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1、、車輛與動力工程學院課程設計說明書 河南科技大學 課程設計說明書 課程名稱 電氣控制技術 題 目 停車場車位控制系統(tǒng) 學 院 電氣工程 班 級 電氣F1101 學生姓名 xxx 指導教師 日 期 2015年12月5日 停車場車位控制系統(tǒng) 摘要 隨著科技的進步，電子技術、計算機技術、通訊技術不斷地向各種領域滲透，當今的停車場車 位控制系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進可靠的停車場控制系統(tǒng)在停車場管理系統(tǒng)中的作用越來 越大。 利用PLC控制停車的停車場管理系統(tǒng)是一種高效快捷、 公正準確、科學經(jīng)濟的停車場管理手段， 是停車場對于車輛實行動態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。

2、從用戶的角度看，其服務高效、準確無誤；從管理 者的角度看，其易于操作維護、動化程度高、大大減輕管理者的勞動強度；從投資者角度看，徹底 杜絕失誤及任何形式的作弊，防止停車費用流失，使投資者的回報有了可靠的保證。系統(tǒng)以 PLC為 信息載體，通過智能傳感器記錄車輛進出信息， 結(jié)合工業(yè)自動化控制技術控制機電一體化外圍設備， 從而控制進出停車場的各種車輛 本文主要運用可編程控制器（PL。對停車場進出及停放指示進行管理的方案。本停車場由 16 個停車位、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。在設計硬件的基礎上，對軟件進行設計，采用組態(tài)軟件建立人機監(jiān)控界面

3、，包括組態(tài)界面的制 作方案，功能語言的實現(xiàn)，最后對系統(tǒng)進行調(diào)試，并給出相關的參考文獻，使控制車輛進出過程得 以實現(xiàn)。 關鍵詞：停車場車位； PLC控制；S7-200。 第1章引言 1 1.1 車場車位控制系統(tǒng)設計內(nèi)容簡介 1 1.2 車場車位控制系統(tǒng)設計要求 1 1.3 車場車位控制系統(tǒng)設計目的 2 1.4 車場車位控制系統(tǒng)設計思想 2 第2章停車場車位控制系統(tǒng)的硬件電路設計 2 2.1 車場車位控制系統(tǒng)工作說明 2 2.2 車場車位控制系統(tǒng)運行框圖 2 2.3 停車場車位控制系統(tǒng) PLC選型 2 2.4 車場車位控制系統(tǒng) I/O分配表 3

4、 2.5 車場車位控制系統(tǒng) I/O接線圖 3 第3章停車場車位控制系統(tǒng)的程序設計 6 第4章系統(tǒng)調(diào)試仿真 12 4.1 件調(diào)試 12 第5章設計結(jié)論 12 參考文獻 13 車輛與動力工程學院課程設計說明書 第1章引言 1.1 車場車位控制系統(tǒng)設計內(nèi)容簡介 尚有車位指示燈 車位.口海指示燈 7段燈顯示任柄數(shù) 出門檢測器 人匚檢測器 閘欄 3 停車場車位控制系統(tǒng)要求如下： 1 .停車場共有16個空位。 2 .在入口處裝設一傳感器，用來檢測車輛進入的數(shù)目。 有車 3 .在出口處裝設一傳感器，用來檢測車輛出去的數(shù)目。 4 .尚有

5、車位時，入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進入停放，并有一指示燈表示尚 5 .車位已經(jīng)滿時，有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車輛進入停放。 6 .可以從7段數(shù)碼管上顯示目前停車場共有幾部車。 1.2 車場車位控制系統(tǒng)設計要求 本次的設計要求如下： 1 .采用PLC控制，列出輸入輸出點分配表； 2 .畫出PLC的輸入輸出設備的接線圖； 3 .利用STEP7-Micro/WIN32軟件完成梯形圖、指令表的程序設計與調(diào)試; 4 .完成課程設計說明書。 1.3 車場車位控制系統(tǒng)設計目的 進一步鞏固理論知識，培養(yǎng)所學理論知識在實際中的應用能力；掌握一般生產(chǎn)電氣控制系 統(tǒng)的

6、設計方法；掌握一般生產(chǎn)電氣控制系統(tǒng)的施工設計、安裝與調(diào)試方法；培養(yǎng)查閱圖書資料、工 具書的能力；培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術報告的能力。 1.4 車場車位控制系統(tǒng)設計思想 本次的設計思想如下： 1.入庫車輛前進時，經(jīng)過傳感器 1,此時車位尚未滿的話，柵欄向上打開，當達到上限位置時，柵 欄打開停止，同時車輛進入，經(jīng)過傳感器 2,柵欄門向下關閉，達到下限位置時，柵欄門停止關 閉，同時計數(shù)器A加1; 2 .出庫時，先經(jīng)過傳感器 2,柵欄門向上打開，當達到上限的時候停止打開，同時車出閘門再經(jīng)過 傳感器1,柵欄門向下關閉，當達到下限位時，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

