PLC应用技术 课件 项目六 地下停车场车辆控制系统

PLC技术应用（西门子）（第二版）05四层电梯控制系统06地下停车场车辆控制系统07工业机械手控制系统08灌装生产线包装控制系统CONTENTS目录模块二典型应用模块二典型应用01项目引入02项目目标03项目分析04知识准备05器材准备06项目实施CONTENTS项目内容07项目拓展06地下停车场车辆控制系统地下停车场车辆控制系统

我国的汽车产业飞速发展，汽车保有量持续攀升，但由于人口密度大，在很多时候会出现停车难等问题。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。某地下停车场共16个停车位，由入口检测器、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。如图6-1所示，在入口处装设一传感器，用来检测车辆进入的数目；在出口处装设一传感器，用来检测车辆出去的数目；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；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；用七段数码显示管上显示目前停车场共有几部车。01项目引入图6-1某地下停车场车辆控制系统示意图掌握计数器指令的应用方法；熟悉数码管及七段显示码；掌握七段译码指令的应用方法；能装调地下停车场车辆控制电路和程序。02项目目标（1）停车场由启动开关控制，车库启用时先对所有用到的存储单元清零，并且停车场车位空显示由数码管显示。（2）车辆入库时，经过传感器1，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，经过传感器2，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。（3）车辆出库时，先经过传感器2，栅栏门向上打开，当达到上限的时候停止打开，同时车出闸门再经过传感器1，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。（4）仓库容量为16辆车，若停车场还有车位则可由车辆未满指示灯进行提醒，若车库车位已满则仓库满时有车位已满指示灯进行提醒并且七段数码管显示此时停车场停车数量。（5）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过传感器1，出库车辆经过传感器2），避免误计数。03项目分析

1.计数器的组成及分类

计数器是累计其输入端的计数脉冲个数，其结构与定时器相似，其设定值在程序中赋予。CPU提供了3种类型的计数器，即增计数器、减计数器和增/减计数器。计数器总数有256个，计数器的地址编号范围为C0～C255。

2.计数器的指令格式04知识准备

（一）计数器指令04知识准备

3.计数器指令应用

（1）增计数器指令CTU应用

设I0.0为计数脉冲输入端，I0.1为复位端，当计数值为5时，输出端Q0.1通电，程序梯形图和指令表如图6-2所示，时序图如图6-3所示。图6-2增计数器指令CTU应用程序梯形图和指令表04知识准备

图6-3增计数器指令CTU应用程序时序图04知识准备

（2）减计数器指令CTD应用

在图6-4所示减计数器程序中，当程序开始运行（利用SM0.1初始化）或I0.1常开触点闭合时，设定值被装载，C3自动复位。在I0.0常开触点闭合时，C3开始减计数，当I0.0常开触点第3次闭合时，C3被置位，Q0.1通电。时序图如图6-5所示。图6-4减计数器指令CTD应用程序梯形图和指令表04知识准备

图6-5减计数器指令CTD应用程序时序图04知识准备

（3）增减计数器指令CTUD应用

在图6-6所示增减计数器指令程序中，I0.0接增计数端，I0.1接减计数端，I0.2接复位端。在当前值≥4时，C10置位，Q0.1通电；在当前值小于4或I0.2接通时，C10复位，Q0.1断电。时序图如图6-7所示。图6-6增减计数器指令程序梯形图和指令表04知识准备

图6-7增减计数器指令程序时序图1.七段数码管

数码管的一种是半导体发光器件，数码管可分为七段数码管和八段数码管，区别在于八段数码管比七段数码管多一个用于显示小数点的发光二极管单元DP（decimalpoint），其基本单元是发光二极管。七段数码管是基于发光二极管(LED)封装的显示器件，分为共阳极和共阴极2种结构。如图6-8所示。04知识准备

