【摘要】
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。智能车库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智能车库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，智能车库门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前智能车库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。
本文是关于智能车库门控制系统的设计，智能车库门系统主要由可编程控制器（PLC）、无线遥控开关、限位器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是人控制无线遥控开关将信号传送到PLC，PLC再综合收到的智能车库门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，再通过传动装置带动门的动作。
【关键词】：智能车库门；PLC；无线遥控开关；感应器件；驱动装置
目录
引言 (1)
一、智能车库门控制要求 (2)
二、智能车库门外部设备的选用 (3)
（一）车库门开关控制器的选择 (3)
（二）家用车库电机的选择 (4)
（三）车库内外灯的光控开关选择 (5)
（四）蜂鸣器的选择 (6)
（五）24V直流电源选择 (7)
（六）PLC的选择 (7)
三、智能车库门的控制流程 (9)
（一）汽车进、出库流程文字说明 (9)
（二）汽车进、出库控制流程图 (9)
四、智能车库门的梯形图设计 (11)
（一）PLC梯形图的概述 (11)
（二）梯形图编程环境 (12)
（三）智能车库门I/O分配表 (13)
（四）智能车库门程序图分析 (14)
五、控制系统的电气接线 (15)
总结 (16)
参考文献 (17)
谢辞 (18)
附录I I/O接线电路示意图 (19)
附录II 控制系统主电路连接示意图 (20)
附录III 梯形图程序 (21)
引言
随着进口汽车大量涌入和国内汽车工业的不断发展，大中城市的汽车数量剧增，私家车更是越来越普及。从而引发了停车管理及防盗问题愈演愈烈。近几年，我国的停车场门控管理技术不断完善，计算机技术、通信技术、网络技术的发展又促进了停车场门控管理系统功能的强大。但是，现时某些小区停车场如要运用大量高新技术就会出现资金不足、维护管理不完善的问题，有时考虑也不够全面，且停车在小区停车场是需要收费的。所以目前建造属于自己个人的私家车库就显得尤为重要，这样不仅可省去小区停车场即时收费这一环节，而且可以更好的安置自己的爱车。车库门是私家车库的核心部分，可以及时有效的保护了车主的财产安全。早期的车库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。PLC控制智能车库门由于具有智能化程度高、故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。为此，本设计采用PLC控制车库门的开关及其外围灯具设备的工作，以达到节能的目的，更加入的语音系统能够更人性化的为车主服务。
一、智能车库门控制要求
库门设计为卷帘式，用一个电机来拖动卷帘。正转接触器KM1使电机开门，反转接触器KM2使电机关门。在车库门的内侧装有无线遥控开关的接收器。其控制过程如图
1-1所示。要求实现以下四个功能：
1．按下无线遥控开关上的开门键，产生输入电信号X2=1，从而继电器KM1线圈得电，车库门开始打开，同时车库外的灯Y6(白天不会亮)亮，蜂鸣器Y7工作。
2．当车库门打开的其上升极限X1处，KM1线圈失电，车库门停止上升，车库内的灯Y5亮，灯Y6在5秒后熄灭，蜂鸣器立即Y7停止工作。
3．按下无线遥控开关上的关门键，产生输入信号X3=1，从而继电器KM2线圈得电，车库门开始关闭，同时灯Y5在5秒后熄灭，灯立即Y6(白天不会亮)打开。
4．当车库门关闭到其下降极限X0处，KM2线圈失电，车库门停止下降，灯Y6在2分钟后自动熄灭。
图1-1 车库门动作示意图
二、智能车库门外部设备的选用
（一）车库门开关控制器的选择
1．作用：提供信号给PLC控制车库门的开关。
由于要实现车库门的智能化控制，则要求车主在车上就可以打开车库门，无需下车手动操作，所以本文将选用无线遥控开关。
2．无线遥控开关的选型要求：抗干扰能力均很强,可在强电磁干扰环境中使用。频率稳定性好,接收灵敏度高。控制安全，发射器和接收器只能一对一使用。遥控距离广，最低要求100M，可以与PLC连接使用。
综上所述确定选择深圳市奥圣科技发展有限公司的奥圣/AU-RK02-12无线遥控开关，如图2-1所示。
图2-1 奥圣/AU-RK02-12无线遥控开关
3．产品特点：四路输出，可独立输出，也可非锁和互锁输出。可通过拔插插针跳线的方式方便地在点动、互锁、自锁三种工作方式中进行随意切换。使用方便更换芯片的芯片座，可方便地更换为点动、互锁、自锁各类芯片，以便满足各类需要。接收灵敏度高，遥控距离可达50米至100米以上。采用大容量继电器，可控制上千瓦的电器及设备。采用无线编码技术，无方向性，开关互不干扰。主要应用于遥控电动门、窗、开关、安防等工业或照明遥控领域。
4．其主要技术参数如下：
工作电压：DC24V
接收频率：315MHZ
接收灵敏度：－95db
工作方式：点动，互锁，自锁
最大负载：7A
编码类型：固定
编码方式：焊盘
5．接线说明：
1、4、7、10为常开端
2、5、8、11为公共端
3、6、9、12为常闭端
（二）家用车库电机的选择
1．作用：给车库门的开关提供动力，由PLC控制的接触器KM1、KM2控制其正反转。
