基于PLC停车场车位控制系统设计

1、SkyUN.Org唐山学院可编程控制器课 程设计题 目 停车场车位控制系统设计系（部）信息工程系班 级 11电本3班姓 名 学 号指导教师 201X年月日至201X年 月 日共 1 周201X年 月 日课程设计成绩评定表出勤 情况出勤天数缺勤天数成 绩出勤情况及设计过程表现（20 分）课设答辩（20分）设计成果（60分）定总成绩（100分）提问（答 辩）问题情况指导教师签名：年 月日页脚内容2SkyUN.Org目 录1引言 11.1 停车场概述 11.2 PLC的简介 12硬件设计 32.1 总体设计 32.2 设计思路 32.3 CPU226 的 I/O 接线图 63软件设计 73.1 编程

2、软件介绍 73.2 总体设计 74程序调试 10总结 11参考文献 12页脚内容3SkyUN.Org1引言1.1 停车场的概述近20年来，随着我国城市建设速度的加快，城市交通需求量也日益增大。 尽管私家车、出租车比重呈现逐年上升的趋势，因此车辆停放依旧是市民最为关 注的问题。为了使交通更加便捷畅通，智能交通系统（ITS）的理念越来越受到人们的 关注，该系统将先进的计算机处理技术、信息技术、数据通信传输技术、自动控 制技术、人工智能及电子技术等有效地综合运用于停车场智能管理体系中，建立一种在区域性内全方位发挥作用的准时、快捷、高效的停车智能管理体系。由于城市人口相对密集，无论是私家车辆还是公交车

3、辆都不能真正满足正常的停放，公交需求更很大。所以在停车场智能管理领域，相应的也出现了PLC停车场智能管理的概念，即含有高科技的智能系统，与普通的停车系统不同的是， 它能以PLC技术为基础来解决停车难的问题，直接为目标安全、迅速地到达目的 地。因此，在大力加强车辆停放智能管理的建设方面，尤其在实现快捷、便利、 安全这一点上拥有很大的发展空间和潜力。为此，本文对停车场智能控制管理上引入了 PLC技术，对停车场进行了一个 关于PLC为主的系统设计。1.2 PLC简介PLC是一种可编程的数字逻辑控制设备，早期用于开关量的逻辑控制，多用 于控制电动机正反转和电磁阀的开关动作，从而控制机械设备的运转。只要

4、合理分配输入、输出点，根据控制要求设计梯形图，采用基本指令和步进指令就可达 到控制目的。随着控制要求的不断提高，许多PLC生产厂家进一步优化和改善PLC的功能，增加了功能指令，大大拓宽了 PLC的应用范围，使PLC在某种程序 上可以代替控制器和计算机的协同工作系统，为工业生产和民用控制设计提供方便。PLC具有可靠性高、功能性强和编程简单等有点,所以深受设计人员的喜爱。 PLC就如同一部计算机与蓄电器控制设备相结合的新型高性能控制装置。PLC的基本单元包括中央控制器（CPU、存储器、输入单元和输出单元。除了基本单元， PLC还可以追加许多扩展模块，从而增强其功能和性能。PLC实质是一种专用于工业

5、控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机 相同，基本构成为：a、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如 果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电 源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%（+15%范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去b.中央处理单元(CPU)。中央处 理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从 编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态， 并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收 现场各输入装置的状态和

6、数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器 中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果 送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将 I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双 CPU勾成冗余系统，或采用三CPU勺表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障， 整个系统仍能正常运行。c、存储器，存放系统软件的存储器称为系统程序存储 器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。d、输入输出接口电路。1.现场输入接口电路由光耦合电路和

7、微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中 断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的 控制信号。e、功能模块，如计数、定位等功能模块。f、通信模块，如以太网、 RS485 Profibus-DP 通讯模块等。下面是PLC的基本单元结构图如图1.1所示外输图1.1 PLC硬件组成框图2硬件设计2.1 总体设计控制面板的设计也相当重要，可以显示停车场内的停车数量，当停车场内有 空位时未满灯亮，提示司机朋友可以把车停放在该停车场内， 当满灯亮起时，提 示司机停车场已满，不能再在此提车场内停放车辆，

8、还有系统总的控制按钮，控 制系统的启停，控制面板如图2.1。空余车位页脚内容3启停® ® ® ®LI L2 L3 L4® ® ® 0L5 L6 17 L8® ® ® 0L9 LIO Lil L12 ® ® ® ® L13 L14 L15 L16图2.1控制面板2.2 设计思路利用经验法法设计电路，运用了自加与自减模块控制车辆的进入与离开。当车辆进入停车场时加1,当车辆离开停车场时减1。两个输出对应车位满与未满。 7个输出对应数码管显示车辆数量。16个输出分

9、别显示各个车位的停车情况。当车辆进入时触发一个传感器I0.0 ,程序中模拟上升沿，当上升沿到来时，VB10加1。同样，当车辆离开时触发另一个传感器I0.1 ,程序中模拟上升沿，当上升 沿到来时，VB10自减1.未满16时，Q0.0有输出，满16时，Q0.1输出，Q0.0 停止输出。Q1.0-Q1.6为数码管显示。Q2.0-Q3, 7为车位显示。如表2.1:SkyUN.Org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 号入口检测红外感应 器SB1I0.0出口检测红外感应 器SB2I0.1车位检测1压力传感 器SQ0I1.0车位检测2压力传感 器SQ1I1.

