课程设计模板新.docx
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课程设计模板新
《PLC原理及应用》课程设计报告
学院：
工程学院
专业：
自动化
班级：
1101班
姓名：
王瑶
学号：
120114328
指导教师：
高成卢芳菲
起止日期：
2014年6月9日～2014年6月15日
目录
1.课程设计目的............................................................................................................2
2.课程设计题目和要求................................................................................................2
3.设计内容....................................................................................................................3
3.1系统总体方案设计...............................................................................................3
3.1.1系统硬件配置及组成原理..............................................................................3
3.1.2系统变量定义及分配表.................................................................................4
3.1.3系统接线图设计............................................................................................6
3.2控制系统设计....................................................................................................7
3.2.1控制程序流程图设计....................................................................................7
3.2.2控制程序时序图设计...................................................................................83.2.3控制程序设计....................................................................................................8
4.设计总结10
参考书目11
附录12
1.课程设计目的
随着汽车的普及使用，公共场所和社区流转数量激增，这对车辆的安全停放和管理提出了更高的要求，引进先进的控制技术和管理方式，实现对大型停车库系统的集中化和智能化的安全性管理已经成为大规模停车服务管理的必然趋势。
停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出，车辆进入时给司机准确的车位数量，车辆进入后，记录车辆数量，车辆离开后，减少车辆数量。
车辆进出提示完全由PLC作为中央控制处理。
本设计是基于PLC的车辆出入库管理系统，使用两个光传感器来监控车辆的进出并完成计数工作，车辆进入时经过两个传感器使显示数字加一，车辆外出时经过两个传感器使显示数字减一，但当车辆只经过一个传感器时不计数。
进出的同时，道闸开关启停，控制门的开闭。
2.课程设计题目和要求
题目：
车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试
要求：
1.出入库控制程序控制要求
（1）入库车辆前进时，经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1，后退时经过2#传感器→1#传感器后，计数器B减1；（计数器B的初始值由计数器A送来）只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#传感器→1#传感器后，计数器B减1，后退时经过1#传感器→2#传感器后，计数器A加1；只经过一个传感器则计数器不动作。
（3）车辆入库或出库时，均应有警铃报警，定时3s钟。
（4）仓库启用时，先对所有用到的存储单元清零，并应有仓库空显示。
（5）若设仓库容量为50辆车，则仓库满时应报警并显示。
（6）若同时有车辆相对入库和出库（即入库车辆经过1#传感器，出库车辆经过2#传感器），应避免误计数。
2.I/O编址
3.编程并调试
4.I/O端子接线图
3.设计内容
3.1系统总体方案设计
3.1.1系统硬件配置及组成原理（要有系统组成图）
1.光电传感器的设计方案
光传感器的布置安装需要考虑误计数和漏计数问题，注意控制两个传感器之间的距离，用程序验证进出车库的是否是车辆，当人通过传感器时不可以计数；其次，采用逻辑互锁方式，启动加计数则要锁定减计数，产生加计数脉冲时则要锁定减计数脉冲。
如此以保证可靠性；最后，及时的进行复位处理，以免车辆在传感器附近作往返运动时错误计数。
门
闸
光光
电电
车辆传传车库
感感
器器
1#2#
光电传感器布置图
2.光电传感器原理图
光电开关有光导通，当车辆通过时，光电开关信号通过导线传送给PLC，如图所示：
光
电
开
关
S
R
光电开关导通示意图
光电传感器2#
光电传感器1#
3.系统的原理方框图
警鸣及显示机构
PLC
处理器
电动机（控制门的升降）
原理论述：
整个系统有一个启停开关，控制PLC工作。
通过在停车场进出口的传感器感应车辆的出入，从而输出信号。
入口有两个灯，分别是红灯和绿灯作为输出，电路中还有两个计数器，增计数器A和减计数器B各一个。
增计数器A的设定值是50。
计数器A、B随着车辆的进出而进行加减。
一旦增计数器A达到50，入口处的红灯就亮，提醒司机此时停车场的停车位已满。
