本科毕业设计 (论文)
全自动洗车库的电气控制设计Electrical Control Design Of Automatic Car
Washing Library
学院：电子工程学院
专业班级：电气工程及其自动化电气082 学生姓名：姚志红学号： 040822216 指导教师：许暐（副教授）
2012年6月
全自动洗车库的电气控制
摘要：全自动洗车库是一种通过电脑设制相关程序来实现自动清洗、打蜡、风干清洗轮辋等工作的机器。本文主要通过对全自动洗车库的功能要求和运行过程的分析，确定了全自动洗车库的总体设计方案。着重对洗车库驱动和控制系统进行了设计。针对洗车库的特点，主要采用了电力驱动方式。在控制部分，应用了传感器和可编程控制技术，对洗车库PLC控制系统进行了硬件设计和软件编程。由于PLC的方便可靠性使得控制系统简单明了，抗干扰能力强，省去大量的中间继电器，时间继电器。接线简单，在洗车工艺过程要求变动时只需改变软件程序即可，使设计周期相应的大大缩短，因此用PLC来设计自动洗车库的一个理想的控制工具。PLC选用西门子公司生产的S7—200系列可编程控制器，采用梯形图（LD）编程语言，完全能够满足洗车库的控制要求，实现了用PLC代替常规继电器。
本文首先对本课题进行简要的介绍，包括背景，研究意义，现状等；其次详细阐述了汽车库的总体设计方案，各个工作机构的运行分析和功能要求；再次对该系统的硬件组成、结构、选型进行了阐述和分析；最后利用梯形图（LD）和语句表（STL）进行PLC程序的编写，并对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结。
关键词：全自动洗车库；可编程控制；PLC
Electrical Control Design Of
Automatic Car Washing Library
Abstract: Automatic car wash library is a computer based system procedures to achieve the self-cleaning, waxing, air-dry cleaning rims and other machine. In this paper, through analysis of the functional requirements of the automatic car wash library and running, to determine the overall design of the automatic car wash library. Focuses on washing library drive and control system design. For the characteristics of the car wash library, the main electric drive. In the control section, the application of sensors and programmable control technology, the car wash library PLC control system hardware design and software programming. PLC convenience and reliability makes the control system is simple and clear, strong anti-jamming capability, eliminating the need for a large number of intermediate relay, time relay, simple wiring, simply by changing the software program in the washing process requires a change can make the design cycle greatly shortened PLC to design the automatic car wash library is an ideal tool of control. PLC selected the Siemens S7-200 series programmable controllers using ladder programming language can be a good drive and control requirements of the automatic car wash library to meet the province, the provincial water saving requirements.
Firstly, a brief introduction to the topic, including background, significance, status quo; elaborated on the overall design of the garage, operation analysis and functional requirements of the various institutions; again the hardware of the system composition, structure, the election type were described and analyzed; ladder diagram and statement list for the preparation of the PLC program, and the knowledge learned and conclusions in the design of this topic and summarized.
Keywords:Automatic car washing library；the pneumatic；PLC
目录
1 绪论 (1)
1.1 研究的目的和意义 (1)
1.2 国内外研究现状 (2)
1.3 关于汽车清洗 (3)
1.4 研究的基本内容 (5)
2 全自动洗车库总体方案设计 (6)
2.1 主要组成部分动作过程分析和初步设计 (6)
2.2 洗车库总体设计 (8)
2.3 洗车库电气系统的设计 (10)
3 PLC硬件设计 (13)
3.1 设计原则和步骤 (13)
3.2 控制要求和分析 (15)
3.3 PLC选型和输入输出点的确定 (15)
3.4 I/O分配表 (18)
3.5 PLC接线图 (19)
3.6 控制面板设计 (20)
4 PLC软件设计 (21)
4.1 PLC程序语言 (21)
4.2 洗车工艺流程分析 (22)
4.3 PLC程序设计 (23)
结论 (41)
致谢 (42)
参考文献 (43)
1 绪论
1.1 研究的目的和意义
随着人们生活水平的逐步提升，汽车成为从一种奢侈品变成家家户户都能买得起的交通工具。自从中国成为世界第二经济体之后，中国人的生活水平确实有了很大的提高，人们在追求精神文化的同时开始越来越注重物质享受，汽车也因此开始逐渐步入中国普通家庭。在消费观念改变迅速的今天如果你还觉得开汽车的都是有钱人的话，你就早被这个世界淘汰了。据中国汽车工业协会的最新数据统计，截止2011年中国私人汽车拥有量已经跃居世界第二，仅次美国，平均9.5个家庭就有一辆汽车，这还是在中国人口庞大的基数下计算出来的，假如只计算东部沿海省份的话，那这个比例将会超过美国等西方发达国家。
随着人们消费观念的不断改变，买车已不再是什么新鲜事，那么在汽车普及的今天汽车的服务行业也和雨后春笋般的迅速涌出，不光是城市，就连城镇、农村的集市上你都能随处可见的汽车店面，家家生意兴隆，一片繁荣的景象。汽车清洗已经成为每个有车一族的必修课，汽车清洗美容保养等已经成为一个很重要的经济发展点，将会带动一个极具潜力的投机发展方向，为中国经济的腾飞添砖加瓦。同时，也带动了很多务工人员的就业，使留守人口就业率大大提升。
传统意义的洗车随着汽车市场的逐渐庞大已经不能满足满足洗车需求，大街小巷随处可见的人工洗车已经不能满足车主的需求，人工清洗不仅会浪费人力资源，更重要的有可能在使用高压水枪或者抹布擦洗使磨损车身油漆，主要是费时费力，清洗干净度也不尽如人意，最重要的是浪费大量水资源，因为他们使用的水是一次性的，根本不能实现循环利用，不仅浪费水资源，大量的污水排放还造成了环境的污染，严重影响市容市貌。一般小城市还行，如果实在哎那些外国人很多的大城市很容易给国际友人留下不好的印象，严重影响国家形象。所以在北京、上海这样的国际大都市，这些严重影响市容市貌的街人工洗车方式已经被明令禁止，一旦发现会被取缔，北京奥运会期间，为保持国家形象北京市政府斥资10个亿来清理这些非法洗车业主，同时引进先进的全自动洗车库安装在城市的街头，方便市民使用，同时保证了市容市貌，节约了水资源，保护了环境，此一举两得的事应该被更多中国的大城市所采用。比如上海在世博会期间，为了树立上海国际化大都是的形象，上海市政府特地召开了关于“节约用水、整顿洗车”的会议，会议赵忠强调了关于加强管理汽车清洗业的污水排放和水资源浪费的管制紧迫性的重要性，要求全市范围内的非法洗车立即停止，加强整顿，还市民一个整洁的市容市貌，保证世博会给世界一个美好的中国印象。
