設(shè)計題目智能車庫自動門控制系統(tǒng)設(shè)計

1、設(shè)計題目：智能車庫自動門控制系統(tǒng)設(shè)計選題類型：方案設(shè)計 學(xué)生姓名：謝昌衡 學(xué)號： 2017041330318 專業(yè)： 機電一體化技術(shù) 班級：17機電高職班 指導(dǎo)教師：孫姣梅 2020年6月懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計誠信聲明本人鄭重聲明：本人所提交的畢業(yè)設(shè)計智能車庫自動門控制系統(tǒng)設(shè)計是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨立進行研究工作所取得的成果，不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。畢業(yè)設(shè)計作品中所引用他人的無論何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在畢業(yè)設(shè)計作品中加以說明。本人完全了解本聲明的法律后果均由本人承擔(dān)。畢業(yè)設(shè)計作者：謝昌衡（簽字） 時間：2020年6月1日指導(dǎo)教師：（簽字） 時間：2020年6月3日目錄一、選題依據(jù)2

2、二、產(chǎn)品設(shè)計思路2三、 產(chǎn)品構(gòu)成2四、 產(chǎn)品實現(xiàn)31、PLC控制電機的原理32、系統(tǒng)配置及 I/O 分配33、PLC 接線圖44、系統(tǒng)程序設(shè)計4五、 產(chǎn)品調(diào)試及優(yōu)化分析7六、系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)7七、致 謝81一、選題依據(jù)隨著當(dāng)今社會的不斷迅速發(fā)展進步，汽車生產(chǎn)的制造技術(shù)也跟著快速的發(fā)展，越來越多的汽車出現(xiàn)在人們的家中，在日常生活中基本上每家每戶都擁有了私家車，私家車停放的問題將會是人們將要面對的問題，然后車庫將會增多，隨著車庫門的需求也會增大，在這種情況下就需要設(shè)計一種可靠穩(wěn)定功能全面的車庫門控制系統(tǒng)，來保證停車安全，停車方便，停車智能自動的效果，來解決人們對車庫門的需求。隨著plc技術(shù)的快速發(fā)展和

3、應(yīng)用，如果能將PLC技術(shù)和傳感器技術(shù)、遙控技術(shù)等建立一套PLC的智能車庫門控制系統(tǒng)，可以有效的解決停車問題，提高停車庫的安全性和自動控制，實現(xiàn)現(xiàn)如今人們對車庫門的自動智能要求，這樣的系統(tǒng)大大的提高了之前手動拉門控制方便智能性。所以設(shè)計一套PLC的控制系統(tǒng)運用到當(dāng)今社會是極為重要的，具有很大的市場價值和研究意義。二、產(chǎn)品設(shè)計思路根據(jù)現(xiàn)在社會面臨停車的問題，解決的需求和提出的要求設(shè)計出一套利用PLC技術(shù)和傳感器應(yīng)用技術(shù)的車庫門系統(tǒng)，通過出入信號的采集傳送控制中心，然后通過程序的邏輯運算輸出給顯示開門機構(gòu)。該控制系統(tǒng)的設(shè)計思路和實現(xiàn)步驟是：首先需要對車庫門PLC系統(tǒng)的控制原理進行分析，根據(jù)被控對象的

4、要求確定該系統(tǒng)的組成部分及其主要的功能。然后就是產(chǎn)品實現(xiàn)的過程，首針對本設(shè)計的特點選擇合適的類型和型號，接下來就是設(shè)計車庫門PLC系統(tǒng)的主電路，確定PLC端輸入、輸出端子地址分配，其后設(shè)計系統(tǒng)的控制電路，按系統(tǒng)的控制要求編寫PLC程序，最后搭建模擬平臺對硬件進行調(diào)試。3、 產(chǎn)品構(gòu)成系統(tǒng)總結(jié)體構(gòu)成結(jié)構(gòu)如圖1所示，本系統(tǒng)采用三菱PLC為控制核心，車庫門的開關(guān)將會由電動機來控制，設(shè)置了開門上位限位開關(guān)和關(guān)門下位限位開關(guān)，車輛來停庫的信號利用壓力傳感器進行給定；然后我們的設(shè)計將會采用煙霧識別判斷的監(jiān)測傳感器，可以針對停車的室內(nèi)車庫進行煙霧識別，當(dāng)發(fā)生厭惡時應(yīng)該保護車輛的安全，當(dāng)煙霧的監(jiān)測判斷值超出了設(shè)

