自動車庫控制系統(tǒng)設計

1、<p>　　自動車庫控制系統(tǒng)設計 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對車庫的需求量日益增長。車庫門產(chǎn)品是在我國建筑市場發(fā)展過程中到迅速發(fā)展。我國車庫門業(yè)的現(xiàn)狀是：80年代初我國與世界各國的交流漸漸多了起來，當時的工業(yè)產(chǎn)品展覽會上就有瑞典的車庫門而且是上滑道車庫門，那時，有超前意識的企業(yè)開始研制車庫門，

2、當然在20世紀80年代更多的還是卷簾門的市場占了80%，盡管卷簾門的噪音高達 60-80分貝，但是卷簾門產(chǎn)品從結構上已經(jīng)用上了彈簧鋼帶。車庫門不是說結構繁雜就是好產(chǎn)品，只要我們的設計理念是先進的，發(fā)展方向當然是以簡便、耐用為根本原則。這好比照相機發(fā)展到一定程度就有了很普及的傻瓜和數(shù)碼照相機。但是產(chǎn)品的品質不是落后而是向更先進和更趨于人性的智能、安全、耐用的方向發(fā)展智能車庫將是信息社會最重要的基礎設施之一，停車場管理控制系統(tǒng)則是現(xiàn)代建筑中

3、不可或缺的一部分。</p><p>　　隨著計算機控制技術的發(fā)展，停車場管理控制系統(tǒng)的功能及軟硬件設施也伴隨其發(fā)展而不斷改進。本文主要闡述了車庫自動門的設計思想與程序編制, 應用PLC作為現(xiàn)場控制器，對現(xiàn)場設備進行信號采集與控制。控制的說明、系統(tǒng)流程圖、外部接線圖、梯形圖必要的文字說明介紹了以PLC為應用的車庫自動門的系統(tǒng)軟件設計。根據(jù)管理及控制功能需求，充分研究了相關系統(tǒng)組件的工作原理及性能指標，據(jù)此進行系統(tǒng)功

4、能設計及硬件選型。此系統(tǒng)對車庫的管理有很大的幫助、對疏導交通流量、提高道路通行能力有明顯的效果，有很大的實用價值。</p><p>　　關鍵詞：可編程控制器 S7-200 自動車監(jiān)庫控制系統(tǒng)；車庫 ；監(jiān)控系統(tǒng)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要 I</b></p&g

5、t;<p>　　ABSTRACT錯誤!未定義書簽。</p><p><b>　　目 錄II</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1車庫研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2 車庫研究意義……………………………………………………

6、………………1</p><p>　　第2章 車庫控制系統(tǒng)硬件設計2</p><p>　　2.1可編程控制器PLC的選型2</p><p>　　2.2電動機的選型6</p><p>　　2.2.1直流電動機的優(yōu)勢……………………………………………………………………8</p><p>　　2.3汽車車庫自動門電氣控

7、制系統(tǒng)的平面圖及控制要求………………………………….9</p><p>　　2.4自動車庫控制要求10</p><p>　　2.4.1控制程序的編制，并畫出硬件接線圖11</p><p>　　第3章停車場控制系統(tǒng)軟件設計13</p><p>　　3.1設計功能順序13</p><p>　　3.1.1 I/O口及

8、定時器/計數(shù)器說明14</p><p><b>　　結 論16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　致 謝17</b></p><p>　　附 錄一車庫控制系統(tǒng)梯形圖19</p><p>

9、　　附 錄二車庫控制系統(tǒng)指令表…………………………………………. 20</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1車庫研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　車庫的發(fā)展，應該說從第一輛汽車誕生以來就隨之產(chǎn)生。公安部交通管理局的統(tǒng)計顯示，截至2006年底，我國汽車保有量為2421萬輛，與2

10、005年相比，增長279萬輛，增長率為13%。在汽車快速增加的同時，“停車難”的問題越來越嚴重的凸顯出來。</p><p>　　以上海市為例，截止2006年底，上海市己擁有機動車輛150萬輛，其中汽車80萬輛。而目前全市各類停車場停車位加起來約為49萬個。而這種情況也擋不住上海市機動車輛以每年7萬輛的數(shù)量迅猛增長。據(jù)預測，到2012年機動車擁有量將達到200多萬輛。</p><p>　　停