目前中国市场上的自动洗车机一般来自德国、日本等发达国家，一般是先引进技术然后在国内装配，中国市场的国外机型一般占50%以上，因为其中用到的
最主要控制器都是德国的西门子或者日本三菱，由于国外原装进口的洗车机要比在国内组装的要贵 40%-50%，维修费高出7-8倍，虽然质量不错但性价比不是太高，投机的回报周期比较长，严重制约全自动洗车在中国的发展和壮大。综上所述，在目前这种环境下，如果能够研究出一款洗车效果好，性价比又比较高，投资回报周期短的全自动洗车库变得很有意义。
1.2 国内外研究现状
在国外发达国家，街头随处可见的各种全自动洗车库，不仅很好的满足了市民洗车的需求，还可以节约水资源，保持城市的卫生，方便快捷，节约大量的劳动力和时间。可以说，自动洗车库是从国外发明并得到了很好的发展，已经到了差不多饱和的状态。而在中国，这种情况显然需要大力改善，中国街头随处可见的出了便利美容美发店外就是洗车房，各种人工洗车随处可见，洗车污水任意排放，严重造成了环境的污染，还浪费大量的水资源，这些业主完全不在乎污水排出可能对城市市容造成的影响，一意孤行，给城市的卫生带来了很大的麻烦。据权威部门发布的数字统计目前中国这种从事非法的洗车行业主有20万个，他们每天排放的污水将近1.5亿立方，相当于长江三峡一天的流量。如此惊人的统计数据使得自动洗车库这种既省时又省力还省水的洗车方式受到很多城市人的青睐。
权威数据显示，一个完全成熟的汽车行业里，汽车销售利润占整个行业的比例一般为两成左右，汽车维修占三成左右，其他的五成全部是汽车美容清洗行业的份额，也就是说汽车美容清洗行业在整个汽车行业中占将近一般的销售利润，这是一个无法估量的数字，欧美国家每年汽车清洗可以获得将近500亿的利润，这个数字是相当可观的，可以看出洗车行业的巨大潜力，其中全自动洗车贡献力为98%。
我国的汽车清洗行业也有比较成熟的案例，不过相比发达国家一整套工艺流程来说实在不能太过骄傲，国外的汽车清洗美容行业发展至今已经形成了一整套先进的技术流程和工艺。包括全自动洗车、风干、上蜡、抛光、补漆等。汽车美容市场更是繁荣，相比这些国家的技术，国内的技术略显粗糙，结构不合理，程序不完善，只有一些大城市才有全自动洗车库安置在市内一些很少的地方，一半二线城市大街小巷几乎看不到这种全自动的洗车库，所以洗车时只能去一些非法洗车业场所，时间长了不仅成了污染环境的帮凶还促进了这种非法行业的滋生和繁荣，是之成为城市美化的盲点，城市管理者很难进行地毯式的排查，因为数量实在太多，财政补贴实在不够去实施这些行动。鉴于国内现在洗车市场的发展状况，当务之急不仅是通过政府颁布强制措施要求洗车行业引进全自动洗车装置之外，更要向广大中国车主宣传人工洗车的很多弊端，以及全自动洗车的优势。
除此之外，政府还要积极引导外资投资中国汽车洗车市场，把先进的国外技
术带到中国，帮助中国繁荣洗车行业，从而增加就业机会，提高劳动者收入，此举已经正在实施之中，正是它的实施使中国洗车行业出现了前所未有的繁荣景象。
我国洗车行业正在如雨后春笋般的茁壮成长，市场越来越大，这使一些问题也随之而来，行业无标准、洗车不规范、缺乏专业人才等等都是国内洗车市场需要解决的一些问题。
1.3 关于汽车清洗
汽车表面清洁是汽车清洗的最主要环节，汽车清洗按照操作方式的不同和使用工具的不同也可以分为下面几种：
（1）、人工洗车：一种人工清洗汽车的方法，包括：冲水步骤，清洁步骤以及擦干步骤，该冲水步骤的分步骤为：先对汽车的下部冲水，再对汽车的上部冲水，在冲洗过程中，先从离冲水设备最远的位置开始，以让水管不缠绕汽车的方式按顺序冲洗汽车的表面。通过上述技术方案，提高了人工洗车的效率，并且将汽车表面污物冲洗得更为干净。在擦洗车身表面时，在该拼装部分的四周画框，从而擦洗拼装部分之间缝隙的污物。擦洗轮胎时，按照从轮胎内圈到轮胎外圈再到轮胎中圈的顺序对其进行擦洗，使轮胎橡胶部分得到更充分、完全的清洗。在擦干车窗玻璃时，将车窗玻璃下降一段距离使车窗玻璃与窗框之间留有适于手放置的空隙，从而擦拭玻璃顶端。通过该步骤，避免了汽车玻璃顶部的水渍残留，从而提高了汽车的清洁度。不过这种洗车方法容易使汽车表面油漆磨损，产生肉眼无法直接看见的小细痕，最重要的是很浪费水资源。
（2）、高压水枪洗车：高压水枪洗车时目前中国最为流行的洗车方法之一。之所以这样说是有原因的，首先高压水枪洗车比较省力，洗车工只需拿着水枪将车表面的可见污渍冲洗掉就可以完成任务，最多再用刷子刷一下车身，再从恭喜一遍，基本洗车就结束了，省时还省力。很多赶时间的城市人会选择这种洗车方法。其次高压水枪洗车无需几个人协同工作，只需一个操作工即可完成，名副其实的省力。开一个洗车店只需要雇一两个工人，再买一副高压水枪就可以正常营业，赚的钱还不少何乐而不为呢。所以这种方便简单的洗车方式充斥在中国洗车市场。不过高压水枪洗车有其致命的缺点，高压水枪喷出的水对汽车表面会有很大的损伤，虽然一两次看不出来，洗多了就会发现汽车表面烤漆没有以前那种光泽了其实这就是高压水枪最不好的地方，它会产生肉眼无法辨别的伤痕。
（3）、无水洗车：无水洗车是刚刚流行的一种利用高科技的清洗剂洗车的技术，目前除了在一些发达国家推广之外，其他发展中国家一般还没有掌握这种技术。中国目前也只有北京和上海几个大城市有无水洗车这种洗车方式出现。它的优势是操作过程是不需要用到一滴水，而且对车面无任何损伤。全程使用无水清洗剂就可以将车清洗干净，节约了大量水资源，保护生态环境，没有任何废气废
水的排放。收到技术的限制，性价比不是很高，所以暂时还没有在中国推广开。 （4）、全自动洗车机：
全自动洗车机是一种通过控制器来控制洗车机自动完成汽车清洗的机器。控制器一帮选用可编程控制器，操作简单只需一台电脑和一个操作面板，将输入输出连接到可编程控制器上就可以运行，简化了线路，只需配备一个价廉物美的可编程控制器即可。以前使用的是电气控制的全自动洗车库，里面接线复杂，控制比较复杂，逐渐被可编程控制器取代。
① 往复式全自动洗车库
往复式——汽车不动，洗车机按照一定的程序在导轨上往复移动，同时执行洗车指令的工作方式。如：龙门往复式洗车机、大(中小)型移动式洗车机等。在国外发达国家是没有龙门往复式洗车机的。往复式洗车机在国内的出现，是国内生产厂家为了适应前几年国内市场的观念、经济状况、实际市场定位，而专门从隧道式洗车机标准版的基础上，重新设计的一种‘降低标准的简化版’。往复式全自动电脑洗车机主要洗车原理为：车辆进入洗车机后，拉紧手刹，机器在较短时间内，往复行走，完成洗车、冲洗底盘、打蜡、风干等工作程序。
洗车速度：清洗一台车约3-4分钟； 电源要求：380伏20千瓦；
机器占地：长24米，宽3.66米，高2.8米；
洗车流程：1、喷淋冲洗→2、小刷去泥→3、底盘冲洗→4、泡沫喷淋→5、刷毛清洗→6、清水洗车→7、打蜡喷淋→8、强力风干→完成洗车=光鲜亮丽
图1—1 往复式全自动洗车机工作流程
清水冲洗
泡沫喷淋
刷毛清洗
清水洗车
强力风干
汽车
汽车
汽车
汽车
汽车
汽车
液体打蜡
② 隧道时全自动洗车库
隧道式——汽车在传送带带领下缓慢驶入洗车库，在经过一系列洗车动作了再驶出。洗车的组成部件全部布置在洗车库中。如：隧道式连续洗车机；大型隧道式（无轨电车、大巴、地铁、旅客列车)清洗机。隧道式洗车机，它是一条非常美观的玻璃幕墙包裹的洗车通道，其外形可以处理成非常抢眼的、很醒目的色彩，一般情况下，经营者会把它安装街边，让它起到广告和吸引来往车辆的作用，以达到加强经营效果的目的。隧道式全自动电脑洗车机主要洗车原理为车辆由输送机带动前进，在车辆经过隧道的很短时间内，完成洗车、冲洗底盘、打蜡、风干等工作程序。其特点是洗车速度快，清洗一台车90秒钟。
电源要求：380伏 24~42千瓦；
机器占地：长10米，宽4.5米，高3.5米； 占地要求：需要有出口；
洗车流程：1、高压冲洗→2、小刷去泥→3、底盘冲洗→4、泡沫喷淋→5、
刷毛清洗→6、清水洗车→7、水蜡喷淋→8、强力风干→完成洗车=光鲜亮丽
图1—2 隧道式全自动洗车机工作流程
1.4 研究基本内容
通过大量的资料收集和信息采集，以及文献查询、市场调查得出市场上销售的各种型号的自动洗车装置在价格、功能、节水、环保、性能等方面都存在一定程度的利弊。鉴于此状况，很有必要从现有技术水平的基础上，开发设计一款适合中国国情的全自动洗车装置，以满足日益发展的洗车市场。本设计的主要研究内容有：
