車庫自動門的設計畢業(yè)設計

1、<p>　　機械工程測試技術課程設計</p><p><b>　　車庫自動門的設計</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　隨著汽車產業(yè)的發(fā)展，人們對車庫的需求量日益增長。 對車庫門自動控制是今后車庫向智能化發(fā)展的必然趨勢。本文主要闡述了車庫自動門的設計思想與程序編制,對該系統(tǒng)進行了

2、各方面的分析，對各方面要求的系統(tǒng)加以詳細敘述，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。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>　　由于科學技術的日新月異，我們的生活發(fā)生了巨大的變化。一個智能化、自動化的社會已經開始呈現于我們的眼前，這為我們提供了非常多的便利。其中自動門就是自動

3、化進程中的一個典型代表，此設計就是運用所學的知識，結合實際需要而進行研究的。</p><p>　　為了增強自動門運行的可靠性,提出了一種以S7-200可編程序控制器(PLC)為核心的自動門控制系統(tǒng)。分析了該控制系統(tǒng)的工作原理,描述了系統(tǒng)的硬件組成,介紹了人體感應探測、自動門運行位置檢測、門運行障礙檢測等控制電路的工作過程,對PLC的選型及I/O點的確定進行了說明。結合PLC的運行特點,對控制系統(tǒng)的工作流程作了合理

4、的優(yōu)化。在此基礎上,采用結構化的編程方法,給出了主程序模塊、開門子程序模塊、關門子程序模塊的程序流程圖。系統(tǒng)已通過硬件和軟件調試,在實際中獲得了應用。應用結果表明,整個系統(tǒng)功能完善,性能可靠。</p><p>　　結合PLC的運行特點，對控制系統(tǒng)的工作流程作了合理的優(yōu)化。在此基礎上，給出了控制系統(tǒng)軟件設計的程序流程圖、順序功能圖、外部端子接線圖及PLC控制梯形圖等。本設計介紹應用可編程控制器取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸

5、器控制系統(tǒng)，實現自動門控制的過程。</p><p>　　【關鍵字】可編程控制器 S7-200 自動門 控制系統(tǒng)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　引言4</b></p><p>　　第一章 方案設計5</p><p>　　1.1功

6、能需求分析5</p><p>　　1.2自動門的結構5</p><p><b>　　1.3控制方案5</b></p><p>　　第二章 硬件設計6</p><p>　　2.1 控制器的選型6</p><p>　　2.2 驅動裝置的選型6</p><p>　　

7、2.3 限位開關6</p><p><b>　　2.4 電子鎖6</b></p><p>　　第三章 軟件設計7</p><p><b>　　3.1控制方案7</b></p><p><b>　　3.2 I/07</b></p><p>　　

8、3.3 PLC外圍7</p><p>　　3.4 程序流程圖8</p><p><b>　　3.5梯形圖9</b></p><p><b>　　結 論10</b></p><p><b>　　致 謝12</b></p><p><b>

9、;　　參考文獻13</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　隨著經濟的發(fā)展，現在擁有汽車的國人越來越多，對好的車庫門的需求也在不斷增大，同時外國先進的車庫門不斷的占領中國市場，國產的車庫門還處于落后狀態(tài)。車庫自動門性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的車庫自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維

10、修等缺點已逐漸被淘汰。本設計主要是針對別墅型車庫自動門的自動開關控制而論，自動門控制裝置系統(tǒng)有檢測元件、可編程控制器（PLC）、電動機、電子鎖組成。</p><p><b>　　第一章 方案設計</b></p><p><b>　　1.1功能需求分析</b></p><p>　　隨著汽車產業(yè)的發(fā)展，人們對車庫的需求量日益

11、增長。車庫門自動控制是今后車庫向智能化發(fā)展的必然趨勢。自動門在國外早已得到普遍的應用，在我國也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認同，中國已迎來了自動們發(fā)展的黃金時期</p><p>　　目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是PLC，它是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。運用PLC控制自動門具有較高的可靠性、維修方便等優(yōu)點。由此看來，進行車庫自動門的PLC控制系統(tǒng)設計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展