5、置的數(shù)值時，他將進會進行聲音發(fā)出和報警指示燈輸出顯示，以提示人們；系統(tǒng)將會設(shè)計能夠感應(yīng)震動的識別器作為防盜的判斷，達到監(jiān)視的作用，在日常的停車過程中，如果有人對車庫門進行撬動，車庫門必然受到力的作用產(chǎn)生振動，這個時候因為巨大的力作用下振動，振動傳感器感受到了就會進行判斷，達到一定值將會進行聲音發(fā)出和報警輸出；采用紅外傳感器判斷車倆的車牌號碼，如果是可以停放的車，車庫門會自動升起，自動控制開關(guān)門。圖1 系統(tǒng)的構(gòu)成4、 產(chǎn)品實現(xiàn)1、PLC控制電機的原理車庫門的自動開門和關(guān)門是此次設(shè)計的控制目標，車庫門開關(guān)門主要是由電動機的正反轉(zhuǎn)控制來實現(xiàn)，他分為遙控控制和手動開關(guān)門控制，當(dāng)手動控制時按下開門按鈕，

6、PLC使正轉(zhuǎn)線圈KM1 接通，電動機正轉(zhuǎn)，手動開門到位，關(guān)門按鈕按下時，反轉(zhuǎn)線圈 KM2 接通，電機反轉(zhuǎn)，關(guān)門到位，對電機做好過載保護和雙重互鎖，遙控控制就是不需要人為的去按下按鈕，自行監(jiān)測控制，開門關(guān)門原理相同。2、系統(tǒng)配置及 I/O 分配PLC 型號的選擇，將過載保護熱繼電器的常閉觸點與接觸器的線圈串聯(lián)接在 PLC 的輸出回路中，這樣可以節(jié)省一個PLC的輸入點，降低用戶成本，又能滿足控制系統(tǒng)對輸入輸出點的要求，功能中預(yù)留10%的輸入輸出點，日常維護備用輸入輸出點，所以PLC型號選擇三菱的FX3GA-48的繼電器輸出型PLC，交流接觸器型號選擇 CJX2-0910, 電源電壓交流220V。該

7、系統(tǒng)功能完善，用到了10個plc的信號輸入，其中包括手動的開門按鈕和手動關(guān)門以及系統(tǒng)的按鈕停止按鈕，位置信號有開門到位上限位的信號、關(guān)門到位的下限位信號、報警的煙霧傳感器感知信號、紅外傳感器對車牌的識別信號、報警的防盜振動信號，其次還有智能車庫門的車庫門自動運行下的自動開門關(guān)門的啟動壓力傳感器感知輸入信號。3、PLC 接線圖系統(tǒng)PLC的輸入輸出接線圖如圖 2 所示，將PLC的輸入信號、輸出信號與控制系統(tǒng)中按鈕、行程開關(guān)、各傳感器信號、指示燈、線圈及其它控制系統(tǒng)涉及到的輸入輸出設(shè)備連線圖繪制出來。圖2 接線圖4、系統(tǒng)程序設(shè)計根據(jù)現(xiàn)場和生活實際的要求，本文設(shè)計的系統(tǒng)控制的流程圖如圖3所示，我們會以

8、某小區(qū)的地下車庫作為此次設(shè)計的實際目標點，本設(shè)計的程序主要有由手動控制車庫門的狀態(tài)模式、自動控制車庫門的狀態(tài)模式以及具有報警功能的控制這三個控制的結(jié)構(gòu)。在手動模式下，只需要按下開門按鈕，門的驅(qū)動電機將會正轉(zhuǎn)點動運行，實現(xiàn)開門的動作。反之，關(guān)門的原理也相同。在自動控制的模式下，車庫門控制需要通過車壓力傳感器進行檢測，然后給plc進行信號的輸入，通過程序進行控制，當(dāng)有車開進來的時候或者車輛使出車庫的時候會觸碰到壓力傳感器，電機會持續(xù)正轉(zhuǎn)，車庫門會開啟往上運動，通過程序的自鎖然后檢測上限位開關(guān)進行開門到位檢測，紅外檢測裝置是識別車牌號，根據(jù)判斷此車是否能夠進入，能的話車庫門便會自動的升起，到達限位開