2．选用车库门电机主要考虑：车库门面积、重量，当地的天气气候，车库门的使用寿命等。无刷直流电机具有更大的功率密度（铁芯利用率高）、更高的效率和更好的控制性能，如将节能因素、省却变频器以及产能提高因素考虑在内，使用者的综合成本下降很大。所以在本设计中选用的无刷直流电动为TT MOTOR的无刷直流电机，如图2-2所示。
3．产品特点：该产品设计先进、工艺精良、性能稳定、安全可靠。具有整体感强、体积小、重量轻、耗电省、噪音低、输出转矩大，制动灵活、准确等特点。广泛使用于工厂、商店、会议中心、中小型市场、家庭的门等。其中GMP56-TEC5760型适合于本设计使用。
4．其主要技术参数如下：
电压：24.0（V）
功率：25（W）
额定速度：100（rpm）
额定转矩：0.9（NM）
额定电流：2.10（A）
效率：75（%）
绝缘等级：B
电机外形尺寸：直径：56（mm）长度：110（mm）
图2-2 GMP56-TEC5760直流无刷电机
（三）车库内外灯的光控开关选择
1．作用：与PLC控制的继电器联合控制车库外灯的开关，接线示意图，如图2-3所示。
2．产品特点：本光控感应开关电路设计采用高品质CDS元器件装置,并使用继电器开关接通负载力强,继电器开关使用寿命10万次。当环境光照度低于8Lux时,开关自动接通负载,当环境光照度足够时,开关自动关闭负载,适用于楼道、走廊、仓库、车库、地下通道等公共场所各类灯具电器的自动开关。
3．其主要技术参数如下：
感应方式：被动式
感应原理：光敏感应
自身功率：<0.016W/h
光控感应：2-8Lux
负载能力：阻性1000W,感性400W
环境温度：-20℃—+50℃
负载范围：白炽灯,日光灯,节能灯,LED灯等各类负载
工作电压：180V-AC265V(50Hz/60Hz)
图2-3 光控开关接线示意图
4．安装注意事项：安装时开关应背光，避免灯光的直射或干扰，开关表面光线应尽量接近自然环境光线。
（四）蜂鸣器的选择
1．作用：提供语音提示，凸显智能车库门的人性化，由PLC直接控制
为力提高生活质量，要求当车库门打开时喇叭会发出“车库门正在打开请稍等，驾车请注意安全，切勿酒驾！”的语音提示。所以本设计选用智能语音提示喇叭——常州安全语音提示喇叭开发有限公司的626.802型喇叭。
2．产品特点：功能扩展能力强，采用模块化电路设计，触发接口扩展性强，语音扩展能力强，采用先进的可编程语音集成电路，支持语音定制及多段扩展，电路稳定可靠，系统电路按照工业级标准进行设计，输出功率大，性能稳定可靠，具有过载保护，输出功率大。采用成熟稳定的推挽功率放大输出，效率高，功率大，语音音质好，优质语音芯片，低失真放大，优质铝膜扬声器使得该系统功率充足，音质圆润，坚固耐用，防水能力强，全封闭结构，优质ABS工程塑料外壳，美观坚固，使用寿命长，防水能力达到国经工业标准防水等级IPX6。
3．其主要技术参数如下：
型号：IR-QCDZ-103-24
工作电压：24V
工作电流：<0.3A
额定功率：10W
最大功率：25W
工作模式：白天/关闭/夜间(前单元)
工作温度：-20～70℃
频率响应：500－8KHz
灵敏度：120dB±5dB
阻抗：8Ω
颜色：黑色
尺寸：100×100×100mm
重量：0.3kg
（五）24V直流电源选择
1．作用：为耗能设备提供动力来源，输入220V交流输出24V直流。
24V直流电源是整个智能车库门的动能来源，所以电能的输出要稳定，且要具备过载过压保护。因此选择明纬S-60-24单组输出开关电源,如图2-4所示。
图2-4 明纬S-60-24单组输出开关电源
2．产品特点：国际通用全范围交流输入，具有短路、过载、过电压保护，自然风冷，100%满载老化测试，开关工作频率77KHZ。
3．其主要技术参数如下：
直流电压：24V
额定电流：2.5A
额定功率：60W
输入电压：220V
频率范围：47~63Hz
效率：79%
工作温度：-10~+60℃
工作适度：20~90%RH
尺寸：159*97*38MM（L*W*H）
（六）PLC的选择
1．作用：是整个智能车库门的核心，协调控制车库门各部件的动作，实现智能化。
在PLC系统设计时，首先要确定控制方案，下一步的工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此工程设计选型和估算时，应该详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围，确定所要的操作和动作，然后根据控制要求，估计输入输出点数、所需存储器的容量、确定PLC的功能、外部设
备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
2．输入输出（I/O）点数的估算
I/O点数的估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10％到20％的可扩展。留有余量后，就作为输入输出点数估算数据。在实际订货时，还需要根据制造厂商PLC的产品特点对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法本设计的
I/O点数为输入6点，输出5点。
3．机型的选择
（1）、PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类。按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型的PLC的I/O点数是固定的，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理的选择和配置系统的I/O点数，功能扩展方面灵活，一般用于大中型控制系统。