（1）、全自动洗车库总体方案设计 （2）、全自动洗车库PLC 控制性系软件设计 （3）、全自动洗车库PLC 控制系统硬件设计
清水冲洗 泡沫喷淋
刷毛清洗
液体打蜡
强力风干
汽车
清水洗车
（4）、全自动洗车库控制系统的调试过程
2 全自动洗车库总体方案设计
2.1 主要组成部位的动作过程分析及初步设计
2.1.1 顶刷的分析和设计
顶刷的作用主要是对汽车顶部（包括天窗、挡风玻璃、车身壳体）和尾部的仿形刷洗打蜡，它的运动主要包括自身的绕轴旋转运动和依靠机架的上下运动，目的都是为了能更好的对不同外形轮廓的车进行仿形刷洗。自旋转远动主要依靠控制器控制的电机转动。上下垂直运动则需要在车库两端安装两个垂直轨道，通过控制两端小型电机的正反转使顶刷上下运动。顶刷的上下运动时通过安装在顶刷上的定位接近开关控制的，没有汽车时，顶刷不动作，初始位置位于洗车库顶部。
图2—1 顶部滚刷结构原理图
2.1.2 大侧刷的分析和设计
大侧刷分为前后大侧刷。主要用来对汽车外侧面的清洗。主要运动包括旋转
和摆臂运动。自旋转运动靠安装在旋转轴上的电机运动，摆臂运动是通过安装在洗车库两端的机架旋转实现的。机架旋转是通过两台异步电机来实现的，通过控制电机的正反转控制机架的张开和合拢。简单结构示意图如图2—2所示。当没有汽车清洗时大侧刷张开在洗车库两边，当汽车开始清洗时，大侧刷首先合拢在一起，定位接近开关检测到车头信号之后开始慢慢张开刷洗车头，定时五秒刷洗结束停止张开，定时十秒刷洗车身侧面，十秒结束之后刷子开始合拢刷洗车尾，刷洗结束之后回位。
图2—2 大侧刷结构原理图
2.1.3 小侧刷的分析和设计
小侧刷的作用主要是用于清洗轮胎和汽车侧面靠下部位的清洗，它的运动只有自旋转运动，其运动轨迹和大侧刷基本一样，可以按照分析大侧刷的分析设计方法对其进行设计，可以简化分析要求和设计难度。它的位置也应该始终保持在清洗库的两端。
2.1.4 吹干系统的分析和设计
吹干系统的作用是在对已完成所有清洗工序的汽车车身进行强力风干。除去车辆表面的水分，防止刚洗的车经过太阳光直射后在汽车油漆表面产生小斑点，
时间长了对表面油漆有损伤。吹干系统设计在顶刷清洗打蜡结束之后，是最后一道工序，为了能将车表面水分充分吹干，吹干系统的仿形要求也很高，其机构原理和顶刷相似，都需要有定位接近开关装置。吹干系统的初始位置也应该在洗车库的顶部。
2.1.5 安全接近开关
本设计中使用了很多的安全接近开关来保持顶刷、风管、大侧刷与车身的安全距离。本设计中使用的安全接近开关是行程开关中的一种，属于无触点行程开关，还是一种非接触式的检测装置。本设计使用一种涡流式接近开关，也称为电感式接近开关。它是利用导电物体在接近这个能产生电磁场接近开关时，使物体内部产生涡流。这个涡流反作用到接近开关，使开关内部电路参数发生变化，由此识别出有无导电物体移近，进而控制开关的通或断。这种接近开关所能检测的物体必须是导电体。
2.2 洗车库总体设计
2.2.1 洗车库的技术参数
本设计全自动洗车库的主要技术参数如下表2—1
表2—1 全自动洗车库主要技术参数
适用车型小轿车
设备尺寸（mm）8000（长）*2700（宽）*2900（高）
轨道长度（mm）10000
汽车尺寸（mm）5000(长)*2100（宽）*2100(高)
清洗方式水洗、水洗打蜡、水洗打蜡风干
洗车能力5台/h
顶刷、大侧刷、小侧刷、底盘导轨、低压喷设备配置
头、高压喷头
2.2.2 全自动洗车库的工作流程
（1）、汽车停靠在洗车库预定轨道上；
（2）、按下启动按钮，洗车库开始工作，轨道开始带动汽车缓慢进入；
（3）、底盘高压清水冲洗，车身低压清水冲洗；
（4）、全车上下清洗剂喷淋；
（5）、喷淋结束后，顶刷、大侧刷、小侧刷运动到预定位置，开始工作；
（6）、仿形刷洗结束后，吹干系统开始工作；
（7）、选择打蜡，完成洗车，系统复位；
控制面板
PLC 控制系统
汽车
电 机
2.2.3 全自动洗车库的控制要求
全自动清洗库的洗车程序是：当按下启动按钮后，自动按设计流程自动洗车。任何时候按下停止按钮，则停止洗车。本系统由控制面板，PLC 系统，电机组成，结构如图2—3所示
图2—3 汽车清洗结构图 2.2.4 全自动洗车库的总体布局图
检测信号
图2—4 总体布局示意图
2.3 洗车库电气系统的设计
2.3.1 电机的选择
电机的选择包括选择电机的转速、功率、种类、价格、可靠性等。
(1) 直流电动机
直流电机就是指通过直流电来驱动的电动机。直流电机的应用十分广泛。日常生活中碰到的很多小机器、小玩具、小马达都是直流电机。选用直流电机的原因是因为直流电机调速性能很好，启动比较快，一般用于控制精度要求高的场合。
(2) 同步电动机
同步电机在很多场合应用广泛，主要是机械、煤矿等大型设备上使用。比如炼钢厂的轧钢机、鼓风机以及大型水泵上使用。三相同步电机是同步电机的应用主体。除此之外还可以充当调相机使用。
(3) 异步电动机
异步交流电机是日常生活中最为常见的一种交流电机。它的原理是定子绕组形成的旋转磁场与感应电流相互作用产生的电磁转矩驱动定子转动的交流电动机。它的转速和电网频率不成比列关系。随着电网波动变化。转子的转速和堵在转矩有关，随着负载的增加转速下降。交流电机结构简单，制造成本也比较低廉，维护教直流电机方便，运行的可靠性高，不会出现什么大的故障。所以本设计选择交流异步电机。
本设计中一共需要使用16台交流电机。其中传送带牵引拖动电机一台，顶刷上升下降控制电机两台，前后大侧刷旋转刷洗电机四台，前后小侧刷旋转刷洗电机四台，前后大侧刷张开合拢摆臂运动电机四台，喷水水泵电动机一台，风管风干电机一台。根据查阅的资料，鼓风量和流量的需要，使用Y系列三相异步电机。风管电动机额定功率为4KW，喷水阀门水泵电机额定功率为3KW。
自动洗车库中电机功率大小的选择一般取决于以下三个条件：一是各电机完成洗车任务所消耗的有功功率；二是传动系统消耗掉的摩擦功率；三是克服各种机械惯性所消耗的功率。以上三个功率大致算出来就是我们要选择的电机功率。一般情况下无法很精确地算出来，通过大致估算和经验对比法本设计选择额定电压为380V。前后大侧刷电机0.6KW，前后小侧刷电机0.4KW。顶刷电机0.55KW。牵引行走电机为0.8KW的交流异步电机。
2.3.2 电动机正反转控制电路
电机正反转控制电路时电气专业所学控制电路中最常见也是最简单的一类。本设计需要16台电机运转，其中需要进行正反转控制的有前后大侧刷摆臂电机，顶刷上下升降电机，传送带电机也要进行正反转控制，方便在洗车出现故障时能及时将车退出洗车库。其他电机的控制只需控制其启动和停止就行了。
电机正反转控制电路图如图2—5所示。
图2—4 电机正反转控制电路
其中电源是三项380V电源，经空开后熔断器。图中包括主电路和控制电路两部分。主电路如图左侧，KM1和KM2分别代表电机正反转线圈，KM1接通时电机正传。KM2接通时电机反转。控制电路如图右侧。SB1为停止按钮，当按下开始按钮SB2时线圈KM1得点闭合，其动合触点闭合自锁。动断触点断开，此时即使按下SB3KM2线圈也不得电。只有KM1线圈失电时按下SB3电机才能反转。一句话这是一个手动的电机正反转控制电路图，如果要其自动运动，则在其中加入定时器就可以实现。电路中FU1和FU2起短路保护作用。继电器FR其过载保护作用。
2.3.3 洗车库的主电路设计
全自动洗车库的电源是380V的交流电。主电路总开关的选择是根据汽车清洗时的最大功率选择的（所有电机同时动作的情况），此时的电压和电流作为过载保护的参照值，设计选用空开，完成过载保护和短路保护。传送带电机需要进行正反转控制，有KM1和KM2控制。前后大侧刷的摆臂运动也是电机的正反转控制的，前大侧刷由KM3到KM6控制，后大侧刷由KM7和KM10控制。顶刷的上下运动是由电机带动的皮带拖动滑轮在垂直轨道上进行上升和下降运动，它们是通过KM11、KM12控制。风管的上下运动和顶刷相似，由KM13、KM14控制。前后大侧刷的自身旋转只需控制启动和停止，由四个线圈控制。前后小侧刷的旋转也只
需要启动和停止，由四个线圈控制。风扇的开启与关闭就是风扇电机的启动和停
止，由KM24控制。为进行过载保护，每个接触器线路都增加一个过热保护装置。
图2-5 洗车库主电路
3 PLC硬件设计
3.1 设计原则和步骤
全自动洗车库的PLC控制系统设计属于单机控制系统，也就是将继电气控制系统中的计数器、定时器和其他设备用PLC的软件和内部逻辑指令取代。本设计的指挥中枢就是PLC控制系统。整个设计开发的成败完全取决于PLC控制系统的设计优劣程度。
3.1.1 PLC系统的设计原则
（1）、必须选用能够满足控制要求的PLC系统
（2）、选择的机型除了能满足现在的需求外还要考虑将来的发展要求。
（3）、在满足上述两个情况下考虑综合性价比
3.1.2 PLC系统的设计步骤
PLC系统尤其特定的设计步骤，在设计时一般按照其设计步骤开展工作，这样不仅可以简化分析过程，还可以使加快设计速度。其设计步骤如下图所示：
