停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、徐州工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)(論文)圖書分類號：密 級：課程設(shè)計(jì)(論文)停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Parking for control system design學(xué)生姓名學(xué)院名稱信電工程學(xué)院學(xué)號班級專業(yè)名稱電氣控制與PLC指導(dǎo)教師王峰2015年6月29日摘 要本文主要運(yùn)用可編程控制器（PLC）對停車場進(jìn)出及停放指示進(jìn)行管理的方案。本停車場由16位停車位、入口檢測器、出口檢測器、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，功能語言的實(shí)現(xiàn)，最后對系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并給出相關(guān)的參考文獻(xiàn)，使控制車輛進(jìn)出過程得以實(shí)現(xiàn)

2、。關(guān)鍵詞：停車場車位；PLC控制；S7-2000AbstractIn this paper, the use of programmable logic controller (PLC) for access and parking instructions parking management solution. The parking lot by the 16 parking spaces, entrance detector, exit detectors, barrier management system, there are parking lights, parking lig

3、hts and other full part. In the design of the hardware, based on the software to design, build and Monitored configuration software interface, including the realization of the production program configuration interface, the function of language, the final commissioning of the system, and give releva

4、nt references, make vehicle access control process can be achieved.Keywords: parking spaces; PLC control; S7-20000目 錄第1章 緒論11.1 停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介11.2 停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求11.3 停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想2第2章 停車場車位控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)32.1 停車場車位控制系統(tǒng)工作說明32.2 停車場車位控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖32.2 停車場車位控制系統(tǒng)PLC選型32.4 停車場車位控制系統(tǒng)I/O分配表42.5停車場車位控制系統(tǒng)I/O接線圖4第3章 停

5、車場車位控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)73.1停車場車位控制程序的梯形圖73.2停車場車位控制程序的指令表7結(jié)論8設(shè)計(jì)總結(jié)9謝辭 10附錄 11參考文獻(xiàn)211第1章 緒論1.1 停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容簡介停車場車位控制工藝要求如下：1. 假設(shè)停車場共有16個(gè)空位。2. 在入口處裝設(shè)有一傳感器，用來檢測車輛進(jìn)入的數(shù)目。3. 在出口處裝設(shè)有一傳感器，用來檢測車輛出去的數(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共有幾部車。1.2停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)

6、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)說明書0191.3停車場車位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想本次的設(shè)計(jì)思想如下：1入庫車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過傳感器1，此時(shí)車位尚未滿的話，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出庫時(shí)，先經(jīng)過傳感器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)

7、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）只經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作； 3倉庫啟用時(shí)，先對所有用到的存儲單元清零，并應(yīng)有倉庫空顯示；4設(shè)倉庫容量為16輛車，則倉庫滿時(shí)應(yīng)顯示車位已滿指示燈；5若同時(shí)有車輛相對入庫和出庫（即入庫車輛經(jīng)過傳感器1，出庫車輛經(jīng)過傳感器2），應(yīng)避免誤計(jì)數(shù)。第2章 停車場車位控制系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)2.1 停車場車位控制系統(tǒng)工作說明停車場由啟動(dòng)開關(guān)控制，先對所有用到的存儲單元清零，并且停車場車位空顯示由數(shù)碼管顯示。當(dāng)汽車先經(jīng)過傳感器一時(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)耄?dāng)汽車經(jīng)過傳

8、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，并且數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)減一后顯示。設(shè)停車場容量為16輛車，若停車場還有車位則可由指示燈進(jìn)行提醒，若車庫車位已滿則倉庫滿時(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)過傳感器1，出來車輛經(jīng)過傳感器2），不進(jìn)行加減計(jì)數(shù)，數(shù)碼管保持原樣顯示。2.2 停車場車位控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖由上述具體控制

9、要求，可作出停車場車位控制系統(tǒng)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)的程序框圖，如圖 2-1所示。2.3 停車場車位控制系統(tǒng)PLC選型PLC簡介：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(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(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(gè)人計(jì)算機(jī)(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。PLC特

10、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)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。本次設(shè)計(jì)要求開始、停止、2個(gè)行程開關(guān)和2個(gè)傳感器共6個(gè)輸入接口，控制車滿和有位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CPU222（8DI/6DO）并擴(kuò)展2個(gè)EM222(8DO)模塊滿足控制要求。

11、2.4 停車場車位控制系統(tǒng)I/O分配表停車場車位系統(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停車場車位控制系統(tǒng)I/O接線圖CPU222及EM222的的I/O接線圖如圖2-2所示。表 2-1 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(dòng)信號常用開關(guān)SB1I0.0停止信號常用開關(guān)SB2I0.5傳感器1輸入信號接近開關(guān)SQ1I0.1傳感器2輸入信號接近開關(guān)SQ2I0.2閘欄上限位信號行程開關(guān)SQ3I0.3閘欄下限位信號行程開關(guān)SQ4I0.4 輸 出 信 號車位滿信號指示燈HL1Q0.2有車位信號指示燈HL2Q0.3電機(jī)正轉(zhuǎn)信號電動(dòng)機(jī)KM

12、1Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)信號電動(dòng)機(jī)KM2Q0.1七段顯示屏1信號七段顯示屏SEG1Q2.0-Q2.6七段顯示屏2信號七段顯示屏SEG2Q3.0-Q3.6 開始七段顯示屏重置是否有車出是否有車進(jìn)NYYN傳感器2無反應(yīng)觸發(fā)傳感器2傳感器1無反應(yīng)觸發(fā)傳感器1有位指示燈是否亮大門不開不開門開門NY觸發(fā)傳感器1不開門開門觸發(fā)傳感器2關(guān)門關(guān)門計(jì)數(shù)器加1計(jì)數(shù)器減1七段顯示屏顯示當(dāng)前停車場已停車數(shù)停止圖 2-1 運(yùn)行框圖圖2-2 I/O 接線圖第3章 停車場車位控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)3.1 停車場車位控制程序的梯形圖本系統(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

