自動(dòng)車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p>　　自動(dòng)車庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)車庫(kù)的需求量日益增長(zhǎng)。車庫(kù)門產(chǎn)品是在我國(guó)建筑市場(chǎng)發(fā)展過(guò)程中到迅速發(fā)展。我國(guó)車庫(kù)門業(yè)的現(xiàn)狀是：80年代初我國(guó)與世界各國(guó)的交流漸漸多了起來(lái)，當(dāng)時(shí)的工業(yè)產(chǎn)品展覽會(huì)上就有瑞典的車庫(kù)門而且是上滑道車庫(kù)門，那時(shí)，有超前意識(shí)的企業(yè)開(kāi)始研制車庫(kù)門，

2、當(dāng)然在20世紀(jì)80年代更多的還是卷簾門的市場(chǎng)占了80%，盡管卷簾門的噪音高達(dá) 60-80分貝，但是卷簾門產(chǎn)品從結(jié)構(gòu)上已經(jīng)用上了彈簧鋼帶。車庫(kù)門不是說(shuō)結(jié)構(gòu)繁雜就是好產(chǎn)品，只要我們的設(shè)計(jì)理念是先進(jìn)的，發(fā)展方向當(dāng)然是以簡(jiǎn)便、耐用為根本原則。這好比照相機(jī)發(fā)展到一定程度就有了很普及的傻瓜和數(shù)碼照相機(jī)。但是產(chǎn)品的品質(zhì)不是落后而是向更先進(jìn)和更趨于人性的智能、安全、耐用的方向發(fā)展智能車庫(kù)將是信息社會(huì)最重要的基礎(chǔ)設(shè)施之一，停車場(chǎng)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(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，停車場(chǎng)管理控制系統(tǒng)的功能及軟硬件設(shè)施也伴隨其發(fā)展而不斷改進(jìn)。本文主要闡述了車庫(kù)自動(dòng)門的設(shè)計(jì)思想與程序編制, 應(yīng)用PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行信號(hào)采集與控制?？刂频恼f(shuō)明、系統(tǒng)流程圖、外部接線圖、梯形圖必要的文字說(shuō)明介紹了以PLC為應(yīng)用的車庫(kù)自動(dòng)門的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)管理及控制功能需求，充分研究了相關(guān)系統(tǒng)組件的工作原理及性能指標(biāo)，據(jù)此進(jìn)行系統(tǒng)功

4、能設(shè)計(jì)及硬件選型。此系統(tǒng)對(duì)車庫(kù)的管理有很大的幫助、對(duì)疏導(dǎo)交通流量、提高道路通行能力有明顯的效果，有很大的實(shí)用價(jià)值。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器 S7-200 自動(dòng)車監(jiān)庫(kù)控制系統(tǒng)；車庫(kù) ；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(cuò)誤!未定義書(shū)簽。</p><p><b>　　目 錄II</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　1.1車庫(kù)研究現(xiàn)狀2</p><p>　　1.2 車庫(kù)研究意義……………………………………………………

6、………………1</p><p>　　第2章 車庫(kù)控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)2</p><p>　　2.1可編程控制器PLC的選型2</p><p>　　2.2電動(dòng)機(jī)的選型6</p><p>　　2.2.1直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)……………………………………………………………………8</p><p>　　2.3汽車車庫(kù)自動(dòng)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(dòng)車庫(kù)控制要求10</p><p>　　2.4.1控制程序的編制，并畫(huà)出硬件接線圖11</p><p>　　第3章停車場(chǎng)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)13</p><p>　　3.1設(shè)計(jì)功能順序13</p><p>　　3.1.1 I/O口及

8、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器說(shuō)明14</p><p><b>　　結(jié) 論16</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)17</b></p><p><b>　　致 謝17</b></p><p>　　附 錄一車庫(kù)控制系統(tǒng)梯形圖19</p><p>

