《可编程控制器》课程设计-车辆出入库管理.doc

设 计 任 务 书可编程控制器课程设计全套设计加扣 3012250582设 计 题 目： 车辆出入库管理 学 院： 机电工程学院 学 号： 专业（方向）年级： 14级电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 福建农林大学机电工程学院2017年 2 月 20日可编程控制器课程设计任务书（一） 设计题目车辆出入库管理（二） 情况简介编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序（三） 设计要求1入库车辆前进时，经过1# 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2出库车辆前进时经过2# 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3设计一个由两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。（四） 设计步骤. 查找资料，了解和分析题目所要求具体工程项目控制的过程。. 确定I/O点数，选择PLC 的型号，并根据需要进行硬件系统配置。. 绘制外部I/O接线图及相关的电气原理图。. 编程。. 调试。. 编写设计说明书。（五） 设计说明书要求.完整的设计任务书。. 确定I/O点数，选择PLC 的型号，完成系统组态或硬件配置。.正确合理地进行编程元件的地址分配。.画出输入/输出接线图及相关电气原理图。.设计梯形图控制程序。.编制系统的操作说明。.编制系统的调试说明及注意事项。.设计体会（可选）.参考文献.（六） 列出设计参考资料目录设计时间 2017 年 2 月 20 日至 2017 年 3 月 1 日（2周）指导教师 设 计 说 明 书可编程控制器课程设计设 计 题 目 ： 车辆出入库管理系统 学 院： 机电工程学院 学 号： 3146108087 专业（方向）年级： 14级电气工程及其自动化 学 生 姓 名： 陈式鑫 福建农林大学机电工程学院2017年3月 1日目录目录11、引言21.1背景21.2设计内容及目的22、系统总体方案设计32.1 系统硬件配置及组成原理32.1.1系统硬件配置31.PLC32.1.2 PLC系统的结构组成3PLC由中央处理单元，存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。32.2 系统变量定义及分配表32.3 系统接线图设计43、控制系统程序设计53.1 控制程序流程图设计53.2 控制系统的设计思路及设计程序54、控制系统的上位机设计64.1 人机界面选择64.2 人机界面设计6-95、系统调试及结果分析105.1 PLC程序调试及解决的问题105.3 结果分析11结束语12附录：程序梯形图131、引言1.1背景随着经济和科学技术的发展，我国家用汽车拥有量也在迅速增加，停车场数量增多，以PLC为基础控制的车辆出入库管理使得管理显得方便，减少人力。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。由于私家车、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。据有关方面统计，截止2008年统计，我国生产汽车934.5万辆，同比增长5.2%，我国国内汽车销量为938.05万辆，同比增长6.7%。由于汽车数的增长远远高于停车位的增长，我国每年停车位的缺口高达300多万个，城市停车位远远不能满足需要。当前我国的汽车与车位数量之比约为5:1，而正常的平衡比例应当是1:1.2，差距很大，需要大量增加停车位，在城市土地资源紧缺的情况下通过地面增加车位已难以满足要求。增加大量的停车位，则需要一套完整可靠的车辆出入库管理系统。1.2设计内容及目的本次的课程设计的主题就是：车辆出入库管理PLC程序设计。1入库车辆前进时，经过1# 2#传感器后计数器加1，后退时经过2# 1#传感器后计数器减1，单经过一个传感器则计数器不动作。2出库车辆前进时经过2# 1#传感器后计数器减1，后退时经过1# 2#传感器后计数器加1，单经过一个传感器则计数器不动作。3设计一个由两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。2、系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理2.1.1系统硬件配置1.PLC 2.维控触控屏3.传感器4.数码管2.1.2 PLC系统的结构组成PLC由中央处理单元，存储器，输入单元，输出单元，电源五部分组成。2.2 系统变量定义及分配表根据不同控制要求，可以定义不同的变量名来代替外界发来的开关信号，并且合理的分配对应的变量，从而针对性的进行开关信号的转变，使程序的可读性增强，使程序在扩展方面更加方便。地址信号名称I0.0总开关I0.1传感器#1I0.2传感器#2Q0.0A数码管aQ0.1A数码管bQ0.2A数码管cQ0.3A数码管dQ0.4A数码管eQ0.5A数码管fQ0.6A数码管gQ0.7A数码管hQ1.0B数码管aQ1.1B数码管bQ1.2B数码管cQ1.3B数码管dQ1.4B数码管eQ1.5B数码管fQ1.6B数码管gQ1.7B数码管hQ2.0指示灯2.3 系统接线图设计接线图，是根据电气设备和电器元件的实际位置和安装情况绘制的，只用来表示电气设备和电器元件的位置、配线方式和接线方式，而不明显表示电气动作原理。主要用于安装接线、线路的检查维修和故障处理。 根据系统变量定义及分配表可以看出，要实现控制目的要利用PLC中的22个输入继电器和15个输出继电器，所以本系统可以选用PLC型号为西门子S7200(CPU226)，这种机型的I/O点数分别为24/16；而输入部分的电压可以采用DC24V的直流电，输出部分的电压则必须采用AC220V的交流电。3、控制系统程序设计3.1 控制程序流程图设计3.2 控制系统的设计思路及设计程序设计思路：两个传感器#1和#2，按照控制要求，从#1到#2则数码管加1.从#2到#1则数码管减1.因此程序中采用顺序控制法，分成两步。当#1的上升沿先到来时，进入其中一步，等待#2的上升沿到来后，数码管加一。当#2的上升沿到来时，等待#1的上升沿到来后数码管减1.其中车辆的数值存在计数器C20当中，计数器采用增数减数器，再读取计数器的值QB0，QB1分别到两个数码管中。计数器的设定值为99（假设停车场共有99个车位）当停车场内车辆已满时，指示灯会亮起，表示车位已满。计数器程序图（M0.2 +1/M1.1 -1）4、控制系统的上位机设计4.1 人机界面选择对于人机界面，选择用维控软件来制作。4.2 人机界面设计4.2.1 通讯连接4.2.2 画面组态5、系统调试及结果分析5.1 PLC程序调试及解决的问题根据设计思路利用V4.0 STEP7 Micro WIN SP9软件编写程序，经过编译确认无误后，导出程序，接着打开S7-200仿真软件，选择CPU型号为226，在工具栏程序中装载之前导出程序块和数据块，点击监视器和运行按钮，就可进行仿真模拟。（也可以在实体机上进行通信-下载-运行，利用监控与状态表来判断正误。）PLC程序的调试是我们写程序中相当关键的一步，调试不仅可以帮我们检查程序的正误及如何改进，而且还能提前让我们了解我们所编程序的最终效果。利用S7-200仿真软件调试如下图5.5.2 PLC与上位机联调上位机我是采用维控来编写，人机界面中根据下位机PLC的程序新建一些I/O变量，这些变量需要添加进PLC程序中，才能进行PLC与上位机的联调。（添加后的程序见附录）PLC与上位机的联调：首先在实验室将线路接通后，在V4.0 STEP7 Micro WIN SP9中打开程序，进行程序的通信，并下载程序，随后运行程序，关闭V4.0 STEP7 软件。紧接着，打开维控软件，选择自己的工程，点击VIEW，运行自己创建的人机界面。与上位机联调如上图5.3 结果分析经过PLC与上位机的联调，人机界面上的开关相对于外部开关控制更为简单，可实现远程控制，且接线数减少，同时也不会受到开关寿命等硬件因数影响结束语两个星期的课程设计，转眼即逝，在张老师的耐心指导下，我的课程设计顺