被控对象
分析控制要求，确定IO 输入输出点数
确定PLC 机型
确定IO 分配表，绘制PLC 硬件接线图
绘制流程图
编写具体程序
程序输入存储器
程序调试
是否满足要求？
联机调试
是否满足要求？
是否满足要求？
编制技术文件
交付使用
设计控制面板
现场接线
修改 修改
图3—1 PLC控制系统的设计步骤
3.2 控制要求和分析
（1）、控制要求
①、完成汽车的自动清洗、打蜡、吹干并子啊按下复位按钮之后可以再次启动进行下一次洗车工作。打蜡是可选步骤，可以通过控制面板上的选择按钮自主选择；
②、在前后大小侧刷、顶刷、风管没有到位之前洗车不能进行；
③、洗车出现故障时报警装置提示，操作人员需立即按下停止按钮；
④、洗车进行时不应该脱离轨道，设置行程开关加以保护，保证安全运行。
（2）、控制分析
洗车库主要包括传送运动、刷子旋转运动、风管顶刷上下运动、前后大侧刷的摆臂运动。
传送带牵引车进入洗车库，它由一台交流异步电机拖动，通过控制其正反转控制汽车前进与后退。后退主要是为了防止出现机械故障时手动将汽车退出洗车库，防止意外损伤。
大侧刷主要包括刷子定位机构和刷子旋转机构组成。大侧刷的转动时由四台交流异步电机作为驱动源，无需通过对其接触器的控制控制其正反转。刷子在回位时通过回位安全接近开关来实现回位结束，对车头、车尾的识别也是通过定位光电开关实现，所以总共需要三个接近开关。
小侧刷的运动过程相对比较简单，设计中只需要小侧刷进行旋转运动，保证车侧面靠下部位和车轮的的清洗。小侧刷的转动时由四台交流异步电机驱动，无需进行正反转控制，只需启动和停止。
顶刷的机构包括升降定位机构和刷子旋转机构。升降机构是由两台电机完成，原理类似升降机，需要进行正反转控制，通过控制正反转线圈的得失电控制其上下运动，利用顶刷本身的自重保持对车体清洗的强度。旋转机构由两台异步电机拖动，无需进行正反转控制，为保证与车体接触的安全可靠设计一个安全定位光电保证其与车体的接触距离。同时，设计一个回位接近开关保证回位安全。
风干系统主要包括风管吹风机构和风管升降机构组成，其原理和顶刷升降系统一致，都是利用升降机的原理，风管的吹风由一台异步电机驱动，为保证与车体的安全距离设计车体安全接近开关一个，为保证回位安全设计回位安全开关一只。
清洗液管路主要是由一台水泵和洗车清洗剂控制阀组成，水泵是通过一个交流接触器的通断电来控制，而管路的通断则是由电磁阀来实现。
3.3 PLC选型和输入输出点的确立
浅谈住宅小区地下车库的电气设计 【摘要】文章从地下车库的供配电设计、照明设计、接地系统及火灾自动报警系统几个主要方面，分析了地下车库电气设计的主要内容，并指出了应该注意的问题。 【关键词】地下车库；住宅小区；电气设计；电气规范 随着人们生活水平的不断提高，私家车的普及也越来越广泛，城市汽车拥有量成倍增长。随之而来的停车问题需要解决，特别是高层住宅小区，汽车库的设置必不可少，而对寸土寸金的现代化大都市而言，比较适合的停车位置是地下汽车库。 地下车库的防火分类按停车位数量分为Ⅰ类，Ⅱ类，Ⅲ类和Ⅳ类。停车位大于300辆的为Ⅰ类汽车库，151～300辆的为Ⅱ类汽车库，51～150辆以下的为Ⅲ类汽车库，50辆以下的为Ⅳ类汽车库。地下车库电气设计所用到的主要规范有：GB50052-2009《供配电系统设计规范》，GB50054-2011《低压配电设计规范》，GB50067-97《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》，JGJ100-98《汽车库建筑设计规范》，GB50016-2006《建筑设计防火规范》，JGJ16-2008《民用建筑电气设计规范》，GB50034-2004《建筑照明设计标准》。下面从几个方面，谈一下地下车库的电气设计： 1.供配电设计 供电负荷等级要求：依据JGJ 100-98《汽车库、修车库、停车场设计防火规范》，消防水泵、火灾自动报警、自动灭火、排烟风机、补风机、电动防火卷帘、火灾应急照明等消防用电，Ⅰ类汽车库应按一级负荷供电，Ⅱ、Ⅲ类汽车库应按二级负荷供电。 地下车库中一些负荷虽然不是消防负荷，但同样是重要负荷，具有较高的负荷等级，设计时需注意，如：Ⅰ类汽车库机械停车设备为一级负荷，Ⅱ、Ⅲ类汽车库机械停车设备为二级负荷；为高层住宅服务的给水泵、中水泵为二级负荷；住宅小区的弱电机房设备用电，也应按二级负荷供电。 目前而言，我们所接触的地下车库大多为Ⅰ、Ⅱ类汽车库，消防负荷、应急照明等应按一、二级负荷供电。一级负荷要求有两路独立的来自不同区域变电站的10kV电源供电，但有时城市电网很难满足要求，因此在大型住宅小区外部条件不满足时，应考虑在地下车库设置应急发电机组，以满足一、二级负荷的供电要求。消防用电设备应采用两路电源或两回供电线路供电，并应在最末一级配电箱处自动切换，且该箱应安装于所在防火分区内。 2.照明设计
毕业设计 题目：车库自动门控制系统 院、系（站）： 学科专业： 学生: 学号: 指导教师： 20年月 摘要
随着汽车产业的发展，人们对车库的需求量日益增长。智能车库将是信息社会最重要的基础设施之一，停车场管理控制系统则是现代建筑中不可或缺的一部分。随着计算机控制技术的发展，停车场管理控制系统的功能及软硬件设施也伴随其发展而不断改进。本文主要阐述了车库自动门的设计思想与程序编制,应用PLC作为现场控制器，对现场设备进行信号采集与控制。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。根据管理及控制功能需求，充分研究了相关系统组件的工作原理及性能指标，据此进行系统功能设计及硬件选型。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。关键词可编程控制器Fx-pcs-winC330 自动车库门控制系统 目录
摘要.......................................................................... I 绪论4 第一章自动门介绍5 1.1 研究背景与研究意义5 1.2 自动门的分类5 1.3 本章小结5 第二章PLC的介绍及选择6 2.1 PLC的简介6 2.2 PLC的主要功能及特点7 2.2.1 PLC的主要功能7 2.2.2 PLC的特点8 2.3 PLC的组成与基本结构8 2.4 PLC的工作原理9 2.5 本章小结10 第三章车库自动门控制系统的设计11 3.1车库自动门电气控制系统的平面图及说明11 3.2 车库自动门的控制要求12 3.3 控制程序的编制及硬件接线图13 3.4车库自动门控制系统的软件设计14 3.4.1设计功能顺序图14 3.4.2I/O口及定时器/计数器说明15 3.4.3系统梯形图及指令语名表16 3.5本章小结17 结论 (24) 设计总结 (25) 致 (26) 参考文献 (27) 绪论 随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用了自
立体车库设计方案 一、项目背景 随着改革开放的不断深入，中国经济的迅速发展，我国城市居民经济条件的日益改善，私人轿车的数量大大增加，致使在人口集中的城市里，在繁华的街道小车停车位的严重不足，使得停车难问题日趋严重，国内汽车产业的快速发展使城市汽车容量迅速增加，停车位在数量和布局上已不能满足和适应现实的需要，更不适应现代化城市的发展要求。城市住宅区和公共设施建设规模的不断扩大要求建立大量配套停车设施，然而城市用地日趋紧张直接限制了停车设施建设大量占地。已有的住宅区怎样改造补充车位、新开发的项目如何设计并提供车位、公共建筑怎样合理利用现有车位，总之停车已经成为房地产开发项目、政府各部门以及社会各界普遍关注和亟待解决的问题。 我国现有的住宅小区停车的主要方式是场地停车，即在小区道路内或空地上划定车位，大多为见缝插针，将绿地或公共道路改成了车位，影响了小区居民的出行和休息。 目前我国城市停车的主要类型还是大型公共停车库，规模大，占地面积较大，建设资金大，停放车辆多，主要应用于车辆停放的密集区如商业中心区、大型的车站等，这都需要有较大的建设地面和空间。现在还没有应用于城市住宅小区的立体车库来解决私人汽车的停放问题. 为了解决住宅小区内的停车问题，只能利用小区内较小的面积，建立中小型机械式立体车库，占地面积少，存放的车辆多，而且能使住户存取车辆时，既便捷又安全可靠。垂直循环式机械立体停车库以其土地利用率和空间利用率高，使用操作简单、灵活，安全可靠，适应性强等诸多优点，是解决大城市住宅小区停车问题的主要发展方向。