而其他时候都绿灯，表示此停车场还有停车位。
有车辆进入时，经光电传感器1#时，门打开，经2#后门关闭。
车辆外出时，经光电传感器2#，门打开，经1#后，门关闭。
本系统设计通过光电传感器进行信息采集之后，传到可编程控制器进行处理，然后经过一系列相关处理之后实现车辆出入库管理。
总系统原理图、主电路和控制电路原理图如附录所示。
3.1.2系统变量定义及分配表
变量定义：
传感器1#接I0.1，传感器2#接I0.2，复位信号接I0.3，以此来输入信号至主控制器PLC，并经过相关分析处理后，通过输出端口输出信号，相应的灯和警铃动作。
同时中间继电器线圈KM1、KM2分别对应开关K1、K2，输出线圈分别用Q1、Q2控制电动机正反转，即门的开关（升降）。
限位上、下开关分别为I0.4、IO.5表示。
所选用的其它传感器型号及其参数表、I/O口的分配、PLC输出地址的分配如下所示：
1.光电传感器型号参数
传感器名称
传感器参数
光电传感器：
Q23系列偏振反射板式
Q23系列对射板式发射器（E）型号：
Q236E
Q23系列对射板式接受器（R）型号：
Q23SN6R
检测距离：
8m
供电电压：
24Vdc
输出形式：
互补型固态NPN
特点：
聚焦式焦距为50mm
•短距离和长距离直接反射式以及光纤式
•可见红色光源易于安装及对准
•带自诊断功能，有LED状态指示灯
•10～30Vdc供电电压
•互补型输出
•树脂密封电路及坚固的ABS外壳
•防护等级IP67和NEMA6
•可选电缆式或接插件式接线方式
•产品附带安装支架
2.I/O分配
输入信号
输出信号
传感器1#
I0.1
出入库警示
Q0.1
传感器2#
I0.2
满库警示
Q0.0
清零
I0.3
开门
Q0.2
上限行程开关
I0.4
关门
Q0.3
下限行程开关
I0.5
元器件
数量
应用
220Ω电阻
14个
上拉电阻
Q23系列光电传感器
2套
用于计数
SIMATICS7-200
1套
主控制器
LED灯（红·绿）
2个
出入库显示
电铃
2个
示警
行程开关
2个
控制电路
电动机
一台
开关门
熔断器
1套
保护电路
接触器
2个
接通、断开电路
热继电器
1个
保护电路
空气开关
2个
接通、断开电路
中间继电器
2个
辅助控制
4.元器件选型
5.PLC输入输出地址分配如下表：
输入信号
输出信号
设备
元件名称
元件符号
地址
设备
元件名称
元件符号
地址
传感器1#
光电开关
KF1
I0.1
电机正转信号
继电器线圈
KM1
Q0.2
传感器2#
光电开关
KF2
I0.2
电机反转信号
继电器线圈
KM2
Q0.3
上限行程开关
行程开关
SQ1
I0.4
有车位指示灯
指示灯
HL1
Q0.1
下限行程开关
行程开关
SQ2
I0.5
无车位指示灯
指示灯
HL2
Q0.0
报警铃声
警铃
BZ2
Q0.0
铃声
蜂鸣器
BZ1
Q0.1
3.1.3系统接线图设计
系统接线图如下所示：
I0.1
Q0.0
I0.2
Q0.1
I0.3
Q0.2
I0.4
Q0.3
I0.5
M
1MDC24V
L+IL
SB1
SB2
SB3
KM1
SQ1
KM2
SQ4
AC220V
设计系统接线图
3.2控制系统设计
3.2.1控制程序流程图设计
开始
PLC初始化
有车要进入车库
有车要出车库
触发传感器2发出信号
触发传感器1发出信号
车辆数量=50？
并报警红灯亮
绿灯亮
绿灯亮
不开门
开门
开门
传感器1发出信号
传感器2发出信号
关门
关门
计数器加1
计数器减1
结束
3.2.2控制程序时序图设计
I0.3
I0.1……
I0.2…进入车库
…50辆车后
T373s3s……
C20的位
Q0.0
Q0.1……
Q0.2……
Q0.3……
I0.4……
I0.5……
3.2.3控制程序设计
梯形图参附录，语句表如下：
Network1
LDI0.3
=M0.0
Network2
LDI0.1
ANI0.2
SM0.1,1
Network3
LDM0.1
AI0.2
=M0.2
RM0.1,1
Network4
LDI0.2
ANI0.1
SM0.3,1
Network5
LDM0.3
AI0.1
=M0.4
RM0.3,1
Network6
LDM0.2
OM0.4
OQ0.1
ANT37
=Q0.1
TONT37,300
Network7
LDM0.2
LDM0.0
CTUC20,50
Network8
LDM0.4
LDM0.0
CTDC40,50
Network9
LDC20
=Q0.0
Network10
LDM0.3
OM0.1
OQ0.2
ANI0.4
ANQ0.3
=Q0.2
Network11
LDM0.1
OM0.3
OQ0.3
ANI0.5
ANQ0.2
=Q0.3
4.设计总结
通过本次PLC课程设计,使我对PLC这门学科有了更深层次的认识并且使自己对PLC这一学科产生了浓厚的兴趣,在整个课程设计的过程中,通过图书馆阅览室，借书处和上网查资料，都使自己对PLC这一学科的知识得到了扩展，也发散了自己的思维。
在完成这个设计之后，我又重新将自己的设计仔细思考了一番，不会的地方和可以向老师和同学请教。
可能会在设计中碰到更多的问题，这就要求我要更多的去查资料，争取尽快的解决问题同时这样也能让我学到更多的知识，如在完成设计方案时，不仅仅像以往一样纸上谈兵，而是在实验室进行了实验验证，是理论与实践有了完美的结合。
通过这次课设使我对车库车辆出入库管理PLC梯形图控制程序设计与调试电路以及自动化的应用有了全面的了解。
在解决遇到的问题时会更加引发自己的思考，对自己的信心和毅力都是一种考验。
我想我们不论在学任何一门课程的过程中，都应当有一种勇于探索和不断创新的精神，同时毅力也是最好的催化剂。
我认为课程设计中的每一个环节都是对知识的一个总结和复习的过程。
总之，课程设计可能有的地方做的不是那么完美，但我觉得这是一次很好的锻炼机会，谢谢高老师的指导和帮助！
参考书目
[1]廖常初.PLC编程及应用.北京：
科学机械工业出版社，2008.1
[2]漆汉宏，魏艳君，王振臣.PLC电气控制技术.北京：
机械工业出版社，2006.12
[3]王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京：
北京航空航天大学出版社，2008.2
附录
系统原理电路如下所示：
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