停车场进出车辆的管理

1、课程设计 1 名名 称：称：停车场进出车辆的管理学学 院：院：XXXX专专 业：业：机械设计制造及其自动化班班 级：级：XXX姓姓 名：名：XX学学 号：号：XXXX指导教师：指导教师：XXX2015年1月10日课程设计课程设计 2摘摘要要本课题选用西门子 S7-200 226 PLC，1 个扩展 16 输入 16 输出扩展模块EM223，7 段数码显示车数量。对停车场进行自动控制，对进出停车场的车辆进行统计并对外显示。关键词：关键词： PLC，车辆管理，停车场课程设计 3目录目录摘要.2目录.3第一章 设计要求和方案设计.41.1 设计要求 .41.2 方案设计 .4第二章 PLC 硬件控制

2、设计 .52.1 PLC 的选型 .52.2 PLC I/O 分配 .52.3 PLC 接线图 .7第三章 PLC 软件控制设计 .83.1内部使用地址 .83.2 PLC 梯形图 .83.3 PLC 梯形图程序汇总 .273.4 PLC 语句表程序 .27第四章 调试.284.1 程序调试前的准备 .284.2 梯形图程序写入和调试.28结束语.30附录.31附录 1 接线图 .31附录 2 梯形图程序 .32附录 3 PLC 语句表.49参考文献.58课程设计 4第一章第一章 设计要求和设计要求和方案设计方案设计1.11.1 设计要求设计要求车辆分别从 2 扇门进入和退出停车场车辆进入停车

3、场是，计数显示装置加 1车辆退出停车场是，计数显示装置减 1当车辆进入停车场门口一半时，有退出，或车辆退出停车场一半时又进入时，计数显示装置不能产生误计数设计一个由三位数码管及相应的辅助元件组成的显示电路，显示车库内车辆的实际数量1.21.2方案设计方案设计系统原理如图 1-1 所示：使用西门子 S7-226 PLC，24 数字量输入和 16 路数字量输出，外加 16 路数字量输出/16 路数字量输出扩展模块 EM223。PLC 输出控制数码管，用于显示车辆数百位，十位，个位。为了防止错误计数，在入口车闸前和车闸后分别安装光电检测，只有车闸前先检测到和车闸后检测到车辆进入，计数加 1，只有车闸

4、前检测到，不计数。同样的，在出口车闸前和车闸后分别安装光电检测，只有车闸前先检测到和车闸后检测到车辆进入，计数减 1，只有车闸前检测到，不计数 图 1-2 系统控制框图PLC CPU226 DC/DC/DC入口闸前检测车辆数数码显示,100 位，10 位，个位显示入口闸后检测出口闸前检测出口闸后检测扩展输入/输出 EM223课程设计 5第二章第二章 PLCPLC 硬件控制设计硬件控制设计2.12.1 PLCPLC 的选型的选型根据工艺要求，选择 PLC 为西门子 S7-200 系列的主机为 CPU226(24 入/16继电器输出)一台,再扩展一个模块 16 路数字量输入和 16 路数字量输出

5、EM223模块(16DI/16DO)。总可以使用输入：24+16=40总可以使用输出：16+16=32.根据输入输出图可以知道，一共使用了输入：4 个。一共使用了输出：21个。PLC 配置如下图：图 2-1 PLC 配置图2.22.2 PLCPLC I/OI/O 分配分配 整个 PLC 系统的 I/O 代码和地址编码如表 2-1，2-2 所示表2-1 数字量输入点代码及地址编号描述内部地址外部地址入口闸门前光电I0.0S1入口闸门后光电I0.1S2出口闸门前光电I0.2S3出口闸门后光电I0.3S4表2-2 数字量输出点代码及地址编号描述内部地址外部地址数码管 100 位 a 段保留Q0.01

6、00a数码管 100 位 b 段Q0.1100b数码管 100 位 c 段Q0.2100c主机单元CPU226DC/DC/DC扩展输入 16输出 16 模块EM223课程设计 6数码管 100 位 d 段保留Q0.3100d数码管 100 位 e 段保留Q0.4100e数码管 100 位 f 段保留Q0.5100f数码管 100 位 g 段保留Q0.6100g数码管 10 位 a 段Q1.010a数码管 10 位 b 段Q1.110b数码管 10 位 c 段Q1.210c数码管 10 位 d 段Q1.310d数码管 10 位 e 段Q1.410e数码管 10 位 f 段Q1.510f数码管 1

