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1、基于MCGS的小车入库设计 姓 名 学 号 班 级 专 业 电气自动化 院 系 机电工程学院 指导教师 2015年 10 月 24 日 目 录摘 要5前言6第一章.控制系统的方案确定71.1 系统控制方案：71.2 系统控制要求：7第二章.自动车库门控制系统的软硬件选型82.1 车库门的驱动装置82.2 车库门的控制电路82.3 命令输入设备选型92.3 传感器和变送器选型92.4 执行器选型102.4.1 中间继电器选型102.4.2 报警灯选型10第三章. 组态软件介绍113.1 工控组态软件介绍113.2 MCGS组态软件的系统构成113.3 MCGS组态软件的功能和特点133.4 MC
2、GS组态软件的工作方式14第四章. 设计思路15第五章. 组态画面的设计165.1 变量定义165.2各变量的的动态设置：175.3 门的动画效果：17185.4 车的动画效果：185.5 按钮的动画连接：195.6 复位按钮的连接195.7 用同样的方法把各接触器动画连接起来205.8 各指示灯的动画连接205.9 定时器的创建215.10 整体动态组态画面225.11 小车入库的调试画面23第六章.自动车库门控制系统的硬件组成256.1 对象组成256.2 I/O接口设备256.2.1 I/O接口256.2.2 接线端子板 256.2.3 计算机 256.3接口设备的安装与连接266.3.
3、1 参考I/O分配266.3.2 硬件连接26结束语28参考文献29附 录30 摘 要 本文主要介绍了利用MCGS组态软件，采用模块的形式，制作出了自动车库门的动态监控组态画面。设计了一种不需要人员管理的自动车库系统。详细介绍了这种自动车库系统的结构功能、控制的工作原理及系统的软件设计方法。监控人员可以将车库内的实际运行情况反馈到监控画面，使得能够及时准确的了解到车库的运行情况，并加以控制。最后通过测试，在自动与手动的模式下，实现了车库监测与控制的操作。关键词：MCGS 组态软件 车库门前言车库的发展，应该说从第一辆汽车诞生以来就随之诞生。国家统计局网站今日公布2014年国民经济和社会发展统计
4、公报。数据显示，2014年全国民用汽车保有量达到15447万量（包括三轮汽车和低速货车972万辆），比上年末增长12.4%，其中私人汽车保有量12584万辆，增长15.5%。民用轿车保有量8307万辆，增长16.6%，其中私人轿车7590万辆，增长18.4%。在汽车快速增长的同时，“停车难”的问题越来越严重的凸显出来。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，各大城市高峰时堵车已经成为天天可见的一道风景。家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。我国大城市由于停车位少，而土地越来越紧张的情况下，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
5、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。随着城市化进程的加速，车库已成为人们日常生活中不可缺少的工具，其运行的可靠性也成为了人们的关注焦点，所以开发和研制车库监控系统具有十分重要的现实意义。车库监控的目标旨在以最少的人员配备来加强对车库的管理，提供较为直观、清晰、准确的车库运行状态，进而为维修和故障诊断提供多方面的可能性，充分提高系统的工作效率。车库控制要求接入设备使用简便，对应于系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。作为机械工
6、程的技术人员应努力把当今高新技术成果引入其设计自动车库门中，设计一套低成本、高效率、高可靠性、人性化的自动车车库门，才能在市场竞争中处于有利地位。自动车库门应用范围广泛，既可用于商业性车库，又可用于住房配套用车库，其推广应用社会经济效益十分显著，对改善城市面貌有重要作用。近几年来随着组态软件的广泛，结合车库监控系统的实际要求和组态软件的特点开始把组态软件应用到车库的控制系统。组态软件本身所具有的操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出优点，可以使管理人员不到现场就可以直观、清晰、准确的了解车库的运行状态及时对车库系统中的故障进行报警，分析判断故障原因，并通过计算机直接控制车库的运
