《车库自动门控制系统设计 毕业论文-》由会员分享,可在线阅读,更多相关《车库自动门控制系统设计 毕业论文-(17页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业设计题目:车库自动门控制系统 院、系(站): 学科专业: 学 生: 学 号: 指导教师: 20 年 月 摘要随着汽车产业的发展,人们对车库的需求量日益增长。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
2、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 Fx-pcs-winC330 自动车库门控制系统目 录摘 要I绪 论4第一章 自动门介绍51.1 研究背景与研究意义51.2 自动门的分类51.3 本章小结5第二章 PLC的介绍及选择62.1 PLC的简介62.2 PLC的主要功能及特点72.2.1 PLC的主要功能72.2.2 PLC的特点82.3 PLC的组成与基本结构82.4 PLC的工作原理92.5 本章小结10第三章 车库自动门控制系统的设计113.1车库自动门电气控制系
3、统的平面图及说明113.2 车库自动门的控制要求123.3 控制程序的编制及硬件接线图133.4 车库自动门控制系统的软件设计143.4.1 设计功能顺序图143.4.2 I/O口及定时器/计数器说明153.4.3 系统梯形图及指令语名表163.5本章小结17结 论24设计总结25致 谢26参考文献27绪论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
4、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(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。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,即含有高科技的智能系统,与普通的停车
5、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。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。第一章 自动门的介绍本章主要从自动门的研究背景与意义、自动门的介绍及起源、自动门
6、的组成及分类三个部分来对自动门进行简单的了解。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
7、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。1.2自动门的分类 自动门主要有:旋转自动门、弧形自动门、平滑自动门、平开自动门、折叠自动门、重叠自动门、医用自动门、卷闸自动门、车库自动门、特种自动门等。1.3 本章小结本章主要介绍了自动门控制系统的研究意义与背景、自动门的介绍与起源、自动门的组成及分类。主要是对自动门的发展历史以及其基本概念有一个大致的了解,为下面的设计打下一个基础。第二章 PLC的介绍及选择可编程控制器(Programmable Control
8、ler 简称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。2.1 PLC的简介由于PLC在不断发展,因此,对它进行确切的定义是比较困难的。美国电气制造商协会(NEMA)经过四年的调查工作,于1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable C
9、ontroller),但为了与个人计算机PC(Personal Computer)相区别,常将可编程控制器简称为PLC,并给PLC作了定义:可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入输出接口,以位运算为主,能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能,用于控制器或产生过程的自动化控制装置。1982年,国际电工委员会(International Electrical Committee,IEC)颁布了PLC标准草案第一稿,1985年提交了第二稿,并在1987年的3稿中对PLC作了如下的定义:“PLC是一种数字运算的电子系统,专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序控制器的存储器,用来在其
10、内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入,控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备,都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。”上述的定义表明,PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置,是以微处理器为基础,结合计算机技术、自动控制技术和通信技术,用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程是一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。2.2 PLC的主要功能及特点2.2.1 PLC的主要功能1.开关逻辑和顺序控制这是PLC应用最广泛、最基本的场合。它的主要功能是完成开关逻辑运算
11、和进行顺序逻辑控制,从而可以实现各种控制要求。2.模拟控制(A/D和D/A控制)在工业生产过程中,许多连续变化的需要进行控制的物理量,如温度、压力、流量、液位等,这些都属于模拟量。过去,PLC长于逻辑运算控制,对于模拟量的控制主要靠仪表或分布式控制系统,目前大部分PLC产品都具备处理这类模拟量的功能,而且编程和使用方便。3.定时/计数控制PLC具有很强的定时、计数功能,它可以为用户提供数十甚至上百个定时器与计数器。对于定时器,定时间隔可以由用户加以设定;对于计数器,如果需要对频率较高的信号进行计数,则可以选择高速计数器。4步进控制PLC为用户提供了一定数量的位移寄存器,用位移寄存器可方便地完成
12、步进控制功能。5.运动控制在机械加工行业,可编程序控制器与计算机数控(CNC)集成在一起,用以完成机床的运动控制。6.数据处理大部分PLC都具有不同程度的数据处理能力,它不仅能进行算术运算、数据传送,而且还能进行数据比较、数据转换、数据显示打印等操作,有些PLC还可以进行浮点运算和函数运算。7.通信联网PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC之间、PLC与计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。2.2.2 PLC的特点1.可靠性高,抗干扰能力强 2.配套齐全,功能完善,适用性强 3.易学易用,深受工程技术人员欢迎 4.系统的设计、建造工作量小,维护方便
13、,容易改造 5.体积小,重量轻,能耗低 2.3 PLC的组成与基本结构PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物,从广义上讲,PLC也是一种计算机系统,只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/输出接口,具有更适用于控制要求的编程语言,具有更适应于工业环境的抗干扰性能。因此,PLC是一种工业控制用的专用计算机,它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同,也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。PLC的硬件系统由主机系统(如图2.1)、输入/输出扩展环节及外部设备组成。图2-1 PLC硬件主机系统图2.4 PLC的工作原理可编程控制器是一种专用的工业控制计算机,其工作原理与计算机控
14、制系统的工作原理基本相同。PLC是采用周期循环扫描的工作方式,CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描,并用周期性的地集中采样、集中输出的方式来完成。一个扫描周期(工作周期)主要成分为以下几个阶段:1.输入采样扫描阶段这是第一个集中批处理过程,PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号,不论输入端子上是否接线,CPU顺序读取全部输入端,将所有采集到的一批输入信号写到输入映像寄存器中,在当前的扫描周期内,用户程序用到的输入信号的状态是否变化。即使此时外部输入信号的状态发生了变化,也只能在下一个扫描周期的输入采样扫描阶段去读取,对于这种采集输入信号
15、的批处理,虽然严格上说每个信号被采集的时间有先有后,但由于PLC的扫描周期很短,这个差异对一般工程应用可忽略,所以可以认为这些采集到的输入信息是同时的。2.执行用户程序扫描阶段这是第二个集中批处理过程,在执行用户程序阶段,CPU对用户程序按顺序进行扫描。如果程序用梯形图表示,则总是按先上后下、从左到右的顺序进行扫描,每扫描到一条指令,所需要的输入信息的状态均从输入映像寄存器中去读取,而不是直接使用现场的立即输入信号。对其他信息,则是从PLC的原件映像寄存器中去读取,在执行用户程序中,每一次运算的中间结果都立即写入元件映像寄存器中,对输出继电器的扫描结果,也不是马上去驱动外部负载,而是将其结果写入到输出映像寄存器中。在此阶段,允许对数字量I/