12、，擴大PLC在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應用，具有一定的經濟和理論研究價值。</p><p><b>　　1.2自動門的結構</b></p><p>　　主控制器：它是自動門的指揮中心，通過內部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應指令、指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控制器調節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數。</p><p>　　感應

13、探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號；</p><p>　　動力馬達：提供開門與關門的主動力，控制門扇加速與減速運行。</p><p>　　門扇行運軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進行。</p><p>　　門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。

14、</p><p>　　同步皮帶：用于傳輸馬達所產動力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。</p><p>　　下部導向系統(tǒng)：是門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現前后門體擺動。</p><p><b>　　1.3控制方案</b></p><p>　　當車到達車庫門口時，用電子鎖打開車庫庫門，電動機正傳卷簾門打開。碰到上限位

15、開關時，電動機停止轉動。當汽車進入到車庫里時，按下電子鎖關門，電動機反轉關閉卷簾門。碰到下限位開關，電動機停止反轉庫門關閉。</p><p>　　當車要出車庫時，用電子鎖打開車庫庫門，電動機正傳卷簾門打開。碰到上限位開關時，電動機停止轉動。當開出車庫門口時，按下電子鎖關門，電動機反轉關閉卷簾門。碰到下限位開關，電動機停止反轉庫門關閉。</p><p><b>　　第二章 硬件設

16、計</b></p><p><b>　　2.1控制器</b></p><p>　　PLC目前主要的品牌有：美國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>　　本設計中采用西門子公司的S7-200型PLC,其優(yōu)越的性能表現為極高的可靠性極豐富的指令集，易于掌握，便捷的操作，

17、豐富的內置集成功能，實時特性，強勁的通訊能力，豐富的擴展模塊。</p><p>　　2.2 驅動裝置的選型</p><p>　　自動門的驅動器是自動門能否良好工作的保障。在本設計中是運用直流無刷電機。直流無刷電機功率密度高，噪音極小、調速性能好，即具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點，又具備直流電動機線性機械特性、調速范圍寬、啟動轉矩大、運行效率高等諸多優(yōu)點。是應用于“輕、小

18、、薄、安靜、精密、可靠”等場合的最佳選擇本設計選用的是亞坦電機控制有限公司生產的45BLDC系列直流無刷電機，電機直徑φ45，額定轉數800轉，功500W～600W。額定電壓240V DC。</p><p><b>　　2.3 限位開關</b></p><p>　　保護環(huán)節(jié)我采用限位開關，限位開關又稱行程開關，是一種利用生產機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電

19、器。用于控制生產機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。</p><p>　　限位開關廣泛應用于各類機床、起重機械以及輕工機械的行程控制。當生產機械運動到某一運動位置時，行程開關通過機械可動部分的動作，將機械信號轉化為電信號，以實現對生產機械的控制，限制它們的動作和位置，借此對生產機械給以必要的保護。</p><p><b>　　2.4 電子鎖</b>

20、</p><p>　　本設計采用按鍵式電子鎖。按鍵式電子鎖：采用鍵盤輸入開鎖密碼，操作方便如果密碼正確，則驅動電磁執(zhí)行器開鎖。如果密碼不正確，則允許操作人員重新輸入密碼，最多可輸入三次;如果三次都不正確，則發(fā)出警報。</p><p><b>　　第三章 軟件設計</b></p><p><b>　　3.1控制方案 </b>

21、;</p><p>　　按下電子鎖開關I0.0，電動機正轉卷簾門打開。當電動機正轉碰到上限位開關I0.1時，電動機停止轉動卷簾門停止打開。汽車開始駛進車庫。全部進入后，按下電子鎖I0.3關門，電動機反轉卷簾門開始關閉。當到達下限位開關I0.2時，電動機停止轉動，卷簾門關閉完成。如此循環(huán)運行。</p><p>　　3.2 I/O分配表 </p><p>　　根據控

22、制要求，輸入輸出分配表如下所示</p><p>　　表3.2輸入輸出分配表</p><p>　　3.3 PLC外部接線圖</p><p>　　圖3.3 外部接線圖</p><p><b>　　3.4 程序流程圖</b></p><p>　　圖3.4 車庫自動門控制流程圖</p>