（2）、从经济的角度考虑
在选择PLC时，应该考虑其性能价格比。考虑经济时，也应该同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素。进行比较和兼顾，最终选出比较满意的产品。输入输出点数对价格有直接的影响，当点数增加到一定数值后，相应的存储器容量也应增加。因此，点数的增加对PLC选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有一定的影响。所以，在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本设计的自动门属于小型控制系统，结合经济性的考虑，选用整体型PLC。
4．对PLC响应时间的选择
对于多数场合，PLC的响应时间基本上能满足控制要求。响应时间包括输入滤波时间、输出滤波时间和扫描周期。PLC的工作方式决定了它不能接受频率过高或持续时间小于扫描周期的输入信号，当有此类信号输入时需要选用扫描速度高的PLC或快速响应模块和中断输入模块。
综上所述，本设计选择了三菱的FX系列的FX2N-16MR, 如果I/O点不够可以使用拓展单元，三菱FX2N-16MR具有如下优点：最大范围地包容了标准特点、程式执行更快、全面补充了通信功能、适合世界各国不同的电源以及满足单个需要的大量特殊功能模块，它可以为自动门应用提供最大的灵活性和控制能力，如图2-5所示。
图2-5 三菱FX2N系列PLC样图
三、智能车库门的控制流程
（一）汽车进、出库流程文字说明
当汽车进库时，汽车行驶到离车库门一定的距离时，车主按下无线遥控开关遥控器上的开门按钮，接收器会把开门信号传送给PLC，然后由PLC控制车库门打开。车库门打开的同时，车库外的灯会打开（白天不会打开，由光控开关控制）、蜂鸣器工作发出“车库门正在打开请稍等，驾车请注意安全，切勿酒驾！”的语音提示，车库门完全打开后，车库内的灯立即打开，车库外的灯会延时熄灭，以达到节能目的。
车主离开车库，按下无线遥控开关遥控器上的关门按钮，接收器会把关门信号传送给PLC，然后由PLC控制车库门关闭。车库门关闭的瞬间车库外的灯会立即打开，车库里的灯会延时熄灭，在车库门完全关闭以后，车库外的灯会延时熄灭，以达到节能的目的。
出库控制过程同入库过程。
（二）汽车进、出库控制流程图
1.车库开门流程图如图3-1所示。
图3-1 车库门开门流程图
2.车库关门流程图如图3-2所示。
图3-2 车库门关门流程图
四、智能车库门的梯形图设计
（一）PLC梯形图的概述
PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是工厂广大电气技术人员，为了适应他们的传统习惯和掌握能力，通常PLC不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。国际电工委员会（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3（可编程控制器语言标准）详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：功能表图（sequential function chart）、梯形图（Ladder diagram）、功能块图（Function
black diagram）、指令表（Instruction list）、结构文本（structured text）。梯形图和功能块图为图形语言，指令表和结构文本为文字语言，功能表图是一种结构块控制流程图。
梯形图程序设计语言是用梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果，每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在右面。
形梯图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉。因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎，并得到广泛的应用。
梯形图程序设计语言的特点是：
1. 与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；
2. 与原有继电器逻辑控制技术相一致，易于掌握和学习；
3. 与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是：梯形图中的能流（Power Flow）不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待。
梯形图是使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。
（二）梯形图编程环境
本设计的梯形图编程是运用三菱公司的GX Developer 编程软件完成的，其编程环境界面如图4-1所示。
图4-1 GX Developer编程界面下面主要介绍下GX Developer 编程软件概要：
GX Developer 是具有下列功能的软件包。
1．制作程序
2．对可编程控制器CPU的写入/读出，如图4-2所示。
图4-2 可编程控制器CPU的写入/读出示意图（三）智能车库门I/O分配表
智能车库门I/O分配表，如表1-1所示。
（四）智能车库门程序图分析
1、车库门上升及蜂鸣器控制
图4-3 车库门上升及蜂鸣器控制
