车库自动门毕业设计.doc

毕业设计题目：家庭式车库自动门的设计姓 名： 王 家 学 号： 0220100124 指导教师： 吴好美 专 业： 电气自动化技术 年 级： 06级 2012年4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。 对车库门自动控制是今后车库向智能化发展的必然趋势。本文主要阐述了车库自动门的设计思想与程序编制,对该系统进行了各方面的分析，对各方面要求的系统加以详细叙述，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。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。【关键字】可编程控制器 S7-200 自动门 控制系统目 录引言4第一章 方案设计51.1功能需求分析51.2自动门的结构51.3控制方案5第二章 硬件设计62.1 控制器的选型62.2 驱动装置的选型82.3 限位开关92.4 电子锁9第三章 软件设计113.1控制方案113.2 I/0123.3 PLC外围133.4 程序流程图143.5梯形图17结 论24致 谢26参考文献27引言随着经济的发展，现在拥有汽车的国人越来越多，对好的车库门的需求也在不断增大，同时外国先进的车库门不断的占领中国市场，国产的车库门还处于落后状态。车库自动门性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的车库自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。本设计主要是针对别墅型车库自动门的自动开关控制而论，自动门控制装置系统有检测元件、可编程控制器（PLC）、电动机、电子锁组成。第一章 方案设计1.1功能需求分析随着汽车产业的发展，人们对车库的需求量日益增长。车库门自动控制是今后车库向智能化发展的必然趋势。自动门在国外早已得到普遍的应用，在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已迎来了自动们发展的黄金时期目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是PLC，它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。运用PLC控制自动门具有较高的可靠性、维修方便等优点。由此看来，进行车库自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。1.2自动门的结构主控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令、指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控制器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号；动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。门扇行运轨道：就像火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向进行。门扇吊具走轮系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。同步皮带：用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。下部导向系统：是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。1.3控制方案当车到达车库门口时，用电子锁打开车库库门，电动机正传卷帘门打开。碰到上限位开关时，电动机停止转动。当汽车进入到车库里时，按下电子锁关门，电动机反转关闭卷帘门。碰到下限位开关，电动机停止反转库门关闭。当车要出车库时，用电子锁打开车库库门，电动机正传卷帘门打开。碰到上限位开关时，电动机停止转动。当开出车库门口时，按下电子锁关门，电动机反转关闭卷帘门。碰到下限位开关，电动机停止反转库门关闭。第二章 硬件设计2.1控制器PLC目前主要的品牌有：美国AB，比利时ABB，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷 创研等。本设计中采用西门子公司的S7-200型PLC,其优越的性能表现为极高的可靠性极丰富的指令集，易于掌握，便捷的操作，丰富的内置集成功能，实时特性，强劲的通讯能力，丰富的扩展模块。2.2 驱动装置的选型 自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障。在本设计中是运用直流无刷电机。直流无刷电机功率密度高，噪音极小、调速性能好，即具备交流电动机的结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电动机线性机械特性、调速范围宽、启动转矩大、运行效率高等诸多优点。是应用于“轻、小、薄、安静、精密、可靠”等场合的最佳选择本设计选用的是亚坦电机控制有限公司生产的45BLDC系列直流无刷电机，电机直径45，额定转数800转，功500W600W。额定电压240V DC。2.3 限位开关 保护环节我采用限位开关，限位开关又称行程开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控制命令的主令电器。用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一种自动控制器件。 限位开关广泛应用于各类机床、起重机械以及轻工机械的行程控制。当生产机械运动到某一运动位置时，行程开关通过机械可动部分的动作，将机械信号转化为电信号，以实现对生产机械的控制，限制它们的动作和位置，借此对生产机械给以必要的保护。2.4 电子锁本设计采用按键式电子锁。按键式电子锁：采用键盘输入开锁密码，操作方便如果密码正确，则驱动电磁执行器开锁。如果密码不正确，则允许操作人员重新输入密码，最多可输入三次;如果三次都不正确，则发出警报。第三章 软件设计3.1控制方案 按下电子锁开关I0.0，电动机正转卷帘门打开。当电动机正转碰到上限位开关I0.1时，电动机停止转动卷帘门停止打开。汽车开始驶进车库。全部进入后，按下电子锁I0.3关门，电动机反转卷帘门开始关闭。当到达下限位开关I0.2时，电动机停止转动，卷帘门关闭完成。如此循环运行。3.2 I/O分配表 根据控制要求，输入输出分配表如下所示输 入输 出名称功能及作用编号名称功能及作用编号SB1电子锁开门I0.0M1电动机正传（开门）Q0.0SQ1上限位开关I0.1SQ2下限位开关I0.2M2电动机反转（关门）Q0.1SB2电子锁关门I0.3表3.2输入输出分配表3.3 PLC外部接线图图3.3 外部接线图3.4 程序流程图图3.4 车库自动门控制流程图3.5 PLC梯形图的设计结束语 本课题研究了基于PLC的车库自动门控制系统的设计原理与实现方法，包括硬件设计与软件设计。不仅在理论上论证了该系统实施的可行性，而且在实验中进行了模拟调试。 虽说调试后本系统的整体设计能够达到实际要求，但在实际应用中还应结合实际情况，考虑各部分的容量及其技术参数，供电电源的设计、系统接地问题、电缆设计与铺设、PLC输出端保护等问题，已使系统达到安全可靠的工作，所以要想交付用户使用，必须得通过现场调试。这就又给我们提出了更高层次的问题，毕竟一个较好的和较完善的应用软件不是在短时间内就可以完成的它需要不断的完善和发展，需要我们做大量的工作和时间的检验。现在的系统还没有达到真正的智能化，还需要正增加很多新的功能和先进的科学技术，才能达到真正意义上的智能化控制。致谢一周是我课题实训即将结束，在这里一周我学到了很多东西。首先，吴好美老师表示感谢。你不只传授了我知识，而且告诉了我很多为人处世的道理，这些道理将对我以后的人起到很好的指导作用。通过对车库自动门控制系统的软件设计，在学习与设计过程中，了解所设计工程的工艺流程，从而完成了对自动门系统的软件设计，同时，对于自动门硬件，也知道了一些周边技术，扩充了知识面，增强对工艺的理解。本文的构思、规划设计撰写得到了吴好美老师的悉心指导，在论文设计时给予热心的指导以帮助，他学识渊博、敏锐的学术洞察力、认真的工作态度和严谨的治学作风、平易近人的为人风格给予我深刻的印象，是我受益匪浅在此向吴丽丽表示诚挚的谢意。值此课题完成之际，谨向所有曾为我帮助和指导老师、同学和朋友们致以中心的感谢！参考文献【1】 PLC技术应用 北京理工大学出版社 主编 白娟娟 郭军. 【2】PLC控制系统设计与调试 人民邮电出版社 主编 王成福【3】例说西门子PLC S7-200 人民邮电出版社 编著 李晓宁 【4】西门子S7-200CNPLC编程技术及工程应用 电子工业出版社 作者 高正中 张仁彦 隋涛 【5】西门子S7-200从入门到实践 电子工业出版社 作者 李方园 【6】Auto CAD 2008中文版电气制图教程 化学工业出版社 作者 杨雨松