7、數(shù)器 A送來）只經(jīng)過一個傳感器則計數(shù)器不動作； 3 .倉庫啟用時，先對所有用到的存儲單元清零，并應有倉庫空顯示； 4 .設倉庫容量為16輛車，則倉庫滿時應顯示車位已滿指示燈； 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）,應避免誤計 第2章 停車場車位控制系統(tǒng)的硬件電路設計 2.1 場車位控制系統(tǒng)工作說明 停車場由啟動開關控制，先對所有用到的存儲單元清零，并且停車場已停車輛數(shù)目由數(shù)碼管顯 示。當汽車先經(jīng)過傳感器一時，此時車位尚未滿的話，由傳感器 1以控制實現(xiàn)開柵門，柵欄向上打 2時，由傳感器2 開，當達到上限位置時，柵欄打開停止，此時

8、汽車方能駛?cè)?，當汽車?jīng)過傳感器 實現(xiàn)關門，柵欄門向下關閉，達到下限位置時，柵欄門停止關閉，并且數(shù)碼管實現(xiàn)加以后顯示；當 汽車先經(jīng)過傳感器 2時，由傳感器2以控制實現(xiàn)開柵門，柵欄門向上打開，當達到上限的時候停止 打開，此時汽車方能駛出，當汽車經(jīng)過傳感器 1時，由傳感器1實現(xiàn)關門，柵欄門向下關閉，當達 到下限位時，柵欄門停止動作，并且數(shù)碼管實現(xiàn)減一后顯示。 停車場容量為16輛車，若停車場還有車位則可由指示燈進行提醒，若車庫車位已滿則倉庫滿 時有車位已滿指示燈進行提醒。 當同時有車輛同時進出時（即進入車輛經(jīng)過傳感器 1,出來車輛經(jīng)過傳感器 2）,不進行加減計 數(shù)，數(shù)碼管保持原樣顯示。

9、2-1所示。 2.2 車場車位控制系統(tǒng)運行框圖 由上述具體控制要求，可作出停車場車位控制系統(tǒng)在啟動運行時的程序框圖，如圖 2.3 停車場車位控制系統(tǒng)PLC選型 PLC簡介：可編程控制器（Programmable Controller） 是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應 用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器 （Programmable Logic Controller） 簡稱PLC,它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過 了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱 PG但是為了避免與個人計算機 (Pers

10、onal Computer) 的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱 PLC PLC特點： (1)可靠性高，抗干擾能力強 ； (2)硬件配套齊全，功能完善，適用性強 ； (3)易學易用，深受工程技術人員歡迎； (4)系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造。 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周 期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可 能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 本次設計要求開始按鈕、停止按鈕、 2個行程開關和2個傳感器共6個輸入接口，車滿和有位 2個指示燈、電機正

11、反轉(zhuǎn)及 2個七段顯示屏共18輸出接口，所以選用 CPU226DC/DC/DC24輸入/16 輸出)并擴展個 EM223(8輸入、8輸出)模塊滿足控制要求。 2.4 車場車位控制系統(tǒng)I/O分配表 停車場車位系統(tǒng)輸入開關及控制該系統(tǒng)的輸出端在 PLO^的I/O地址分配表，如表2-1所示。 2.5 車場車位控制系統(tǒng)I/O接線圖 CPU226M EM223的白I/O 接線圖如圖 2-2所示。 表 2-1 I/O 地址分配表 控制信號 信號名稱 兀件名稱 兀件符號 地址編碼 啟動信號 常用開關 SB1 I0.0 輸 停止信號 常用開關 SB2 I0

12、.5 入 傳感器1輸入信號 接近開關 SP1 I0.1 信 號 傳感器2輸入信號 接近開關 SP2 I0.2 、車輛與動力工程學院課程設計說明書 1 閘欄下限位信號 行程開關 SQ1 SQ2 I0.3 I0.4 尚有車位指示燈 指示燈 HL1 Q0.2 輸 車位已滿指示燈 指示燈 HL2 Q0.3 出 電機正轉(zhuǎn)信號 電動機 KM1 Q0.0 信 電機反轉(zhuǎn)信號 電動機 KM2 Q0.1 號 七段顯示屏1信號 七段顯示屏 SEG1 Q1.0-Q1.6 七段顯示屏2信號 七段顯示屏 SEG

13、2 Q2.0-Q2.6 開始 W6— 七段顯示屏重置 傳感器1無反應 觸發(fā)傳感器1 大門不開 位指si、 ▼ 1F 觸發(fā)傳母器2 傳感器2孑反應 府 不先門 * 觸發(fā)傳感器2 / 觸發(fā)“ 不外門4 J 車輛與動力工程學院課程設計說明書 13 □ □ Q 3 S .二 O O O O C ^3^-0000000 S7-226 D EM223-8DID DQ -RelAY 圖2-2 I/O 接線圖 首呂U呂口呂莒呂口呂呂 (篤口