13、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)。調(diào)試過程所設(shè)計(jì)梯形圖見附錄。3.2 停車場車位控制程序的指令表本系統(tǒng)調(diào)試過程所生成指令表見附錄。結(jié) 論縱觀兩周的設(shè)計(jì)過程，可以說在這一過程中我的收獲很大，充分認(rèn)識到自己的薄弱環(huán)節(jié)，通過理論分析與實(shí)踐的反復(fù)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(zhuǎn)的方式，依次實(shí)現(xiàn)了PLC流程圖、梯形圖、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)懗沙绦颍奖阏{(diào)用和調(diào)試。此

14、種方法的優(yōu)點(diǎn)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(shí)精確度要求并不高，適宜采用。若是在對定時(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)。通過此次設(shè)計(jì)，了解了停車場車位控制系統(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。設(shè)計(jì)總結(jié)通過這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)了我的理論知識掌握的不是特別好，而且很多方面掌握的都不到位，我們還需要大量的以前沒有學(xué)到過的知識，于是圖書館和網(wǎng)路成了我們很好的助手。在查閱資料的過程中，我們要判斷優(yōu)劣、取舍相關(guān)知識，不知不覺中我們查閱資料的能力也得到了很好

15、的鍛煉。我們學(xué)整個(gè)設(shè)計(jì)通過軟件和硬件上的調(diào)試。我想對自己以后的學(xué)習(xí)和工作都有很大的幫助。在課程設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，只有理論與實(shí)際相結(jié)合，才能更加深入的了解問題。只有了解了實(shí)際與理論知識并把它們相結(jié)合，才能解決問題。一切問題必須靠自己一點(diǎn)一滴的解決，而且要不斷的更正以前的錯(cuò)誤。設(shè)計(jì)是比較簡單的，主要是解決程序設(shè)計(jì)中的問題，而程序設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問題的邏輯思維和創(chuàng)新能力，它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此大部分時(shí)間是用在程序設(shè)計(jì)上面的。在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到這樣或那樣的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。自然而然，我

16、的耐心便在其中建立起來了。為以后的工作積累了經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了信心通過這次對停車場車位控制的PLC控制，讓我了解了PLC梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我了解了關(guān)于PLC設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。謝 辭感謝王老師給了我們這次寶貴的課程設(shè)計(jì)的機(jī)會，對我們的能力提高非常有幫助。感謝王老師不辭勞苦的辛勤指導(dǎo)，對每個(gè)簡單或難的問題都予以深刻的解答，是我又學(xué)到了很多的知識。從這次課程設(shè)計(jì)中，我更加看清了自己的不足之處。為了搞好這次課程設(shè)計(jì)，通過查閱資料以及在老師和同學(xué)的幫助下，最終基本達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。通過實(shí)踐，鞏固了理論知識的學(xué)習(xí)，提高了實(shí)際應(yīng)用所學(xué)知識的能力

17、，還積累了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。在這次的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程中，我認(rèn)識到不管做什么事，尤其是科學(xué)實(shí)踐，都需要大膽假設(shè)，小心求證。任何一個(gè)方案都要經(jīng)過詳細(xì)周全的論證后才能著手去做，否則即使很快做出來，但經(jīng)不起推敲和考驗(yàn)。對于那些要求能夠擴(kuò)展功能的課題更是如此?？傊?，這次實(shí)習(xí)要再次感謝王老師和小組成員的幫助與支持，使自己的綜合分析力有了很大的提高。附 錄1.梯形圖2.指令表TITLE=程序注釋Network 1 / 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題/ 程序啟動(dòng)與停止LD I0.0O M10.0AN I0.5= M10.0Network 2 / 輸出七段顯示屏LD M10.0MOVW AC0, AC1DIV 10, AC1SEG AC1

18、, QB0SEG AC2, QB1Network 3 / 重置2個(gè)七段顯示屏LDN M10.0R Q0.0, 7R Q2.0, 7Network 4 / 控制大門的關(guān)閉停止LD M0.4O M0.7O M1.2A I0.4LD SM0.1O M0.0OLDAN M0.1= M0.0Network 5 / 控制車滿燈和有位燈的亮滅LD M0.0A M10.0O M0.1AN M0.2AN M0.5AN M1.0LPSAB<= AC0, 15S Q0.2, 1R Q0.3, 1LRDAB= AC0, 16S Q0.3, 1R Q0.2, 1LPP= M0.1Network 6 / 控制車進(jìn)入開門LD M0.1A I0.1AN I0.2A Q0.2O M0.2AN M0.3= M0.2Network 7 / 開門動(dòng)作停止LD M0.2A I0.3O M0.3AN M0.4= M0.3Network 8 / 關(guān)門并計(jì)數(shù)器加1LD M0.3A I0.2O M0.4AN M0.0= M0.4EUAB<= AC0, 15INCB AC0Network 9 / 同時(shí)有車進(jìn)入和離開時(shí)開門LD M0.1A I0.1A I0.2O M0.5AN M0.6= M0.5Network 10 / 開門動(dòng)作停止LD M0.5A I0.3O M0.6AN M0.7= M0.6Network 11