基于PLC停車場車位控制系統(tǒng)設計

1、唐 山 學 院 可編程控制器 課 程 設 計 題 目 停車場車位控制系統(tǒng)設計 系 （部） 信息工程系 班 級 11電本3班 姓 名 學 號 指導教師 201X 年 月 日至201X年 月 日 共 1 周201X年 月 日課程設計成績評定表出勤情況出勤天數(shù) 缺勤天數(shù)成績評定出勤情況及設計過程表現(xiàn)（20分）課設答辯(20分)設計成果（60分）總成績(100分)提問(答辯）問題情況綜合評定 指導教師簽名: 年 月 日目 錄1 引言11。1 停車場概述11。2 PLC的簡介12 硬件設計32。1總體設計32。2設計思路32。3 CPU226的I/O接線圖63軟件設計73。1編程軟件介紹73.2總體設計

2、74程序調試10總結11參考文獻12課程設計說明書1引言1。1停車場的概述近20年來，隨著我國城市建設速度的加快，城市交通需求量也日益增大。盡管私家車、出租車比重呈現(xiàn)逐年上升的趨勢，因此車輛停放依舊是市民最為關注的問題。為了使交通更加便捷暢通，智能交通系統(tǒng)(ITS)的理念越來越受到人們的關注,該系統(tǒng)將先進的計算機處理技術、信息技術、數(shù)據(jù)通信傳輸技術、自動控制技術、人工智能及電子技術等有效地綜合運用于停車場智能管理體系中，建立一種在區(qū)域性內全方位發(fā)揮作用的準時、快捷、高效的停車智能管理體系.由于城市人口相對密集，無論是私家車輛還是公交車輛都不能真正滿足正常的停放，公交需求更很大。所以在停車場智能

3、管理領域,相應的也出現(xiàn)了PLC停車場智能管理的概念，即含有高科技的智能系統(tǒng)，與普通的停車系統(tǒng)不同的是,它能以PLC技術為基礎來解決停車難的問題，直接為目標安全、迅速地到達目的地.因此，在大力加強車輛停放智能管理的建設方面,尤其在實現(xiàn)快捷、便利、安全這一點上擁有很大的發(fā)展空間和潛力。為此，本文對停車場智能控制管理上引入了PLC技術，對停車場進行了一個關于PLC為主的系統(tǒng)設計。1。2 PLC簡介PLC是一種可編程的數(shù)字邏輯控制設備，早期用于開關量的邏輯控制,多用于控制電動機正反轉和電磁閥的開關動作，從而控制機械設備的運轉.只要合理分配輸入、輸出點，根據(jù)控制要求設計梯形圖，采用基本指令和步進指令就可

4、達到控制目的.隨著控制要求的不斷提高，許多PLC生產廠家進一步優(yōu)化和改善PLC的功能，增加了功能指令，大大拓寬了PLC的應用范圍，使PLC在某種程序上可以代替控制器和計算機的協(xié)同工作系統(tǒng)，為工業(yè)生產和民用控制設計提供方便.PLC具有可靠性高、功能性強和編程簡單等有點，所以深受設計人員的喜愛。PLC就如同一部計算機與蓄電器控制設備相結合的新型高性能控制裝置。PLC的基本單元包括中央控制器（CPU）、存儲器、輸入單元和輸出單元。除了基本單元,PLC還可以追加許多擴展模塊，從而增強其功能和性能.PLC實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，基本構成為：a、電源 PLC的電

5、源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10（+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去b. 中央處理單元（CPU)。中央處理單元（CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤.當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令

6、的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行，直到停止運行.為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 c、存儲器，存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器.存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。d、輸入輸出接口電路。1現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路,作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。2現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通

7、電路和中斷請求電路集成,作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應的控制信號.e、功能模塊，如計數(shù)、定位等功能模塊。f、通信模塊，如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。下面是PLC的基本單元結構圖如圖1.1所示外部輸入內部設備外部輸出輸入接口電源CPU存儲器通訊接口輸出接口圖1。1 PLC硬件組成框圖2硬件設計2。1總體設計控制面板的設計也相當重要,可以顯示停車場內的停車數(shù)量，當停車場內有空位時未滿燈亮，提示司機朋友可以把車停放在該停車場內，當滿燈亮起時，提示司機停車場已滿，不能再在此提車場內停放車輛，還有系統(tǒng)總的控制按鈕，控制系統(tǒng)的啟停,控制面板如圖2。1。圖2

8、。1 控制面板2。2設計思路利用經(jīng)驗法法設計電路,運用了自加與自減模塊控制車輛的進入與離開。當車輛進入停車場時加1，當車輛離開停車場時減1。兩個輸出對應車位滿與未滿。7個輸出對應數(shù)碼管顯示車輛數(shù)量。16個輸出分別顯示各個車位的停車情況.當車輛進入時觸發(fā)一個傳感器I0.0，程序中模擬上升沿，當上升沿到來時，VB10加1。同樣,當車輛離開時觸發(fā)另一個傳感器I0。1，程序中模擬上升沿,當上升沿到來時，VB10自減1.未滿16時，Q0。0有輸出,滿16時，Q0.1輸出，Q0。0停止輸出。Q1.0-Q1.6為數(shù)碼管顯示.Q2。0Q3,7為車位顯示.如表2。1：表2.1 I/O地址分配表:控制信號信號名稱

