plc設(shè)計(jì)---停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)

1、車輛與動(dòng)力工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書河南科技大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì) 說(shuō) 明 書課程名稱 電氣控制技術(shù) 題 目 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng) 學(xué) 院 電氣工程 班 級(jí) 電氣F1101 學(xué)生姓名 xxx 指導(dǎo)教師 張伏 日 期 2013年12月5日 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)摘 要隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)不斷地向各種領(lǐng)域滲透，當(dāng)今的停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進(jìn)可靠的停車場(chǎng)控制系統(tǒng)在停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中的作用越來(lái)越大。利用PLC控制停車的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)是一種高效快捷、公正準(zhǔn)確、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的停車場(chǎng)管理手段，是停車場(chǎng)對(duì)于車輛實(shí)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。從用戶的角度看，其服務(wù)高效、準(zhǔn)確無(wú)誤；從管理者

2、的角度看，其易于操作維護(hù)、動(dòng)化程度高、大大減輕管理者的勞動(dòng)強(qiáng)度；從投資者角度看，徹底杜絕失誤及任何形式的作弊，防止停車費(fèi)用流失，使投資者的回報(bào)有了可靠的保證。系統(tǒng)以PLC為信息載體，通過(guò)智能傳感器記錄車輛進(jìn)出信息，結(jié)合工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)控制機(jī)電一體化外圍設(shè)備，從而控制進(jìn)出停車場(chǎng)的各種車輛本文主要運(yùn)用可編程控制器（PLC）對(duì)停車場(chǎng)進(jìn)出及停放指示進(jìn)行管理的方案。本停車場(chǎng)由16個(gè)停車位、入口檢測(cè)器、出口檢測(cè)器、道閘管理系統(tǒng)、尚有車位指示燈、車位已滿指示燈等部分組成。在設(shè)計(jì)硬件的基礎(chǔ)上，對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用組態(tài)軟件建立人機(jī)監(jiān)控界面，包括組態(tài)界面的制作方案，功能語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并給出相關(guān)

3、的參考文獻(xiàn)，使控制車輛進(jìn)出過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：停車場(chǎng)車位；PLC控制；S7-200。第1章 引言1§1.1 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介1§1.2停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求1§1.3停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的2§1.4停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想2第2章 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)3§2.1 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)工作說(shuō)明3§2.2 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖3§2.3 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)PLC選型3§2.4 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)I/O分配表4§2.5停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)I/O接線圖4第3章 停車場(chǎng)車位控

4、制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)8第4章 系統(tǒng)調(diào)試仿真13§4.1 硬件調(diào)試13§4.2 軟件調(diào)試13第5章 設(shè)計(jì)結(jié)論14參考文獻(xiàn)15第1章 引言§1.1 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)要求如下：1. 停車場(chǎng)共有16個(gè)空位。2. 在入口處裝設(shè)一傳感器，用來(lái)檢測(cè)車輛進(jìn)入的數(shù)目。3. 在出口處裝設(shè)一傳感器，用來(lái)檢測(cè)車輛出去的數(shù)目。4. 尚有車位時(shí)，入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進(jìn)入停放，并有一指示燈表示尚 有車位。5. 車位已經(jīng)滿時(shí)，有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車輛進(jìn)入停放。6. 可以從7段數(shù)碼管上顯示目前停車場(chǎng)共有幾部車。§1.2停車場(chǎng)車位

5、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本次的設(shè)計(jì)要求如下：1.采用PLC控制，列出輸入輸出點(diǎn)分配表；2.畫出PLC的輸入輸出設(shè)備的接線圖；3.利用STEP7-Micro/WIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；4.完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。10§1.3停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目的 進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力；掌握一般生產(chǎn)電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法；掌握一般生產(chǎn)電氣控制系統(tǒng)的施工設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試方法；培養(yǎng)查閱圖書資料、工具書的能力；培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報(bào)告的能力。13§1.4停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想本次的設(shè)計(jì)思想如下：1入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過(guò)傳感器1，此時(shí)車位尚未滿的話