9、　　附 錄二車庫(kù)控制系統(tǒng)指令表…………………………………………. 20</p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1車庫(kù)研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　車庫(kù)的發(fā)展，應(yīng)該說(shuō)從第一輛汽車誕生以來(lái)就隨之產(chǎn)生。公安部交通管理局的統(tǒng)計(jì)顯示，截至2006年底，我國(guó)汽車保有量為2421萬(wàn)輛，與2

10、005年相比，增長(zhǎng)279萬(wàn)輛，增長(zhǎng)率為13%。在汽車快速增加的同時(shí)，“停車難”的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重的凸顯出來(lái)。</p><p>　　以上海市為例，截止2006年底，上海市己擁有機(jī)動(dòng)車輛150萬(wàn)輛，其中汽車80萬(wàn)輛。而目前全市各類停車場(chǎng)停車位加起來(lái)約為49萬(wàn)個(gè)。而這種情況也擋不住上海市機(jī)動(dòng)車輛以每年7萬(wàn)輛的數(shù)量迅猛增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，到2012年機(jī)動(dòng)車擁有量將達(dá)到200多萬(wàn)輛。</p><p>　　停

11、車泊位的現(xiàn)狀及發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)客觀發(fā)展的需求。而對(duì)于快速發(fā)展的中國(guó)各個(gè)城市，停車難也隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和汽車數(shù)量的激增接踵而來(lái)。資料顯示，全國(guó)36個(gè)大中城市停車位滿足率不足20%，也就是說(shuō)，目前我國(guó)城市每5輛機(jī)動(dòng)車輛只有1個(gè)停車位。</p><p>　　國(guó)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(shí)塞車已經(jīng)成為天天可見(jiàn)的一道景觀。家用汽車的停放也逐漸成為一個(gè)社會(huì)問(wèn)題。我國(guó)大城市中

12、由于停車位少，而土地越來(lái)越緊缺的情況下，停車位價(jià)格十分昂貴，為解決城市停車難的問(wèn)題，家用車庫(kù)是必然出路。我國(guó)家用車庫(kù)發(fā)展雖經(jīng)歷了近幾十年的發(fā)展，但仍處于初級(jí)的停車功能，是最原始的使用階段，它的設(shè)計(jì)水平、經(jīng)濟(jì)價(jià)值還有待于完善和開(kāi)發(fā)。為此對(duì)家用車庫(kù)設(shè)計(jì)方案優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實(shí)意義和潛在的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　1.2車庫(kù)研究意義</b></p><p>

13、　　隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)大量的使用了自動(dòng)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(jìn)一步的促進(jìn)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(lái)，隨著我國(guó)城市建設(shè)速度的加快，城市交通需求量也日益增大，城市人口相對(duì)密集，無(wú)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(guān)注的問(wèn)題。</p

14、><p>　　在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、別墅車庫(kù)門，經(jīng)常使用自動(dòng)門控制系統(tǒng)。早期的自動(dòng)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(diǎn)是：具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)、等功能，編程語(yǔ)言采用直觀的梯形圖語(yǔ)言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。</p><p>　　PLC控制自動(dòng)門由于具有故障率

15、低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。所以在停車場(chǎng)智能管理領(lǐng)域，相應(yīng)的也出現(xiàn)了PLC停車場(chǎng)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(shù)為基礎(chǔ)來(lái)解決停車難的問(wèn)題，直接為目標(biāo)安全、迅速地到達(dá)目的地。停車場(chǎng)管理系統(tǒng)重點(diǎn)要做到準(zhǔn)確指示車輛進(jìn)出,車輛進(jìn)入時(shí)給與司機(jī)準(zhǔn)確的車位數(shù)量與具體位置,車輛進(jìn)入車庫(kù)后,記錄車輛總量;車輛離開(kāi)車庫(kù)時(shí),減少車輛數(shù)量。車輛進(jìn)出指示可完全由PLC進(jìn)行中央控制處理,停車場(chǎng)

