plc設計---停車場車位控制系統

1、車輛與動力工程學院課程設計說明書河南科技大學課 程 設 計 說 明 書課程名稱 電氣控制技術 題 目 停車場車位控制系統 學 院 電氣工程 班 級 電氣F1101 學生姓名 xxx 指導教師 張伏 日 期 2013年12月5日 停車場車位控制系統摘 要隨著科技的進步，電子技術、計算機技術、通訊技術不斷地向各種領域滲透，當今的停車場車位控制系統已經向智能型的方向轉變。先進可靠的停車場控制系統在停車場管理系統中的作用越來越大。利用PLC控制停車的停車場管理系統是一種高效快捷、公正準確、科學經濟的停車場管理手段，是停車場對于車輛實行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。從用戶的角度看，其服務高效、準確無誤；從管理者

2、的角度看，其易于操作維護、動化程度高、大大減輕管理者的勞動強度；從投資者角度看，徹底杜絕失誤及任何形式的作弊，防止停車費用流失，使投資者的回報有了可靠的保證。系統以PLC為信息載體，通過智能傳感器記錄車輛進出信息，結合工業(yè)自動化控制技術控制機電一體化外圍設備，從而控制進出停車場的各種車輛本文主要運用可編程控制器（PLC）對停車場進出及停放指示進行管理的方案。本停車場由16個停車位、入口檢測器、出口檢測器、道閘管理系統、尚有車位指示燈、車位已滿指示燈等部分組成。在設計硬件的基礎上，對軟件進行設計，采用組態(tài)軟件建立人機監(jiān)控界面，包括組態(tài)界面的制作方案，功能語言的實現，最后對系統進行調試，并給出相關

3、的參考文獻，使控制車輛進出過程得以實現。關鍵詞：停車場車位；PLC控制；S7-200。第1章 引言1§1.1 停車場車位控制系統設計內容簡介1§1.2停車場車位控制系統設計要求1§1.3停車場車位控制系統設計目的2§1.4停車場車位控制系統設計思想2第2章 停車場車位控制系統的硬件電路設計3§2.1 停車場車位控制系統工作說明3§2.2 停車場車位控制系統運行框圖3§2.3 停車場車位控制系統PLC選型3§2.4 停車場車位控制系統I/O分配表4§2.5停車場車位控制系統I/O接線圖4第3章 停車場車位控

4、制系統的程序設計8第4章 系統調試仿真13§4.1 硬件調試13§4.2 軟件調試13第5章 設計結論14參考文獻15第1章 引言§1.1 停車場車位控制系統設計內容簡介停車場車位控制系統要求如下：1. 停車場共有16個空位。2. 在入口處裝設一傳感器，用來檢測車輛進入的數目。3. 在出口處裝設一傳感器，用來檢測車輛出去的數目。4. 尚有車位時，入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進入停放，并有一指示燈表示尚 有車位。5. 車位已經滿時，有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車輛進入停放。6. 可以從7段數碼管上顯示目前停車場共有幾部車。§1.2停車場車位

5、控制系統設計要求本次的設計要求如下：1.采用PLC控制，列出輸入輸出點分配表；2.畫出PLC的輸入輸出設備的接線圖；3.利用STEP7-Micro/WIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設計與調試；4.完成課程設計說明書。10§1.3停車場車位控制系統設計目的 進一步鞏固理論知識，培養(yǎng)所學理論知識在實際中的應用能力；掌握一般生產電氣控制系統的設計方法；掌握一般生產電氣控制系統的施工設計、安裝與調試方法；培養(yǎng)查閱圖書資料、工具書的能力；培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術報告的能力。13§1.4停車場車位控制系統設計思想本次的設計思想如下：1入庫車輛前進時，經過傳感器1，此時車位尚未滿的話

6、，柵欄向上打開，當達到上限位置時，柵欄打開停止，同時車輛進入，經過傳感器2，柵欄門向下關閉，達到下限位置時，柵欄門停止關閉，同時計數器A加1；2出庫時，先經過傳感器2，柵欄門向上打開，當達到上限的時候停止打開，同時車出閘門再經過傳感器1，柵欄門向下關閉，當達到下限位時，柵欄門停止動作，計數器B減1；（計數器B的初始值由計數器A送來）只經過一個傳感器則計數器不動作； 3倉庫啟用時，先對所有用到的存儲單元清零，并應有倉庫空顯示；4設倉庫容量為16輛車，則倉庫滿時應顯示車位已滿指示燈；5若同時有車輛相對入庫和出庫（即入庫車輛經過傳感器1，出庫車輛經過傳感器2），應避免誤計數。第2章 停車場車位控制系

