停车场车位控制设计plc设计.docx
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停车场车位控制设计plc设计
内容摘要
PLC早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大.可编程控制器（ProgrammableLogicalController）简称PC或PLC，是60年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司（DEC）为美国通用公司（GM）研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。
随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。
现代PLC已经成为真正的工业控制设备。
随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控制领域。
现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。
为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。
本设计是基于西门子公司的S7-200系列PLC对停车场车位实施控制的控制系统。
本设计针对目前停车场车位控制系统存在的集成自动化程度低、可靠性差和运行效率低下的不足，结合目前工业领域的应用技术，设计了一种技术较先进、性能可靠、自动化的程度较高的停车场车位控制系统。
本文针对停车场车位控制系统中存在的问题，把PLC可编程序控制器和变频器应用于停车场车位控制系统上，同时对问题进行了较深入的研究。
本文阐述了停车场车位控制系统的PLC控制、自动计数、数码显示的一些基本思路和方法，介绍了关于PLC工作特点及运行原理，S7-200不仅编程简单，通用性强，抗干扰能力强，可靠性高，而且具有易于操作及维护，设计、施工、调试周期短等优点。
然后设计了停车场车位控制系统的基本模块及功能，并对系统的主回路和控制回路的硬件部分进行了详细介绍。
最后程序分析测试论证了该停车场车位控制系统设计可行性。
关键词：
西门子；PLC控制；车位控制
第1章引言……………………………………………………………2
1.1明确设计内容和要求…………………………………………2
1.2阐述总体设计思路……………………………………………2
第2章系统方案的分析与设计…………………………………3
2.1控制要求分析，设计主电路………………………………3
2.2系统设计思想及控制流程设计……………………………3
2.3设计硬件选择…………………………………………………4
第3章PLC控制系统设计…………………………………………5
3.1确定I/O信号数量……………………………………………5
3.2I/O地址分配及I/O接线图……………………………………5
3.3控制程序编制与调试…………………………………………6
设计总结…………………………………………………………………15
谢词………………………………………………………………………16
参考文献……………………………………………………………………17
第1章引言
1.1明确设计内容和要求
1.如图1-1所示，假设有一停车场共有16个车位。
图1-1
2.在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目。
3.在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目。
4.有车位时，入口闸栏将门开启让车辆进入，并有指示灯示表示尚有车位。
5.车位满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车进入。
6.可以用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。
1.2阐述总体设计思路
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器，此时车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到上限位置时，栅栏打开停止，同时车辆进入，经过2#传感器，栅栏门向下关闭，达到下限位置时，栅栏门停止关闭，同时计数器A加1；
（2）出库时，先经过2#传感器，栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，同时车辆出闸门再经过1#传感器，栅栏门向下关闭，当达到下限位时，栅栏门停止动作，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。
（3）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示。
（4）若设仓库容量为16辆车，则仓库满时应显示。
（5）运用PLC控制，用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。
第二章系统方案的分析与设计
