PLC應(yīng)用技術(shù) 課件 項(xiàng)目六 地下停車場車輛控制系統(tǒng)

PLC技術(shù)應(yīng)用（西門子）（第二版）05四層電梯控制系統(tǒng)06地下停車場車輛控制系統(tǒng)07工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)08灌裝生產(chǎn)線包裝控制系統(tǒng)CONTENTS目錄模塊二典型應(yīng)用模塊二典型應(yīng)用01項(xiàng)目引入02項(xiàng)目目標(biāo)03項(xiàng)目分析04知識準(zhǔn)備05器材準(zhǔn)備06項(xiàng)目實(shí)施CONTENTS項(xiàng)目內(nèi)容07項(xiàng)目拓展06地下停車場車輛控制系統(tǒng)地下停車場車輛控制系統(tǒng)

我國的汽車產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，汽車保有量持續(xù)攀升，但由于人口密度大，在很多時候會出現(xiàn)停車難等問題。利用PLC控制停車的停車場管理系統(tǒng)是一種高效快捷、公正準(zhǔn)確、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的停車場管理手段，是停車場對于車輛實(shí)行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。某地下停車場共16個停車位，由入口檢測器、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。如圖6-1所示，在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛進(jìn)入的數(shù)目；在出口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目；有車位時，入口閘欄將門開啟讓車輛進(jìn)入，并有指示燈示表示尚有車位；車位滿時，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車進(jìn)入；用七段數(shù)碼顯示管上顯示目前停車場共有幾部車。01項(xiàng)目引入圖6-1某地下停車場車輛控制系統(tǒng)示意圖掌握計數(shù)器指令的應(yīng)用方法；熟悉數(shù)碼管及七段顯示碼；掌握七段譯碼指令的應(yīng)用方法；能裝調(diào)地下停車場車輛控制電路和程序。02項(xiàng)目目標(biāo)（1）停車場由啟動開關(guān)控制，車庫啟用時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。（2）車輛入庫時，經(jīng)過傳感器1，此時車位尚未滿的話，柵欄向上打開，當(dāng)達(dá)到上限位置時，柵欄打開停止，同時車輛進(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，柵欄門停止關(guān)閉，同時計數(shù)器A加1。（3）車輛出庫時，先經(jīng)過傳感器2，柵欄門向上打開，當(dāng)達(dá)到上限的時候停止打開，同時車出閘門再經(jīng)過傳感器1，柵欄門向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時，柵欄門停止動作，計數(shù)器B減1。（計數(shù)器B的初始值由計數(shù)器A送來）只經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作。（4）倉庫容量為16輛車，若停車場還有車位則可由車輛未滿指示燈進(jìn)行提醒，若車庫車位已滿則倉庫滿時有車位已滿指示燈進(jìn)行提醒并且七段數(shù)碼管顯示此時停車場停車數(shù)量。（5）若同時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），避免誤計數(shù)。03項(xiàng)目分析

1.計數(shù)器的組成及分類

計數(shù)器是累計其輸入端的計數(shù)脈沖個數(shù)，其結(jié)構(gòu)與定時器相似，其設(shè)定值在程序中賦予。CPU提供了3種類型的計數(shù)器，即增計數(shù)器、減計數(shù)器和增/減計數(shù)器。計數(shù)器總數(shù)有256個，計數(shù)器的地址編號范圍為C0～C255。

2.計數(shù)器的指令格式04知識準(zhǔn)備

（一）計數(shù)器指令04知識準(zhǔn)備

3.計數(shù)器指令應(yīng)用

（1）增計數(shù)器指令CTU應(yīng)用

設(shè)I0.0為計數(shù)脈沖輸入端，I0.1為復(fù)位端，當(dāng)計數(shù)值為5時，輸出端Q0.1通電，程序梯形圖和指令表如圖6-2所示，時序圖如圖6-3所示。圖6-2增計數(shù)器指令CTU應(yīng)用程序梯形圖和指令表04知識準(zhǔn)備