7、0 位 g 段Q1.610g数码管个位 a 段Q2.01a数码管个位 b 段Q2.11b数码管个位 c 段Q2.21c数码管个位 d 段Q2.31d数码管个位 e 段Q2.41e数码管个位 f 段Q2.51f数码管个位 g 段Q2.61g数码管 100 位 a 段Q0.0100a数码管 100 位 b 段Q0.1100b数码管 100 位 c 段Q0.2100c数码管 100 位 d 段Q0.3100d数码管 100 位 e 段Q0.4100e数码管 100 位 f 段Q0.5100f数码管 100 位 g 段Q0.6100g数码管 10 位 a 段Q1.010a数码管 10 位 b 段Q1.

8、110b数码管 10 位 c 段Q1.210c数码管 10 位 d 段Q1.310d数码管 10 位 e 段Q1.410e数码管 10 位 f 段Q1.510f数码管 10 位 g 段Q1.610g数码管个位 a 段Q2.01a数码管个位 b 段Q2.11b数码管个位 c 段Q2.21c数码管个位 d 段Q2.31d数码管个位 e 段Q2.41e数码管个位 f 段Q2.51f数码管个位 g 段Q2.61g课程设计 72.32.3 PLCPLC 接线图接线图CPU226 DC/DC/DCI0.0 I0.1 I0.2 I0.3Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4Q0.5 Q0.6 Q0

9、.7Q1.0 Q1.1M1L+2L+ML+A1Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7EM223Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.61L+A2S1abcdefgabcdefgabcdefgabcdefgabcdefgabcdefg入口闸门前光电S1入口闸后前光电S1出口闸门前光电S1出口闸后前光电图 2-2 PLC 数字输入输出接线图课程设计 8第三章第三章 PLCPLC 软件控制设计软件控制设计根据控制要求和系统分析，硬件电路，编写软件程序。3.13.1内部使用地址内部使用地址 为了方便编程和便于阅读，定义了 PLC 内部使用地址，入表 3-

10、1 所示表 3-1 PLC 内部使用地址车辆数量VW0车辆数个位VW10车辆数 10 位VW20车辆数 100 位VW30入口闸前检测到光电M0.0出口闸前检测到车辆退出M0.13.23.2 PLCPLC 梯形图梯形图个位，10 位，100 位计算计数转换成 BCD 数字，与 16#0F 相与， （相乘） ，屏蔽掉高位，得到个位，保存到 VW10 里面，用于数码显示倒计时除以 16 进制的 10，得到倒计时的 10 位数，保存到 VW20 里面，用于数码显示倒计时除以 16 进制的 100，得到倒计时的 100 位数，保存到 VW30 里面，用于数码显示课程设计 9课程设计 10显示 100a

11、课程设计 11显示 100b课程设计 12显示 100c课程设计 13显示 100d显示 100e课程设计 14显示 100f显示 100g课程设计 15课程设计 16显示 10a课程设计 17显示 10b课程设计 18显示 10c课程设计 19显示 10d显示 10e课程设计 20显示 10f显示 10g课程设计 21显示 1a课程设计 22显示 1b课程设计 23显示 1c课程设计 24显示 1d显示 1e课程设计 25显示 1f显示 1g课程设计 26入口闸前检测到车辆进入车辆数量入口车辆数加 1闸前检测到光电，闸后检测到车辆离开车辆进入一半，又退出，10S 自复位出口闸前检测到车辆退出

12、课程设计 27车辆数量出口车辆数减 1车辆退出一半，又进入，10S 自复位3.33.3 PLCPLC 梯形图程序汇总梯形图程序汇总见附录3.43.4 PLCPLC 语句表程序语句表程序见附录课程设计 28第四章第四章 调试调试4.14.1 程序调试前的准备程序调试前的准备可编程序控制器程序安装后，需对所编写的程序进行调试。调试前的准备工作主要包括下列内容。1外部接线的检查：输入输出线的正确性检查。2 供电系统的检查：包括对可编程序控制器供电电源接线的检查、电压检查和外部供电电源的检查等。3执行机构的运行检查：包括执行机构对输入信号的响应时间、执行机构运行状态检查，有时需与输入信号，例如检测元件