7、行，充分提高系统的工作效率、提高监控的力度、保障车库的的可靠性。与以往车库控制中采用的单片机等软件相比，MCGS更加操作简便、动画显示使人机界面更加人性化等，因此基于组态软件的研究具有重要的现实。第一章.控制系统的方案确定1.1 系统控制方案：利用组态软件，搭建适应的模型、编写相应的的控制程序实现对自动车库的控制。自动车库门的控制采用开环控制，开环方框图如下图所示。显示器键盘I/O接口 I/O接口2个按钮输入接口计算机输出接口1个报警灯 闪烁 车库门机械传动机构电动机2个中间继电器 开门 关门1.2 系统控制要求： （1） 车行驶至门前，车感传感器接受特定的信号，并向车库门发开门信号。 （2）
8、经延时一段时间，车库自动开门，此时开门指示灯亮。 （3）车库门全部打开，开门指示灯亮，门停止运作。 （4）车进入车库内，车库传感器感应到车停到停车位置，向车库门发关门信号。 （5）经延时一段时间，车库自动关门，此时关门指示灯亮。 （6）车库门全部关闭，关门指示灯亮，门停止运作。第二章.自动车库门控制系统的软硬件选型2.1 车库门的驱动装置车库门的运动由电动机驱动。电动门大门功率一般要求不高，多采用单相异步电机。如下图所示，其主要技术参 数如下： 输入电压：220V+10%50HZ 电机功:370W 电机转速：1400r/min 输出转速：46.6r/min 重量：18KG 启动电流：3A 开关
9、门电机 2.2 车库门的控制电路车库门的开关门动作可通过电动机正、反转实现。电动机有主绕组和副绕组，二者相隔90放置。本电动机额定功率只有370W，用中间继电器驱动。与三相异步电动机正、反转控制相同，正、反转继电器不能同时接通。下图所示是一种单相异步电动的实物接线图和电路接线图。 单相异步电动的实物接线图和电路接线图2.3 命令输入设备选型本系统命令输入设备只需要1个启动按钮，一个停止按钮。为了安装方便，可以选择带按钮盒的的三联按钮，如下图所示。 三联按钮 三控原理图 2.3 传感器和变送器选型自动门极限位置检测用行程开关实现，行程开关安装在自动门上下两侧，自动门开关到位后碰到行程开关，触点动
10、作。检测是否夹到人或物品的传感器叫安全触板，它安装在自动门上。安全触板实质也是行程开关，当夹到物品时触板向内略有形变，带动内部的微动开关动作。本系统应选择至少2个行程开关，1个安全触板开关。 行程开关 安全触板开关2.4 执行器选型2.4.1 中间继电器选型为控制电动机正、反转，需要两个中间继电器，每个中间继电器至少带3个常开触点。在此，选择施耐德RXM系列小型可插拔继电器，型号为：RXM4AB2U7。其主要技术参数如下：线圈电压：220V4个常开/常闭触点，触点额定电压220V额定电流：6A 中间继电器 中间继电器接线端子2.4.2 报警灯选型系统还需要一个报警灯，可选择施耐德旋转反射信号灯
11、，型号为XVR-1M04。交流220V供电，发红光。 施耐德旋转反射信号灯 2.5 软件选型选用国产通用软件MCGS组态软件。第三章. 组态软件介绍 3.1 工控组态软件介绍MCGS(Monitor and Control Generated System)是一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000等操作系统。MCGS为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台，能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及企业监控网络等功能。使用MCGS，用户无须具备计算机编程的知识，就可以在短时间内轻而易举地完成一个运行稳定，功能成熟，维护量小并且具备专业水准的计算机监控系统的开发工作。MCGS具有操作简便、可视性好、可维护性强、高性能、高可靠性等突出特点，已成功应用于石油化工、钢铁行业、电力系统、水处理、环境监测、机械制造、交通运输、能源原材料、农业自动化、航空航天等领域，经过各种现场的长期实际运行，系统稳定
