课程设计（论文）-基于S7-200PLC停车场自动控制设计.doc

学号1151401114电气控制与可编程控制技术课 程 设 计（ 2011级本科） 题 目： 基于S7 -200PLC停车场自动控制设计 系（部）院： 物理与机电工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作者姓名： 指导教师： 职称： 副教授 完成日期： 2014 年 6 月 30 日课程设计任务书 学 生 姓 名学 号1151401114专 业 方 向电力系统班 级11级（1）班题 目 名 称基于S7-200PLC停车场自动控制设计一、设计要求及任务1设计要求 停车场车位控制系统要求如下：1. 停车场共有16个空位。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. 尚有车位时，入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停放，并有一指示灯表示尚 有车位。5. 车位已经满时，有一指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车辆进入停放。6. 可以从7段数码管上显示目前停车场共有几部车。二、设计的主要内容1.完成控制系统的硬件设计，主要包括：电气元件的选择、电气原理图设计、可编程控制器输入输出接线图设计及控制面板设计等。2.完成控制梯形图的软件设计，主要包括：控制程序流程图设计、梯形图程序设计及仿真调试。 3.完成课程设计说明书的撰写，主要包括：封面、目录、设计任务书、设计总体思路、硬件设计、软件设计、总结体会、参考文献等三、设计进度安排第一周星期二 下达设计任务书，了解控制系统设计相关知识星期二星期四 查阅文献资料，确定控制系统的总体设计方案，完成控制系统的硬件设计星期五 完成控制系统的软件设计及调试第二周星期一星期二 继续完成控制系统的软件设计及调试星期三星期四 撰写课程设计说明书星期五 答辩指导老师签字: 目录第1章 设计的目的和意义12.1 停车场车位控制系统工作说明12.2 停车场车位控制系统运行框图22.4 停车场车位控制系统I/O分配表32.5停车场车位控制系统I/O接线图4第3章 停车场车位控制系统的程序设计5第4章 系统调试仿真104.1 硬件调试104.2 软件调试10第5章 设计结论12参考文献13第1章 设计的目的和意义随着社会的发展，倒计时在各行各业应用的越来越广泛，工业、技术、机械、医疗、农业等等，PLC 的智能控制原则是控制系统的核心，采用PLC把各种信息输入相应的程序，对于不同的要求，我们只要根据需要，修改一些程序，这样就可以实现我们想要的效果。利用PLC控制停车的停车场管理系统是一种高效快捷、公正准确、科学经济的停车场管理手段，是停车场对于车辆实行动态和静态管理的综合。从用户的角度看，其服务高效、准确无误；从管理者的角度看，其易于操作维护、动化程度高、大大减轻管理者的劳动强度；从投资者角度看，彻底杜绝失误及任何形式的作弊，防止停车费用流失，使投资者的回报有了可靠的保证。系统以PLC为信息载体，通过智能传感器记录车辆进出信息，结合工业自动化控制技术控制机电一体化外围设备，从而控制进出停车场的各种车辆本文主要运用可编程控制器（PLC）对停车场进出及停放指示进行管理的方案。本停车场由16个停车位、入口检测器、出口检测器、道闸管理系统、尚有车位指示灯、车位已满指示灯等部分组成。在设计硬件的基础上，对软件进行设计，采用组态软件建立人机监控界面，包括组态界面的制作方案，功能语言的实现，最后对系统进行调试，并给出相关的参考文献，使控制车辆进出过程得以实现。关键词：停车场车位；PLC控制；S7-200。第2章 总体设计2.1 停车场车位控制系统工作说明 停车场由启动开关控制，先对所有用到的存储单元清零，并且停车场已停车辆数目由数码管显示。当汽车先经过传感器一时，此时车位尚未满的话，由传感器1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2时，由传感器2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2时，由传感器2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1时，由传感器1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。