圖6-3增計數(shù)器指令CTU應(yīng)用程序時序圖04知識準(zhǔn)備

（2）減計數(shù)器指令CTD應(yīng)用

在圖6-4所示減計數(shù)器程序中，當(dāng)程序開始運(yùn)行（利用SM0.1初始化）或I0.1常開觸點(diǎn)閉合時，設(shè)定值被裝載，C3自動復(fù)位。在I0.0常開觸點(diǎn)閉合時，C3開始減計數(shù)，當(dāng)I0.0常開觸點(diǎn)第3次閉合時，C3被置位，Q0.1通電。時序圖如圖6-5所示。圖6-4減計數(shù)器指令CTD應(yīng)用程序梯形圖和指令表04知識準(zhǔn)備

圖6-5減計數(shù)器指令CTD應(yīng)用程序時序圖04知識準(zhǔn)備

（3）增減計數(shù)器指令CTUD應(yīng)用

在圖6-6所示增減計數(shù)器指令程序中，I0.0接增計數(shù)端，I0.1接減計數(shù)端，I0.2接復(fù)位端。在當(dāng)前值≥4時，C10置位，Q0.1通電；在當(dāng)前值小于4或I0.2接通時，C10復(fù)位，Q0.1斷電。時序圖如圖6-7所示。圖6-6增減計數(shù)器指令程序梯形圖和指令表04知識準(zhǔn)備

圖6-7增減計數(shù)器指令程序時序圖1.七段數(shù)碼管

數(shù)碼管的一種是半導(dǎo)體發(fā)光器件，數(shù)碼管可分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，區(qū)別在于八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一個用于顯示小數(shù)點(diǎn)的發(fā)光二極管單元DP（decimalpoint），其基本單元是發(fā)光二極管。七段數(shù)碼管是基于發(fā)光二極管(LED)封裝的顯示器件，分為共陽極和共陰極2種結(jié)構(gòu)。如圖6-8所示。04知識準(zhǔn)備

