課程設(shè)計(jì)停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)

1、成績(jī) _重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院自動(dòng)化系可編程邏輯控制器課程設(shè)計(jì)報(bào)告題 目 系 別 專業(yè)名稱 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 重慶郵電大學(xué)移通學(xué)院自動(dòng)化系制2013 年 6 月可編程邏輯控制器課程設(shè)計(jì)任務(wù)書供10級(jí)自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、電氣工程與自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生用引言：可編程邏輯控制器課程設(shè)計(jì)是該課程的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié)，既有別于畢業(yè)設(shè)計(jì)，又不同于課堂教學(xué)。它需要學(xué)生統(tǒng)籌運(yùn)用所學(xué)基本理論、基本方法對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和調(diào)試。一、 設(shè)計(jì)題目五：停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)本設(shè)計(jì)要求熟練使用西門子公司的S7-200系列產(chǎn)品各基本指令和部分應(yīng)用指令，根據(jù)控制要求進(jìn)行PLC梯形圖編程，實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車位控

2、制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。二、 系統(tǒng)工作過程說明圖1是車位控制系統(tǒng)示意圖，假設(shè)停車場(chǎng)有9個(gè)車位，在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測(cè)車輛進(jìn)入的數(shù)目，在出口處裝設(shè)一傳感器用來檢測(cè)車輛出去的數(shù)目，如果尚有車位時(shí)，入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進(jìn)入停放，并有一指示燈表示尚有車位；車位已滿時(shí)，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車輛進(jìn)入。同時(shí)可以從7段數(shù)碼管上顯示目前停車場(chǎng)共有幾部車。圖1 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)示意圖如圖1所示，本設(shè)計(jì)具體要求完成以下工作過程：（1）入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過1#傳感器，此時(shí)車位尚未滿的話，柵欄向上打開，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開停止，同時(shí)車輛進(jìn)入，經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，達(dá)到下

3、限位置時(shí)，柵欄門停止關(guān)閉，同時(shí)計(jì)數(shù)器A加1；（2）出庫(kù)時(shí)，先經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向上打開，當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打開，同時(shí)車輛出閘門再經(jīng)過1#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時(shí)，柵欄門停止動(dòng)作，計(jì)數(shù)器B減1；（計(jì)數(shù)器B的初始值由計(jì)數(shù)器A送來）只經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。 （3）倉(cāng)庫(kù)啟用時(shí)，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并應(yīng)有倉(cāng)庫(kù)空顯示。（4）若設(shè)倉(cāng)庫(kù)容量為9輛車，則倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示。（5）若同時(shí)有車輛相對(duì)入庫(kù)和出庫(kù)（即入庫(kù)車輛經(jīng)過1#傳感器，出庫(kù)車輛經(jīng)過2#傳感器），應(yīng)避免誤計(jì)數(shù)。三、 設(shè)計(jì)步驟：（1）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行需求分析，確定I/O點(diǎn)數(shù)，分配I/O地址；（2）畫出PLC硬件接線圖；（

4、3）繪制PLC梯形圖；（4）繪制時(shí)序圖；（5）簡(jiǎn)述工作過程。摘要本設(shè)計(jì)針對(duì)目前停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)存在的集成自動(dòng)化程度低、可靠性差和運(yùn)行效率低下的不足，結(jié)合目前工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種技術(shù)較先進(jìn)、性能可靠、自動(dòng)化的程度較高的停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)。本文針對(duì)停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)中存在的問題，把PLC可編程序控制器和變頻器應(yīng)用于停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)上，同時(shí)對(duì)問題進(jìn)行了較深入的研究。 本文闡述了停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)的PLC控制、自動(dòng)計(jì)數(shù)、數(shù)碼顯示的一些基本思路和方法，介紹了關(guān)于PLC工作特點(diǎn)及運(yùn)行原理，以及介紹了三菱可編程控制器系列的FX2N系列 PLC控制器主要功能模塊及應(yīng)用。FX不僅編程簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)

5、，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高，而且具有易于操作及維護(hù)，設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短等優(yōu)點(diǎn)。然后設(shè)計(jì)了停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)的基本模塊及功能，并對(duì)系統(tǒng)的主回路和控制回路的硬件部分進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后程序分析測(cè)試論證停車場(chǎng)車位控制的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：PLC 停車場(chǎng) 車位控制 FX C250計(jì)數(shù)器。一、緒論1、設(shè)計(jì)目的隨著進(jìn)口汽車大量涌人和國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，大中城市的汽車數(shù)量劇增，從而引發(fā)了停車管理問題。近幾年，我國(guó)的停車場(chǎng)管理技術(shù)不斷完善，計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展又促進(jìn)了停車場(chǎng)管理系統(tǒng)功能的強(qiáng)大。率低等問題。  由于小區(qū)停車場(chǎng)供住戶使用。小區(qū)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)重點(diǎn)要做到準(zhǔn)確指示車輛

