立体停车库的控制plc设计.docx

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立体停车库的控制plc设计

前言

可编程序控制器（ProgrammableLogicController）是以微处理器为核心，综合了微电子技术、自动化技术，网络通讯技术于一体的通用工业控制装置。

英文缩写为PC或PLC。

它具有体积小、功能强、程序设计简单、灵活通用、维护方便等一系列优点，特别是它的高可靠性和较强的适应恶劣工作环境的能力，更得到用户的好评。

因而在机械、能源、化工、交通、电力等领域得到了越来越广泛的应用，成为现代工业控制的三大支柱（PLC，机器人和CAD/CAM）之一。

我国工业控制自动化的发展道路，大多是在引进成套设备的同时进行消化吸收，然后进行二次开发和应用。

目前我国工业控制自动化技术、产业和应用都有了很大的发展，我国工业计算机系统行业已经形成。

目前，工业控制自动化技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。

通常把PLC认为是由等效的继电器、定时器、计数器等元件组成的装置。

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，PLC由中央处理单元（CPU）、存储器单元、电源单元、输入输出单元、接口单元和外部设备组成，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

PLC软件系统由系统程序和用户程序两部分组成。

系统程序包括监控程序、编译程序、诊断程序等，主要用于管理全机、将程序语言编制的机器语言和诊断机器故障。

用户程序是用户根据现场控制要求，用PLC的程序语言编制的应用程序用来实现各种控制。

随着PLC性价比的不断提高，应用范围不断扩大，其主要应用领域包括以下几个方面，数字量的逻辑控制、运动控制、闭环控制、数据处理和通信联网。

本次课程设计的目的是掌握机电传动控制系统的基本原理、PLC控制电路的设计方法以及继电器—接触器控制电路的PLC改造方法。

掌握机电传动控制系统中继电器—接触器控制和PLC控制的基本原理、设计方法及两者的关系。

掌握常用电器元件的选择方法。

具备一定的控制电路的分析能力与设计能力。

1课程设计的任务和要求

1.1课程设计的任务及要求

题目：

立体停车库的控制设计

控制要求：

1）内容：

小型立体停车库，共4层（2-5），每层4个停车位。

车库包括大门（开启、关闭）、旋转台（旋转180度、回转到原位）、载车台（上升、下降、左转、右转、伸出、缩回、车轮固定、车轮松开）、楼层传感器、车位传感器、大门开启和关闭传感器、存取车按钮。

2）存车工作过程：

有车驶入（传感器）--判断空余车位，若有，则大门开启--车进入旋转台驻车--驾驶员办完手续离开，大门关闭--旋转台旋转180度、同时载车台下降到底层--载车台伸出--车轮固定--载车台缩回--上升--每上升一层，判断是否有空车位，若有，则旋转找车位，若没有，继续上升一层--找到车位（存储车位号），载车台伸出--松开车轮--缩回--转回到原位待命。

2总体设计

2.1PLC选型

S7-200的可靠性高，可以用梯形图、语句表和功能块图三种语言来编程。

它的指令丰富，指令功能强，易于掌握，操作方便，内置高速计数器、高速输出、PID控制器、RS-485通信/编程接口、PPI通信协议、MPI通信协议和自由端口模式通信功能，最大可以扩展到248点数字量I/O或35路模拟量I/O,最多有30多KB程序和数据存储空间。

S7-200系列属于小型PLC，即可用于代替继电器的简单控制场合，也可用于复杂的自动化控制系统。

我所选用的是西门子S7-200系列的PLC，CPU为226AC/DC。

为26个输入，9个输出，共35个数字量I/O点；可连接6个扩展模块；具有PID控制器。

2.2PLC端子接线

根据设计要求，在存车过程中：

1）26个输入：

有车驶入，大门开到位，大门关到位和旋转180度到位4个传感器；

2）16个车位传感器；5个载车台到位传感器。

9个输出：

大门开，大门关，载车台上升、下降、伸出和缩回四个，车轮固定、车轮松开以及旋转台旋转180度;

3）考虑到有较多的输入，故将上升、下降、轮固定等的到位用定时器代替,具体端子分派如下图所示。

图2.1端子分布图

3PLC程序设计

3.1设计思想

在这个设计中，首先需要知道整个车库有没有空余的车位，由于用顺序功能图在此处设计较为不便，所以寻找空余车位的过程用经验法设计；用车则车位没信号，没车则有信号；当车驶入而且有空余车位时，就可以办手续了，需要指出的是大门关闭按钮即为存车按钮，此过程是需要人为实现的。

在存车过程中，需要每上升一层就开始判断此层有没有空余车位，并且存车是按顺序存放的，所以选用选择序列，即每上升一层之后，如果有车位则寻找停车位，如果没有车位则继续上升到下一层执行相同的动作，依次往上，直到找着停车位。

在存车过程中根据内容画出顺序功能图，再根据顺序功能图写出PLC梯形图，考虑到不管在那个车位停车都要执行相同的动作，所以调用一个子程序。

要求按下停止按钮，小车完成当前循环以后再停止。

因为存车的时间无法控制，所以还需要一个人为控制的存车按钮。

每次进入正式存车的时候都需要按此按钮。

3.2顺序功能图设计

此顺序功能图为部分顺序功能图，寻找空车位和之前的准备用经验法设计。

主程序顺序功能图

子程序顺序功能图

3.3PLC梯形图

主程序梯形图

····

·

子程序梯形图

4程序调试说明

仿真软件装载程序，按下按钮I0.0，表示有车驶入，这个时候开始判断是否有空余的车位，此时需要人为的按下相应的车位按钮，有信号时，表示此处没有车位，然后按下I0.1、I0.2和I0.3，表示没已关，开始存车步骤，旋转台旋转180度，载车台下降，按下I0.4和I3.1表示旋转到位和下降到一层。

假如要停在3层的2号位，则先上升到2楼并判断是否有空位，按下I0.5,表示上升到2楼，此时并没有相应的停车动作，说明没有空车位，则继续上升，按下I0.6，表示到三层，并执行子程序开始停车，载车台的伸出，松开，缩回和旋转分别用四个定时器控制，Q0.5Q1.0Q0.6Q0.2间隔3秒依次点亮，最后Q0.2灯灭，程序回到初始位置，表示等待下一辆车的进入。

5结束语

两周的课程设计又部就这样结束了，通过这车课程设计使我又近一步了解机电传动的重要性，对着门课程的知识又学会了很多。

特别对PLC的功能学会了很多。

通过这次设计实践。

我学会了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。

能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们同学之间相互讨论，解决问题。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

能过比较选出最好的方案。

在这过程也提高了我们的表过能力。

通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。

有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。

参考文献

【1】陈白宁,段智敏,刘文波.《机电传动控制工程》[M]沈阳：

东北大学出版社，2002

【2】陈白宁,段智敏.《机电传动控制》课程设计指导书

【3】丁道宏.《电力电子技术》[M]北京：

人民邮电出版社，1999