立體停車庫(kù)的控制plc設(shè)計(jì)

1、- 29 -沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 前言可編程序控制器（Programmable Logic Controller）是以微處理器為核心，綜合了微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)于一體的通用工業(yè)控制裝置。英文縮寫(xiě)為PC或PLC。它具有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、靈活通用、維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別是它的高可靠性和較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工作環(huán)境的能力，更得到用戶的好評(píng)。因而在機(jī)械、能源、化工、交通、電力等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（PLC，機(jī)器人和CAD/CAM）之一。我國(guó)工業(yè)控制自動(dòng)化的發(fā)展道路，大多是在引進(jìn)成套設(shè)備的同時(shí)進(jìn)行消化吸收，然后進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。目前我國(guó)

2、工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用都有了很大的發(fā)展，我國(guó)工業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)行業(yè)已經(jīng)形成。目前，工業(yè)控制自動(dòng)化技術(shù)正在向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。通常把PLC認(rèn)為是由等效的繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等元件組成的裝置。PLC實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，PLC由中央處理單元（CPU）、存儲(chǔ)器單元、電源單元、輸入輸出單元、接口單元和外部設(shè)備組成，具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言編制的機(jī)器語(yǔ)言和診斷機(jī)器故障。用戶

3、程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。隨著PLC性價(jià)比的不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其主要應(yīng)用領(lǐng)域包括以下幾個(gè)方面，數(shù)字量的邏輯控制、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)控制、數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)。本次課程設(shè)計(jì)的目的是掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)的基本原理、PLC控制電路的設(shè)計(jì)方法以及繼電器接觸器控制電路的PLC改造方法。掌握機(jī)電傳動(dòng)控制系統(tǒng)中繼電器接觸器控制和PLC控制的基本原理、設(shè)計(jì)方法及兩者的關(guān)系。掌握常用電器元件的選擇方法。具備一定的控制電路的分析能力與設(shè)計(jì)能力。1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求1.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求題目：立體停車庫(kù)的控制設(shè)計(jì)控制要求：1）內(nèi)容：小型立體停車庫(kù)，共

4、4層（2-5），每層4個(gè)停車位。車庫(kù)包括大門(mén)（開(kāi)啟、關(guān)閉）、旋轉(zhuǎn)臺(tái)（旋轉(zhuǎn)180度、回轉(zhuǎn)到原位）、載車臺(tái)（上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、伸出、縮回、車輪固定、車輪松開(kāi)）、樓層傳感器、車位傳感器、大門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉傳感器、存取車按鈕。2）存車工作過(guò)程：有車駛?cè)耄▊鞲衅鳎?判斷空余車位，若有，則大門(mén)開(kāi)啟-車進(jìn)入旋轉(zhuǎn)臺(tái)駐車-駕駛員辦完手續(xù)離開(kāi)，大門(mén)關(guān)閉-旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度、同時(shí)載車臺(tái)下降到底層-載車臺(tái)伸出-車輪固定-載車臺(tái)縮回-上升-每上升一層，判斷是否有空車位，若有，則旋轉(zhuǎn)找車位，若沒(méi)有，繼續(xù)上升一層-找到車位（存儲(chǔ)車位號(hào)），載車臺(tái)伸出-松開(kāi)車輪-縮回-轉(zhuǎn)回到原位待命。2 總體設(shè)計(jì)2.1 PLC選型S7-20

5、0的可靠性高，可以用梯形圖、語(yǔ)句表和功能塊圖三種語(yǔ)言來(lái)編程。它的指令豐富，指令功能強(qiáng)，易于掌握，操作方便，內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器、高速輸出、PID控制器、RS-485通信/編程接口、PPI通信協(xié)議、MPI通信協(xié)議和自由端口模式通信功能，最大可以擴(kuò)展到248點(diǎn)數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O,最多有30多KB程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。S7-200系列屬于小型PLC，即可用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 我所選用的是西門(mén)子S7-200系列的PLC，CPU為226AC/DC。為26個(gè)輸入，9個(gè)輸出，共35個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)；可連接6個(gè)擴(kuò)展模塊；具有PID控制器。2.2 PLC端

6、子接線根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在存車過(guò)程中：1）26個(gè)輸入：有車駛?cè)?，大門(mén)開(kāi)到位，大門(mén)關(guān)到位和旋轉(zhuǎn)180度到位4個(gè)傳感器；2）16個(gè)車位傳感器；5個(gè)載車臺(tái)到位傳感器。9個(gè)輸出：大門(mén)開(kāi)，大門(mén)關(guān)，載車臺(tái)上升、下降、伸出和縮回四個(gè)，車輪固定、車輪松開(kāi)以及旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度;3） 考慮到有較多的輸入，故將上升、下降、輪固定等的到位用定時(shí)器代替,具體端子分派如下圖所示。圖 2. 1 端子分布圖3 PLC程序設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)思想在這個(gè)設(shè)計(jì)中，首先需要知道整個(gè)車庫(kù)有沒(méi)有空余的車位，由于用順序功能圖在此處設(shè)計(jì)較為不便，所以尋找空余車位的過(guò)程用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)；用車則車位沒(méi)信號(hào)，沒(méi)車則有信號(hào)；當(dāng)車駛?cè)攵矣锌沼嘬囄粫r(shí)，就可以辦

