码管输入X13热继电器Y14十位数码管输入X14热继电器Y15十位数码管输入X15热继电器Y16十位数码管输入Y21线圈Y22线圈Y23线圈Y24线圈表3.1 I/O口地址分配表3.4 I/O接线图图3.3 I/O接线图3.5 元器件选型3.5.1单相异步电机的确定本次课程设计采用向异步电机拖动250W,AC220V。根据题目要求,要实现异步单向电动机的正反转,需采
8、用电容启动式。这种电动机在副相绕组中接入两个电容,其中一个电容通过离心开 关,在起动完了之后就切断电源;另一个则始终参与副绕组的工作。这二个电容器中,起动电容器的容量大,而运转电容的容量小。这种单相电容起动和运转的电动机,综合单相电容起动和电容运转电动机的优点,所以这种电动机具有比较好的起动性能和运转性能,在相同的机座号,功率可以提高12个容量等级,功率可以达到1.52.2kW。选择单相异步电机的功率因数为0.6,效率为0.49。其示意图如图3-5所示。 图3-4 电容起动式单相异步电机3.5.2 熔断器选择由1可以计算单相异步电机的额定电流。根据公式 PN=UN*IN* 功率因数*效率 (3
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