如图4-3所示，当车主按下无线遥控开关上的开门按钮或手动开门按钮时，PLC会接受到X2=1或X4=1，此时PLC的内部继电器Y0和Y7动作，Y0得电以后会通过自己的常开触点形成自锁，与Y1成互锁。由Y0控制的继电器KM1的常开触点会一直闭合，车库门上升，蜂鸣器工作。X1为车库门上限位行程开关，车库门打开到上升极限的时候会通过X1停止车库门的上升及蜂鸣器的工作。
2、车库门下降及车库外照明灯的延时控制
图4-4 车库门下降及车库外照明灯的延时控制
如图4-4所示，当车主按下无线遥控开关上的关门按钮或手动关门按钮时，PLC会接受到X3=1或X5=1，此时PLC的内部继电器Y1动作，Y1的常开触点会形成自锁，与
Y0成互锁。由Y1控制的继电器KM2的常开触点会一直闭合，车库门下降。在车库门下降的同时，计时器T1开始计时，在5S以后关闭车库内的照明灯。
3、车库外照明灯的控制
图4-5 车库外照明灯的控制
如图4-5所示，当车库门打开或车库门关闭的时候，PLC会通过Y0和Y1的状态Y6的动作，从而控制车库外照明灯的控制，M0为辅助继电器，T0为时间继电器，计时5S，在车库门完全打开5S后熄灭车库外照明灯，T2也是时间继电器，计时2min，在车库门完全关闭2min后熄灭车库外照明灯。
4、车库内照明灯及车库外照明灯的延时控制
图4-6 车库内照明灯及车库外照明灯的延时控制
如图4-6所示，车库内的照明灯会在车库门完全打开的时候打开，由车库上限位行程开关X1控制，在车库门关闭的同时T1在计时5S后将车库内灯熄灭。其中T0和T2都是用来控制车库外照明灯的延时关闭的，在车库门完全打开时，计时器T0会工作，在计时5S后将车库外灯熄灭，在车库门完全关闭时，T2开始计时，在计时2min后将车库外照明灯关闭。
5．具体梯形图程序在附录III中列出。
五、控制系统的电气接线
智能车库门控制系统的控制连接电路主要包括I/O接线电路、控制系统主电路连接，详细的接线方式分别在附录I和附录II中列出。
总结
经过这一个多月的毕业设计过程，我了解了很多以前不曾了解的东西。结合自己所学的专业知识，设计出程序和硬件系统，真正开始理解了PLC控制系统的设计方法，改善了PLC梯形图的编程能力，也认识到了GX Developer编程软件的应用。但体会最深的还是自己各方面知识的贫乏，编程方面需要加强努力，其他很多地方都需要继续努力；另一方面也体会到了网络资源的丰富，找资料也需要技术，开拓了眼界，这些都是以后可以运用到实际工作中的知识财富。
一个设计涉及的是多方面的问题，需要考虑的东西也很多。经过这次毕业设计，使我认识到以后处理问题都应考虑的全面细致，这样才能最好的处理好问题。这次设计的过程中遇到的问题很多，老师和同学对我的帮助很大。一些处理不了的问题，也能很变通的解决。
完成这个设计也是对自己大学所学知识的一次总结，一次检验。更加系统更加深刻的认识到了自己三年来所学的知识对于以后从事相关专业工作的重要性。也认识到了其中的不足之处，以后需要更多努力。
参考文献
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谢辞
老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，特别是他广博的学识、深厚的学术素养、严谨的治学精神和一丝不苟的工作作风使我终生受益，在此表示真诚地感谢和深深的谢意。
最后感谢和我同窗三年的大学同学，朝夕相伴的日子里，我门曾经一起笑过，哭过，彷徨过。正是你门为我创造的这个安定的学习环境，我才得以顺利地地过完得大学生活。多年来你们的帮助和关怀给了我莫大的安慰，帮助我度过了最困难的时候。大学里在一起的日子，是我们青春中最灿烂的一页，即将过去的大学生活将成为我们最美好的回忆，回忆里的每张面孔，都栩栩如生，我会将你们珍藏。三年的大学生活虽然短暂，但是有了你门的陪伴，关于大学的一切记忆都会变成永恒。在此离别之时，我祝愿大家都有一个美好的前程。
快速卷帘门控制器使用说明书 图一：快速自动卷帘门结构原理图
图二：快速自动卷帘门控制器实物照片 一、本控制系统对快速卷帘门机械结构的要求： 1、门体小于3M×3M、减速变速比小于10：1，配用0.75kw变频器。 2、门体小于4M×4M、减速变速比大于12：1，配用0.75kw变频器。 3、门体小于5M×5M、减速变速比大于12：1，配用1.5kw变频器。 4、门大于5M×5M、减速变速比大于12：1，用2.2kw以上变频器。 注：各个品牌的变频器实际输出力矩和加速性能有差别，要通过试 验决定采用，以降低成本、提高性能、达到最佳使用效果。 二、本控制系统的电器结构及功能：
1、可外接雷达、地磁、光幕等三线式自动检测设备（提供Vcc和GND）。 2、可接按钮、光电传感器、变频器故障、连锁等二线或三线手动设 备（开门接点、关门接点、停止、连锁、故障接点）。 3、本控制系统必须外接漫反射式的“原点”光电传感器也可接简易 磁性干簧接近开关（二者所用程序不同，注意区别）。 4、本控制系统可接四按钮、二LED、共阴的轻触面板，也可用普 通按钮、旋钮、LED指示灯控制（可通过触摸屏设置内部参数）。 三、控制系统的元件排列： 1、本单片机PLC控制器、预装各类接口有少接线或不接线的优点。 2、可选配进口、国产、单相或三相的各种型号小型变频器做动力。 3、选配件24V/50W开关电源，足够可供PLC和传感器共同使用。 4、可以对变频器进行段速控制（客户较难改变电机的速度和频率）。 也可以用电位器进行模拟量调节（客户可以随便调节变频速度） 四、本控制系统的安装与接线、附件、功能和使用、调试方法： 1、本控制系统在初次调试时可用松下电工的GT01触摸屏（选 件）调试，也可在购买时申明性能要求后由供方预先设置好。 2、本控制系统在现场可用小型按钮调试盒（选件）方便地调试。
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；
