自动车库门控制系统设计

（2012届）专科毕业设计（论文）资料题目名称：自动车库门控制系统设计学院（部）：专业：学生姓名：班级：学号指导教师姓名：职称最终评定成绩：大学毕业设计（论文）I摘要随着汽车产业的发展，人们对车库的需求量日益增长。车库门产品是在我国建筑市场发展过程中到迅速发展。我国车库门业的现状是：80年代初我国与世界各国的交流渐渐多了起来，当时的工业产品展览会上就有瑞典的车库门而且是上滑道车库门，那时，有超前意识的企业开始研制车库门，当然在20世纪80年代更多的还是卷帘门的市场占了80%，尽管卷帘门的噪音高达60-80分贝，但是卷帘门产品从结构上已经用上了弹簧钢带。车库门不是说结构繁杂就是好产品，只要我们的设计理念是先进的，发展方向当然是以简便、耐用为根本原则。这好比照相机发展到一定程度就有了很普及的傻瓜和数码照相机。但是产品的品质不是落后而是向更先进和更趋于人性的智能、安全、耐用的方向发展智能车库将是信息社会最重要的基础设施之一，停车场管理控制系统则是现代建筑中不可或缺的一部分。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。本文主要阐述了车库自动门的设计思想与程序编制,应用PLC作为现场控制器，对现场设备进行信号采集与控制。控制的说明、系统流程图、外部接线图、梯形图必要的文字说明介绍了以PLC为应用的车库自动门的系统软件设计。根据管理及控制功能需求，充分研究了相关系统组件的工作原理及性能指标，据此进行系统功能设计及硬件选型。此系统对车库的管理有很大的帮助、对疏导交通流量、提高道路通行能力有明显的效果，有很大的实用价值。关键词：可编程控制器S7-200自动车监库控制系统；车库；监控系统II目录摘要................................................................IABSTRACT...........................................错误!未定义书签。目录..................................................................II第1章绪论.......................................................11.1车库门研究现状.....................................................21.2车库门研究意义……………………………………………………………………1第2章停车场控制系统硬件设计................................22.1可编程控制器PLC的选型.........................................22.2电动机的选型..........................................................62.2.1直流电动机的优势……………………………………………………………………82.3汽车车库自动门电气控制系统的平面图及控制要求………………………………….92.4自动车库门控制要求...................................................102.4.1控制程序的编制，并画出硬件接线图..................................11第3章停车场控制系统软件设计.......................................133.1设计功能顺序.......................................................133.1.1I/O口及定时器/计数器说明.......................................14结论..................................................................16参考文献..............................................................17致谢.................................................................17附录一车库门控制系统梯形图.......................................19附录二车库门控制系统指令表………………………………………….20湖南工业大学本科毕业设计（论文）1第1章绪论1.1车库门研究现状车库的发展，应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生。公安部交通管理局的统计显示，截至2006年底，我国汽车保有量为2421万辆，与2005年相比，增长279万辆，增长率为13%。在汽车快速增加的同时，“停车难”的问题越来越严重的凸显出来。以上海市为例，截止2006年底，上海市己拥有机动车辆150万辆，其中汽车80万辆。而目前全市各类停车场停车位加起来约为49万个。而这种情况也挡不住上海市机动车辆以每年7万辆的数量迅猛增长。据预测，到2012年机动车拥有量将达到200多万辆。停车泊位的现状及发展速度远远不能适应客观发展的需求。而对于快速发展的中国各个城市，停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。资料显示，全国36个大中城市停车位满足率不足20%，也就是说，目前我国城市每5辆机动车辆只有1个停车位。国内家用汽车拥有量的迅速增加，使城市道路交通变得十分拥挤，各大城市高峰时塞车已经成为天天可见的一道景观。家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。我国大城市中由于停车位少，而土地越来越紧缺的情况下，停车位价格十分昂贵，为解决城市停车难的问题，家用车库是必然出路。我国家用车库发展虽经历了近几十年的发展，但仍处于初级的停车功能，是最原始的使用阶段，它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。为此对家用车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。1.2车库门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20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。在超级市场、公共建筑、银行、别墅车库门，经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已经逐渐被淘汰。1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），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。PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。所以在停车场智能管理领域，相应的也出现了PLC停车场智能管理的概念，即含湖南工业大学本科毕业设计（论文）2有高科技的智能系统，与普通的停车系统不同的是，它能以PLC技术为基础来解决停车难的问题，直接为目标安全、迅速地到达目的地。停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出,车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位置,车辆进入车库后,记录车辆总量;车辆离开车库时,减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC进行中央控制处理,停车场空位指示可利用价格便宜的数码管显示。因此，在大力加强车辆停放智能管理的建设方面，尤其在实现快捷、便利、安全这一点上拥有很大的发展空间和潜力。第2章停车场控制系统硬件设计2.1可编程控制器PLC的选型一、PLC功能特点及选型PLC目前主要的品牌有：美国AB，比利时ABB，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷创研等。目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。1、开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。2、模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3、运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4、过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得湖南工业大学本科毕业设计（论文）3较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。5、数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。6、通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。由于S7-200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，所以本设计中采用西门子公司的S7-200型PLC。二、S7-200简介1.概述S7-200是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。2．S7-200优点S7-200系列出色表现在以下几个方面：a极高的可靠性。b极丰富的指令集。c易于掌握。d便捷的操作。e丰富的内置集成功能。f实时特性。g强劲的通讯能力。h丰富的扩展模块。3.S7-200适用范围S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替湖南工业大学本科毕业设计（论文）4代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。----S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供选择。4.CPU单元设计集成的24V负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU221，222具有180mA输出，CPU224，CPU224XP，CPU226分别输出280，400mA。可用作负载电源。a.不同的设备类型CPU221~226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。b.本机数字量输入/输出点CPU221具有6个输入点和4个输出点，CPU