13、和开关等联动检查，以便检查执行机构运行后是否有相应的饿反馈信号变化等。4检测元件和开关的运行检查：包括所有输入到可编程控制器的输入信号的接线检查、信号电平检查，输入信号的状态和响应时间等。4.24.2 梯形图程序写入和调试梯形图程序写入和调试程序调试前应把可编程序控制器与上位机连接，接好供电电源。1输入信号调试：对输入信号的供电再一次检查，保证供电电压正确。输入信号的检查是用手动的方法逐点将有关的开关信号动作，检查和观察输入信号灯是否对应点亮。2输出信号调试：对执行机构的供电再一次检查，保证供电电压正确。检查输出。3通信系统调试：包括与上位机的通信。4接线：4 个光电接到 PLC 的输入，可以

14、使用 4 个按钮开关代替 4 个光电传感器。打开计算机中的 Step7 Micro/Win 软件，把预先设计好的 PLC 梯形图程序分别输入到编程软件，打开可编程序控制器教学试验台电源，按下启动电源按钮，先将可编程序控制器设定在 STOP 状态。变换 PLC 程序后，将 PLC 程序写入，如图所示。课程设计 29图 4-1 程序下载PLC 程序写入对该软件具体操作如下：1.进入编程软件软件所在的目录，找 Step7 Micro/Win 执行文件，然后双击，进入编程软件工作界面。2.新建程序文件：单击菜单“文件”菜单下的“新建”创建一个新的 PLC程序。到 PLC 菜单，选择所选用的 PLC 类

15、型，选择 CPU 226 然后单击“确定”按钮。3.输入程序：在主程序里面输入程序，完成后点击 PLC 菜单的编译，检查一下，有错误需要修改，直到无错误。4.梯形图检查完后，单击菜单“文件”下的“保存” ，进行程序存储。5.将当前程序写入 PLC：将计算机和 PLC 相连后，单击“文件”菜单下的“下载（D） ” ，就可以将所编写的程序写入到 PLC。6.程序运行：如果硬件等外部条件已经具备，就可以开始运行程序。 等待写入完成之后，打开可编程序控制器开关，根据控制要求对两种情况分别进行模拟调试。课程设计 30课程设计 31结束语结束语 本文运用西门子 S7-200 PLC 设计了一个停车场车辆管

16、理系统设计。系统采用 S7-226 PLC ，EM223 扩展数字输入输出模块，通过入口/出口车辆检测，车场内车辆数量，为了防止误计数，增加了车闸前后检测可编程序控制器的课程设计是在可编程序控制器的基础上培养学生自己独立设计，将理论用于实践的一个重要环节。学生通过课程设计可以加深对以前学过的知识的理解和认识，也为以后走向工作奠定了知识和技能基础。这次课程设计，刚开始认为很简单，就没把这次课程设计放在心上。过了一个星期后仔细的看课题时才发现并不是我想象的那么简单：如果马马虎虎的搞毕业设计是不难，但是当你要把这个课题搞透彻，对它的每一个细节都清清楚楚的知道就不是那么容易了，这需要花功夫、下苦功仔细

17、研究设计，才能达到理想大效果。通过这次课程设计，我的以前学过的知识得到了巩固加深，对设计一些简单的 PLC 系统有了一点理解，知道了设计东西的一些规律，这对我们以后设计其他东西是有很大帮助的。课程设计 32附录附录附录附录 1 1 接线图接线图CPU226 DC/DC/DCI0.0 I0.1 I0.2 I0.3Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4Q0.5 Q0.6 Q0.7Q1.0 Q1.1M1L+2L+ML+A1Q1.2 Q1.3 Q1.4 Q1.5 Q1.6 Q1.7EM223Q2.0 Q2.1 Q2.2 Q2.3 Q2.4 Q2.5 Q2.61L+A2S1abcdefgabc

18、defgabcdefgabcdefgabcdefgabcdefg入口闸门前光电S1入口闸后前光电S1出口闸门前光电S1出口闸后前光电课程设计 33附录附录 2 2 梯形图程序梯形图程序课程设计 34课程设计 35课程设计 36课程设计 37课程设计 38课程设计 39课程设计 40课程设计 41课程设计 42课程设计 43课程设计 44课程设计 45课程设计 46课程设计 47课程设计 48课程设计 49课程设计 50附录附录 3 3 PLCPLC 语句表语句表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1 / 个位，10 位，100 位计

19、算/ 计数转换成 BCD 数字，与 16#0F 相与， （相乘） ，屏蔽掉高位，得到个位，保存到 VW10 里面，用于数码显示/ 倒计时除以 16 进制的 10，得到倒计时的 10 位数，保存到 VW20 里面，用于数码显示/ 倒计时除以 16 进制的 100，得到倒计时的 100 位数，保存到 VW30 里面，用于数码显示LD SM0.0MOVW VW0, AC0IBCD AC0MOVW AC0, VW10ANDW 16#0F, VW10课程设计 51MOVW AC0, AC1ANDW 16#F0, AC1MOVW AC1, VW20/I 16#10, VW20MOVW AC0, AC1AN