6、，柵欄向上打開，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開停止，同時(shí)車輛進(jìn)入，經(jīng)過(guò)傳感器2，柵欄門向下關(guān)閉，達(dá)到下限位置時(shí)，柵欄門停止關(guān)閉，同時(shí)計(jì)數(shù)器A加1；2出庫(kù)時(shí)，先經(jīng)過(guò)傳感器2，柵欄門向上打開，當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打開，同時(shí)車出閘門再經(jīng)過(guò)傳感器1，柵欄門向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時(shí)，柵欄門停止動(dòng)作，計(jì)數(shù)器B減1；（計(jì)數(shù)器B的初始值由計(jì)數(shù)器A送來(lái)）只經(jīng)過(guò)一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作； 3倉(cāng)庫(kù)啟用時(shí)，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并應(yīng)有倉(cāng)庫(kù)空顯示；4設(shè)倉(cāng)庫(kù)容量為16輛車，則倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)應(yīng)顯示車位已滿指示燈；5若同時(shí)有車輛相對(duì)入庫(kù)和出庫(kù)（即入庫(kù)車輛經(jīng)過(guò)傳感器1，出庫(kù)車輛經(jīng)過(guò)傳感器2），應(yīng)避免誤計(jì)數(shù)。第2章 停車場(chǎng)車位控制系

7、統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)§2.1 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)工作說(shuō)明停車場(chǎng)由啟動(dòng)開關(guān)控制，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并且停車場(chǎng)已停車輛數(shù)目由數(shù)碼管顯示。當(dāng)汽車先經(jīng)過(guò)傳感器一時(shí)，此時(shí)車位尚未滿的話，由傳感器1以控制實(shí)現(xiàn)開柵門，柵欄向上打開，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開停止，此時(shí)汽車方能駛?cè)?，?dāng)汽車經(jīng)過(guò)傳感器2時(shí)，由傳感器2實(shí)現(xiàn)關(guān)門，柵欄門向下關(guān)閉，達(dá)到下限位置時(shí)，柵欄門停止關(guān)閉，并且數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)加以后顯示；當(dāng)汽車先經(jīng)過(guò)傳感器2時(shí)，由傳感器2以控制實(shí)現(xiàn)開柵門，柵欄門向上打開，當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打開，此時(shí)汽車方能駛出，當(dāng)汽車經(jīng)過(guò)傳感器1時(shí)，由傳感器1實(shí)現(xiàn)關(guān)門，柵欄門向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時(shí)，柵欄門停止動(dòng)作

8、，并且數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)減一后顯示。停車場(chǎng)容量為16輛車，若停車場(chǎng)還有車位則可由指示燈進(jìn)行提醒，若車庫(kù)車位已滿則倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)有車位已滿指示燈進(jìn)行提醒。當(dāng)同時(shí)有車輛同時(shí)進(jìn)出時(shí)（即進(jìn)入車輛經(jīng)過(guò)傳感器1，出來(lái)車輛經(jīng)過(guò)傳感器2），不進(jìn)行加減計(jì)數(shù)，數(shù)碼管保持原樣顯示。§2.2 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖由上述具體控制要求，可作出停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)的程序框圖，如圖 2-1所示。§2.3 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)PLC選型PLC簡(jiǎn)介：可編程控制器(Programmable Controller)是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Prog

9、rammable Logic Controller)，簡(jiǎn)稱PLC，它主要用來(lái)代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡(jiǎn)稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡(jiǎn)稱混淆，所以將可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC。PLC特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) ；（2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) ；（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；（4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小，維護(hù)方便，容易改造。PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變

10、得容易起來(lái)。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。本次設(shè)計(jì)要求開始按鈕、停止按鈕、2個(gè)行程開關(guān)和2個(gè)傳感器共6個(gè)輸入接口，車滿和有位2個(gè)指示燈、電機(jī)正反轉(zhuǎn)及2個(gè)七段顯示屏共18輸出接口，所以選用CPU226DC/DC/DC（24輸入/16輸出）并擴(kuò)展個(gè)EM223(8輸入、8輸出)模塊滿足控制要求。§2.4 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)I/O分配表停車場(chǎng)車位系統(tǒng)輸入開關(guān)及控制該系統(tǒng)的輸出端在PLC中的I/O地址分配表，如表2-1所示。§2.5停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)I/O接線圖CPU226及EM223的的I/O接線圖如圖2-2所示。表 2-1

