基于PLC的车库门自动控制系统文档格式.docx

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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。

为此，本文对停车场智能控制管理上引入了PLC技术，对停车场进行了一个关于PLC为主的系统设计。

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

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。

本设计中采用西门子公司的S7-200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。

1.S7-200的特征

（1）体积小,尺寸:

160×

80×

62mm由于其紧凑的设计,S7-200可以适合于任何机器控制环境。

（2）易于使用:

通过STEP7-Micro/Dos软件可以非常方便地为S7-200编程,而且该软件能够在任何一台IBM兼容个人计算机上使用,哪怕是一台286的微机,要求MS-DOS5.0以上。

（3）灵活多用:

S7-200的输入/输出点可以支持各个领域的设备,如:

光电传感器,驱动马达按钮开关,灯,泵,搅拌器等。

2.S7-200的主要组成部件

（1）中央处理器（CPU）:

是控制系统的大脑,它根据用户程序进行控制,此次选择CPU224作为本设计的主机。

（2）输入和输出（I/O）:

是系统的控制点,输入用于监视现场装置，输出用于控制执行机构。

（3）编程口:

用于连接编程设备,例如,一台计算机或一个手持编程器如图2-1所示。

图2-1S7-200简易组成连接图

3.编程软件

S7-200的编程软件叫做STEP7-Micro/Dos它基于MS-Dos5.0上的版本。

STEP7-Micro/Dos的编程语言有两种表示方法:

指令表和梯形图。

2.2．汽车车库自动门电气控制系统的平面图

汽车车库自动门电气控制系统控制的平面图如图2-2所示。

说明：

超声波开关：

红色区域为超声波的感应范围，当小车进入到这个范围，超声波开关被触发，常闭变常开，常开变常闭。

它的初始状态是上面为常闭触点，下面为常开触点。

光电开关：

当有物体穿过开关，并遮住了光束，那么开关的状态常闭变常开，常开变常闭。

门下限开关：

当门下降，碰到它时，门下限开关会有动作，那么开关的状态常闭变常开，常开变常闭。

由于现在门是关闭的，因此它的初始状态是上面为常开触点，下面为常闭触点。

门上限开关：

当门上升时，碰到它时，门上限开关会有动作，那么开关的状态常闭变常开，常开变常闭。

门位电动机：

采用直流驱动，按正负方向接入电源，电动机正转（门上升），反之，电动机反转（门下降）。

2.2.2 

控制要求

PLC投入运行，系统处于初始状态，准备好启动。

库门设计为卷帘式，用一个电机来拖动卷帘。

正转接触器KM1使电机开门，反转接触器KM2使电机关门。

在库门的上方装设一个超声波探测开关S01，超声波开关发射超声波。

1）按下启动按扭，当有人或车由外到内进入超声波发射范围时，超声波开关便检测出超声回波，从而产生输出电信号（S01=ON），由该信号启动接触器KM1，电机M正转使卷帘上升开门，当到达开门限位开关位置时，电机停止运行。

2）如果此时车不想停入车库，需要离开，车离开超声波发射范围，5秒后，车库门自动关闭。

如果此时车又想开进车库，再次进入超声波发射范围，车库门停止关闭，进行开门动作。

3）当车开到车库门下时，在库门的下方装设一套光电开关S02，用以检测是否有物体穿过库门。

光电开关由两个部件组成，一个是能连续发光的光源；

另一个是能接收光束，并能将之转换成电脉冲的接收器。

若行车（人）遮断了光束，光电开关S02便检测到这一物体，产生电脉冲，在延时定时器5秒后，由该信号启动接触器KM2，使电机M反转，从而使卷帘开始下降关门，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行。

4）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外进入超声波发射范围时，则立即停止关门，并自动进入开门程序。