二、需求分析 1、立体车库分类： 2、（1）升降横移式立体车库（图2-1） 图2-1 升降横移式立体车库 由停车位与升降装置立体组合而成的停车装置，升降装置可整体横向移动或升降装置的搬运器可横向移动，停车位设置在升降道和移动道的两侧，通过车盘的升降和横移操作实现停车取车;采用模块化设计，车位数从几个到上百个均可，可以在地面及地下停车场使用，也可设计成半地下形式，使用形式灵活，造价较低，因此这类停车库比较普遍。 （2）垂直升降式(电梯式)立体车库(图2-2) 车库中间是升降机垂直运送汽车的通道，两侧是沿垂直方向设置的停车车位，类似于电梯的工作原理，把容纳汽车的停车室和升降汽车的升降装置组合起来。存取车时由升降机构带动车和托盘到达指定层面，然后用横移装置通过横向伸缩把车和托盘搁放在指定存车位置上或是相反。通过横移装置将指定存车位上的车辆和托盘送入升降机构，升降机构降到车辆入口处，打开库门，将车开走。
《电气控制与PLC》课程设计题目：自动门控制装置 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 时间：
目录 一、引言 (1) 二、自动门控制装置总体方案 (1) 2.1、自动门控制装置任务书 (1) 2.2自动门的控制要求分析 (2) 三、自动门控制系统的硬件设计 (2) 3.1PLC的选择 (2) (1)机型的选择 (2) （2）输入输出（I/O）点数的估算 (2) （3）存储器容量的选择 (3) （4）控制功能的选择 (3) （5）对PLC响应时间的要求 (3) 3.2光电检测开关 (4) 3.3限位开关 (4) 四、自动门控制系统软件的设计 (4) 4.1、I/O分配表 (4) 4.2、plc控制输出接线 (5) 4.3、程序流程图 (6) 4.4、梯形图 (7) 4.5、指令表 (8) 4.5、时序图 (8) 五、系统调试及过程分析 (12) 5.1、系统调试 (12) 5.2过程分析 (13) 六、个人心得 (14) 七、参考文献 (15) 附录一 (16)
一、引言 在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走进自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。将人通过之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防尘、防风、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。自动门在国外早以得到普遍应用，在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。 自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的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、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器（一下简称PLC），PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等作的指令，并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，实用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等特点，因此，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动化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。 二、自动门控制装置总体方案 2.1、自动门控制装置任务书 完成自动门控制装置，包括编写程序和硬件接线图，要求当有人按下开门开关时，门自动打开，然后又能自动关闭。 1.外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。 2.位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电机停止运行。 3.中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。 4.的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
车库自动门控制系统设计 摘要 随着汽车产业的发展，人们对车库的需求量日益增长。智能车库将是信息社会最重要的基础设施之一，停车场管理控制系统则是现代建筑中不可或缺的一部分。随着计算机控制技术的发展，停车场管理控制系统的功能及软硬件设施也伴随其发展而不断改进。本文主要阐述了车库自动门的设计思想与程序编制, 应用PLC作为现场控制器，对现场设备进行信号采集与控制。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。根据管理及控制功能需求，充分研究了相关系统组件的工作原理及性能指标，据此进行系统功能设计及硬件选型。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。 关键词：可编程控制器，自动车库门控制系统
Garage Automatic Door Control System Design ABSTRACT With the development of automobile industry, people's growing demand for garage. Garage door products in the market of building of our country development process to develop quickly. Our garage door industry current situation is: at the beginning of 80 time our country and the exchange of the world is gradually much rise, the industrial product exhibition is a Swedish garage door and sectional garage door, then, have advance awareness of the enterprise to begin development of the garage door, and of course in the nineteen eighties or more rolling shutter door market accounted for 80%, while the rolling shutter door high noise of60-80dB, but shutter door from the structure has been the use of the spring steel strip. The garage door is not that complicated structure is a good product, as long as our design idea is advanced, the development direction of course is simple, durable as the fundamental principle. It is like a camera development to a certain extent there are very popular for Dummies and digital camera. But the product quality is not backward but to more advanced and more human intelligence, safe, durable development direction of the intelligent garage will be the information society is one of the most important infrastructure, car park management and control systems are an integral part of modern architecture. With the development of computer control technology, car park management and control system functions and facilities are also associated with its development and continuous improvement of software and hardware. This article mainly on the design and programming of the automatic garage doors, PLC as a site controller, signal acquisition and control over equipment. Description of the control, system wiring diagrams, flowcharts, external ladder need