14、口呂UESD 口口sUEmo 口目tw =呂呂呂呂 -二3工士一 呂口口呂口口 ogOMMOMO :一1 第3章 停車場車位控制系統(tǒng)的程序設計 本系統(tǒng)采用 STEP 7 MicroWIN SP4 (S7-200) V4.0軟件調(diào)試，分為兩部分：主程序和子程序 17個網(wǎng)絡。 子程序有三部分，分別表示車輛進入、車輛出去和車輛同時出入，共有

15、 本程序的梯形圖如下: Q1.0 R ) Q20 :R ) 用絡5 |尚有車在和車匕二i ITJ^I W.3JE. I |J MO 7 網(wǎng)絡6 網(wǎng)絡7 「上服后置用并口 M

16、D1 Ml 0 —I I 網(wǎng)絡? 計豺加一 INC.B fNQ OLJl ■ACO 同時有車輛進入粕寓開開口 T M0.2 < ) 網(wǎng)絡10 I上嘛位置開門停止一 M0 2 M1.1 < 網(wǎng)絡11 關門同時計好唐不登 M00 網(wǎng)絡12 IQ2 ［上躥底竟開門停止 M0 3 Id 唉門同時計敷溫一 M1 2

17、 車輛與動力工程學院課程設計說明書 ii M02 M05 00 2 I~I~( R ) Q03 1 車輛與動力工程學院課程設計說明書 第4章系統(tǒng)調(diào)試仿真 4.1 件調(diào)試 根據(jù)系統(tǒng)要求選擇相應的硬件設備， 并根據(jù)I/O分配，按

18、要求連接電路，并檢查電路是否正確, 確保電路安全后打開電源開關，等待軟件調(diào)試和程序下載。之后操作各個輸入量進行相應的功能檢 驗O 4.2 件調(diào)試 按接線圖接好線后，用 STEP7編程軟件編輯程序指令，完成程序編輯后，進行程序編譯檢查程 序是否存在語法錯誤，無誤后導出，然后使用 S7-200漢化版軟件進行仿真 ，觀察運行過程。其中, 進入三輛車，然后再使出一輛車的仿真圖如圖 2-3 所示 SIEMENS S1MAW； IIIJ J QB^2 D 1 2 3 4 i n it a n it a it n ? n n it i tn a it it a n n it n n

19、j 0123 415670123^1 5 67 0 1234567 IN日的I J ||| I ? ■_怦形圖口84 Mfi.a mi .d -1?1—|—（尺） 圖2-3 土進一出時的仿真圖 第5章設計結(jié)論 縱觀兩周的設計過程，可以說在這一過程中我的收獲很大，充分認識到自己的薄弱環(huán)節(jié)，通過 理論分析與實踐的反復論證，許多問題都有了較好的解決方案。 軟件部分采用各部分程序直接轉(zhuǎn)的方式，依次實現(xiàn)了 PLC流程圖、梯形圖、指令表三種機械手 控制方式。用此種方法編寫程序條理清晰，連貫性強，但若要增加其它機械手控制方式或進行擴展， 程序會變得相當復雜而且容易出錯，出錯后調(diào)試修

20、改也很困難。收進的方式是將各部分程序?qū)懗沙?序，方便調(diào)用和調(diào)試。此種方法的優(yōu)點是程序編寫比較簡單，不需要再編寫分支、匯合狀態(tài)移圖的 程序，且由于本課對定時精確度要求并不高，適宜采用。若是在對定時精度要求比較高的情況下， 應采用單片機的中斷功能進行硬件定時。 通過此次設計，了解了停車場車位控制系統(tǒng)的工作原理，其中電路及軟件實現(xiàn)是此次設計的主 要部分。作為一個好的控制系統(tǒng)必須把各種控制都考慮在內(nèi)之外，還要考慮安全控制。 參考文獻 [1]王宗才.機電傳動與控制.北京：電子工業(yè)出版社，2011. [2]張曉峰.電氣控制與可編程控制技術及應用 .北京：國防工業(yè)出版社,2010. [3]于慶廣.可編程控制器原理與系統(tǒng)設計.北京：清華大學出版社，2004. [4]易傳祿.可編程序控制器應用指南.上海：上?？破粘霭嫔?，2006. [5]方承遠.工廠電氣控制技術.北京：機械工業(yè)出版社,2004. [6]王永華.現(xiàn)代電氣及可編程技術.北京：機械工業(yè)出版社，1997. [7]湯以范.電氣與可編程序控制器技術.北京：機械工業(yè)出版社,2005. 13