5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定问题，增加手动开门和关门开关。

2.3 

控制程序的编制，并画出硬件接线图

2.3.1主接线路如下图所示：

图2-3车库自动门主电路电路图

2.3.2PLC硬件连接线路如下图所示：

控制过程：

按下电子锁开关I0.0，电动机正转卷帘门打开，同时照明灯打开。

当电动机正转碰到上限位开关I0.1时，电动机停止转动卷帘门停止打开。

汽车开始驶进车库。

全部进入后，按下电子锁I0.3关门，电动机反转卷帘门开始关闭。

当到达下限位开关I0.2时，电动机停止转动，卷帘门关闭完成。

最后按下I0.5关闭照明灯。

或者有一个声音信号I0.6声控开关促使照明灯打开，计时器开始计时，10秒后照明灯自动关闭。

如此循环。

第4章停车场控制系统软件设计

4.1设计功能顺序如下图所示：

4.1．1车开进车库：

1）、运行项目，按下启动按钮SB5；

按键盘的向上方向键，控制小车前进；

当小车进入超声波区域时，车库门开启，到达上限位停止开门。

2）、车继续前进，当车穿过光电开关，开进车库时，定时器开始计时，3s后，开始关门，到达关门下限位时停止关门。

2、车开出车库：

1）、按下手动开门按钮后，车库门开启，到达上限位时，停止开门。

2）、车开出车库时，穿过关电开关和超声波区域，最后离开超声波区域，此时门自动关闭，无需手动去关门。

2.4、I/O口及定时器/计数器说明

I/O口分配表：

类别

元件

端子号

作用

输

入

SB1

I0.0

超声波开关

SB2

I0.1

开门上限开关

SB3

I0.2

开门下限开关

SB4

I0.3

关电开关

SB5

I0.4

启动/停止开关

SB6

I0.5

手动开门开关

SB7

I0.6

手动关门开关

出

KM1

Q0.0

电机正转接触器

KM2

Q0.1

电机反转接触器

定时器说明：

器件号

设定值

定时器

T38

3S

车触关电开关后，3秒后关自动门

2.5梯形图

2.6指令表

网络1

LDI0.0

OQ0.0

AI0.4

OI0.5

ANI0.1

ANI0.3

=Q0.0

网络2

LDNI0.0

OQ0.1

ANI0.2

=Q0.1

网络3

LDNI0.3

OM0.0

ANI0.0

=M0.0

网络4

LDM0.0

ANT38

TONT38,30

网络5

LDT38

OI0.6

第五章心得体会

拿到这个课题时，我第一次读过去，脑袋里留下了大概的设计要求。

就是电动机正反转控制自动门的打开与关闭，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。

还有就是室照明灯的要求。

这些都是一些简单的控制，看一下就可以想象出来车进出的情况。

但是到了真正编写程序的时候，发现并不是那么的容易。

车库门电子锁打开，如果光线差的话照明灯也打开。

然后车进入库内，门自动关闭。

到了这一环节，我一开始是考虑用两个压力传感器库外库内各一个，当车入库时，碰到外面的传感器时自动门不动作，而碰到室内的压力传感器时门就会关闭，车出库时反之。

可是，当我在编程序的时候，发现并不是那么简单，编着编着发现我自己就被绕进去了。

后来没办法去求助了一下同学，研究了好长时间，发现我们能力有限，虽然很简单，但是却很饶人。

于是我就回来继续思考，我想到了另一个方案，就是在自动门的下面放一个压力传感器，然后用一个定时器，30秒左右的时间，当汽车走到车库门口时，碰到压力传感器，然后计时器开始工作，30秒后接收到信号，门开始自动关闭。

并且简化了程序，避免了两个传感器交叉使用时会产生的混乱。

但是，我又发现另一个问题，如果车行道门口突然停住了，定时器五秒后门开始关闭，这样的话就出现了一个致命的错误，而且上网查了一下压力传感器的价格，发现他不是太便宜，用在家用车库中不切实际。

结果发现不可行。

后来，经过老师的指导，用电子锁控制自动门的关闭，结果发现可行，并且能达到要求的控制要求。

在此设计完成之际，我要衷心感谢三年来一直真心爱护我，热情帮助我的老师和同学们。

在这个设计中我既感到了很多的不足，也学到了很多的知识。

最后，谨向所有曾经关心和帮助我的老师和同学表示感谢。

向审阅本设计的各位老师表示深深地谢意。

祝愿母校飞黄腾达！

通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。

更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。

设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。

在此，我非常感谢在毕业设计期间给与我帮助的人们。

我首先向指导老师茅红霞老师表达诚挚的谢意，她严谨的治学态度，广博的理论知识，丰富的工作经验，务实的工作态度，使我受益匪浅。

我不仅从她的身上学到了许多的学习方法，还学会了很多做人的道理，这将是我终身受益。

在整个设计过程中，茅老师提出来宝贵的意见和建议，指导我如何准备材料，整理文章以及写设计过程中提出了许多解决方案，才使我的毕业设计获得全面改进，顺利完成。

本设计中依然存在着许多问题，系统中的许多功能和作用，都因资源有限以及个人能力有限而未能得到进一步地改进与完善，但由以上这个简单的例子我们依旧可以看出,运用PLC设计车库管理系统非常方便。

无论是从设计思路还是设计过程都十分清晰,使得人们运用起来得心应手,并且调试管理简单明了。

PLC无论在工业生产上还是在民用商用设计上都显示出很大的发展潜力,将会的未来的日子里继续发挥作用。

我也将在未来的日子里努力钻研，希望能够发掘自己的潜力，提高设计水平。

最后，感谢老师们三年以来不辞辛劳地悉心教导，特别是本次毕业设计的指导老师----林晓鹏老师，在此期间给您添了许多麻烦，再次感谢您对我们付出，望今后工作顺利，身体健康！