读写算文理学科研究 2013年 第30期· 395 · 自动车库门从理论上讲应该是车库门的概念的延伸，自动车库门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门是指可以将人或车接近门的动作或将某种入门授权识别为开门信号的控制单元通过驱动系统将门开启，在人或车离开后再将门自动关闭并对开启和关闭的过程实现控制的系统。随着经济的发展和人们生活水平的提高自动门的应用也越来越广泛。它现在为许多宾馆、超市、百货大楼等现代建筑所必备，不仅可以美化出入口环境而且具有节能、防尘、隔音等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。自动车库门的设计实质就是利用单片机控制车库门的开和关，方便生活。 一、车库门自动控制具有重大的现实意义 我们身处一个科技进步的时代，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，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。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。汽车作为生活中必不可少的交通工具，为人们适应现代社会的快节奏立下了汗马功劳，然而汽车的停放与安全也慢慢的变为人们的心中的烦恼。在这种环境下，自动车库门逐渐被人们所熟知和使用。 车库门的发展，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，2012上半年，全国机动车保有量增加826万辆，增长3.67％。全国8个省的机动车保有量超过1000万辆，其中山东省和广东省机动车保有量超过2000万辆。截至6月底，全国汽车保有量为1.14亿辆，与去年年底相比，增加811万辆，增长7.66％。汽车保有量占机动车总量的48.87％，比去年底上升1.81个百分点。全国17个城市的汽车保有量超过100万辆，其中北京、成都、天津、深圳、上海等5个城市的汽车保有量超过200万辆。私人汽车保有量达8613万辆，占全部汽车保有量的75.62％，比去年底上升1.21个百分点。停车泊位的现状及发展速度远远不能适应客观发展的需求。 而对于快速发展的中国各个城市，停车难也随着城市经济的快速发展和汽车数量的激增接踵而来。资料显示，全国36个大中城市停车位满足率不足20%，也就是说，目前我国城市每5辆机动车辆只有1个停车位。国内家用汽车拥有量的迅速增加，使城市道路交通变得十分拥挤，各大城市高峰时塞车已经成为天天可见的一道景观。家用汽车的停放也逐渐成为一个社会问题。我国大城市中由于停车位少，而土地越来越紧缺的情况下，停车位价格十分昂贵，为解决城市停车难的问题，家用车库是必然出路。我国家用车库门发展虽经历了近几十年的发展，但仍处于初级的停车功能，是最原始 的使用阶段，它的设计水平、经济价值还有待于完善和开发。为此本设计实现了车库门自动控制具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。 二、车库门的发展现状 80年代初我国与世界各国的交流渐渐多了起来，当时的工业产品展览会上就有瑞典的车库门而且是上滑道车库门，那时，有超前意识的企业开始研制车库门，当然在20世纪80年代更多的还是卷帘门的市场占了80％，尽管卷帘门的噪音高达60-80分贝，但是卷帘门产品从结构上已经用上了弹簧钢带。 二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。高端的32位Soc 单片机主频已经超过300MHz ，性能直追90年代中期的专用处理器，当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。目前单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，现在的通讯设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机、电话机、小型程控交换机、尤其用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。 三、总结 设计自动车库门控制系统用到了大学所学的大部分知识，由于自动车库门控制系统的设计面向实际应用，因此在论文题目选定后，我通过看书、网络查阅了很多有关自动门控制系统设计的资料。 参考文献 [1]谢子美.电子线路设计?实验?测试.武汉：华中科技大学出版，2006 [2]马忠梅，籍顺心，张凯.单片机的C语言应用程序设计[M].第4版.北京：北京航空航天大学出版社，2007 [3]胡伟，季晓衡.单片机C程序设计及应用实例[M].北京：人民邮电出版社，2003 [4]康华光，邹寿彬，秦臻.电子技术基础[M].第5版.北京：高等教育出版社，2011 [5]王兆安，黄俊.电力电子技术[M].第4版.北京：机械工业出版社，2011 【摘 要】车库门为了适应现代智能化社会而诞生了自动车库门，自动车库门控制系统的设计方便了人们存取车辆；自动车库门控制系统实现了自动车库门的实际应用，加快自动车库门的发展。有利于国产自动车库门规模化生产，降低国产自动车库门的成本，提升国产自动车库门的市场竞争力。 【关键词】单片机 无线收发模块 编解码芯片 电机驱动自动车库门控制系统设计 陈 剑 （长江大学工程技术学院信息系 湖北）