7、統的硬件電路設計§2.1 停車場車位控制系統工作說明停車場由啟動開關控制，先對所有用到的存儲單元清零，并且停車場已停車輛數目由數碼管顯示。當汽車先經過傳感器一時，此時車位尚未滿的話，由傳感器1以控制實現開柵門，柵欄向上打開，當達到上限位置時，柵欄打開停止，此時汽車方能駛入，當汽車經過傳感器2時，由傳感器2實現關門，柵欄門向下關閉，達到下限位置時，柵欄門停止關閉，并且數碼管實現加以后顯示；當汽車先經過傳感器2時，由傳感器2以控制實現開柵門，柵欄門向上打開，當達到上限的時候停止打開，此時汽車方能駛出，當汽車經過傳感器1時，由傳感器1實現關門，柵欄門向下關閉，當達到下限位時，柵欄門停止動作

8、，并且數碼管實現減一后顯示。停車場容量為16輛車，若停車場還有車位則可由指示燈進行提醒，若車庫車位已滿則倉庫滿時有車位已滿指示燈進行提醒。當同時有車輛同時進出時（即進入車輛經過傳感器1，出來車輛經過傳感器2），不進行加減計數，數碼管保持原樣顯示。§2.2 停車場車位控制系統運行框圖由上述具體控制要求，可作出停車場車位控制系統在啟動運行時的程序框圖，如圖 2-1所示。§2.3 停車場車位控制系統PLC選型PLC簡介：可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Prog

9、rammable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。PLC特點：（1）可靠性高，抗干擾能力強 ；（2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強 ；（3）易學易用，深受工程技術人員歡迎；（4）系統的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變

10、得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。本次設計要求開始按鈕、停止按鈕、2個行程開關和2個傳感器共6個輸入接口，車滿和有位2個指示燈、電機正反轉及2個七段顯示屏共18輸出接口，所以選用CPU226DC/DC/DC（24輸入/16輸出）并擴展個EM223(8輸入、8輸出)模塊滿足控制要求。§2.4 停車場車位控制系統I/O分配表停車場車位系統輸入開關及控制該系統的輸出端在PLC中的I/O地址分配表，如表2-1所示。§2.5停車場車位控制系統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信號名稱元件名稱元件符號地址編碼 輸入信號啟動信號常用開關SB1I0.0停止信號常用開關SB2I0.5傳感器1輸入信號接近開關SP1I0.1傳感器2輸入信號接近開關SP2I0.2閘欄上限位信號行程開關SQ1I0.3閘欄下限位信號行程開關SQ2I0.4 輸 出 信 號尚有車位指示燈指示燈HL1Q0.2車位已滿指示燈指示燈HL2Q0.3電機正轉信號電動機KM1Q0.0電機反轉信號電動機KM2Q0.1七段顯示屏1信號七段顯示屏SEG1Q1.0-Q1.6七段顯示屏2信號七段顯示屏SEG2Q2.0-Q2.6 開始始七段顯示屏重置是否有車出是否有車進NYYN傳感器2無反應觸發(fā)傳感

12、器2傳感器1無反應觸發(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關門關門計數器減1計數器加1七段顯示屏顯示當前停車場已停車數停止圖 2-1 運行框圖圖2-2 I/O 接線圖第3章 停車場車位控制系統的程序設計本系統采用STEP 7 MicroWIN SP4（S7-200）V4.0軟件調試，分為兩部分：主程序和子程序,子程序有三部分,分別表示車輛進入、車輛出去和車輛同時出入，共有17個網絡。本程序的梯形圖如下：第4章 系統調試仿真§4.1 硬件調試根據系統要求選擇相應的硬件設備，并根據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，等待軟件調試和程序下載。之后操作各個輸入量進行相應的功能檢驗。§4.2 軟件調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，進行程序編譯檢查程序是否存在語法錯誤，無誤后導出，然后使用S7-200漢化版軟件進行仿真 ，觀察運行過程。其中，進入三輛車，然后再使出一輛車的仿真圖如圖2-3所示。圖2-3 三進一出時的仿真圖第5章 設計結論縱觀兩周的設計過程，可以說在這一過程中我的收獲很大，充分認識到自己的薄弱環(huán)節(jié)，通過理論分析與實踐的反復論證，許多問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的方式，依次實現了PLC流程圖、梯形圖、

14、指令表三種機械手控制方式。用此種方法編寫程序條理清晰，連貫性強，但若要增加其它機械手控制方式或進行擴展，程序會變得相當復雜而且容易出錯，出錯后調試修改也很困難。收進的方式是將各部分程序寫成程序，方便調用和調試。此種方法的優(yōu)點是程序編寫比較簡單，不需要再編寫分支、匯合狀態(tài)移圖的程序，且由于本課對定時精確度要求并不高，適宜采用。若是在對定時精度要求比較高的情況下，應采用單片機的中斷功能進行硬件定時。通過此次設計，了解了停車場車位控制系統的工作原理，其中電路及軟件實現是此次設計的主要部分。作為一個好的控制系統必須把各種控制都考慮在內之外，還要考慮安全控制。 參考文獻1 王宗才.機電傳動與控制.北京：電子工業(yè)出版