基于S7-200PLC停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)

1、學(xué)號(hào)1151401114電氣控制與可編程控制技術(shù)課 程 設(shè) 計(jì)（ 2011級(jí)本科） 題 目： 基于S7 -200PLC停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì) 系（部）院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 作者姓名： 康 維 鵬 指導(dǎo)教師： 張靜 職稱： 副教授 完成日期： 2014 年 6 月 30 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 學(xué) 生 姓 名康維鵬學(xué) 號(hào)1151401114專 業(yè) 方 向電力系統(tǒng)班 級(jí)11級(jí)（1）班題 目 名 稱基于S7-200PLC停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)要求及任務(wù)1設(shè)計(jì)要求 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)要求如下：1. 停車(chē)場(chǎng)共有16個(gè)空位。2. 在入口處裝設(shè)一傳感器，用來(lái)檢測(cè)車(chē)輛進(jìn)入的數(shù)目。3

2、. 在出口處裝設(shè)一傳感器，用來(lái)檢測(cè)車(chē)輛出去的數(shù)目。4. 尚有車(chē)位時(shí)，入口閘欄才可以將門(mén)開(kāi)啟讓車(chē)輛進(jìn)入停放，并有一指示燈表示尚 有車(chē)位。5. 車(chē)位已經(jīng)滿時(shí)，有一指示燈顯示車(chē)位已滿，且入口閘欄不能開(kāi)啟讓車(chē)輛進(jìn)入停放。6. 可以從7段數(shù)碼管上顯示目前停車(chē)場(chǎng)共有幾部車(chē)。二、設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1.完成控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，主要包括：電氣元件的選擇、電氣原理圖設(shè)計(jì)、可編程控制器輸入輸出接線圖設(shè)計(jì)及控制面板設(shè)計(jì)等。2.完成控制梯形圖的軟件設(shè)計(jì)，主要包括：控制程序流程圖設(shè)計(jì)、梯形圖程序設(shè)計(jì)及仿真調(diào)試。 3.完成課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)的撰寫(xiě)，主要包括：封面、目錄、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)、設(shè)計(jì)總體思路、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、總結(jié)體會(huì)、參考文

3、獻(xiàn)等三、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排第一周星期二 下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，了解控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)星期二星期四 查閱文獻(xiàn)資料，確定控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，完成控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)星期五 完成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試第二周星期一星期二 繼續(xù)完成控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)及調(diào)試星期三星期四 撰寫(xiě)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)星期五 答辯指導(dǎo)老師簽字: 目錄第1章 設(shè)計(jì)的目的和意義12.1 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)工作說(shuō)明12.2 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖22.4 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)I/O分配表32.5停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)I/O接線圖4第3章 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)5第4章 系統(tǒng)調(diào)試仿真104.1 硬件調(diào)試104.2 軟件調(diào)試10第5章 設(shè)計(jì)結(jié)論1

4、2參考文獻(xiàn)13第1章 設(shè)計(jì)的目的和意義隨著社會(huì)的發(fā)展，倒計(jì)時(shí)在各行各業(yè)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，工業(yè)、技術(shù)、機(jī)械、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等等，PLC 的智能控制原則是控制系統(tǒng)的核心，采用PLC把各種信息輸入相應(yīng)的程序，對(duì)于不同的要求，我們只要根據(jù)需要，修改一些程序，這樣就可以實(shí)現(xiàn)我們想要的效果。利用PLC控制停車(chē)的停車(chē)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(chē)場(chǎng)管理手段，是停車(chē)場(chǎng)對(duì)于車(chē)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(wú)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(chē)費(fèi)用流失，使投資者的回報(bào)有了可靠

5、的保證。系統(tǒng)以PLC為信息載體，通過(guò)智能傳感器記錄車(chē)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(chē)場(chǎng)的各種車(chē)輛本文主要運(yùn)用可編程控制器（PLC）對(duì)停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出及停放指示進(jìn)行管理的方案。本停車(chē)場(chǎng)由16個(gè)停車(chē)位、入口檢測(cè)器、出口檢測(cè)器、道閘管理系統(tǒng)、尚有車(chē)位指示燈、車(chē)位已滿指示燈等部分組成。在設(shè)計(jì)硬件的基礎(chǔ)上，對(duì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用組態(tài)軟件建立人機(jī)監(jiān)控界面，包括組態(tài)界面的制作方案，功能語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)，最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，并給出相關(guān)的參考文獻(xiàn)，使控制車(chē)輛進(jìn)出過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)。關(guān)鍵詞：停車(chē)場(chǎng)車(chē)位；PLC控制；S7-200。第2章 總體設(shè)計(jì)2.1 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)工作說(shuō)明 停車(chē)場(chǎng)由啟動(dòng)