停车场容量为16辆车，若停车场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有车位已满指示灯进行提醒。11当同时有车辆同时进出时（即进入车辆经过传感器1，出来车辆经过传感器2），不进行加减计数，数码管保持原样显示。2.2 停车场车位控制系统运行框图由上述具体控制要求，可作出停车场车位控制系统在启动运行时的程序框图，如图 3-1所示。开始始触发传感器2传感器2无反应开门有位指示灯是否亮触发传感器2传感器1无反应七段显示屏重置是否有车进进出是否有车出触发传感器1 开门 不开门 大门不开不开门屏重置触发传感器1置关门关门七段显示屏显示当前停车场已停车数 计数器加1 计数器减1停止图 2-1 运行框图22.4 停车场车位控制系统I/O分配表 停车场车位系统输入开关及控制该系统的输出端在PLC中的I/O地址分配表，如表3-1所示。表 2-1 I/O地址分配表控制信号信号名称元件名称元件符号地址编码 输入信号启动信号常用开关SB1I0.0停止信号常用开关SB2I0.5传感器1输入信号接近开关SP1I0.1传感器2输入信号接近开关SP2I0.2闸栏上限位信号行程开关SQ1I0.3闸栏下限位信号行程开关SQ2I0.4 输 出 信 号尚有车位指示灯指示灯HL1Q0.2车位已满指示灯指示灯HL2Q0.3电机正转信号电动机KM1Q0.0电机反转信号电动机KM2Q0.1七段显示屏1信号七段显示屏SEG1Q1.0-Q1.6七段显示屏2信号七段显示屏SEG2Q2.0-Q2.6 2.5停车场车位控制系统I/O接线图CPU226及EM223的的I/O接线图如图2-2所示。 图2-2 I/O 接线图4第3章 停车场车位控制系统的程序设计3.1梯形图 根据控制程序流程图和输入/输出分配表编写梯形图如下11第4章 系统调试仿真4.1 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。4.2 软件调试按接线图接好线后，用STEP7编程软件编辑程序指令，完成程序编辑后，进行程序编译检查程序是否存在语法错误，无误后导出，然后使用S7-200汉化版软件进行仿真 ，观察运行过程。其中，进入三辆车，然后再使出一辆车的仿真图如图4-1所示。 图4-1其中，进入六辆车仿真图如图4-2所示。 图4-2其中，进入十辆车仿真图如图4-3所示。图4-3其中，进入六辆车仿真图如图4-4所示。图4-4第5章 设计结论纵观两周的设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复论证，许多问题都有了较好的解决方案。软件部分采用各部分程序直接转的方式，依次实现了PLC流程图、梯形图、指令表三种机械手控制方式。用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但若要增加其它机械手控制方式或进行扩展，程序会变得相当复杂而且容易出错，出错后调试修改也很困难。收进的方式是将各部分程序写成程序，方便调用和调试。此种方法的优点是程序编写比较简单，不需要再编写分支、汇合状态移图的程序，且由于本课对定时精确度要求并不高，适宜采用。若是在对定时精度要求比较高的情况下，应采用单片机的中断功能进行硬件定时。通过此次设计，了解了停车场车位控制系统的工作原理，其中电路及软件实现是此次设计的主要部分。作为一个好的控制系统必须把各种控制都考虑在内之外，还要考虑安全控制。参考文献1 张晓锋.电气控制与可编程控制技术及应用.北京：机械工业出版社，2010.2 黄永红.电气控制与PLC应用技术.北京：机械工业出版社，2011.3 史国生主编.电气控制与可编程控制技术.北京：化学工业出版社，2004.4 张万忠.可编程控制器入门与应用实例（西门子S7-200系列).北京：清华大学出版社，2007.5 王永华.现代编程及可编程控制技术.北京：北京航空航天大学出版社，2002.6 吴晓君，电子控制课程设计指导，北京：中国建材工业出版社，2007.7 周美兰,周封,王岳宇编著.PLC电气控制与组态设计.北京：科学出版社 2003年5月8 程子华.PLC原理与编程实例分析.北京：国防工业出版社2007年1月9 李道霖.电气控制与PLC原理及应用.北京：电子工业出版社，2006,7月10 曾宪国.PLC在三相异步电动机中的应用.中国知网：16 电气控制与PLC技术课程设计成绩评定表姓 名 康维鹏学 号1151401114专业班级电气工程及其自动化课程设计题目： 基于S7-200PLC停车场自动控制系统设计课程设计