11、 I/O地址分配表控制信號(hào)信號(hào)名稱元件名稱元件符號(hào)地址編碼 輸入信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)常用開關(guān)SB1I0.0停止信號(hào)常用開關(guān)SB2I0.5傳感器1輸入信號(hào)接近開關(guān)SP1I0.1傳感器2輸入信號(hào)接近開關(guān)SP2I0.2閘欄上限位信號(hào)行程開關(guān)SQ1I0.3閘欄下限位信號(hào)行程開關(guān)SQ2I0.4 輸 出 信 號(hào)尚有車位指示燈指示燈HL1Q0.2車位已滿指示燈指示燈HL2Q0.3電機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)電動(dòng)機(jī)KM1Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)電動(dòng)機(jī)KM2Q0.1七段顯示屏1信號(hào)七段顯示屏SEG1Q1.0-Q1.6七段顯示屏2信號(hào)七段顯示屏SEG2Q2.0-Q2.6 開始始七段顯示屏重置是否有車出是否有車進(jìn)NYYN傳感器2無(wú)反應(yīng)觸發(fā)傳感

12、器2傳感器1無(wú)反應(yīng)觸發(fā)傳感器1開門不開門有位指示燈是否亮大門不開NY開門觸發(fā)傳感器1觸發(fā)傳感器1開門不開門觸發(fā)傳感器2關(guān)門關(guān)門計(jì)數(shù)器減1計(jì)數(shù)器加1七段顯示屏顯示當(dāng)前停車場(chǎng)已停車數(shù)停止圖 2-1 運(yùn)行框圖圖2-2 I/O 接線圖第3章 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用STEP 7 MicroWIN SP4（S7-200）V4.0軟件調(diào)試，分為兩部分：主程序和子程序,子程序有三部分,分別表示車輛進(jìn)入、車輛出去和車輛同時(shí)出入，共有17個(gè)網(wǎng)絡(luò)。本程序的梯形圖如下：第4章 系統(tǒng)調(diào)試仿真§4.1 硬件調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)要求選擇相應(yīng)的硬件設(shè)備，并根據(jù)I/O分配，按要求連接電路，并檢查電路是否正確，

13、確保電路安全后打開電源開關(guān)，等待軟件調(diào)試和程序下載。之后操作各個(gè)輸入量進(jìn)行相應(yīng)的功能檢驗(yàn)。§4.2 軟件調(diào)試按接線圖接好線后，用STEP7編程軟件編輯程序指令，完成程序編輯后，進(jìn)行程序編譯檢查程序是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，無(wú)誤后導(dǎo)出，然后使用S7-200漢化版軟件進(jìn)行仿真 ，觀察運(yùn)行過(guò)程。其中，進(jìn)入三輛車，然后再使出一輛車的仿真圖如圖2-3所示。圖2-3 三進(jìn)一出時(shí)的仿真圖第5章 設(shè)計(jì)結(jié)論縱觀兩周的設(shè)計(jì)過(guò)程，可以說(shuō)在這一過(guò)程中我的收獲很大，充分認(rèn)識(shí)到自己的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)理論分析與實(shí)踐的反復(fù)論證，許多問(wèn)題都有了較好的解決方案。軟件部分采用各部分程序直接轉(zhuǎn)的方式，依次實(shí)現(xiàn)了PLC流程圖、梯形圖、

14、指令表三種機(jī)械手控制方式。用此種方法編寫程序條理清晰，連貫性強(qiáng)，但若要增加其它機(jī)械手控制方式或進(jìn)行擴(kuò)展，程序會(huì)變得相當(dāng)復(fù)雜而且容易出錯(cuò)，出錯(cuò)后調(diào)試修改也很困難。收進(jìn)的方式是將各部分程序?qū)懗沙绦?，方便調(diào)用和調(diào)試。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序編寫比較簡(jiǎn)單，不需要再編寫分支、匯合狀態(tài)移圖的程序，且由于本課對(duì)定時(shí)精確度要求并不高，適宜采用。若是在對(duì)定時(shí)精度要求比較高的情況下，應(yīng)采用單片機(jī)的中斷功能進(jìn)行硬件定時(shí)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，了解了停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)的工作原理，其中電路及軟件實(shí)現(xiàn)是此次設(shè)計(jì)的主要部分。作為一個(gè)好的控制系統(tǒng)必須把各種控制都考慮在內(nèi)之外，還要考慮安全控制。 參考文獻(xiàn)1 王宗才.機(jī)電傳動(dòng)與控制.北京：電子工業(yè)出版