6、開(kāi)關(guān)控制，先對(duì)所有用到的存儲(chǔ)單元清零，并且停車(chē)場(chǎng)已停車(chē)輛數(shù)目由數(shù)碼管顯示。當(dāng)汽車(chē)先經(jīng)過(guò)傳感器一時(shí)，此時(shí)車(chē)位尚未滿的話，由傳感器1以控制實(shí)現(xiàn)開(kāi)柵門(mén)，柵欄向上打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到上限位置時(shí)，柵欄打開(kāi)停止，此時(shí)汽車(chē)方能駛?cè)?，?dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)傳感器2時(shí)，由傳感器2實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)，柵欄門(mén)向下關(guān)閉，達(dá)到下限位置時(shí)，柵欄門(mén)停止關(guān)閉，并且數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)加以后顯示；當(dāng)汽車(chē)先經(jīng)過(guò)傳感器2時(shí)，由傳感器2以控制實(shí)現(xiàn)開(kāi)柵門(mén)，柵欄門(mén)向上打開(kāi)，當(dāng)達(dá)到上限的時(shí)候停止打開(kāi)，此時(shí)汽車(chē)方能駛出，當(dāng)汽車(chē)經(jīng)過(guò)傳感器1時(shí)，由傳感器1實(shí)現(xiàn)關(guān)門(mén)，柵欄門(mén)向下關(guān)閉，當(dāng)達(dá)到下限位時(shí)，柵欄門(mén)停止動(dòng)作，并且數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)減一后顯示。停車(chē)場(chǎng)容量為16輛車(chē)，若停車(chē)場(chǎng)還有車(chē)位則可由指

7、示燈進(jìn)行提醒，若車(chē)庫(kù)車(chē)位已滿則倉(cāng)庫(kù)滿時(shí)有車(chē)位已滿指示燈進(jìn)行提醒。11當(dāng)同時(shí)有車(chē)輛同時(shí)進(jìn)出時(shí)（即進(jìn)入車(chē)輛經(jīng)過(guò)傳感器1，出來(lái)車(chē)輛經(jīng)過(guò)傳感器2），不進(jìn)行加減計(jì)數(shù)，數(shù)碼管保持原樣顯示。2.2 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)運(yùn)行框圖由上述具體控制要求，可作出停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)的程序框圖，如圖 3-1所示。開(kāi)始始觸發(fā)傳感器2傳感器2無(wú)反應(yīng)開(kāi)門(mén)有位指示燈是否亮觸發(fā)傳感器2傳感器1無(wú)反應(yīng)七段顯示屏重置是否有車(chē)進(jìn)進(jìn)出是否有車(chē)出觸發(fā)傳感器1 開(kāi)門(mén) 不開(kāi)門(mén) 大門(mén)不開(kāi)不開(kāi)門(mén)屏重置觸發(fā)傳感器1置關(guān)門(mén)關(guān)門(mén)七段顯示屏顯示當(dāng)前停車(chē)場(chǎng)已停車(chē)數(shù) 計(jì)數(shù)器加1 計(jì)數(shù)器減1停止圖 2-1 運(yùn)行框圖22.4 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)I/O分配

8、表 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位系統(tǒng)輸入開(kāi)關(guān)及控制該系統(tǒng)的輸出端在PLC中的I/O地址分配表，如表3-1所示。表 2-1 I/O地址分配表控制信號(hào)信號(hào)名稱元件名稱元件符號(hào)地址編碼 輸入信號(hào)啟動(dòng)信號(hào)常用開(kāi)關(guān)SB1I0.0停止信號(hào)常用開(kāi)關(guān)SB2I0.5傳感器1輸入信號(hào)接近開(kāi)關(guān)SP1I0.1傳感器2輸入信號(hào)接近開(kāi)關(guān)SP2I0.2閘欄上限位信號(hào)行程開(kāi)關(guān)SQ1I0.3閘欄下限位信號(hào)行程開(kāi)關(guān)SQ2I0.4 輸 出 信 號(hào)尚有車(chē)位指示燈指示燈HL1Q0.2車(chē)位已滿指示燈指示燈HL2Q0.3電機(jī)正轉(zhuǎn)信號(hào)電動(dòng)機(jī)KM1Q0.0電機(jī)反轉(zhuǎn)信號(hào)電動(dòng)機(jī)KM2Q0.1七段顯示屏1信號(hào)七段顯示屏SEG1Q1.0-Q1.6七段顯示屏2信號(hào)七段顯

