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车库自动门控制系统设计

《车库自动门控制系统设计》
课程设计说明书
专业班级:10级自动化(1)班
姓名:胡佳琪伍振朱炜敏吴一凡
学号:
指导教师:***
设计时间: 2012年12月29日
物理与电气工程学院
2012年12月29日
随着汽车产业的不断发展,现在拥有汽车的人越来越多,对好的车库门的需求也在不断增大。

智能车库的应用也越来越广泛,普通家庭车库管理控制系统在建筑中是不可缺少的,同时也是建筑物智能化的重要指标。

随着计算机控制技术的发展,停车场管理控制系统的功能及软硬件设施也伴随其发展而不断改进。

本次课程设计主要阐述车库自动门的设计思想与程序编制,应用PLC自动控制技术实现自动控制车库门的打开或关闭。

当车接近门时,通过车灯闪烁3次将车库门打开,一定时间后车库门自动关闭,并对开启和关闭的过程实现控制系统。

此系统对车库的管理有很大的帮助,对于用户便捷的停车具有明显的效果,有很大的实用价值。

关键词可编程控制器;PLC S7-200;车库自动门控制系统
1 车库自动门的介绍............................................................
1.1 研究背景与研究意义........................................................
1.2 功能需求分析..............................................................
1.3 车库自动门的结构..........................................................
1.4 控制要求..................................................................
2 硬件设计....................................................................
2.1 控制器PLC................................................................
2.2 驱动装置..................................................................
2.3 其他配置..................................................................
3 软件设计....................................................................
3.1 I/O口分配表...............................................................
3.2 外围连接图................................................................
3.3 程序流程图................................................................
3.4 系统梯形图................................................................
随着生产力和科学技术的不断发展,人们的日常生活和生产活动大量的使
用了自动化控制,不仅节约了人力资源,而且很大程度上提高了生产效率,又进一步的促进了生产力的快速发展,并不断的丰富着人们的生活。

早期的自动化控制系统是依靠继电-接触器来实现的,其特点是:结构简单、价格低廉、抗干扰能力强,可以实现集中控制和远距离控制,但是其采用固定接线,通用性和灵活性差;有采用触点的开关动作,工作频率低。

触点易损坏,可靠性差。

1969年,出现了可编程逻辑控制器PLC(Programmable Logic Controller),其特点是:具备逻辑控制、定时、计数、等功能,编程语言采用直观的梯形图语言,软件更改方便,通用性和灵活性好。

目前,可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展,与计算机技术相结合,形成工业控制及系统、分布式控制系统DCS(Distributed Contro System)、现场总线控制系统FCS (Field bus Control System),这将是PLC的功能更强,可靠性更高,使用更
方便,适用范围更广。

本设计主要是针对家用车库自动门的自动开关控制而论,自动门控制装置系统有检测元件、可编程控制器(PLC)、电动机、显示灯等组成。

1 车库自动门的介绍
1.1 研究背景与研究意义
随着生产力和科学技术的不断发展,人们的日常生活和生产活动大量的使用了自动化控制,不仅节约了人力资源,而且很大程度上提高了生产效率,又进一步的促进了生产力的快速发展,并不断的丰富着人们的生活。

近几年来,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,城市人口相对密集,无论是私家车辆还是公交车辆都不能真正满足正常的停放,公交需求更很大。

因此车辆停放依旧是市民最关注的问题。

可编程逻辑控制器PLC,其特点是:具备逻辑控制、定时、计数、等功能,编程语言采用直观的梯形图语言,软件更改方便,通用性和灵活性好。

1.2 功能需求分析
车库门的安全性要好、抗风能力强、不易老化。

车库门的面积5平方米。

车库门的类型有很多种,本次设计的是选择卷帘门,用车灯闪烁、延时等方法控制车库门开关。

门机安装在远离门铰链一侧,驱动力直接作用在大门升、降的方向向上。

省电、高效。

如果出现故障时,用专用按钮方便地转换成手动操作。

在门体移动的过程中,能够根据整个门的状态自动调整到最佳位置。

车停好后,在感应器的感应下车库门在一定的时间内会自动关门。

1.3 车库自动门的结构
图1 车库自动门平面图
1.4 控制要求
1.车到门前,车灯亮3次。

2.车感传感器接收到3个车灯的亮,灭信号后,延时5S,车库门自动上卷,动作指示灯亮。

3.门上行碰到上限位开关,门全部打开,此时停止上行。

4.车进入车库,车位传感器检测到车停到车位,延时5S,门自动下行,动作指示灯亮。

5.门下行碰到下限位开关,门全部关闭,此时停止下行。

6.车库内核、车库外还设有自动控制开关,可以控制门的开门、关门和停止。

2 硬件设计
2.1 控制器PLC
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的控制系统。

可编程控制器具有能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单等优点,是当代工业生产自动化的主要手段和重要的自动化控制设备。

由于PLC在自动化控制中的种种优势,因此被广泛的引用于自动门系统中。

选择适当类型的PLC确定I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等),并列出I/O点清单。

进行内存容量的估计,适当留有余量。

设计中采用的是三菱型PLC,其优越的性能表现为极高的可靠性极丰富的指令集,易于掌握,便捷的操作,丰富的内置集成功能,实时特性,强劲的通讯能力,丰富的扩展模块。

可编程逻辑控制器PLC,其特点是:具备逻辑控制、定时、计数、等功能,编程语言采用直观的梯形图语言,软件更改方便,通用性和灵活性好。

2.2 驱动装置
电动机的选择:交流电动机,额定电压220V,最大推拉力1200N,工作电压24V,待机耗电1W,内部还设置电池供电。

下图是车库自动门电动机正反转主电路
2.3 其他配置
车库内、外控制开关门的按钮,用于感应器出现故障时候的手动操作,这样设计使得整个设计更具人性化。

3 软件设计
3.1 I/O口分配表
图3 输入输出分配表
3.2 外围连接图
3.3 程序流程图
图5 车库自动门控制流程图3.4 系统梯形图
小结
当我们选择这个课题时,就有了大概的设计要求。

选择的课题就是车库自动门,还有就是限位开关控制自动门电动机的到位停止。

这是汽车进出库必须的要求。

但是到了真正编写程序的时候,却发现并不是那么的容易。

车库门是用感应器打开,然后车进入库内,又用感应器关闭。

设计时发现自己能力有限,所以就设计的简单一点。

虽然很简单,但是编程也不是很容易。

结果大家一起研究把程序大致编出来。

通过自己的努力把这次的课程设计完成。

参考文献
[1] 史国生,电气控制与可编程控制器技术,化学工业出版社,2010.
[2] 王永华,现代电气及可编程控制技术,北京航空航天大学出版社,2002.
[3] 王仁祥,常用低压电器原理及其控制技术,机械工业出版社,2001.
[4] 张万忠,可编程控制器应用技术,化学工业出版社,2002.
[5] 张凤珊,电气控制及可编程控制器,中国轻工业出版社,2001.
[6] 徐世许,可编程序控制器原理应用网络,中国科学技术大学,2000.。

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