1、电气控制课程设计专 业： 自动化 班 级： 动 201501 姓 名： 石宇 学 号： 201509323 评语：考勤 10 分 守纪 10 分 过程 30 分 设计报告 30 分 答辩 20 分 总成绩（100 分）电气控制课程设计报告指导教师： 姜香菊 兰州交通大学自动化与电气工程学院2018 年 7 月 6 日电气控制课程设计报告1停车场车位PLC控制1.问题分析及解决方案1.1 问题描述1）假设某停车场共有 16 个车位。2）在停车场入口处装设有一传感器，用来检测车辆进入的数目。3）在停车场出口处装设有一传感器，用来检测车辆出去的数目。4）尚有车位时，入口闸栏才可以将门开启让车辆进入停
2、放，并有一绿色指示灯表示尚有车位。5）车位已经满时，则有一红色指示灯显示车位已满，且入口闸栏不能开启让车辆进入停放。6）可以从 7 段数码管上显示目前停车场共有几部车。图 1 停车场车位控制示意图1.2 解决方案电气控制课程设计报告2控制系统运行过程中，入口处传感器检测到有车辆准备驶入时，首先判断库内车位是否有空位且闸栏是否处于下限位置，即闸栏是否处于关闭状态，若满足以上条件，则打开入口闸栏，允许车辆驶入，否则车辆需在入口处等待。库内车辆数目寄存在寄存器中，根据入口、出口传感器的检测结果对寄存器内容进行修改，即入口处传感器检测到有车辆入库则寄存器内容加 1，出口处传感器检测到有车辆离开则寄存器
3、内容减 1，以此实时更新停车场内车辆数目。同时，寄存器中的内容通过两个 7 段数码管进行显示。为实现以上功能，系统的启动、停止信号、传感器检测信号以及闸栏限位开关信号需要输入给 PLC，而控制闸栏开启/关闭的电机、指示灯以及数码管作为负载需要由 PLC 驱动。以上输入量需 24V 直流供电，而输出量需 220V 交流电源来驱动。2.PLC选型及硬件配置在该控制系统设计中，选择的硬件为S7-300系列PLC，中央机架的电源模块占用1号槽，选用“PS 307 10A”的电源模块。CPU模块占用2号槽，选择CPU 314模块。3号槽用于机架的扩展，由于本系统中机架无需扩展，故3号槽控制。4号槽配置3
4、2点DC 24V数字量输入模块，5号槽配置32点数字量输出模块。图2 PLC硬件配置表电气控制课程设计报告33.分配I/O地址表该停车场车位PLC 控制系统共有6个输入信号，分别为：控制系统启动信号、控制系统关闭信号、入口处传感器输入信号、出口处传感器输入信号、闸栏上限位置开关、闸栏下限位置开关；共有18个输入信号，分别为：入口闸栏开启（电机正转）、入口闸栏关闭（电机反转）、车位已满信号灯指示信号、有空车位信号灯指示信号、数码管1引脚信号、数码管2引脚信号。I/O地址分配见表1。表1 I/O地址分配表输入信号 输出信号名称 功能 输入端口地址 名称 功能 输出端口地址SB1 系统开启 I0.0
5、 KM1 入口闸门开启 Q6.0SB2 系统关闭 I0.1 KM2 入口闸门关闭 Q6.1SB3 入口传感器 I0.2 HL1 车位满指示灯 Q6.2SB4 出口传感器 I0.3 HL2 车位空指示灯 Q6.3SQ1 上限位置开关 I0.4 SEG1 数码管1 Q4.0-Q4.6SQ2 下限位置开关 I0.5 SEG2 数码管2 Q5.0-Q5.64.主电路图及PLC外部接线图主电路图如图3所示。电气控制课程设计报告4图3 系统主电路图PLC外部接线图如图 4所示。电气控制课程设计报告5图4 PLC外部接线图5.控制流程图及梯形图程序流程图见附录1。梯形图见附录2。6.程序调试程序调试过程见附
6、录3。7.心得体会通过本次课程设计，我对 PLC 控制系统的设计思想和设计方法有了较为系统地掌握，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复论证，许多问电气控制课程设计报告6题都有了较好的解决方案。同时，在此次课程设计中，我发现我的理论知识掌握的不够全面，设计中需要用到许多课程中未学到的知识，于是图书馆和网络成了我很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中，查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。这次课程设计使我们有机会把课堂的理论知识运用到实际应用中，并且通过对知识的综合运用，加入个人的分析和比较，加深了对理论知识的理解与应用，也让我更加理解了 PLC 的设计
7、理念。虽然本次课程设计每位同学需完成的控制系统均不相同，但在遇到问题时，大家都一起讨论解决，体现了集体的力量，大家也在讨论中掌握了更为丰富的知识、更为活跃的思维。电气控制课程设计报告7附录1：电气控制课程设计报告8电气控制课程设计报告9附录2：电气控制课程设计报告10电气控制课程设计报告11电气控制课程设计报告12电气控制课程设计报告13电气控制课程设计报告14电气控制课程设计报告15附录3：1.系统启动，数码管显示为0，有空车位2.有车辆准备驶入，闸栏开启，数码管显示数量加1电气控制课程设计报告163.车辆已驶入，闸栏关闭4.有车辆驶出，数码管显示数量减15.停车场车位已满，禁止车辆驶入 电气控制课程设计报告17