9、示屏SEG2Q2.0-Q2.6 2.5停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)I/O接線圖CPU226及EM223的的I/O接線圖如圖2-2所示。 圖2-2 I/O 接線圖4第3章 停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)3.1梯形圖 根據(jù)控制程序流程圖和輸入/輸出分配表編寫(xiě)梯形圖如下11第4章 系統(tǒng)調(diào)試仿真4.1 硬件調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)要求選擇相應(yīng)的硬件設(shè)備，并根據(jù)I/O分配，按要求連接電路，并檢查電路是否正確，確保電路安全后打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，等待軟件調(diào)試和程序下載。之后操作各個(gè)輸入量進(jìn)行相應(yīng)的功能檢驗(yàn)。4.2 軟件調(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(jìn)行程序編譯檢查程序是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤，無(wú)誤后導(dǎo)出

10、，然后使用S7-200漢化版軟件進(jìn)行仿真 ，觀察運(yùn)行過(guò)程。其中，進(jìn)入三輛車(chē)，然后再使出一輛車(chē)的仿真圖如圖4-1所示。 圖4-1其中，進(jìn)入六輛車(chē)仿真圖如圖4-2所示。 圖4-2其中，進(jìn)入十輛車(chē)仿真圖如圖4-3所示。圖4-3其中，進(jìn)入六輛車(chē)仿真圖如圖4-4所示。圖4-4第5章 設(shè)計(jì)結(jié)論縱觀兩周的設(shè)計(jì)過(guò)程，可以說(shuō)在這一過(guò)程中我的收獲很大，充分認(rèn)識(shí)到自己的薄弱環(huán)節(jié)，通過(guò)理論分析與實(shí)踐的反復(fù)論證，許多問(wèn)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(shí)現(xiàn)了PLC流程圖、梯形圖、指令表三種機(jī)械手控制方式。用此種方法編寫(xiě)程序條理清晰，連貫性強(qiáng)，但若要增加其它機(jī)械手控制方式或進(jìn)行擴(kuò)展，程序會(huì)變

11、得相當(dāng)復(fù)雜而且容易出錯(cuò)，出錯(cuò)后調(diào)試修改也很困難。收進(jìn)的方式是將各部分程序?qū)懗沙绦颍奖阏{(diào)用和調(diào)試。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是程序編寫(xiě)比較簡(jiǎn)單，不需要再編寫(xiě)分支、匯合狀態(tài)移圖的程序，且由于本課對(duì)定時(shí)精確度要求并不高，適宜采用。若是在對(duì)定時(shí)精度要求比較高的情況下，應(yīng)采用單片機(jī)的中斷功能進(jìn)行硬件定時(shí)。通過(guò)此次設(shè)計(jì)，了解了停車(chē)場(chǎng)車(chē)位控制系統(tǒng)的工作原理，其中電路及軟件實(shí)現(xiàn)是此次設(shè)計(jì)的主要部分。作為一個(gè)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(xiàn)1 張曉鋒.電氣控制與可編程控制技術(shù)及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.2 黃永紅.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.3

12、 史國(guó)生主編.電氣控制與可編程控制技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.4 張萬(wàn)忠.可編程控制器入門(mén)與應(yīng)用實(shí)例（西門(mén)子S7-200系列).北京：清華大學(xué)出版社，2007.5 王永華.現(xiàn)代編程及可編程控制技術(shù).北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2002.6 吳曉君，電子控制課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2007.7 周美蘭,周封,王岳宇編著.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì).北京：科學(xué)出版社 2003年5月8 程子華.PLC原理與編程實(shí)例分析.北京：國(guó)防工業(yè)出版社2007年1月9 李道霖.電氣控制與PLC原理及應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社，2006,7月10 曾憲國(guó).PLC在三相異步電動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用.中國(guó)知網(wǎng)：16 電氣控制與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名 康維鵬學(xué) 號(hào)1151401114專業(yè)班級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目： 基于S7-200PLC停車(chē)場(chǎng)自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)