(二)七段数码管图6-8七段数码管2.七段数码管显示代码04知识准备

图6-9七段数码管显示代码

（三）七段译码指令SEG04知识准备

七段译码指令SEG将输入字节16#0~F转换成七段显示码，指令格式如图6-10所示。图6-10七段译码指令SEG格式

（三）七段译码指令SEG04知识准备

七段译码指令SEG的应用程序如图6-10所示。图6-11七段译码指令SEG的应用程序05器材准备

（1）本次设计要求需要有启动按钮、停止按钮、2个行程开关（栅栏上限位和下限位）和2个传感器（入口和出口）共6个输入接口，2个指示灯（车位已满和有空车位）、三相异步电动机正反转、2个七段显示数码管共18个输出接口，所以选用CPU226DC/DC/DC（24输入/16输出）并扩展一个EM223（8输入、8输出）模块满足控制要求。除CPU226之外还需要24V/DC直流电源、两个复位按钮、两个红外传感器、两个指示灯、三相异步电动机。（2）采用西门子S7200CPU226和扩展模块EM223，西门子PLC功能丰富、使用方便，抗干扰能力比较强，维护率、损坏率较低，DP通信效果好，技术支持服务较好。采用红外传感器提高系统灵敏度和可靠性。采用继电器输出型电路，使得控制系统能控制大功率电路。采用七段数码管显示车库当前车辆，凸显智能化、人性化。（3）对于入库、出库车辆的计数，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。由项目分析可知，控制系统变量有输入信号和输出信号两种类别：输入信号：启动、停止按钮；入口传感器输入信号；出口传感器输入信号；栅栏上限位置开关（行程开关）；栅栏下限位置开关（行程开关）。输出信号：栅栏开启信号（电动机正转）；栅栏关闭信号（电动机反转）；车位已满指示灯；尚有车位指示灯；七段数码管1（Q0.0-Q0.6）；七段数码管2（Q1.0-Q1.6）。I/O分配见下表。（一）确定I/O分配表06项目实施输入信号输出信号设备地址设备地址启动(SB1)I0.0栅栏开启Q2.0停止(SB2)I0.1栅栏关闭Q2.1入口传感器I0.2车位已满指示灯Q2.2出口传感器I0.3尚有车位指示灯Q2.3栅栏上限位I0.4七段数码管1显示Q0.0~Q0.6栅栏下限位I0.5七段数码管⒉显示Q1.0~Q1.6（二）PLC的外部接线图06项目实施图6-13PLC外部接线图图6-14主电路控制图（三）控制程序设计思路06项目实施本系统采用STEP7MicroWINSP4（S7-200）V4.0软件编程并调试，程序分为三部分：主程序、子程序和中断程序，子程序有三部分，分别表示：车辆进入、车辆出去和车辆同时出入。中断程序由三个子程序控制，当条件满足时立即执行关门或者开门，计数器也执行相应动作。图6-15控制程序流程图（四）编写梯形图程序1.主程序06项目实施（四）编写梯形图程序1.主程序06项目实施（四）编写梯形图程序1.主程序06项目实施（四）编写梯形图程序2.子程序06项目实施（四）编写梯形图程序2.子程序06项目实施（四）编写梯形图程序2.子程序06项目实施（四）编写梯形图程序06项目实施3.中断程序（五）程序调试06项目实施

输入程序并传送到PLC运行调试，按照时序图顺序，相应模拟对应输入信号，观察数码管显示变观察是否符合要求，如不符合要求则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。图6-16车辆入库时序图（五）程序调试06项目实施

输入程序并传送到PLC运行调试，按照时序图顺序，相应模拟对应输入信号，观察数码管显示变观察是否符合要求，如不符合要求则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。图6-17车辆出库时序图（五）程序调试06项目实施

输入程序并传送到PLC运行调试，按照时序图顺序，相应模拟对应输入信号，观察数码管显示变观察是否符合要求，如不符合要求则检查接线及PLC程序，直至按要求运行。图6-18车辆同时出入库时序图07项目拓展

1.基于PLC控制的智能车库还可以进行很多的扩展，例如：可以加上一些传感器用来指