6、進(jìn)出，車輛進(jìn)入時(shí)給與司機(jī)準(zhǔn)確的車位數(shù)量與具體位置，車輛進(jìn)入后，記錄車輛總量，車輛離開時(shí)，減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由PLC作為中央控制處理，停車場(chǎng)空位指示可利用價(jià)格較不高的數(shù)碼管顯示。 一種停車場(chǎng)車位管理系統(tǒng)，它由固設(shè)在停車場(chǎng)中的管理控制器、埋設(shè)在車位處的電動(dòng)車位鎖及移動(dòng)控制器相互連接構(gòu)成；管理控制器包括傳感器接收模塊、邏輯控制電路及驅(qū)動(dòng)控制電路；電動(dòng)車位鎖的電源端與驅(qū)動(dòng)控制電路的電源輸出端連接；移動(dòng)控制器中設(shè)有數(shù)據(jù)讀寫控制電路、無線遙控發(fā)射模塊及電池，該無線遙控發(fā)射模塊通過移動(dòng)控制器外部設(shè)置的遙控天線與管理控制器的接收天線進(jìn)行無線信號(hào)連接。本實(shí)用新型通過將管理控制器、移動(dòng)控制器及電動(dòng)車

7、位鎖可以方便的實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)車位的有效管理，具有極大的實(shí)用價(jià)值。 2、設(shè)計(jì)內(nèi)容 隨著科技的進(jìn)步，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)不斷地向各種領(lǐng)域滲透，當(dāng)今的停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)已經(jīng)向智能型的方向轉(zhuǎn)變。先進(jìn)可靠的停車場(chǎng)控制系統(tǒng)在停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中的作用越來越大。利用PLC控制停車的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)是一種高效快捷、公正準(zhǔn)確、科學(xué)經(jīng)濟(jì)的停車場(chǎng)管理手段，是停車場(chǎng)對(duì)于車輛實(shí)行動(dòng)態(tài)和靜態(tài)管理的綜合。從用戶的角度看，其服務(wù)高效、準(zhǔn)確無誤；從管理者的角度看，其易于操作維護(hù)、動(dòng)化程度高、大大減輕管理者的勞動(dòng)強(qiáng)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(fèi)用流失，使投資者的回報(bào)有了可靠的保證。系統(tǒng)以PLC為信息

8、載體，通過智能傳感器記錄車輛進(jìn)出信息，結(jié)合工業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)控制機(jī)電一體化外圍設(shè)備，從而控制進(jìn)出停車場(chǎng)的各種車輛。3、要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)圖1是車位控制系統(tǒng)示意圖，假設(shè)停車場(chǎng)有9個(gè)車位，在入口處裝設(shè)一傳感器，用來檢測(cè)車輛進(jìn)入的數(shù)目，在出口處裝設(shè)一傳感器用來檢測(cè)車輛出去的數(shù)目，如果尚有車位時(shí)，入口閘欄才可以將門開啟讓車輛進(jìn)入停放，并有一指示燈表示尚有車位；車位已滿時(shí)，則有一指示燈顯示車位已滿，且入口閘欄不能開啟讓車輛進(jìn)入。同時(shí)可以從7段數(shù)碼管上顯示目前停車場(chǎng)共有幾部車。圖1 停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)示意圖如圖1所示，本設(shè)計(jì)具體要求完成以下工作過程：（1）入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)，經(jīng)過1#傳感器，此時(shí)車位尚未滿的話，柵欄

9、向上打開，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開停止，同時(shí)車輛進(jìn)入，經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，達(dá)到下限位置時(shí)，柵欄門停止關(guān)閉，同時(shí)計(jì)數(shù)器A加1；（2）出庫(kù)時(shí)，先經(jīng)過2#傳感器，柵欄門向上打開，當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打開，同時(shí)車輛出閘門再經(jīng)過1#傳感器，柵欄門向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時(shí)，柵欄門停止動(dòng)作，計(jì)數(shù)器B減1；（計(jì)數(shù)器B的初始值由計(jì)數(shù)器A送來）只經(jīng)過一個(gè)傳感器則計(jì)數(shù)器不動(dòng)作。 （3）倉(cāng)庫(kù)啟用時(shí)，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并應(yīng)有倉(cāng)庫(kù)空顯示。（4）若設(shè)倉(cāng)庫(kù)容量為9輛車，則倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)應(yīng)報(bào)警并顯示。（5）若同時(shí)有車輛相對(duì)入庫(kù)和出庫(kù)（即入庫(kù)車輛經(jīng)過1#傳感器，出庫(kù)車輛經(jīng)過2#傳感器），應(yīng)避免誤計(jì)數(shù)。 方便、快