PLC控制系统的应用与设计 1.1 PLC设计的基本原则和步骤 一个实际的PLC控制系统是以PLC为核心组成的电气控制系统，实现对生产设备和工业过程的自动控制。PLC控制系统设计的好坏直接影响中这产品的质量和企业的生产效率，关系到企业的经济效益。英雌，在设计PLC控制系统时要全面了解被控制对象的组成、特点、要求，同时力求使控制系统简单、经济，并且使用及维护方便，同时还要保证控制系统安全可靠。 PLC是一种特殊的计算机，在体系结构、运行，方式和编程语言等方面有别于普通计算机，因此在设计方法和步骤上有特殊性。用户在使用PLC进行实际系统设计的过程中，会自觉地遵循一定的方法和步骤。虽然不能要求必须先做什么，后做什么，具体应该怎么做，但必须遵循一些共同的原则，是PLC应用系统的设计方法和步骤符合科学化、工程化和标准化的要求。 1.1.1设计原则及方法 1. 系统设计的基本原则 在进行PLC控制系统的设计时，一般应遵循以下几个原则 （1）完全满足对象的要求。充分发挥PLC 的功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统最基本和最重要的要求，也是设 计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进 行调查研究，收集现场的资料和相关的国内、国外的先进资料。同时 要注意和现场的工程管理人员，工程技术人员，现场操作人员紧密配 合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。 （2）在满足控制要求和技术指标的前提下，尽量是控制系统简单、经济。 保证PLC抠门男之系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计系统 控制的重要原则。这就要设计者在系统设计、元器件选择、软件编程 上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。列如，应该保证PLC程序 不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、 按钮按错等），也能正常工作。 （3）控制系统要安全可靠。一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入，技术的培训， 设备的维护夜间个导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前 提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意尽量 降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济、 而且要使控制系统的使用和维护方面、成本低，不宜盲目追求自动化 和高指标。 （4）在设计是要给控制系统的容量和功能预留一定的裕度，便于以后的调整和扩充。由于技术的不断发展，控制系统的性能要求也会不断的提 高，设计时要适当考虑今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在 选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时要适当留有裕量， 以满足今后生产的发展和工艺的改进。 2. 设计的主要内容
智能车库门控制系统 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
毕业设计（论文） 题目：智能车库门控制系统 学院： 专业班级： 指导教师：职称： 学生姓名： 学号： 摘要 随着汽车行业和社会经济的迅速发展，人类对于汽车的依赖性越来越强。当然，越来越多的私家车的出现，就需要涉及车库门的问题，针对车库门目前的发展现状，我们结合了AT89S51单片机和PT2262/PT2272的无线收发功能，在之前的普通车库门控制的基础上，又添加了红外发射、接收电路以及防盗报警电路等等。从而设计出一种智能车库门控制系统，此系统具有结构非常简单、可靠性高、价格低廉等诸多优点。 本篇智能车库门控制系统的门控装置，它的显着特征就在车库内和车库外设置有主控制器和在车辆内安装的密码标识器，主控制器是由单片机、解码器、315M无线接收器以及红外对管组成，密码标识器又是由编码器及无线发射器组成。PT2272及PT2262的地址和数据状态是一模一样的，而PT2262的电源端平时是断开的，如果快到车库门的时候按下按钮通电，则编码器PT2262 就会将数据和地址发射出去借助于无线发射模块，与此同时，无线接收器输出端和解码器的输入端相连接，解码器输出端VT和单片机相接，如果数据完全准确那么车库中的单片机就会自动启动电机打开车库门，而红外对管此时感应次数计数，汽车离开车库门之后门就会自动下降。 关键词：单片机，红外对管，无线接收模块PT2272/PT2262 ABSTRACT
With the rapid development of the automobile industry and the social economy, the dependence on the automobile is more and more strong. of course, the emergence of more and more private cars, you need to problems involving the garage door, in view of the current development status of the garage door, we combine the AT89S51 and PT2262 / PT2272 wireless transceiver function, prior to the ordinary garage door control based on, and add the infrared emitting and receiving