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西门子PLC课程设计
题目:停车场车位控制系统设计
专业: 电气工程及其自动化
班级: 电气144
姓 名: 周培福
学 号:27
设计报告格式20分
设计内容60分
10分
10分
总计得分
封面
3
页面布局
5
目录格式
3
图表质量
4
间距、行距、字体
6
工艺过程分析
8
系统控制规定
8
I/O
分派
5
设备选型
5
电气原理图
系统程序设计
10
动手实践能力
10
总印象评分
10
主电路
8
控制电路
8
外围接线图
8
06月
1引言
课题设计的目的:
近年来,国内的汽车产业飞速发展,汽车保有量持续攀升,又由于人口密度大,在诸多时候会浮现停车难等问题。为了满足日益增长的停车需求,大型、超大型停车场不断涌现,由于停车场规模大,老式的管理模式已经不满足需求。因此,设计一套行之有效的泊车系统。
随着科技的进步,电子技术、计算机技术、通讯技术不断地向多种领域渗入,当今的停车场车位控制系统已经向智能型的方向转变。先进可靠的停车场控制系统在停车场管理系统中的作用越来越大。
运用PLC控制停车的停车场管理系统是一种高效快捷、公正精确、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。从顾客的角度看,其服务高效、精确无误;从管理者的角度看,其易于操作维护、动化限度高、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***,避免停车费用流失,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多种车辆 
本课题设计重要运用可编程控制器(PLC)对停车场进出及停放批示进行管理的方案。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、尚有车位批示灯、车位已满批示灯等部分构成。在设计硬件的基本上,对软件进行设计,最后对系统进行调试,使控制车辆进出过程得以实现。
课题设计的内容:
-1所示,假设停车场一共有停车位16个。
,用来检测车辆进入的数目。
,用来检测车辆出去的数目。
,入口闸栏将门启动让车辆进入,并有批示灯示表达尚有车位。,则有一批示灯显示车位已满,且入口闸栏不能启动让车进入。
。
图1-1停车场模型图
课题设计的目的:
,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。
,通过传感器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,同步车辆进入,通过传感器2,栅栏门向下关闭,达到下限位置时,栅栏门停止关闭,同步计数器A加1。
,先通过传感器2,栅栏门向上打开,当达到上限的时候停止打开,同步车出闸门再通过传感器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)只通过一种传感器则计数器
不动作。
,若停车场尚有车位则可由车辆未满批示灯进行提示,若车库车位已满则仓库满时有车位已满批示灯进行提示并且七段数码管显示此时停车场停车数量。
(即入库车辆通过传感器1,出库车辆通过传感器2),应避免误计数。
2系统总体方案设计
本次设计规定需要有开始按钮、停止按钮、2个行程开关和2个传感器共6个输入接口,满车位和有车位2个批示灯、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,因此选用CPU226DC/DC/DC(24输入/16输出)并扩展一种EM223(8输入、8输出)模块满足控制规定。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、两个批示灯、三相异步电动机。
由课程设计控制规定和内容,对于前两条规定,可以采用两个计数器来实现,即一种增计数器和一种减计数器;栅栏的启动与闭合可以有电动机的正反转来实现,并用批示灯显示停车场与否已经停满;车位满时应设计使栅栏不能启动,严禁汽车进入停车场;用七段数码管来显示目前停车场中停车的数目。主电路的实现比较容易,属于电动机的正反转。
图2-1系统构成图
系统变量定义
控制系统变量有输入信号和输出信号两种类别:
输入信号有:(行程开关)(行程开关)
输出信号有:(电动机正转)(电动机反转)(-)(-)
输入信号
输出信号
设备
地址
设备
地址
启动(SB1)
栅栏启动
停止(SB2)
栅栏关闭
入口传感器
车位已满批示灯
出口传感器
尚有车位批示灯
栅栏上限位
七段数码管1显示
-
栅栏下限位
七段数码管2显示
-
表2-1 I/O地址分派表
(PLC外部接线)
停车场控制系统的接线图如图2-2所示,在该接线图中,、,,。L1是停车场车未满批示灯,L2是车满批示灯,KM1是电机正转的继电器线圈,KM2是电机反转的继电器线圈,-,-。
图2-2 硬件接线图
停车场控制系统的主电路图2-3所示,当QS闭合时,KM1闭合KM2断开电机正转,闸门启动,车辆可通过。当KM2闭合KM1断开时电机反转,闸门闭合,车辆不可通过。
图2-3主电路控制图
,它的作用是接受并存储外部输入的开关量信号,和相应的输入端子相连,同步提供无数的常开和常闭软触点用于编程。
,它的作用是具有一常开硬触点用于向外部负载发送信号,每一输出继电器的常开硬触点与可编程控制器的一种输出点相连,直接驱动负载,它也提供了无数的常开和常闭软触点用于编程。
,它是由软件来实现的,用于状态暂存、移位辅助 运算及赋予特殊功能的一类编程元件,其作用类似于继电接触控制系统中的中间继电器,绝大多数的继电器线圈由顾客程序驱动。
,作用相称于继电接触控制中的通电延时型时间继电器.
,可编糖控制器在模拟量检测与控制以及位置控制等许多场合都需要数据寄存器来存储数据和
参数。
PLC在工业过程控制中应用及其广泛,其可靠性高抗干扰能力强,配套齐全、功能完善、合用性强,易学易用、深受工程技术人员欢迎,系统的设计、建造工作量小、维护以便、容易改造,体积小、重量轻、能耗低。
在工作原理方面,可编程序控制器采用周期循环扫描方式,在执行顾客程序过程中与外界隔绝,从而大大减小外界干扰;在硬件方面,采用良好的屏蔽措施、对电源及I/O电路多种形式的滤波、CPU电源自动调节与保护、CPU与I/O电路之间采用光电隔离、输出连锁、采用模块式构造并增长故障显示电路等措施;在软件方面,设立自诊断与信息保护与恢复程序。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。
高可靠性是电气控制设备的核心性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采用了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。某些使用冗余CPU的PLC的平均无端障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大减少。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,浮现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。
PLC的工作方式为扫描加中断,这既可保证它能有序地工作,避免继电控制系统常浮现的"冒险竞争",其控制成果总是拟定的;并且又能应急解决急于解决的控制,保证了PLC相应急状况的及时响应,使PLC能可靠地工作。 
为监控PLC运营程序与否正常,PLC系统都设立了监控程序。运营顾客程序开始时,先清定期器,并开始计时。当顾客程序一种循环运营完了,则查看定期器的计时值。若超时(一般不超过100ms),则报警。严重超时,还可使PLC停止工作。顾客可依报警信号采用相应的应急措施。定期器的计时值若不超时,则反复起始的过程,PLC将正常工作。显然,有了这个监控程序,可保证PLC顾客程序的正常运营,可避免浮现"死循环"而影响其工作的可靠性。 
PLC尚有诸多避免及检测故障的指令,以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的顾客程序,对PLC的工作状况,以及PLC所控制的系统进行监控,以保证其可靠工作。 
PLC每次上电后,还都要运营自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配备了的,顾客可不干预。浮现故障时有相应的出错信号提示。 正是PLC在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施,才保证了PLC具有可靠稳定工作的特点。它的平均无端障时间可达几万小时以上;出了故障平均修复时间也很短,几小时以至于几分钟即可。
因此此停车系统可以稳定可靠的运营。
3控制系统设计
根据课程设计规定可作出停车场车位控制系统的控制程序流程图,如图3-1所示。