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：徐文权

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.