11、車泊位的現(xiàn)狀及發(fā)展速度遠遠不能適應客觀發(fā)展的需求。而對于快速發(fā)展的中國各個城市，停車難也隨著城市經(jīng)濟的快速發(fā)展和汽車數(shù)量的激增接踵而來。資料顯示，全國36個大中城市停車位滿足率不足20%，也就是說，目前我國城市每5輛機動車輛只有1個停車位。</p><p>　　國內(nèi)家用汽車擁有量的迅速增加，使城市道路交通變得十分擁擠，各大城市高峰時塞車已經(jīng)成為天天可見的一道景觀。家用汽車的停放也逐漸成為一個社會問題。我國大城市中

12、由于停車位少，而土地越來越緊缺的情況下，停車位價格十分昂貴，為解決城市停車難的問題，家用車庫是必然出路。我國家用車庫發(fā)展雖經(jīng)歷了近幾十年的發(fā)展，但仍處于初級的停車功能，是最原始的使用階段，它的設計水平、經(jīng)濟價值還有待于完善和開發(fā)。為此對家用車庫設計方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實意義和潛在的市場經(jīng)濟效益。</p><p><b>　　1.2車庫研究意義</b></p><p>

13、　　隨著生產(chǎn)力和科學技術的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動大量的使用了自動化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度上提高了生產(chǎn)效率，又進一步的促進了生產(chǎn)力的快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。</p><p>　　近20年來，隨著我國城市建設速度的加快，城市交通需求量也日益增大，城市人口相對密集，無論是私家車輛還是公交車輛都不能真正滿足正常的停放，公交需求更很大。因此車輛停放依舊是市民最關注的問題。</p

14、><p>　　在超級市場、公共建筑、銀行、別墅車庫門，經(jīng)常使用自動門控制系統(tǒng)。早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已經(jīng)逐漸被淘汰。1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特點是：具備邏輯控制、定時、計數(shù)、等功能，編程語言采用直觀的梯形圖語言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。</p><p>　　PLC控制自動門由于具有故障率

15、低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點，因而得到廣泛的應用。所以在停車場智能管理領域，相應的也出現(xiàn)了PLC停車場智能管理的概念，即含有高科技的智能系統(tǒng)，與普通的停車系統(tǒng)不同的是，它能以PLC技術為基礎來解決停車難的問題，直接為目標安全、迅速地到達目的地。停車場管理系統(tǒng)重點要做到準確指示車輛進出,車輛進入時給與司機準確的車位數(shù)量與具體位置,車輛進入車庫后,記錄車輛總量;車輛離開車庫時,減少車輛數(shù)量。車輛進出指示可完全由PLC進行中央控制處理,停車場

16、空位指示可利用價格便宜的數(shù)碼管顯示。因此，在大力加強車輛停放智能管理的建設方面，尤其在實現(xiàn)快捷、便利、安全這一點上擁有很大的發(fā)展空間和潛力。</p><p>　　第2章停車場控制系統(tǒng)硬件設計</p><p>　　2.1可編程控制器PLC的選型 </p><p>　　一、PLC功能特點及選型 </p><p>　　PLC目前主要的品牌有：美國

17、AB，比利時ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺達，富士，施耐德，信捷 創(chuàng)研等。</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p>　　1、開關量的邏輯控制</p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳

18、統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。</p><p><b>　　2、模擬量控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。

19、PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　3、運動控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的

20、產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。</p><p><b>　　4、過程控制</b></p><p>　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能

21、模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。</p><p><b>　　5、數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控

22、制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　6、通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各P

23、LC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　由于S7-200優(yōu)越的性能表現(xiàn)為極高的可靠性極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，豐富的內(nèi)置集成功能，實時特性，強勁的通訊能力，豐富的擴展模塊，所以本設計中采用西門子公司的S7-200型PLC。</p><p>　　二、S7-200簡介</p>&l