10、1车位检测3压力传感 器SQ2I1.2车位检测4压力传感 器SQ3I1.3车位检测5压力传感 器SQ4I1.4车位检测6压力传感 器SQ5I1.5车位检测7压力传感 器SQ6I1.6车位检测8压力传感 器SQ7I1.7车位检测9压力传感 器SQ8I2.0车位检测10压力传感 器SQ9I2.1车位检测11压力传感 器SQ10I2.2车位检测12压力传感 器SQ11I2.3车位检测13压力传感 器SQ12I2.4车位检测14压力传感 器SQ13I2.5车位检测15压力传感 器SQ14I2.6车位检测16压力传感 器SQ15I2.7入口闸门开关线圈KM1Q0.0出口闸门开关线圈KM2Q0.1数码管a

11、 （个位）数码管aQ3.0数码管b数码管bQ3.1页脚内容3SkyUN.Org输 出 怎 号数码管c数码管cQ3.2数码管d数码管dQ3.3数码管e数码管eQ3.4数码管f数码管fQ3.5数码管g数码管gQ3.6数码管a （十位）数码管aQ4.0数码管b数码管bQ4.1数码管c数码管cQ4.2数码管d数码管dQ4.3数码管e数码管eQ4.4数码管fP数码管fQ4.5数码管g数码管gQ4.6车位指示1灯泡SQ0Q1.0车位指示2灯泡SQ1Q1.1车位指示3灯泡SQ2Q1.2车位指示4灯泡SQ3Q1.3车位指示5灯泡SQ4Q1.4车位指示6灯泡SQ5Q1.5车位指示7灯泡SQ6Q1.6车位指示8灯

12、泡SQ7Q1.7车位指示9灯泡SQ8Q2.0车位指示10灯泡SQ9Q2.1车位指示11灯泡SQ10Q2.2车位指示12灯泡SQ11Q2.3车位指示13灯泡SQ12Q2.4车位指示14灯泡SQ13Q2.5车位指示15灯泡SQ14Q2.6车位指示16灯泡SQ15Q2.7页脚内容132.3 CPU226的I/O接线图S81 平j<SB2 3；to nn IQilQOJQl,0Gl.lQL己QL301.4MQ1.5IML +CPU226KM1KM 2SG?O1&口Q2 0r3,inp iHLO:HL1 3,EI3-3口己信1rq 4cn dHl_2HL3&I34*HESQ5 13

13、3Q 己3t q (-ii门 o 匚HL5T<3QGHL6 rfh二AL jl3 Ur匕13.7QP.7*eyHL7 SQ814.0Q3,0T5107 1'O1HLSSQ9 >HL3SQ10r43 014 pm pQyHL1USQ1L的工 4303.314.4G3,4T4 1503,53 HLliSCJ12 y目Lia aSQ13 “HL13SQ14 上14.GQ3.614.7G3,7Ml,HL14SQL5 k门 HL15Ryll一% 匚旨L+ EM223图2.2 CPU226的I/O 接线图3软件设计3.1 编程软件介绍本次课设我们所使用的编程软件是 V4.0 STEP

14、7 MicroWIN SP3。 V4.0 STEP 7 MicroWIN SP3提供软件工具帮助调试和测试程序。软件编程特征包括：监视 S7-200正在执行的用户程序状态，为 S7-200指定运行程序的扫描次数，强制变 量值等。其他功能有：（1）运动控制（2）创建调制解调模块程序（3） USS&议库（4）Modbus从站协议指令（5）使用配方（6）使用数据记录（7）PID自整定和PID整定控制面板等。3.2 总体设计系统由入口闸栏检测、出口闸栏检测、空车位指示灯和满车位指示灯以及 数码显示灯系统组成。在设计中应用了常开触点、常闭触点、比较指令、置位和 复位指令、计数器等指令来实现功能。

15、停车场车位控制系统能自动识别车辆进入， 车辆出去，车库满或未满和引导车辆停放到当前最小车位处。当车库未满的时候车库闸栏打开。其梯形图如下：网络1:入口检测车库满否标志入口开闸INC_WENENOINOUTW10-W10分析：入口开闸控制，统计入口进入车辆的数量。网络2：分析：出口开闸控制，统计停车场当前的车辆数网络3:W10瞒指示灯16W10不满指示灯HI()16分析：当停车场满时满标志置1,满指示灯亮。当车库未满时，未满指示灯网络4：分析：调用显示车位空否的子程序网络：5SMO.O J ISUB.r kJkinS|1 1AW10-IM1IN2OUT-572。分析：计算空余车位的数量分析：将1

16、6位整型数转化为BCD®网络7:SM0.0 J ISEGEHENOinnurI IVB31-A-QB3分析：用数码管的空余车位的个位 网络8:005M0,0J 1W205_i I5EGENEN0INOUT10 W20 mISEQEHENOINOUT1 1100-QB4分析：进行判断当空余车位数大于等于 10时，数码管显示1,小于10显示4程序调试若用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程，应先画出梯 形图，然后编程，这样可少出错，速度也快，编程结束后先空调试程序，待各个 动作正常后，再在设备上调试，为了准确发现系统存在的问题， 需要进行系统调 试，调试的顺序按照先硬件后软件，先局部后整体的顺序来完成，调试步骤如下：(1)软件调试：按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的 通信口，将指令读入到指定的可编程控制器 RO帅，惊醒下一步的调试。(2)运行调试：在硬件调试和软件调试正确的基石上，打开可编程控制器的“ RUN开关进 行调试，观察运行的情况，看是否随时按下停止按钮可以停止系统运行， 或者等 待100个脉冲后，系统是否停止 运行。总结本设计是基于PLC控制系统设计的自动化停车场，能自动显示停车数量，还 能显示停车场内的温度，是智能的现代化设备，主要用是提示司机朋友停车场内 是否有停