20、DW 16#0F00, AC1MOVW AC1, VW30/I 16#0100, VW30Network 2 / 显示 100aLDW= VW30, 2OW= VW30, 3OW= VW30, 5OW= VW30, 6OW= VW30, 7OW= VW30, 8OW= VW30, 9OW= VW30, 0= Q0.0Network 3 / 显示 100bLDW= VW30, 1OW= VW30, 2OW= VW30, 3OW= VW30, 4OW= VW30, 7OW= VW30, 8OW= VW30, 9OW= VW30, 0课程设计 52= Q0.1Network 4 / 显示 100cL

21、DW= VW30, 1OW= VW30, 3OW= VW30, 4OW= VW30, 5OW= VW30, 6OW= VW30, 7OW= VW30, 8OW= VW30, 9OW= VW30, 0= Q0.2Network 5 / 显示 100dLDW= VW30, 2OW= VW30, 3OW= VW30, 5OW= VW30, 6OW= VW30, 8OW= VW30, 9OW= VW30, 0= Q0.3Network 6 LDW= VW30, 2OW= VW30, 6OW= VW30, 8OW= VW30, 0= Q0.4课程设计 53Network 7 / 显示 100fLDW=

22、VW30, 4OW= VW30, 5OW= VW30, 6OW= VW30, 8OW= VW30, 9OW= VW20, 0= Q0.5Network 8 / 显示 100gLDW= VW30, 2OW= VW30, 3OW= VW30, 4OW= VW30, 5OW= VW30, 6OW= VW30, VW30OW= VW20, 9= Q0.6Network 9 / 显示 10aLDW= VW20, 2OW= VW20, 3OW= VW20, 5OW= VW20, 6OW= VW20, 7OW= VW20, 8OW= VW20, 9OW= VW20, 0课程设计 54= Q1.0Networ

23、k 10 / 显示 10bLDW= VW20, 1OW= VW20, 2OW= VW20, 3OW= VW20, 4OW= VW20, 7OW= VW20, 8OW= VW20, 9OW= VW20, 0= Q1.1Network 11 / 显示 10cLDW= VW20, 1OW= VW20, 3OW= VW20, 4OW= VW20, 5OW= VW20, 6OW= VW20, 7OW= VW20, 8OW= VW20, 9OW= VW20, 0= Q1.2Network 12 / 显示 10dLDW= VW20, 2OW= VW20, 3OW= VW20, 5课程设计 55OW= VW2

24、0, 6OW= VW20, 8OW= VW20, 9OW= VW20, 0= Q1.3Network 13 / 显示 10eLDW= VW20, 2OW= VW20, 6OW= VW20, 8OW= VW20, 0= Q1.4Network 14 / 显示 10fLDW= VW20, 4OW= VW20, 5OW= VW20, 6OW= VW20, 8OW= VW20, 9OW= VW20, 0= Q1.5Network 15 / 显示 10gLDW= VW20, 2OW= VW20, 3OW= VW20, 4OW= VW20, 5OW= VW20, 6OW= VW20, 8课程设计 56OW

25、= VW20, 9= Q1.6Network 16 / 显示 1aLDW= VW10, 2OW= VW10, 3OW= VW10, 5OW= VW10, 6OW= VW10, 7OW= VW10, 8OW= VW10, 9OW= VW10, 0= Q2.0Network 17 / 显示 1bLDW= VW10, 1OW= VW10, 2OW= VW10, 3OW= VW10, 4OW= VW10, 7OW= VW10, 8OW= VW10, 9OW= VW10, 0= Q2.1Network 18 / 显示 1cLDW= VW10, 1OW= VW10, 3OW= VW10, 4课程设计 57OW= VW10, 5OW= VW10, 6OW= VW10, 7OW= VW10, 8OW= VW10, 9OW= VW10, 0= Q2.2Network 19 / 显示 1dLDW= VW10, 2OW= VW10, 3OW= VW10, 5OW= VW10, 6OW= VW10, 8OW= VW10, 9OW= VW10, 0= Q2.3Network 20 / 显示 1eLDW= VW10, 2OW= VW10, 6OW= VW10, 8OW= VW10, 0= Q