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

17、AB，比利時(shí)ABB，松下，西門子，匯川，三菱，歐姆龍，臺(tái)達(dá)，富士，施耐德，信捷 創(chuàng)研等。</p><p>　　目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p>　　1、開(kāi)關(guān)量的邏輯控制</p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳

18、統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。</p><p><b>　　2、模擬量控制</b></p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)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(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。

19、PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b>　　3、運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)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(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。</p><p><b>　　4、過(guò)程控制</b></p><p>　　過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)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(yùn)行專用的PID子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　5、數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(chǔ)在存儲(chǔ)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?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)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(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(shí)時(shí)特性，強(qiáng)勁的通訊能力，豐富的擴(kuò)展模塊，所以本設(shè)計(jì)中采用西門子公司的S7-200型PLC。</p><p>　　二、S7-200簡(jiǎn)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(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。</p><p>　　2．S7-200優(yōu)點(diǎn)</p><p>

25、　　S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)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(shí)時(shí)特性。 </b></p><p>　　g 強(qiáng)勁的通訊能力。 </p><p>　　h 豐富的擴(kuò)展模塊。</p><p>　　3.S7-200適用范圍</p><p>　　S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼

27、電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。---- S7-200系列PLC可提供4個(gè)不同的基本型號(hào)的8種CPU供選擇。</p><p><b>　　4.CPU單元設(shè)計(jì)</b></p>

28、<p>　　集成的24V負(fù)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?？捎米髫?fù)載電源。 </p><p>　　a.不同的設(shè)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(jī)數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn) </p><p>　　CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 224XP具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，CPU 226具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。 </p><p>　　c.本機(jī)模擬量輸入/輸出點(diǎn) </p><p>　　CP

30、U 224XP具有2個(gè)輸入點(diǎn)，1個(gè)輸出點(diǎn)。 </p><p><b>　　d.中斷輸入。 </b></p><p>　　允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 </p><p><b>　　e.高速計(jì)數(shù)器 </b></p><p>　　CPU 221/222 </p><p

31、>　　4個(gè)高速計(jì)數(shù)器（30KHz），可編程并具有復(fù)位輸入，2個(gè)獨(dú)立的輸入端可同時(shí)作加、減計(jì)數(shù)，可連接兩個(gè)相位差為90°的A/B相增量編碼器。 </p><p>　　CPU224/224XP/226 </p><p>　　6個(gè)高速計(jì)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(kuò)展模塊進(jìn)行擴(kuò)展。可使用仿真器（選件）對(duì)本機(jī)輸入信號(hào)進(jìn)行仿真，用于調(diào)試用戶程序，本設(shè)計(jì)選用CPU224。</p><p><b>　　5.模擬電位器</b></p><p>　　CPU221/222 1個(gè) </p><p>　　CPU224/224XP/226 2個(gè) <

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(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。 </p><p><b>　　7.實(shí)時(shí)時(shí)鐘</b></p><

34、p>　　例如為信息加注時(shí)間標(biāo)記，記錄機(jī)器運(yùn)行時(shí)間或?qū)^(guò)程進(jìn)行時(shí)間控制。 </p><p>　　EEPROM存儲(chǔ)器模塊（選件） </p><p>　　可作為修改與拷貝程序的快速工具（無(wú)需編程器），并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。 </p><p><b>　　8.電池模塊</b></p><p>　　用于長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)后備。用

35、戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)，數(shù)據(jù)塊，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器）可通過(guò)內(nèi)部的超級(jí)電容存貯大約5天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存貯時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)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(duì)所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能進(jìn)行

36、編程。同時(shí)也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1軟件包，但是它只支持對(duì)S7-21x同樣具有的功能進(jìn)行編程。 </p><p>　　STEP 7-Micro/DOS不能對(duì)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(guò)SIMATIC CP 5511或CP 5611編程。在這種情況下，通訊速率可高達(dá)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(biāo)準(zhǔn)兼容的設(shè)備。 </p><p>　　10.有兩種不同型號(hào)的 PC/PPI 電纜：</p><p>　　帶有RS-232口的隔離型 PC/