23、<p>　　3.5 PLC梯形圖的設計</p><p><b>　　結束語</b></p><p>　　本課題研究了基于PLC的車庫自動門控制系統(tǒng)的設計原理與實現方法，包括硬件設計與軟件設計。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實施的可行性，而且在實驗中進行了模擬調試。</p><p>　　雖說調試后本系統(tǒng)的整體設計能夠達到實際要求，但在實際

24、應用中還應結合實際情況，考慮各部分的容量及其技術參數，供電電源的設計、系統(tǒng)接地問題、電纜設計與鋪設、PLC輸出端保護等問題，已使系統(tǒng)達到安全可靠的工作，所以要想交付用戶使用，必須得通過現場調試。這就又給我們提出了更高層次的問題，畢竟一個較好的和較完善的應用軟件不是在短時間內就可以完成的它需要不斷的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時間的檢驗?，F在的系統(tǒng)還沒有達到真正的智能化，還需要正增加很多新的功能和先進的科學技術，才能達到真正意義上的

25、智能化控制。</p><p>　　雖然現在自動門廣泛地使用PLC作為控制元件，但單片機等更為便宜，所以，應該在現有的基礎上開發(fā)利用單片機等控制的自動門系統(tǒng)。而且現有的故障診斷很不全面，應該增加主動性預防診斷，可使系統(tǒng)在發(fā)生故障之前，我們就可以預見故障、排除故障，使運行中的故障率降低到最低水平，保障自動門安全可靠運轉。</p><p>　　最終，就是以信息技術為主，通過先進使用技術，提升傳統(tǒng)

26、自動門制造業(yè)，強化產、學、研的有效結合，盡快實現技術引進和自主創(chuàng)新相結合的模式，建立和完善技術開發(fā)體系，全力提升自動門制造層次和水平。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　歷時半載，從課程設計從選題到搜集資料，從開題報告、寫初稿到反復修改，期間經歷了喜悅、聒噪、痛苦和彷徨，在設計的過程中心情是如此復雜。如今，伴隨著這篇畢業(yè)論文的最終成稿，復雜

27、的心情煙消云散，自己甚至還有一點成就感。</p><p>　　通過對車庫自動門控制系統(tǒng)的軟件設計，在學習與設計過程中，了解所設計工程的工藝流程，從而完成了對自動門系統(tǒng)的軟件設計，同時，對于自動門硬件，也知道了一些周邊技術，擴充了知識面，增強對工藝的理解。</p><p>　　我的這篇畢業(yè)設計論文的完成，本文的構思、規(guī)劃設計撰寫得到了同學們的悉心幫助外,最重要的是感謝指導老師盧紀麗。她無論是

28、在室內資料整理還是在課題設計等各個方面都給予了大量的指導和幫助，令我不但完成了論文，也學到了許多書本上學不到的知識，受益匪淺，特致以深深的感謝。</p><p>　　其次要感謝各位專業(yè)課老師的幫助，他們?yōu)槲姨峁┝舜罅抠Y料及室內實驗給與指導，使論文得以順利完成。在此對幫助過我的各位老師致以誠摯的感謝。</p><p>　　值此課題完成之際，謹向所有曾為我?guī)椭椭笇Ю蠋煛⑼瑢W和朋友們致以衷心的

29、感謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】 PLC技術應用 機械工業(yè)出版社 主編 廖常初 </p><p>　　【2】PLC控制系統(tǒng)設計與調試 人民郵電出版社 主編 王成福</p><p>　　【3】例說西門子PLC S7-200 人民郵電出

30、版社 編著 李曉寧</p><p>　　【4】西門子S7-200CNPLC編程技術及工程應用 電子工業(yè)出版社 作者 高正中 張仁彥 隋濤</p><p>　　【5】西門子S7-200從入門到實踐 電子工業(yè)出版社 作者 李方園</p><p>　　【6】Auto CAD 2008中文版電氣制圖教程 化學工業(yè)出版社 作者 楊雨松<