9、關(guān)時將會自動停止；報警功能的控制主要是對消防進行檢測判斷煙霧、防盜檢測和紅外檢測，當(dāng)煙霧傳感器檢測到煙霧達到煙霧閾值，聲音報警 Y3 輸出，當(dāng)振動傳感器振動達到振動閾值，聲音報警 Y3輸出，當(dāng)紅外傳感器檢測到有人或者物品，聲音報警Y3 輸出。圖3控制程序流程圖梯形圖程序設(shè)計：根據(jù)控制系統(tǒng)的要求，利用GX-Works2三菱PLC編程軟件進行該系統(tǒng)的軟件設(shè)計編程，得出梯形圖如下所示：5、 產(chǎn)品調(diào)試及優(yōu)化分析智能門的程序調(diào)試將在實驗室進行模擬的調(diào)試，通過實物的plc進行控制，利用指示燈進行輸出顯示代替了繼電器。把程序?qū)懙絧lc中，然后分三個步驟針對設(shè)計的梯形圖程序進行調(diào)試，第一步將是對手動模式進行調(diào)

10、試，當(dāng)按下手動開關(guān)車時，控制器使電機正轉(zhuǎn)，然后點動運行把車庫門打開，接下來調(diào)試手動狀態(tài)下進行關(guān)車操作，當(dāng)按下關(guān)門時電機點動進行關(guān)門，最后調(diào)試出手動狀態(tài)沒有問題。第二步，對自動狀態(tài)下的開關(guān)門進行調(diào)試，自動進行開關(guān)車庫門將會由plc的輸入自行感知信號然后進行動作，由于這次是模擬，所以需要通過按鈕仿照有信號，對自動開關(guān)進行測試，經(jīng)過幾次的反復(fù)調(diào)試后，系統(tǒng)能夠隨時感應(yīng)信號實現(xiàn)，自動開關(guān)車庫門；最后一步，測試報警的提示系統(tǒng)，模擬在特殊情況下能夠報警，當(dāng)有煙霧或者有振動超過閾值時，系統(tǒng)會自動報警。通過多次的調(diào)試運行和測試，本文設(shè)計的PLC控制的車庫門智能系統(tǒng)能夠可靠功能全面的實現(xiàn)當(dāng)今社會所需的車庫門的手動

11、控制和自動開關(guān)門控制以及報警功能。六、系統(tǒng)設(shè)計總結(jié)本文設(shè)計的控制系統(tǒng)是以PLC為控制核心，然后通過按鈕開關(guān)傳感器電機等設(shè)備的配合組成車庫門開關(guān)控制系統(tǒng)，最后利用實驗室的PLC進行仿真驗證程序的正確性和系統(tǒng)控制效果的可行性。最后通過反復(fù)的調(diào)試和驗證，得出以下結(jié)論，該系統(tǒng)的設(shè)計大大提高了車庫門庫開關(guān)系統(tǒng)的可靠性和運行穩(wěn)定性，而且實現(xiàn)了智能自動和安全監(jiān)測，非常適合現(xiàn)代人們的需求，他是由plc控制所以在日后的系統(tǒng)維護相對來說也比較容易，具有維修簡單，調(diào)試方便等特點。該系統(tǒng)有比較大的市場推廣價值，可以廣泛應(yīng)用于各種車庫的開關(guān)門控制。9七、致 謝放眼過去，收到過的幫助、接受到的鼓勵以及支持數(shù)不勝數(shù)，沒有他

12、們，我真的得不到太多進步，同樣也走不到今天。感謝學(xué)校對我的栽培，讓我獲益匪淺，學(xué)到了很多能夠運用在生活當(dāng)中的知識,也充實了枯燥無趣日復(fù)一日的生活，希望學(xué)校在今后的日子里越辦越好。 感謝我的輔導(dǎo)員曹老師，三年來給他帶來了許多麻煩和困擾，但他沒有怨言仍然如往常一樣關(guān)照著我們，用細心和體貼溫暖著我們每一個人的心，我們的班集體能如此團結(jié)全仰仗他的個人魅力，將我們擰成一根繩，眾志成城。 也感謝于得水同學(xué)這幾年作為同學(xué)無論是學(xué)習(xí)上還是生活上對我的幫助，助我渡過許多困難，也讓我明白了很多做人的道理，使我成長了很多，更是讓我收獲到了一份寶貴的友情。寫到這里，我的學(xué)生時代也就徹底畫上句號了。心里有無數(shù)話匯聚在一團卻不知道先說什么好。3年以來和同學(xué)老師們渡過的時光是那樣的美好，卻短暫，實踐課上第