大型车库电气设计要点全解读 近年来，随着生活水平的提高，汽车逐渐成为人们生活中的必需品，然而早期规划的室外泊车位已经远远满足不了实际需求，汽车的停放成为了项目开发之初就需要十分重视的问题，因此大型地下泊车场成为众多房地产及城市配套的商业综合体建筑优先考虑的建筑模式。 本文通过近期的几个大型车库的设计经历，浅谈对车库设计的一些看法。 供配电系统设计 1.分析建筑布局 一般来说，综合地下车库的建筑功能并不是单一的，可能会包罗变配电所、空调制冷站、锅炉房、热交换站、生活及消防泵房等建筑设备用房，其余的区域均为车库。当拿到一个大型地下车库的平面安排图后，除去以上提到的建筑辅助设备用房，首先要对车库的布局进行分析。车库一般以不大于4000m2为一个防火分区(设置自动喷淋)，车库防火分区一般以耐火极限不低于3h的甲级防火卷帘进行分隔，一个车库防火分区一般分为两个防烟分区(不大于2000m2)，每个车库防火分区基本上要设置一处送风机房，设置两台送(补)风机，送风和消防补风合用，一处排风机房，设置两台排风(烟)机，排风和消防排烟合用。其余的区域就是车道和车位，建筑死角区域一般被定为库房，出入口部分被定为值班室，一个地下车库的大致建筑布局就基本形成了。 2.参考用电指标 按照《全国民用建筑工程设计技术办法规定》，一般其车库单位面积负荷密度为8～15W/m2，变压器装置指标为12～23VA/m2。以此在方案设计阶段可以按照面积指标进行总负荷估算。在初步设计阶段，仅进行总负荷估算必定是不够的，需要列出具体的《用电设备负荷统计表》。在初步设计早期为了搭建低压配电系统，在其他专业未提供设备容量的情况下，可以按照经验进行早期的负荷统计，现在以地下汽车库的一个防火分区举例说明(面积4000m2，层高5.1m，双层停放120辆，出入频率一般)。 1)电气设备 按照《建筑照明设计标准》表5.4.1规定，车库照度为75(1±10%)lx，反推车库照明密度大致在3～4W/m2，按4W/m2计算，其中事故照明占20%～25%。 2)机械排烟及通风设备 排烟量:1900m2×4.8m×6次/h=54700m3/h，排风量: 400m3/h×120=48000m3/h(2000m2的防烟分区，扣除约100m2的附属用房面积，梁板扣除0.3m)。送风量:48000m3/h×80%=38400m3/h，满足不小于排烟量50%的要求。因此每个防烟分区排风(烟)机的容量约为18.5kW，送(补)风机的容量约为11kW。此外还需注重，北方地区车库的采暖方式，若不设置暖气，送(补)风机还需计算电辅热的容量。 3)建筑设备 防火卷帘的容量查数据手册可知:5m＜洞口宽B≤8m，洞口高H≤5m，电动机容量P 为0.75kW。机械车位的容量查数据手册可知:两层升降横移式泊车设备电动机容量P为(2.2+0.4)kW，两层液压悬臂式泊车设备电动机容量P为(4.7+0.4)kW。以上数据可从《国家建筑标准设计图集(D800;1～3)》中查找。依据以上参数，建筑设备的容量可不依靠建筑专业，按照平面安排图自行估算。 4)给排水设备:排水泵、电伴热等
基于PLC自动门控制 系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装臵和传动装臵组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装臵运行，在通过传动装臵带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC 控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。
本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下： 第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装臵选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装臵
目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装臵的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31
毕业设计(论文)任务书 系部自动化工程系专业电气自动化 姓名胡震纪学号G1240630 题目车库自动门的设计与实现 起迄日期：2014年6月20日至2015年6月10日设计(论文)地点南京机电职业技术学院 指导教师张松林 专业负责人朱红娟 任务书发放日期：2014 年 6 月20 日
1.选题目的及意义 在超级市场、公共建筑、银行、别墅车库门，经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已经逐渐被淘汰。 1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特点是：具备逻辑控制、定时、计数、等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用了自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度上提高了生产效率，又进一步的促进了生产力的快速发展，并不断的丰富着人们的生活。 PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。所以在停车场智能管理领域，相应的也出现了PLC停车场智能管理的概念，即含有高科技的智能系统，与普通的停车系统不同的是，它能以PLC技术为基础来解决停车难的问题，直接为目标安全、迅速地到达目的地。停车场管理系统重点要做到准确指示车辆进出,车辆进入时给与司机准确的车位数量与具体位置,车辆进入车库后,记录车辆总量;车辆离开车库时,减少车辆数量。车辆进出指示可完全由PLC 进行中央控制处理,停车场空位指示可利用价格便宜的数码管显示。 因此，自动车库门系统，能够尤其在实现快捷、便利、安全这一点上拥有很大的发展空间和潜力，对于人类社会之伟大进步意义重大。 2.背景及概况 车库的发展，应该说从第一辆汽车诞生以来就随之产生。公安部交通管理局的统计显示，截至2006年底，我国汽车保有量为2421万辆，与2005年相比，增长279万辆，增长率为13%。在汽车快速增加的同时，“停车难”的问题越来越严重的凸显出来。以上海市为例，截止2006年底，上海市
本科毕业论文（设计） ( 2014 届 ) 题目：升降横移是立体仓库控制系统的设计学院：机电与信息工程学院 专业：自动化 学生姓名：学号： 指导教师：职称（学位）：助教（硕士） 合作导师：职称（学位）：硕导（博士） 完成时间： 2014 年 3 月 19 日成绩： 黄山学院教务处制
图（1）国内立体车库的 国外研究现状和发展趋势： 国外发展立体车库较早的有日本、韩国、德国等国家，在停车技术领域的研究处于世界领先水平，韩国和我国的港、澳、台地区的停车业也通过引进--移植制造，得到了蓬勃发展，较好地解决了本地区的停车难的问题，并开始向外输出技术和出口产品。在亚洲，应用较普遍的是日本、韩国和我国台湾省。亚洲的机械式停车设备技术起源于日本。日本从20世纪60年代开始从事机械停车设备的开发、生产、销售和服务，至今已有四十几年的历史。目前在日本从事机械式停车库及其设备开发、制造的公司约有200多家，其中生产机械式停车设备的公司约100多家，比较大的公司有新明和、石川岛、日精、三菱重工等。从90年代起日本每年投入运行的机械停车泊位都在10万以上，品种也从单一垂直循环式发展为多种形式，到今已开发生产出九大类近百个品种，管理体制、技术标准等方面日趋完善，目前全日本已经投入使用机械式停车位超过300万个，其中以升降横移式停车设备为主。对于日本，优势在多层升降横移类、垂直升降类、水平循环类、垂直循环类、简易升降类等产品上。 韩国机械停车设备技术是日本技术的派生。产业从20世纪70年代中期开始起步，80年代开始引进日本技术，经过消化生产和本土化，90年代开始为供应使用阶段，2000年后为发展阶段。制造厂约有近百家，已进入我国的有现代集团、LG公司、德山公司(DuksAnEng&M，Co.，Ltd)、真山公司(JinsanPlantCo.，Ltd)、东洋公司、乐天公司等。由于这几个阶段得到政府的高度重视，各种机械停车设备得到普遍开发和利用，韩国近几年增长速度都在30%左右。目前韩国停车设备行业进入稳步发展阶段，自动化停车设备随供应量的扩大技术也得到迅猛发展。 台湾机械停车设备的产品概念与技术主要来自日本，台湾主要的停车设备厂商都是和日商进行技术合作。德国的品牌间或在台湾出现，1970 年左右双层式停车设备开始从日本引进台湾，揭开了停车设备发展的序幕。1980 年以后，自行开发的本土机型也纷纷出现。机型的发展从简易升降到升降横移，从双层到三层，越趋多样化。制造厂商越来越多，到了90 年代市场竞争日渐激烈，各家厂商纷纷在改善功能与降低成本上下功夫，以求争取生存空间，台湾地方于1991 年7 月完成颁布《停车场法》，做为突破既有法条限制、鼓励增设停车空间的法源。 1992 年 4 月立体停车场协会顺势成立，当时厂商会员有121 家，93 年增加
