可编程控制器课程设计-车辆出入库管理.doc

设 计 任 务 书可编程控制器课程设计全套设计加扣 3012250582设 计 题 目： 车辆出入库管理 学 院： 机电工程学院 学 号： 专业（方向）年级： 14级电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 福建农林大学机电工程学院电气工程系2017年 2月 20日可编程控制器课程设计任务书（一） 设计题目车辆出入库管理（二） 情况简介编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序（三） 设计要求1入库车辆前进时，经过1# 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2出库车辆前进时经过2# 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。（四） 设计步骤1.查找资料，了解和分析题目所要求具体工程项目控制的过程。2.确定I/O点数，选择PLC 的型号，并根据需要进行硬件系统配置。3.绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。4.编程。5.调试。6.编写设计说明书。（五） 设计说明书要求.完整的设计任务书。. 确定I/O点数，选择PLC 的型号，完成系统组态或硬件配置。.正确合理地进行编程元件的地址分配。.画出输入/输出接线图及相关电气原理图。.设计梯形图控制程序。.编制系统的操作说明。.编制系统的调试说明及注意事项。.设计体会（可选）.参考文献.（六） 列出设计参考资料目录设计时间 2017 年 2 月 20 日至 2017 年 3 月 5 日（2周）指导教师 设 计 说 明 书可编程控制器课程设计设 计 题 目 ： 车辆出入库管理系统 学 院： 机电工程学院 学 号： 其自动化 学 生 姓 名： 福建农林大学机电工程学院电气工程系2017年 3月 1日3目录目录11、引言21.1设计背景21.2设计要求22、总体方案设计32.1 硬件要求及组成原理32.1.1系统硬件配置32.1.2 PLC核心理念32.2 系统变量定义及分配表32.3 系统接线图设计43、控制系统程序设计53.1 控制程序流程图设计53.2 控制系统的设计思路及设计程序54、控制系统的上位机设计64.1 人机界面选择64.2 人机界面设计65、系统调试及结果分析75.1 PLC程序调试及解决的问题75.3 结果分析8结束语9附录：程序梯形图101、引言1.1背景随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。 目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(DistributedControlSystem)、现场总线控制系统FCS(FieldbusControlSystem)，这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广随着汽车特别是私有汽车的普及使用，公共场所和社区汽车流转数量激增，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术和管理方式，实现对大型停车场系统的集中化和智能化的安全性管理控制已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。针对现有的停车系统管理中存在的缺陷及PLC技术和传感器技术的迅猛发展所带来的新控制方式和管理方式的变革，采用先进的、科学的、合理的设计方法，建立一套基于PLC的车辆出入库管理系统最大限度地提高了停车场的使用率，实现车辆出入库控制、数量统计、信息查询过程的自动化，就显得十分必要。 1.2设计要求本次的课程设计的主题就是：车辆出入库管理PLC程序设计。1入库车辆前进时，经过1# 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2出库车辆前进时经过2# 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量。2、系统总体方案设计2.1 硬件要求及组成原理2.1.1系统硬件配置1.PLC 2.维控触控屏3.传感器4.数码管2.1.2 PLC核心理念PLC由中央处理单元，存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。2.2 系统变量定义及分配表根据不同控制要求，可以定义不同的变量名来代替外界发来的开关信号，并且合理的分配对应的变量，从而针对性的进行开关信号的转变，使程序的可读性增强，使程序在扩展方面更加方便。