(二)七段數(shù)碼管圖6-8七段數(shù)碼管2.七段數(shù)碼管顯示代碼04知識準(zhǔn)備

圖6-9七段數(shù)碼管顯示代碼

（三）七段譯碼指令SEG04知識準(zhǔn)備

七段譯碼指令SEG將輸入字節(jié)16#0~F轉(zhuǎn)換成七段顯示碼，指令格式如圖6-10所示。圖6-10七段譯碼指令SEG格式

（三）七段譯碼指令SEG04知識準(zhǔn)備

七段譯碼指令SEG的應(yīng)用程序如圖6-10所示。圖6-11七段譯碼指令SEG的應(yīng)用程序05器材準(zhǔn)備

（1）本次設(shè)計要求需要有啟動按鈕、停止按鈕、2個行程開關(guān)（柵欄上限位和下限位）和2個傳感器（入口和出口）共6個輸入接口，2個指示燈（車位已滿和有空車位）、三相異步電動機(jī)正反轉(zhuǎn)、2個七段顯示數(shù)碼管共18個輸出接口，所以選用CPU226DC/DC/DC（24輸入/16輸出）并擴(kuò)展一個EM223（8輸入、8輸出）模塊滿足控制要求。除CPU226之外還需要24V/DC直流電源、兩個復(fù)位按鈕、兩個紅外傳感器、兩個指示燈、三相異步電動機(jī)。（2）采用西門子S7200CPU226和擴(kuò)展模塊EM223，西門子PLC功能豐富、使用方便，抗干擾能力比較強(qiáng)，維護(hù)率、損壞率較低，DP通信效果好，技術(shù)支持服務(wù)較好。采用紅外傳感器提高系統(tǒng)靈敏度和可靠性。采用繼電器輸出型電路，使得控制系統(tǒng)能控制大功率電路。采用七段數(shù)碼管顯示車庫當(dāng)前車輛，凸顯智能化、人性化。（3）對于入庫、出庫車輛的計數(shù)，可以采用兩個計數(shù)器來實(shí)現(xiàn)，即一個增計數(shù)器和一個減計數(shù)器；柵欄的開啟與閉合可以有電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，并用指示燈顯示停車場是否已經(jīng)停滿；車位滿時應(yīng)設(shè)計使柵欄不能開啟，禁止汽車進(jìn)入停車場；用七段數(shù)碼管來顯示目前停車場中停車的數(shù)目。由項(xiàng)目分析可知，控制系統(tǒng)變量有輸入信號和輸出信號兩種類別：輸入信號：啟動、停止按鈕；入口傳感器輸入信號；出口傳感器輸入信號；柵欄上限位置開關(guān)（行程開關(guān)）；柵欄下限位置開關(guān)（行程開關(guān)）。輸出信號：柵欄開啟信號（電動機(jī)正轉(zhuǎn)）；柵欄關(guān)閉信號（電動機(jī)反轉(zhuǎn)）；車位已滿指示燈；尚有車位指示燈；七段數(shù)碼管1（Q0.0-Q0.6）；七段數(shù)碼管2（Q1.0-Q1.6）。I/O分配見下表。（一）確定I/O分配表06項(xiàng)目實(shí)施輸入信號輸出信號設(shè)備地址設(shè)備地址啟動(SB1)I0.0柵欄開啟Q2.0停止(SB2)I0.1柵欄關(guān)閉Q2.1入口傳感器I0.2車位已滿指示燈Q2.2出口傳感器I0.3尚有車位指示燈Q2.3柵欄上限位I0.4七段數(shù)碼管1顯示Q0.0~Q0.6柵欄下限位I0.5七段數(shù)碼管⒉顯示Q1.0~Q1.6（二）PLC的外部接線圖06項(xiàng)目實(shí)施圖6-13PLC外部接線圖圖6-14主電路控制圖（三）控制程序設(shè)計思路06項(xiàng)目實(shí)施本系統(tǒng)采用STEP7MicroWINSP4（S7-200）V4.0軟件編程并調(diào)試，程序分為三部分：主程序、子程序和中斷程序，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出入。中斷程序由三個子程序控制，當(dāng)條件滿足時立即執(zhí)行關(guān)門或者開門，計數(shù)器也執(zhí)行相應(yīng)動作。圖6-15控制程序流程圖（四）編寫梯形圖程序1.主程序06項(xiàng)目實(shí)施（四）編寫梯形圖程序1.主程序06項(xiàng)目實(shí)施（四）編寫梯形圖程序1.主程序06項(xiàng)目實(shí)施（四）編寫梯形圖程序2.子程序06項(xiàng)目實(shí)施（四）編寫梯形圖程序2.子程序06項(xiàng)目實(shí)施（四）編寫梯形圖程序2.子程序06項(xiàng)目實(shí)施（四）編寫梯形圖程序06項(xiàng)目實(shí)施3.中斷程序（五）程序調(diào)試06項(xiàng)目實(shí)施

輸入程序并傳送到PLC運(yùn)行調(diào)試，按照時序圖順序，相應(yīng)模擬對應(yīng)輸入信號，觀察數(shù)碼管顯示變觀察是否符合要求，如不符合要求則檢查接線及PLC程序，直至按要求運(yùn)行。圖6-16車輛入庫時序圖（五）程序調(diào)試06項(xiàng)目實(shí)施

輸入程序并傳送到PLC運(yùn)行調(diào)試，按照時序圖順序，相應(yīng)模擬對應(yīng)輸入信號，觀察數(shù)碼管顯示變觀察是否符合要求，如不符合要求則檢查接線及PLC程序，直至按要求運(yùn)行。圖6-17車輛出庫時序圖（五）程序調(diào)試06項(xiàng)目實(shí)施

輸入程序并傳送到PLC運(yùn)行調(diào)試，按照時序圖順序，相應(yīng)模擬對應(yīng)輸入信號，觀察數(shù)碼管顯示變觀察是否符合要求，如不符合要求則檢查接線及PLC程序，直至按要求運(yùn)行。圖6-18車輛同時出入庫時序圖07項(xiàng)目拓展

1.基于PLC控制的智能車庫還可以進(jìn)行很多的擴(kuò)展，例如：可以加上一些傳感器用來指