自动门及其控制系统简介 摘要：门是伴随着人们的文明而诞生的，随着科学的发展，门的种类越来越多，技术也越来越复杂。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 自动门是随着人们对生活条件的不断追求、科技的不断发展应运而生的高科技产品，因此，它具备了普通门所没有的优势：雅观漂亮，而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适，通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次。因此自动门被广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。 本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点，对由PLC 作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC 程序的编写等都进行了一定的介绍。 关键词：自动门；PLC；控制；编程 Abstract: The door is accompanied by the birth of human civilization, with the development of science, the types of doors more and more, technology is more complex. Automatic doors from the theoretical understanding of the concept should be an extension of the use of the door, door people as needed to enhance and improve the function. Therefore, the understanding of the automatic door to door should be functional requirements from the beginning people. As part of the building door, from the most basic sense, isolated from the external environment to meet people and do not hinder the passage of these two requirements. Thus door itself should be firmly sealed. Automatic door is the living conditions as people continue to pursue the development of science and technology came into being in the high-tech products, so it does not have the advantages of ordinary doors: decency beautiful, but it is more secure use and management, convenience, Comfort, power can be achieved after the unattended while at the same energy saving air conditioning, wind, dust, noise reduction, convenient and improve the grade of the building. Therefore, automatic doors are widely used in large shopping malls, banks, large hotels, airports, office buildings and other large public places. In this paper, combined with PLC control system and a variety of widely used
车库门发展到现在主要分为遥控、感应、电动、手动几种，而车库门遥控器[1]即为远程控制车库门启闭的装置。 一般来讲，车库门遥控器通常采用遥控器中的无线电遥控器，而非红外遥控器，因为与家电常用的红外遥控器相比，无线电遥控器拥有以下的优点，无线电遥控器是用无线电波来传送控制信号的，它的特点是无方向性、可以不“面对面”控制、距离远（可达数十米，甚至数公里）、容易受电磁干扰。在需要远距离穿透或者无方向性控制领域，比如车库门遥控控制、工业控制等等，使用无线电遥控器较易解决。 下面对无线遥控器做一个简单的介绍： 无线遥控器（RF Remote Control）是利用无线电信号对远方的各种机构进行控制的遥控设备。这些信号被远方的接收设备接收后，可以指令或驱动其它各种相应的机械或者电子设备，去完成各种操作，如闭合电路、移动手柄、开动电机，之后再由这些机械进行需要的操作。作为一种与红外遥控器相补充的遥控器种类，在车库门、电动门、道闸遥控控制，防盗报警器，工业控制以及无线智能家居领域得到了广泛的应用。 常用的无线电遥控系统一般分发射和接收两个部分。 发射部分一般分为两种类型，即遥控器与发射模块，遥控器和遥控模块是对于使用方式来说的，遥控器可以当一个整机来独立使用，对外引出线有接线桩头；而遥控模块在电路中当一个元件来使用，根据其引脚定义进行应用，使用遥控模块的优势在于可以和应用电路天衣无缝的连接、体积小、价格低、物尽其用，但使用者必须真正懂得电路原理，否则还是用遥控器来的方便。 接收部分一般来说也分为两种类型，即超外差与超再生接收方式，超再生解调电路也称超再生检波电路，它实际上是工作在间歇振荡状态下的再生检波电路。超外差式解调电路与超外差收音机相同，它是设置一本机振荡电路产生振荡信号，与接收到的载频信号混频后，得到中频（一般为465kHz）信号，经中频放大和检波，解调出数据信号。由于载频频率是固定的，所以其电路要比收音机简单一些。超外差式的接收器稳定、灵敏度高、抗干扰能力也相对较好；超再生式的接收器体积小、价格便宜。 无线电遥控常用的载波频率为315mHz或者433mHz，遥控器使用的是国家规定的开放频段，在这一频段内，发射功率小于10mW、覆盖范围小于100m或不超过本单位范围的，可以不必经过“无线电管理委员会”审批而自由使用。我国的开放频段规定为315mHz，而欧美等国家规定为433mHz，所以出口到上述国家的产品应使用433mHz的遥控器。 无线电遥控常用的编码方式[2]有两种类型，即固定码与滚动码两种，滚动码是固定码的升级换代产品，目前凡有保密性要求的场合，都使用滚动编码方式。 滚动码编码方式有如下优点： 1、保密型强，每次发射后自动更换编码，别人不能用“侦码器”获得地址码； 2、编码容量大，地址码数量大于10万组，使用中“重码”的概率极小；
