基于西门子S7-200的PLC自动双层停车控制设计

车辆与动力工程学院课程设计说明书1河南科技大学课程设计说明书课程名称电气控制技术题目＿自动双层停车场控制设计学院＿车辆与动力工程学院＿＿＿＿班级＿＿学生姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿日期＿＿＿＿车辆与动力工程学院课程设计说明书2电气控制技术课程设计任务书班级：姓名：学号：设计题目：自动双层停车场控制设计一、设计目的进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力；掌握一般生产电气控制系统的设计方法；掌握一般生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养查阅图书资料、工具书的能力；培养工程绘图、书写技术报告的能力。二、设计任务及要求掌握PLC工作原理、编程及调试方法及应用技术；根据控制要求，制定合理的设计方案；.正确选用PLC，确定输入、输出设备；PLC的I/O点分配，并绘制其连接图，以及其它外部硬件图；设计PLC控制程序；绘制有关图纸；编制设计说明书。三、控制要求四、设计时间安排查找相关资料（1天）、设计并绘制系统原理图（2天）、设计PLC控制程序（2天）、模拟调试（2天）、编写设计报告（2天）和答辩（1天）。五、主要参考文献1.黄永红.电气控制与PLC应用技术,北京:机械工业出版社,2011.2.王建华.电气工程师手册,北京:机械工业出版社,2006.3.吴晓君.电气控制课程设计指导,北京:中国建材工业出版社,2007.指导教师签字：年月日车辆与动力工程学院课程设计说明书3自动双层停车场控制摘要随着科学技术不断进步和社会飞速发展，停车场已经与人民日常生活息息相关。编程软件以西门子公司为S7-200PLC设计的V3.2STEP7MicroWINSP4编程软件为例。停车场的全自动化、多功能化、智能化是其发展方向。本文首先介绍了本次设计的目的、意义及内容，然后重点介绍了停车场的设计，对程序流程图及编程软件进行了说明，最后对系统进行了仿真。最后就本课题所做的工作进行了总结，并对进一步的研究提出了自己的看法。本次设计的自动双层停车场设计工艺要求有待改善，由于时间有限，没做进一步的改善。基于自动控制停车场在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。基于自动控制停车场的应用日益广泛，本次设计利用来PLC控制停车场车位移动，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，停车场灵活性、效率得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。本次设计基于PLC的自动双层停车场控制设计，课题源于市场上自动控制停车场。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。关键词：停车场，PLC，控制车辆与动力工程学院课程设计说明书4目录第一章绪论......................................................................................................错误!未定义书签。1.1课题研究目的与意义..........................................................................错误!未定义书签。1.2本课题研究的主要内容.....................................................................错误!未定义书签。第二章设计方案..............................................................................................错误!未定义书签。2.1概述....................................................................................................错误!未定义书签。2.2自动双层停车场的工作原理.............................................................错误!未定义书签。2.3自动双层停车场控制要求.................................................................错误!未定义书签。第三章接线图及其软件设计..........................................................................错误!未定义书签。3.1系统资源分配.....................................................................................错误!未定义书签。3.1.1电气接线图：..................................................................................错误!未定义书签。3.1.2主电机接线......................................................................................错误!未定义书签。3.1.3数字量输入部分..............................................................................错误!未定义书签。3.1.4数字量输出部分..............................................................................