10、捷、準(zhǔn)確的滿位顯示服務(wù)功能； 車輛保管的安全性功能； 經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)營(yíng)成本；二、系統(tǒng)分析及硬件設(shè)計(jì)假如停車場(chǎng)有8個(gè)車位1設(shè)計(jì)要求1. 在入口處裝設(shè)一傳感器,用來檢測(cè)車輛進(jìn)入的數(shù)目2. 在出口處裝設(shè)一傳感器,用來檢測(cè)車輛出去的數(shù)目3. 尚有車位時(shí),入口可以進(jìn)入4. 用數(shù)碼管顯示車的數(shù)目2、系統(tǒng)I/O分配I/O分布圖輸入繼電器輸出繼電器功能作用輸出點(diǎn)功能作用輸出點(diǎn)加控制I0.1LED顯示數(shù)字Q0.0-Q0.7減控制I0.2LED顯示數(shù)字Q0.0-Q0.7輸入VB0輸出Q2.0輸入VB0輸出Q2.13、PLC外圍接線三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)1、系統(tǒng)流程圖2、系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)2.1車場(chǎng)車位引導(dǎo)系統(tǒng)概述停車場(chǎng)車位管理

11、系統(tǒng)的主要功能是遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)停車場(chǎng)各個(gè)車位占用情況，并將有關(guān)信息反饋到控制中心，對(duì)車位的空閑狀況作出相應(yīng)的指示。通過相關(guān)配置，實(shí)現(xiàn)車位檢索和車位使用引導(dǎo)；車位監(jiān)控、時(shí)間設(shè)定、報(bào)表輸出；設(shè)置密碼，防盜報(bào)警等主要功能，用戶可選擇其中的一項(xiàng)或多項(xiàng)配置。停車場(chǎng)車位顯示屏模擬實(shí)際布局狀態(tài)，放置于相應(yīng)區(qū)域位置，用LED顯示車位狀態(tài)。當(dāng)車位有空置時(shí)，對(duì)應(yīng)LED燈亮；當(dāng)有車輛停泊時(shí)，對(duì)應(yīng)車數(shù)LED發(fā)光，對(duì)行駛車位進(jìn)行相應(yīng)的引導(dǎo)。用戶進(jìn)入后，觀察車位顯示屏，根據(jù)分區(qū)指示的路標(biāo)，尋找空置車位，并指導(dǎo)車輛駛往該處停泊。本系統(tǒng)是一項(xiàng)集傳感技術(shù)，自動(dòng)控制，數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)傳輸，局部網(wǎng)絡(luò)連接等多種技術(shù)于一體的產(chǎn)品，各部件具有

12、安裝簡(jiǎn)便易行，使用兩線制半雙工串行通訊方式，連線少，管理容量大（目前可同時(shí)管理多達(dá)512個(gè)車位的大型停車場(chǎng)），設(shè)定密碼可防止車輛被盜，具有聲顯示，用戶操作簡(jiǎn)便直觀等特點(diǎn)，是為物業(yè)管理提供的另一種停車場(chǎng)管理模式。該系統(tǒng)具備以下功能： 物體識(shí)別監(jiān)測(cè) 信息收集通訊 狀態(tài)顯示輸出同時(shí)該系統(tǒng)滿足以下要求： 正確識(shí)別車輛數(shù)目，并準(zhǔn)確顯示車輛數(shù)目。 可靠地工作在具有各種光照強(qiáng)度、電磁干擾、廢氣、煙塵侵蝕的停車場(chǎng)。 工程采用常規(guī)安裝方法，無需特別的工具，由普通的工程人員即可完成安裝2.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)車位檢測(cè)及引導(dǎo)子系統(tǒng)由兩部分構(gòu)成，一部分為車位狀態(tài)檢測(cè)，另一部分由各分區(qū)入口處LED燈顯示占用車位的多少。本系統(tǒng)的