地下车库电气消防设计要点 发表时间：2016-12-28T11:29:58.450Z 来源：《基层建设》2016年29期作者：张旭1 董金盼2 [导读] 摘要：随着我国城市化的不断加快，城市建设用地肯定越来越紧缺，大型地下车库的建设是必然趋势，而且大型地下车库发生火灾时相比其他火灾带来的危害更大。 1上海原构设计咨询有限公司辽宁分公司辽宁沈阳 110166 2中国建筑上海设计研究院有限公司辽宁分公司辽宁沈阳 110015 摘要：随着我国城市化的不断加快，城市建设用地肯定越来越紧缺，大型地下车库的建设是必然趋势，而且大型地下车库发生火灾时相比其他火灾带来的危害更大。因此大型地下车库的电气设计要求更高，更为严格。只有做好电气系统，才能保证大型地车库的安全，从而保障车辆的财产安全和车主的人身安全，促进社会和谐发展。 关键词：地下车库；电气设计；要点 1大型地下车库电气消防设计的重要性和必要性 由于我国地少人多的情况，土地资源的紧缺已成为既定现实，大型地下车库的前景十分广阔，尤其是一些直辖市和经济发展较好的城市，更为重要。而大型地下车库的发展必须要安全的电气设计作为保证，只有做好消防电气的安全保证，才能更好的推动大型地下车库的发展，同时也能减少火灾带来的损失，维护社会安定。 2目前大型地下车库电气消防设计存在的两个问题 2.1电气的安装不恰当 由于现在大型地下车库的车辆数量过多，如果发生火灾的话，将给人们的生命财产安全造成严重的危害。而在施工安装过程中，施工人员往往不能意识到其危害性，因此偷工减料，不但使用质量较差的电气设备，还不按照国家的相关规定进行安装。灯具安装的位置不恰当，不仅仅会影响照明，车库易燃易爆等危险品多，靠近易燃物还容易引发火灾。电气线路铺设时不清晰合理，线路缠在一起，导致日后的检修工作难以进行，还会产生氧化现象，从而危及日常使用，引发火灾。另外有些金属电器的位置不安装接地线和漏电保护，也会埋下很大的隐患。 2.2消防装置的设置不合理 消防装置是消防电气系统中不可缺少的关键环节，若消防装置设置不合理，会导致消防电气系统不能完好运行，在发生火灾突发事件时，不能发挥其应有作用。大型地下车库中的车辆比较多，更需要进行防爆装置的安装，避免因某个车辆的起火导致连环引爆;另外，大型地下车库的线路需要配置抗腐蚀性较强的管线，避免因为地下线路潮湿腐蚀导致的短路现象的发生。 3地下车库消防电气设计内容 3.1火灾报警探测器的设计 大型地下车库的火灾报警探测器应该严格按照国家标准，在规定的区域安装质量达到要求的设备，同时应使用一个厂家的设备，以保证设备之间衔接的性能。同时在设计位置时，应将火灾探测器远离照明设备、灭火喷头、通风处。除了这些位置要求，还应注意送风口距离火灾报警探测器应超过1．5m，探测器距离车库吊顶送风口应超过0．5m，和灭火喷头间的距离应超过0．3m，和照明设备间的距离应超过0．2m。在大型地下车库中时常会有感温探测器和感烟探测器的设置共同区，感烟探测器的感应范围比感温探测器大，若使用传统的相邻安装，会导致感温探测器遗漏一些区域，所以必须严格按照国家规定的消防电气设计标准来设置电气设备的位置，同时保证数量和质量，切不可偷工减料。在某些需要的情况，可以配合防火卷帘探测器和气体灭火探测器共同使用。但无论使用哪一种探测装置，都应该进行严格的检修，一旦探测器出现问题，连续正常报警三次，再联动其他灭火装置，保证安全消防工作的平稳运行。 3.2火灾报警控制器 火灾报警控制器的目的是接送信号，将火灾信号先接收并进行处理，然后发送消防信号，联动消防灭火装置，进行自动化的火灾扑灭工作。通过对大型地下车库电气设计的区分，有集中型报警控制器和区域型报警控制器两种，目前区域型报警控制器占更大比重。区域型报警控制器系统丰富，当火灾发生时，及时启动报警装置和灭火装置，并且还有火灾记录仪，实时记录火灾发生的地点和火情的强弱，方便人们对火灾情况进行分析以及日后的预防工作。 3.3敷设线路的问题 目前我国大型地下车库的线路敷设位置不当。国家相关规范的标准规定:消防联动控制、自动灭火控制、通信、应急照明以及紧急广播等等线路，都应该从金属管中通过，还要保证墙体的厚度。若特殊情况需要明敷时，金属管必须进行防火设置。线路铺设时要严格按照规定及相关报警规范铺设。根据大多数实情，仍有大多数施工人员忽略了火灾探测器线路的铺设，他们认为该线路只在火灾初期起作用，因此影响不大，实在不然。国家相关规定中严格标明了火灾探测器线路铺设的必要性，它对应急广播和照明应急灯的正常工作起一定作用。若忽略了此条线路的铺设，一旦火灾发生，便会从车库的吊顶迅速蔓延开来。施工人员必须高度重视国家相关规定，在施工工作进行中不能投机取巧，以免留下安全隐患。 3.4防火阀和排烟阀的问题 对于防火阀和排烟阀的控制是至关重要的。在大型地下车库的消防电气系统中，消防控制室必须具备关闭防火阀的功能。在实际情况中，防火阀一般使用的是250℃的、易容环断的，同时防火阀需要制作成电磁阀的样式，对于信号的传输与接收也是根据实际情况而有变化的，切不可一概而论。 3.5消防联动控制问题 消防联动控制系统有多线制和总线制两种。多线制是分隔电源驱动线信号线，一般有五线制和四线制。总线制利用计算机总控制，将源驱动线和信号线共同使用，通过计算机分析进行消防联动控制，有三总线制和二总线制。总线制相比多线制线路清晰简便，监测功能强，因而在实际大型地下车库中广泛应用。 3.6消防水泵的问题 消火栓和灭火喷头在灭火时属于核心基础设备。大型地下车库相关标准中规定在消火栓处要有消火栓泵的设置。报警规范标准中规定，消防控制室必须能人工启动和停止消火栓泵。在水泵房消火栓泵周围应该能控制水泵电机的启动和停止，从而保证有两个地方可以控
目录 第一章绪论 (1) 1.1车库自动卷帘门的概述 (1) 1.1.1车库自动卷帘门的简介 (1) 1.1.2国内自动卷帘门的发展现状 (1) 1.2本课题研究的内容和意义 (2) 第二章车库自动卷帘门PLC控制方案 (5) 2.1PLC控制系统的设计方案 (5) 第三章车库自动卷帘门的组成、控制要求及原理 (6) 3.1车库自动卷帘门的主要部件组成 (6) 3.2车库自动卷帘门控制要求 (6) 3.3车库自动卷帘门的基本控制原理 (7) 3.3.1车库自动卷帘门电气原理图分析 (8) 第四章车库自动卷帘门控制系统的硬件设计 (11) 4.1PLC的功能分析与选型 (11) 4.2电动机的功能分析及选型 (11) 4.3熔断器的选择 (12) 4.4继电器的选择与作用 (13) 4.5接触器的选择 (13) 4.7蜂鸣器的选用 (15) 4.8行程开关(限位开关)的选用 (15) 4.9光电开关的选用 (16) 4.10控制按钮的选用 (16) 4.11遥控开关的选用 (16) 4.12电源选择 (17) 4.13PLC控制输出/输入接线 (17) 第五章自动门控制装置系统程序 (20) 5.1控制流程图 (20) 5.2梯形图 (20) 设计体会 (22) 参考文献 (22)
第一章绪论 1.1车库自动卷帘门的概述 1.1.1车库自动卷帘门的简介 车库自动卷帘门的性能广，具有保温、保冷、防虫、防风、防尘、隔音、防火、防异味、采光、密封、可抵挡风压，有防盗，低噪音，速度快，开启频率高，安全性能好等多种功能。可广泛使用于电子、机械、化工、纺织、冷冻、印刷、食品、汽车装配、超市、物流仓储等多种行业的空调车间和洁净厂房。其中高速自动开启与关闭的快卷门，在寻求严格的质量管理和高效率，节俭经费的工厂、仓库、店铺等处，出入口的有效开闭是决定商品的安全性与生产经营效率的最大关键。快速门比钢铁卷帘门速度高达20倍,实现每1小时100次的高速开闭与高度的耐久性。另外，通过开口高度调节机能的并用，缩短出入口的开放时间，提高室内的空调的效率．把室外的异物混入控制在最小限度，同时提高工作效率。为实现安全，清洁，节能的工作环境，为提高产品质量节减经费作出贡献。密封性能好，采用德国编码器调制限位，门底端装有加重隔气布，可与各种不平坦地面紧密结合，起到良好防尘降噪、防风保温作用。 1.1.2国内自动卷帘门的发展现状 自动卷帘门产品尽管已经进入市场成熟期，但从总的要求看，尚不够成熟和完善，在技术开发和产品定位上仍依靠市场的自然导向为主。国家建设部在2004后6月组建了自动门、车库门标准化技术委员会，对全行业进行规范、指导和服务，但要把纯自然状态下的行业发展模式进行规范到位，必然会遇到一些亟待解决的问题：（1）知识产权保护力度太弱。一批假冒伪劣厂家刚被淘汰出局，随之又有一批卷土而来，大有“野火烧不尽”之势，而正规动作的品牌企业面对这种不正当的竞争却又不得不疲于应对，可谓深受其害。从总体上来讲，国人对知识产权的保护意识本身就不强，在实际动作中又缺少相应的技术和政策支持，导致大批正规企业辛辛苦苦投入大量资金、精心研发的新产品，刚一问世，仿冒伪劣产品就蜂拥而至充斥市场，以低廉的价格与之竞争,同时，鱼目混珠的劣质产品，也令消费者无法分辨，无所适从。这不仅使正规投入研发的企业蒙受损失，也直接坑害了消费者利益，扰乱了市场秩序。 （2）缺少产品标准和技术规范。由于自动卷帘门产品面市仅十几年的时间，技术工作的基础才刚刚建立，要制定产品标准和技术标准尚缺乏足够的技术准备和足够的调研及数据准备。可以说，建设部自动门车库门标准化技术委员会的成立和运行，为制定这些标准和技术规范创造了有利条件，但要真正落到实处还需要行业内同仁们的积极参与支持和配合。 （3）自动卷帘门产品的长期发展目标定位不够清晰。现阶段各生产厂家大多都是各自为战，摸着石头过河，对于在什么时候要达到一个什么样的标准没有一个统一、明确的认定。这必然导致企业目光短浅和盲目开发，不仅是资源上的浪费，而且极易错失行业发展的最佳时机。