错误!未定义书签。3.1.5升降装置部分..................................................................................错误!未定义书签。3.2程序设计梯形图及控制过程：.........................................................错误!未定义书签。第四章仿真..................................................................................................错误!未定义书签。第五章课程设计的心得..................................................................................错误!未定义书签。参考文献............................................................................................................错误!未定义书签。车辆与动力工程学院课程设计说明书5第一章绪论随着科学技术不断进步和社会飞速发展，停车场已经与人民日常生活息息相关。基于自动控制停车场在日常生活中广泛运用，本设计具有广泛的推广价值。基于自动控制停车场的应用日益广泛，本次设计利用来PLC控制停车场车位移动，与传统的继电器逻辑控制系统相比较，停车场灵活性、效率得到了提高。PLC控制不需要大量的活动部件和电子元器件，它的接线也大大减少，与此同时系统维修简单、维修时间缩短。本次设计基于PLC的自动双层停车场控制设计，课题源于市场上自动控制停车场。本设计以操作简单、使用可靠、维护修理方便作为主要设计方向。§1.1课题研究目的与意义作为解决城市静态交通的有效措施——自动双层停车场。自动化立体停车设备已向空间、高层发展，以其占地面积小、停车效率高、布置灵活、高效低耗、性价比高、安全可靠等优点，越来越受到人们的青睐。机械车库与传统的自然地下车库相比，在许多方面都显示出优越性。首先，机械车库具有突出的节地优势。以往的地下车库由于要留出足够的行车通道，平均一辆车就要占据30余平方米的面积，而如果采用双层机械车库，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多层立体式车库的话，土地面积将大大减少，这可以大大地节省有限的土地资源，并节省土建开发成本。发展立体停车库是当今社会的必然趋势，机械式立体停车库占地少、存车多，其在停车场听优势是明显的，适合于城市建设的各种场所。作为现代大都市的标志，立体建筑和立体交通都有了显著发展，道路拥挤、车满为患已成为当今快节奏社会中的最不和谐之音，发展立体停车已成为人们的共识。目前我国经济正处在高速发展时期。随着人们生活水平的不断提高和加入世界贸易组织步伐的加快，汽车普遍进入家庭已为期不远，停车市场前景广阔。机械式立体停车库既可以大面积使用，也可以见缝插针设置，还能与地面停车场、地下停车库和停车楼组合实施。是解决城市停车难最有效的手段，是停车产业发车辆与动力工程学院课程设计说明书6展的必经之路。§1.2本课题研究的主要内容本课题需研制出可靠性高、易于操作的自动双层停车场控制方法，该系统采用PLC控制，主要包括电动机正反转控制、行程控制、保护和互锁。研究的具体内容包括：（1）深入了解双层停车场的发展、结构及控制要求。（2）控制系统设计。包括硬件设计，PLC的选择，各硬件模块的介绍，软件设计，编程方法。（3）对编写好的编译程序进行实际调试并仿真。车辆与动力工程学院课程设计说明书7第二章设计方案§2.1概述编程软件以西门子公司为S7-200PLC设计的V3.2STEP7MicroWINSP4编程软件为例。选用S7-200PLC下的CUP224。实物图和原理图如下：图2.1.1实物图图2.1.2原理图§2.2自动双层停车场的工作原理自动双层停车场的运行原理即升降横移类机械停车库利用托盘移位产生垂直通道，实现高层车位升降存取车辆。其车位结构为2维矩阵形式，可设计为多层和多列。由于受收链装置及进出车时间的限制，一般为2-4层，2层、3层者居多，现以较为典型的地上2×3升降横移式为例，说明停车库的运行原理。下排车位只需直接将车子开出即可。如果要呼叫上排车位，只需按下1至3的按钮，再按下[叫车]按钮，择所按车位将降至下层，而下排车位将左右移动，让出位置让上层车位降下来。即底层只能平移，顶层只能升降。除顶层外，底层都必须预留一个空车位，供进出车升降之用。当底层车位进出车时，无需移动其他托盘就可直接进出车；顶层进出车时，先要判断其对应的下方位置是否为空，不为空时要进行相应的平移处理，直到下方为空才可进行下降动作，进出车完成后再上升回到原位置。其运动的总原则是：升降复位，平移复位。由于停车设备对场地的适应性强，系统各机械部分可以根据不同地形和空间进行任意的组合、排列，规模可大可小，对土建的要求比较低，因此，应用非常广泛。§2.3自动双层停车场控制要求自动双层停车场控制系统通过人机界面来实现。存车时，在人机界面的主界车辆与动力工程学院课程设计说明书8面中按“存车界面”，在选择需要存车的车位，判断无误后按确认，自动完成存车过程；取车时人机界面进去取车界面，直接选择想要取车的库位，判断无误后按确定，自动完成驱车过程。用户存车，进入存车界面。司机将车开到升降台指定位置后下车，发布存车指令，人机界面将相应信号送给PLC，PLC判断是否上升，升降台低速上升，达到指定位置碰到主平层行程开关时，主电机制动。此时汽车在制定车位，并且人机界面上显示相应库位有存车信息。复位指令输入根据车位判断是否上升升降机根据指令做出相应动作司机入库把车开入存车结束否是车辆与动力工程学院课程设计说明书9图2.2.1存车流程图取车时，在人机界面上选择取车界面，选择库位，判断无误后按“叫车”，进入驱车操作。根据库位位置，PLC判断所取车位是否下降，升降台下降，司机把车从升降台上开出。取车指令输入根据车位判断是否下降升降机根据指令做出相应动作司机入