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：康 维 鹏
指导教师：张静 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
康维鹏
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1
2。1 停车场车位控制系统工作说明1
2。2 停车场车位控制系统运行框图2
2。4 停车场车位控制系统I/O分配表3
2。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10
4。1 硬件调试10
4。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.
1

1

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
2

2。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
SB1
I0。0
停止信号
常用开关
SB2
I0。5
传感器1输入信号
接近开关
SP1
I0。1
传感器2输入信号
接近开关
SP2
I0。2
闸栏上限位信号
行程开关
SQ1
I0.3
闸栏下限位信号
行程开关
SQ2
I0。4
输
出
信
号
尚有车位指示灯
指示灯
HL1
Q0。2
车位已满指示灯
指示灯
HL2
Q0。3
电机正转信号
电动机
KM1
Q0.0
电机反转信号
电动机
KM2
Q0.1
七段显示屏1信号
七段显示屏
SEG1
Q1.0—Q1。6

七段显示屏2信号
七段显示屏
SEG2
Q2。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
3

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
4

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:http：//
7

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
课程设计答辩或质疑记录：

成绩评定依据：
评 定 项 目
评 分 成 绩
1.选题合理、目的明确（10分)

2。设计方案可行性、创新性(20分）

3。设计结果(系统原理图、源程序、调试运行结果）（30分）

4。平时成绩(态度认真、遵守纪律）（10分）

5。设计报告的规范性、参考文献充分（不少于5篇)（10分）

6。答辩（20分）

总 分

最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）

指导教师签字:
年月 日

9