2.1控制要求分析
1）在入口处装设一传感器1，用来检测车辆进入的数目。
2）在出口处装设一传感器2，用来检测车辆出去的数目。
3）有车位时，入口闸栏将门开启让车辆进入，并有指示灯示表示尚有车位。
4）车位满时，则有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车进入。
5）可以用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。
以上是本次课程设计所要实现的功能，对于前两条要求，可以采用两个计数器来实现，即一个增计数器和一个减计数器；栅栏的开启与闭合可以有电动机的正反转来实现，并用指示灯显示停车场是否已经停满；车位满时应设计使栅栏不能开启，禁止汽车进入停车场；用七段数码管来显示目前停车场中停车的数目。
主电路的实现比较容易，属于电动机的正反转。
2.2系统设计思想及控制流程设计
2.21
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器，此时车位尚未满的话，栅栏向上打开，当达到上限位置时，栅栏打开停止，同时车辆进入，经过2#传感器，栅栏门向下关闭，达到下限位置时，栅栏门停止关闭，同时计数器A加1；
（2）出库时，先经过2#传感器，栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，同时车辆出闸门再经过1#传感器，栅栏门向下关闭，当达到下限位时，栅栏门停止动作，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只经过一个传感器则计数器不动作。
（3）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示。
（4）若设仓库容量为16辆车，则仓库满时应显示。
（5）运用PLC控制，用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。
2.22系统工作说明
仓库启用由启动开关控制，先对所有用到的存储单元清零，并且仓库空显示由数码管显示。
当汽车先经过传感器一时，此时车位尚未满的话，由传感器一以控制实现开栅门，栅栏向上打开，当达到上限位置时，栅栏打开停止，此时汽车方能驶入，当汽车经过传感器二时，由传感器二实现关门，栅栏门向下关闭，达到下限位置时，栅栏门停止关闭，并且数码管实现加以后显示；当汽车先经过传感器二时，由传感器二以控制实现开栅门，栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，此时汽车方能驶出，当汽车经过传感器一时，由传感器一实现关门，栅栏门向下关闭，当达到下限位时，栅栏门停止动作，并且数码管实现减一后显示。
设仓库容量为16辆车，若车库还有车位则可由指示灯进行提醒，若车库车位已满则仓库满时应有指示灯显示。
2.3设计硬件选择
2.3.1选择PLC类型
S7-200系列PLC的CPU的技术指标
特性
CPU221
CPU222
CPU224
CPU226
数字输入量（DI）
6
8
14
24
数字输出量（DO）
4
6
10
16
图2-1S7-200系列PLC的CPU的技术指标
根据该系统的信号输出量和输出量的数量，配合S7-200的CPU的数字量I/O数量，考虑选用CPU226型号。
第三章PLC控制系统设计
3.1确定I/O信号数量
本次设计共用到六个输入信号:
1）开启信号；
2）关闭信号；
3）入口传感器输入信号；
4）出口传感器输入信号；
5）上限位置开关；
6）下限位置开关
18个输出信号：
1）栅栏开启信号；
2）栅栏关闭信号；
3）满位灯指示信号；
4）空位灯指示信号；
5）数码管1引脚Q0.0-Q0.6；
6）数码管2引脚Q1.0-Q1.6
3.2I/O地址分配及I/O接线图
3.2.1I/O地址分配
输入信号
输出信号
设备
地址
设备
地址
启动
I0.0
开门
Q2.0
停止
I0.5
关门
Q2.1
传感器1
I0.1
位满指示灯
Q2.2
传感器2
I0.2
有位指示灯
Q2.3
上限位
I0.3
数码管1显示
Q0.0~Q0.6
下限位
I0.4
数码管2显示
Q1.0~Q1.6
表3-1
3.2.2I/O接线图
图3-2I/O接线图
3.3控制程序编制与调试
3.3.1梯形图
3.3.2语句表
Network1
LDI0.0
OM3.0
ANI0.5
=M3.0
Network1
LDSM0.1
MOVB0,VB0
Network3
LDSM0.1
OM0.0
ANM0.1
=M0.0
Network4
LDM0.0
LPS
AB<=VB0,15
SQ2.3,1
LPP
AB=VB0,16
SQ2.2,1
Network5
LDM0.0
AI0.1
ANI0.2
AQ2.3
OM0.1
ANM0.2
=M0.1
Network6
LDM0.1
=Q2.0
Network7
LDM0.1
AI0.3
OM0.2
ANM0.3
=M0.2
Network8
LDM0.2
AI0.2
OM0.3
ANM0.0
=M0.3
EU
INCBVB0
Network9
LDM0.3
AI0.4
=Q2.1
Network10
LDNM0.0
AI0.2
ANI0.1