9、元件名稱元件符號地址編碼輸入信號入口檢測紅外感應器SB1I0。0出口檢測紅外感應器SB2I0.1車位檢測1壓力傳感器SQ0I1。0車位檢測2壓力傳感器SQ1I1。1車位檢測3壓力傳感器SQ2I1.2車位檢測4壓力傳感器SQ3I1.3車位檢測5壓力傳感器SQ4I1.4車位檢測6壓力傳感器SQ5I1。5車位檢測7壓力傳感器SQ6I1.6車位檢測8壓力傳感器SQ7I1。7車位檢測9壓力傳感器SQ8I2.0車位檢測10壓力傳感器SQ9I2.1車位檢測11壓力傳感器SQ10I2。2車位檢測12壓力傳感器SQ11I2.3車位檢測13壓力傳感器SQ12I2。4車位檢測14壓力傳感器SQ13I2.5車位檢測1

10、5壓力傳感器SQ14I2。6車位檢測16壓力傳感器SQ15I2。7輸出信號入口閘門開關線圈KM1Q0.0出口閘門開關線圈KM2Q0。1數(shù)碼管a（個位)數(shù)碼管aQ3。0數(shù)碼管b數(shù)碼管bQ3。1數(shù)碼管c數(shù)碼管cQ3.2數(shù)碼管d數(shù)碼管dQ3。3數(shù)碼管e數(shù)碼管eQ3.4數(shù)碼管f數(shù)碼管fQ3.5數(shù)碼管g數(shù)碼管gQ3.6數(shù)碼管a(十位）數(shù)碼管aQ4。0數(shù)碼管b數(shù)碼管bQ4.1數(shù)碼管c數(shù)碼管cQ4。2數(shù)碼管d數(shù)碼管dQ4。3數(shù)碼管e數(shù)碼管eQ4。4數(shù)碼管f數(shù)碼管fQ4.5數(shù)碼管g數(shù)碼管gQ4.6車位指示1燈泡SQ0Q1.0車位指示2燈泡SQ1Q1。1車位指示3燈泡SQ2Q1。2車位指示4燈泡SQ3Q1.3車

11、位指示5燈泡SQ4Q1。4車位指示6燈泡SQ5Q1。5車位指示7燈泡SQ6Q1。6車位指示8燈泡SQ7Q1。7車位指示9燈泡SQ8Q2。0車位指示10燈泡SQ9Q2。1車位指示11燈泡SQ10Q2。2車位指示12燈泡SQ11Q2。3車位指示13燈泡SQ12Q2。4車位指示14燈泡SQ13Q2。5車位指示15燈泡SQ14Q2。6車位指示16燈泡SQ15Q2.72。3 CPU226的I/O接線圖圖2.2 CPU226的I/O接線圖3軟件設計3。1編程軟件介紹本次課設我們所使用的編程軟件是V4。0 STEP 7 MicroWIN SP3.V4。0 STEP 7 MicroWIN SP3提供軟件工具幫

12、助調試和測試程序.軟件編程特征包括:監(jiān)視S7-200正在執(zhí)行的用戶程序狀態(tài)，為S7200指定運行程序的掃描次數(shù)，強制變量值等.其他功能有:（1）運動控制 （2）創(chuàng)建調制解調模塊程序 （3）USS協(xié)議庫 （4）Modbus從站協(xié)議指令 （5）使用配方 （6）使用數(shù)據(jù)記錄 （7)PID自整定和PID整定控制面板等。3。2總體設計系統(tǒng)由入口閘欄檢測、出口閘欄檢測、空車位指示燈和滿車位指示燈以及數(shù)碼顯示燈系統(tǒng)組成。在設計中應用了常開觸點、常閉觸點、比較指令、置位和復位指令、計數(shù)器等指令來實現(xiàn)功能。停車場車位控制系統(tǒng)能自動識別車輛進入,車輛出去，車庫滿或未滿和引導車輛停放到當前最小車位處。當車庫未滿的時

13、候車庫閘欄打開.其梯形圖如下：網(wǎng)絡1:分析:入口開閘控制,統(tǒng)計入口進入車輛的數(shù)量.網(wǎng)絡2:分析：出口開閘控制，統(tǒng)計停車場當前的車輛數(shù).網(wǎng)絡3:分析：當停車場滿時滿標志置1，滿指示燈亮。當車庫未滿時,未滿指示燈亮。網(wǎng)絡4：分析：調用顯示車位空否的子程序。網(wǎng)絡：5分析：計算空余車位的數(shù)量。網(wǎng)絡6：分析：將16位整型數(shù)轉化為BCD碼。網(wǎng)絡7：分析:用數(shù)碼管的空余車位的個位。網(wǎng)絡8:分析：進行判斷當空余車位數(shù)大于等于10時,數(shù)碼管顯示1，小于10顯示0。4程序調試若用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程,若用手持編程,應先畫出梯形圖,然后編程，這樣可少出錯，速度也快，編程結束后先空調試程序，待各個動作

14、正常后，再在設備上調試,為了準確發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，需要進行系統(tǒng)調試,調試的順序按照先硬件后軟件，先局部后整體的順序來完成，調試步驟如下：（1)軟件調試：按要求輸入梯形圖，轉換成指令表，并進行語法的檢查，正確后設置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器ROM中，驚醒下一步的調試。(2）運行調試：在硬件調試和軟件調試正確的基礎上,打開可編程控制器的“RUN”開關進行調試，觀察運行的情況，看是否隨時按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運行,或者等待100個脈沖后，系統(tǒng)是否停止運行。總結本設計是基于PLC控制系統(tǒng)設計的自動化停車場,能自動顯示停車數(shù)量,還能顯示停車場內的溫度，是智能的現(xiàn)代化設備，主要用是提示司機朋友停車場內是否有停車位，但本設計還不是很完美，還有很多需要完善的地方，還有很多有待提高的地方，