circuit and the anti-theft alarm circuit and so on. To design a kind of intelligent garage door control system, the structure of this system is very simple, high reliability, low price, and many other advantages. The intelligent garage door control system of gating device. Its obvious characteristic is in the garage, and the garage set main controller and installed in the vehicle code identifier, the main controller is by the microcontroller, decoder, 315m wireless receiver and infrared to pipe and password identification device is composed of encoder and the wireless transmitter. PT2262 and PT2272 address and data state is exactly the same, and a power supply terminal of the PT2262 is usually broken, if approaching the garage door when press the button energized, encoder PT2262 will will address data and transmitted by wireless transmitting module. At the same time, wireless receiver output end and the decoder is connected to the input terminal, decoder output end of VT and MCU is connected, if the data is completely accurate so garage in SCM will automatically starts the motor open the garage door and infrared tube at this point counts of induction, the car left the garage door after door will automatically decrease. Key words: SCM, infrared wireless, receiving module PT2272/PT2262 目录
【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。 【关键字】可编程控制器S7-200 自动车库控制系统 第1章概述 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。 近20年来，随着我国城市建设速度的加快，城市交通需求量也日益增大，城市人口相对密集，无论是私家车辆还是公交车辆都不能真正满足正常的停放，公交需求更很大。因此车辆停放依旧是市民最关注的问题。 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P LC（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。 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
遥控车库门主机线路原理 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。 下面对无线电遥控器做一个简单的介绍： 无线电遥控器（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46 5kHz）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4 33mHz，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
基于PLC的车库门自动控制设计 【摘要】 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。智能车库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智能车库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，智能车库门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前智能车库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。 本文是关于智能车库门控制系统的设计，智能车库门系统主要由可编程控制器（PLC）、无线遥控开关、限位器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是人控制无线遥控开关将信号传送到PLC，PLC再综合收到的智能车库门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，再通过传动装置带动门的动作。 【关键词】：智能车库门；PLC；无线遥控开关；感应器件；驱动装置