OM1.0
AM1.1
=M1.0
Network11
LDM1.0
=Q2.0
Network12
LDM1.0
AI0.3
OM1.1
ANM1.2
=M1.1
Network13
LDM1.0
AI0.1
OM1.2
ANM0.0
=M1.2
ED
DECBVB0
Network14
LDM1.2
AI0.4
=Q2.1
Network15
LDM3.0
AB<=VB0,9
=M2.0
Network16
LDM2.0
SEGVB0,QB0
SEG0,QB1
Network17
LDNM2.0
BTIVB0,VW10
Network18
LDNM2.0
MOVWVW10,VW12
/I+10,VW12
MOVWVW10,VW14
-I+10,VW14
Network19
LDNM2.0
LPS
ITBVW12,VB1
AENO
SEGVB1,QB1
LPP
ITBVW14,VB2
AENO
SEGVB2,QB0
Network20
LDNM3.0
RQ0.0,14
Network21
LDI0.5
RQ2.2,2
3.3.3调试
1）硬件调试
根据系统要求选择相应的硬件设备，并根据I/O分配，按要求连接电路，并检查电路是否正确，确保电路安全后打开电源开关，等待软件调试和程序下载。
之后操作各个输入量进行相应的功能检验。
2）软件调试
按接线图接好线后，用STEP7编程软件编辑程序指令，，采用脱机编程方式将所编制的用户程序存入编程器的ROM中后进行程序编译检查程序是否存在语法错误，无误后下载到PLC系统中，并点击运行，经过多次调试，观察运行过程。
3）小结
本设计是基于PLC的停车场车位控制系统，将采集到的信号传输给PLC中的计数器，计数器进行加减计数存储，并以SEGD码传输给七段译码显示器，显示器能够实时显示停车场的停车数目。
PLC具有可靠性高、控制程序可变，具有良好的柔性、功能强，性能价格高等特点。
该系统自动化程度高，可靠性高，用PLC可以使该设计的要求全能满足。
设计总结
本次课程设计的写作是在王宗才老师的指导下进行的。
针对在写作过程中遇到许多的难题，王老师都给以认真的解释，为此，向王老师表示最衷心的谢意。
我在这次课程设计中，学会了怎么去发现问题，解决问题。
遇到不明白的问题都会积极的去询问老师，或者去找寻相关的资料。
从中学到了很多知识。
这次课程设计使我们有机会把我们的课堂理论知识运用到实际生活中，贴近生活，实现我们的人生价值。
并且通过对知识的综合利用，加入个人的分析和比较，加深了了我们对理论知识的理解和运用，也让我了解了关于PLC设计原理。
有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。
虽然本次课程设计是自己独立完成，但是，彼此也没脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。
多和同学讨论。
我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。
讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。
多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。
通过这次PLC控制抢答器设计，让我对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解。
从这次课程设计的制作过程中，让我深切的领会到想要在激烈的社会竞争中占领自己的一块领地，必须要把自己的闪光点，发挥出来，并不断的改正自己的缺点，完善自己的能力，以更好的一面去面对社会。
在以后的学习工作过程中，我会虚心的接受师傅们对我的教导，好好的工作，发扬我们学校吃苦耐劳的精神，做有一个合格的大学生。
谢辞
经过两个星期的忙碌，在王宗才老师的指导和同学们的帮助下，本次课程设计已经快要完成，由于缺乏设计经验，在设计中有许多考虑不周全的地方，老师给我讲了一遍又一遍。
值此论文完成之际，首先衷心地感谢我的指导老师王宗才老师。
在王老师的悉心指导下，本课题的设计任务完成地非常顺利。
另外，要感谢我的授课老师薛东斌老师，在课堂上的耐心讲解，使我对PLC控制技术产生了浓厚的兴趣。
在课下我反复的阅读课本，弄清楚PLC的工作原理，对每条指令都争取理解清楚，这也是我这次课程设计能够顺利完成的重要因素之一。
总之，本次毕业设计能够能顺利完成，王老师倾注了大量的心血和汗水，在此，我向老师致以最诚挚的谢意。
同时感谢我的是我的室友们，是他们在我课程设计期间和我一起探讨，一起钻研，使我在设计中的很多的问题都能够轻松解决。
正是他们的帮助才使我的设计能够顺利完成。
参考文献
[1]王宗才.机电传动与控制.电子工业出版社.2011.6
[2]范永胜．电气控制与PLC应用[M].北京：
电子工业出版社，2007.7
[3]胡学林.可编程控制器原理及应用[M].北京：
电子工业出版社，2005.8
[4]吴中俊.可编程控制器原理及应用[M].北京：
机械工业出版社，2007.1
[5]范永胜．电气控制与PLC应用[M].北京：
电子工业出版社，2007.7
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