地址信号名称I0.0总开关I0.1传感器#1I0.2传感器#2Q0.0A数码管aQ0.1A数码管bQ0.2A数码管cQ0.3A数码管dQ0.4A数码管eQ0.5A数码管fQ0.6A数码管gQ0.7A数码管hQ1.0B数码管aQ1.1B数码管bQ1.2B数码管cQ1.3B数码管dQ1.4B数码管eQ1.5B数码管fQ1.6B数码管gQ1.7B数码管hQ2.0指示灯2.3 系统接线图设计接线图，是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原理。主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理。 为了保证能在恶劣的环境中使用，PLC输入接口需采用隔离措施。采用光电耦合器为电流输入型，能有效地避免输入端引线可能引入的电磁场干扰和辐射干扰。根据系统变量定义及分配表可以看出，要实现控制目的要利用PLC中的22个输入继电器和15个输出继电器，所以本系统可以选用PLC型号为西门子S7200(CPU226)，这种机型的I/O点数分别为24/16；而输入部分的电压可以采用DC24V的直流电，输出部分的电压则必须采用AC220V的交流电。3、控制系统程序设计3.1 控制程序流程图设计3.2 控制系统的设计思路及设计程序设计思路：整个系统有一个启动按钮和一个停止按钮，按下启动按钮，整个控制系统运行， 按下停止按钮则系统停。入口有两个灯，分别是红灯和绿灯作为输出，电路中还有个 加减计数器，它的设定值是 99。加减计数器随着车辆的进出而加减，一旦计数器达到 99，入口处的红灯就亮，提醒司机朋友此停车场的车位已满。而其他时候都为绿灯， 表示此停车场还有停车位。入库车辆前进时，经过 1# ?2#传感器计数器 C6 加 1，后退时经过 2# ? 1#传感器 计数器 C6 减 1，单经过一个传感器则计数器 C6 不动作。 2出库车辆前进时，经过 2# ?1#传感器计数器 C6 减 1，后退时经过 1# ? 2#传感器 计数器 C6 加 1，单经过一个传感器则计数器 C6 不动作。 3. 设计一个由两位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实 际数量。 本系统设计通过光传感器进行信息采集之后，传到可编程控制器进行处理，然后 经过一系列相关处理之后， 在数码管显示相应的车辆数， 以此来实现车辆输入库管理。计数器程序图（M0.2 +1/M1.1 -1）4、控制系统的上位机设计4.1 人机界面选择对于人机界面，选择用维控软件来制作。4.2 人机界面设计5、系统调试及结果分析5.1 PLC程序调试及解决的问题根据设计思路利用V4.0 STEP7 Micro WIN SP9软件编写程序，经过编译确认无误后，导出程序，接着打开S7-200仿真软件，选择CPU型号为226，在工具栏程序中装载之前导出程序块和数据块，点击监视器和运行按钮，就可进行仿真模拟。（也可以在实体机上进行通信-下载-运行，利用监控与状态表来判断正误。）PLC程序的调试是我们写程序中相当关键的一步，调试不仅可以帮我们检查程序的正误及如何改进，而且还能提前让我们了解我们所编程序的最终效果。利用S7-200仿真软件调试如下图5.2 PLC与上位机联调上位机我是采用维控来编写，人机界面中根据下位机PLC的程序新建一些I/O变量，这些变量需要添加进PLC程序中，才能进行PLC与上位机的联调。（添加后的程序见附录）PLC与上位机的联调：首先在实验室将线路接通后，在V4.0 STEP7 Micro WIN SP9中打开程序，进行程序的通信，并下载程序，随后运行程序，关闭V4.0 STEP7 软件。紧接着，打开维控软件，选择自己的工程，点击VIEW，运行自己创建的人机界面。与上位机联调如上图5.3 结果分析经过PLC与上位机的联调，人机界面上的开关相对于外部开关控制更为简单，可实现远程控制，且接线数减少，同时也不会受到开关寿命等硬件因数影响结束语两个星期的课程设计，转眼即逝，在张老师的耐心指导下，我的课程设计顺利地完成，在此向老师表示由衷的感谢。在课程设计的过程中遇到的很多的困难，首先是认真的研究设计要求并查阅了相关的资料，初步的编写出程序，在确定程序之后就是仿真了。可是由于输入量太多仿真结果并不理想，只能基本上满足设计要求。由于时间和精力有限没能够在对设计程序进行完善。通过此次的课程设计，我学到了很多知识，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和动手能力。并且由原先的被动的接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过课程设计，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处