24、t;p><b>　　1.概述</b></p><p>　　S7-200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。</p><p>　　2．S7-200優(yōu)點</p><p>

25、　　S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： </p><p>　　a 極高的可靠性。 </p><p>　　b 極豐富的指令集。 </p><p><b>　　c 易于掌握。 </b></p><p><b>　　d 便捷的操作。 </b></p><p>　　e 豐富的內(nèi)

26、置集成功能。 </p><p><b>　　f 實時特性。 </b></p><p>　　g 強勁的通訊能力。 </p><p>　　h 豐富的擴展模塊。</p><p>　　3.S7-200適用范圍</p><p>　　S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼

27、電器的簡單控制到更復雜的自動化控制。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。如：沖壓機床，磨床，印刷機械，橡膠化工機械，中央空調，電梯控制，運動系統(tǒng)。---- S7-200系列PLC可提供4個不同的基本型號的8種CPU供選擇。</p><p><b>　　4.CPU單元設計</b></p>

28、<p>　　集成的24V負載電源：可直接連接到傳感器和變送器（執(zhí)行器），CPU 221，222具有180mA輸出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分別輸出280，400mA。可用作負載電源。 </p><p>　　a.不同的設備類型 </p><p>　　CPU 221~226各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 </p><

29、p>　　b.本機數(shù)字量輸入/輸出點 </p><p>　　CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點，CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點，CPU 224具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 224XP具有14個輸入點和10個輸出點，CPU 226具有24個輸入點和16個輸出點。 </p><p>　　c.本機模擬量輸入/輸出點 </p><p>　　CP

30、U 224XP具有2個輸入點，1個輸出點。 </p><p><b>　　d.中斷輸入。 </b></p><p>　　允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 </p><p><b>　　e.高速計數(shù)器 </b></p><p>　　CPU 221/222 </p><p

31、>　　4個高速計數(shù)器（30KHz），可編程并具有復位輸入，2個獨立的輸入端可同時作加、減計數(shù)，可連接兩個相位差為90°的A/B相增量編碼器。 </p><p>　　CPU224/224XP/226 </p><p>　　6個高速計數(shù)器（30KHz），具有CPU221/222相同的功能。 </p><p>　　CPU 222/224/224XP/226

32、 </p><p>　　可方便地用數(shù)字量和模擬量擴展模塊進行擴展。可使用仿真器（選件）對本機輸入信號進行仿真，用于調試用戶程序，本設計選用CPU224。</p><p><b>　　5.模擬電位器</b></p><p>　　CPU221/222 1個 </p><p>　　CPU224/224XP/226 2個 <

33、;/p><p>　　CPU221/222/224/224XP/226 </p><p><b>　　6.脈沖輸出</b></p><p>　　2路高頻率脈沖輸出（最大20KHz），用于控制步進電機或伺服電機實現(xiàn)定位任務。 </p><p><b>　　7.實時時鐘</b></p><

34、p>　　例如為信息加注時間標記，記錄機器運行時間或對過程進行時間控制。 </p><p>　　EEPROM存儲器模塊（選件） </p><p>　　可作為修改與拷貝程序的快速工具（無需編程器），并可進行輔助軟件歸檔工作。 </p><p><b>　　8.電池模塊</b></p><p>　　用于長時間數(shù)據(jù)后備。用

35、戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時器，計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長存貯時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 </p><p>　　9.編程：CPU 221/222/224/224XP/226</p><p>　　STEP7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件可以對所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能進行

36、編程。同時也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1軟件包，但是它只支持對S7-21x同樣具有的功能進行編程。 </p><p>　　STEP 7-Micro/DOS不能對CPU 221/222/224/224XP/226編程。如果使用PG/PC的串口編程，則需要使用PC/PPI電纜。 </p><p>　　如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1編程軟件，則也

37、可以通過SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下，通訊速率可高達187.5kbit/s。 </p><p>　　可以利用PC/PPI 電纜和自由口通訊功能把 S7-200 CPU 連接到許多和RS-232標準兼容的設備。 </p><p>　　10.有兩種不同型號的 PC/PPI 電纜：</p><p>　　帶有RS-232口的隔離型 PC/