13、完整配置由以下主要部分組成：(1) 傳感器感應(yīng)裝置；(2) LED顯示燈；四、 系統(tǒng)調(diào)試4.1 硬件調(diào)試 PLC內(nèi)部為輸入電路所提供的電壓是24V,BEN5M-DT光電傳感器的驅(qū)動(dòng)電壓為24V，其輸出電路能配置250V的交流電源，恰好可以直接驅(qū)動(dòng)負(fù)載，滿足其輸出指標(biāo)，按接線圖接好線，七段數(shù)碼顯示器能實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，證明PLC選型正確，光電傳感器的選擇符合要求。4.2 軟件調(diào)試 按接線圖接好線后，將程序的指令用FX-GP編程軟件輸入到PLC系統(tǒng)中，編程器直接對(duì)PLC的用戶程序儲(chǔ)存器進(jìn)行讀寫操作。采用脫機(jī)編程方式將所編制的用戶程序存入編程器的ROM中后，經(jīng)過多次調(diào)試。4.3性能分析本設(shè)計(jì)是基于PLC

14、的停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)，光電傳感器能夠迅速將采集到的信號(hào)傳輸給PLC中的C250雙向計(jì)數(shù)器，C250進(jìn)行加減計(jì)數(shù)存儲(chǔ)，并以BCD碼傳輸給七段譯碼顯示器，顯示器能夠?qū)崟r(shí)顯示停車場(chǎng)的停車數(shù)目。PLC具有可靠性高、控制程序可變，具有良好的柔性、功能強(qiáng)，性能價(jià)格高等特點(diǎn)。該系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，可靠性高，用PLC可以使該設(shè)計(jì)的要求全能滿足。總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)使我比較系統(tǒng)地掌握有關(guān)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，主要對(duì)PLC（s7-200）的結(jié)構(gòu)、功能、內(nèi)部資源等了解并對(duì)其進(jìn)行測(cè)試和加以應(yīng)用的知識(shí)得到學(xué)習(xí)。經(jīng)過多次的反復(fù)實(shí)驗(yàn)與分析,可以對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.

15、同時(shí)在軟件的編程方面得到更到的提高,對(duì)編程能力得到加強(qiáng).同時(shí)對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到很大的提高與鞏固.我所做的設(shè)計(jì)題目是基于PLC的停車場(chǎng)車位控制系統(tǒng)。由于是第一次做PLC的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)起來有一定難度，但后來通過去圖書館找相關(guān)書籍，上網(wǎng)找資料，請(qǐng)教老師和同學(xué)等方法來獲取相關(guān)知識(shí)，通過一步步解決疑惑來完成我的設(shè)計(jì)，同時(shí)也大大提升了自己知識(shí)水平和能力。通過這次課程設(shè)計(jì)讓我們意識(shí)到書本上學(xué)到的知識(shí)一定要通過實(shí)踐去鞏固，而且這也是一種學(xué)習(xí)方法，只有這樣才能真正輕松的掌握一門學(xué)問。同時(shí)此次課程設(shè)計(jì)也讓我們對(duì)學(xué)習(xí)PLC更加熱情，我們認(rèn)識(shí)到PLC的強(qiáng)大的功能和廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。真正體會(huì)到了科技給我?guī)淼恼窈?。讓我?duì)學(xué)習(xí)

16、更有興趣，同時(shí)也給我們?cè)谔剿髦R(shí)的路上的無限動(dòng)力。在自己以后的學(xué)習(xí)中，我們一定要有刻苦努力及鉆研精神，結(jié)合有創(chuàng)新，充分實(shí)現(xiàn)自己的價(jià)值，為國(guó)家的發(fā)展做出自己的貢獻(xiàn)。參考文獻(xiàn)【1】 廖常初.PLC編程及應(yīng)用.第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008【2】 許翏.電機(jī)與電氣控制技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005【3】 肖峰，賀哲榮. PLC編程100例.北京：中國(guó)電力出版社，2009 【4】 吳中俊，黃永紅.可編程序控制器原理及應(yīng)用.第2版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004【5】 謝克明，夏路易.可編程序控制器原理與程序設(shè)計(jì).北京：電子工業(yè)出版社，2004【6】 賈德勝.PLC應(yīng)用開發(fā)實(shí)用子程序.北京：人民郵電出版社，2006附錄一: 梯形圖圖（一）：圖（二）附錄二: 指令表0 LD X0011 OR MI2 OUT M13 LD M14 OUT C250 K169 LD C25010 OUT M011 LD M012 OUT Y00013 LDI M014 OUT Y00115 LD X00316 OR Y00217 ANI M018