7、手續(xù)了，需要指出的是大門(mén)關(guān)閉按鈕即為存車按鈕，此過(guò)程是需要人為實(shí)現(xiàn)的。在存車過(guò)程中，需要每上升一層就開(kāi)始判斷此層有沒(méi)有空余車位，并且存車是按順序存放的，所以選用選擇序列，即每上升一層之后，如果有車位則尋找停車位，如果沒(méi)有車位則繼續(xù)上升到下一層執(zhí)行相同的動(dòng)作，依次往上，直到找著停車位。在存車過(guò)程中根據(jù)內(nèi)容畫(huà)出順序功能圖，再根據(jù)順序功能圖寫(xiě)出PLC梯形圖，考慮到不管在那個(gè)車位停車都要執(zhí)行相同的動(dòng)作，所以調(diào)用一個(gè)子程序。要求按下停止按鈕，小車完成當(dāng)前循環(huán)以后再停止。因?yàn)榇孳嚨臅r(shí)間無(wú)法控制，所以還需要一個(gè)人為控制的存車按鈕。每次進(jìn)入正式存車的時(shí)候都需要按此按鈕。3.2 順序功能圖設(shè)計(jì)此順序功能圖為部分

8、順序功能圖，尋找空車位和之前的準(zhǔn)備用經(jīng)驗(yàn)法設(shè)計(jì)。 主程序順序功能圖子程序順序功能圖3.3 PLC梯形圖主程序梯形圖 ·····子程序梯形圖 4 程序調(diào)試說(shuō)明 仿真軟件裝載程序，按下按鈕I0.0，表示有車駛?cè)耄@個(gè)時(shí)候開(kāi)始判斷是否有空余的車位，此時(shí)需要人為的按下相應(yīng)的車位按鈕，有信號(hào)時(shí)，表示此處沒(méi)有車位，然后按下I0.1、I0.2和I0.3，表示沒(méi)已關(guān)，開(kāi)始存車步驟，旋轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180度，載車臺(tái)下降，按下I0.4和I3.1表示旋轉(zhuǎn)到位和下降到一層。假如要停在3層的2號(hào)位，則先上升到2樓并判斷是否有空位，按下I0.5,表示上升到2樓，此時(shí)并沒(méi)有相應(yīng)的

9、停車動(dòng)作，說(shuō)明沒(méi)有空車位，則繼續(xù)上升，按下I0.6，表示到三層，并執(zhí)行子程序開(kāi)始停車，載車臺(tái)的伸出，松開(kāi)，縮回和旋轉(zhuǎn)分別用四個(gè)定時(shí)器控制，Q0.5 Q1.0 Q0.6 Q0.2 間隔3秒依次點(diǎn)亮，最后Q0.2燈滅，程序回到初始位置，表示等待下一輛車的進(jìn)入。 5 結(jié)束語(yǔ)兩周的課程設(shè)計(jì)又部就這樣結(jié)束了，通過(guò)這車課程設(shè)計(jì)使我又近一步了解機(jī)電傳動(dòng)的重要性，對(duì)著門(mén)課程的知識(shí)又學(xué)會(huì)了很多。特別對(duì)PLC的功能學(xué)會(huì)了很多。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。我學(xué)會(huì)了PLC的基本編程方法，對(duì)PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對(duì)理論的運(yùn)用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒(méi)有做實(shí)踐設(shè)計(jì)以前，我們對(duì)知道的撐握都是思想上的，對(duì)一些細(xì)節(jié)不加重視，當(dāng)我們把自己想出來(lái)的程序與到PLC中的時(shí)候，問(wèn)題出現(xiàn)了，不是不能運(yùn)行，就是運(yùn)行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過(guò)解決一個(gè)個(gè)在調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題，我們對(duì)PLC 的理解得到加強(qiáng)，看到了實(shí)踐與理論的差距。通過(guò)合作，我們的合作意識(shí)得到加強(qiáng)。合作能力得到提高。上大學(xué)后，很多同學(xué)都沒(méi)有過(guò)深入的交流，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們同學(xué)之間相互討論，解決問(wèn)題。在此過(guò)程中，每個(gè)人都想自己的方案得到實(shí)現(xiàn)，積極向同學(xué)說(shuō)明自己的想法。能過(guò)比較選出最好的方案。在這過(guò)程也提高了我們的表過(guò)能力。通過(guò)此次課設(shè)，讓我了解了plc梯形圖、指令表、順序功能圖有