目录 引言 (1) 一、智能车库门控制要求 (2) 二、智能车库门外部设备的选用 (3) （一）车库门开关控制器的选择 (3) （二）家用车库电机的选择 (4) （三）车库内外灯的光控开关选择 (5) （四）蜂鸣器的选择 (6) （五）24V直流电源选择 (7) （六）PLC的选择 (7) 三、智能车库门的控制流程 (9) （一）汽车进、出库流程文字说明 (9) （二）汽车进、出库控制流程图 (9) 四、智能车库门的梯形图设计 (11) （一）PLC梯形图的概述 (11) （二）梯形图编程环境 (12) （三）智能车库门I/O分配表 (13) （四）智能车库门程序图分析 (14) 五、控制系统的电气接线 (15) 总结 (16) 参考文献 (17) 谢辞 (18) 附录I I/O接线电路示意图 (19) 附录II 控制系统主电路连接示意图 (20) 附录III 梯形图程序 (21)
专科毕业设计（论文）资料
大学毕业设计（论文） 摘要 随着汽车产业的发展，人们对车库的需求量日益增长。车库门产品是在我国建筑市场发展过程中到迅速发展。我国车库门业的现状是：80年代初我国与世界各国的交流渐渐多了起来，当时的工业产品展览会上就有瑞典的车库门而且是上滑道车库门，那时，有超前意识的企业开始研制车库门，当然在20世纪80年代更多的还是卷帘门的市场占了80%，尽管卷帘门的噪音高达 60-80分贝，但是卷帘门产品从结构上已经用上了弹簧钢带。车库门不是说结构繁杂就是好产品，只要我们的设计理念是先进的，发展方向当然是以简便、耐用为根本原则。这好比照相机发展到一定程度就有了很普及的傻瓜和数码照相机。但是产品的品质不是落后而是向更先进和更趋于人性的智能、安全、耐用的方向发展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 S7-200 自动车监库控制系统；车库；监控系统
目录 摘要 ................................................................ I ABSTRACT.......................................... 错误！未定义书签。 目录.................................................................. II 第1章绪论 (1) 1.1车库门研究现状 (2) 1.2 车库门研究意义 (1) 第2章停车场控制系统硬件设计 (2) 2.1可编程控制器PLC的选型 (2) 2.2电动机的选型 (6) 2.2.1直流电动机的优势 (8) 2.3汽车车库自动门电气控制系统的平面图及控制要求 (9) 2.4自动车库门控制要求 (10) 2.4.1控制程序的编制，并画出硬件接线图 (11) 第3章停车场控制系统软件设计 (13) 3.1设计功能顺序 (13) 3.1.1 I/O口及定时器/计数器说明 (14) 结论 (16) 参考文献 (17) 致谢 (17) 附录一车库门控制系统梯形图 (19) 附录二车库门控制系统指令表 (20)
成都工业学院成教院 毕业设计（论文） 论文题目：基于PLC的智能车库门控制系统设计 教学点：********** 指导老师：***职称：讲师 学生姓名：** 学号: 1212440002专业：机电一体化技术 成都工业学院成教院制 二〇一四年三月十二日
成都工业学院成教院 毕业设计（论文）任务书 题目：基于PLC的智能车库门控制系统设计 任务与要求： 通过可编程控制器（PLC）、无线遥控开关、限位器件、驱动装置和传动装置来实现智能车库门的自动开关。 时间：2013年 11 月 28 日至 2014 年 4 月 17 日共 20 周 教学点：********** 学生姓名：**** 学号：2011315916 专业：机电一体化技术 指导教师：****** 职称：讲师 成都工业学院成教院制
毕业设计(论文)进度计划表 日期工作内容执行情况指导教师签字 2013.11.28- 2013.12.20 查找资料，选题 2013.12.22- 2014.1.31 完成论文的初稿 2014.2.1- 2014.3.15 完成论文二稿的写作 2014.3.16- 2014.4.5 完成论文的终稿及格式修 改 2014.4.6- 2014.4.20 定稿，打印论文，做好评阅 的准备 2014.4.21- 2014.4.25 论文评阅 教师对进度计 划实施情况总 评 签名 年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一。
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最常见的方式之一。智能车库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智能车库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，因此智能车库门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前智能车库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。 本文是关于智能车库门控制系统的设计，智能车库门系统主要由可编程控制器（PLC）、无线遥控开关、限位器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是人控制无线遥控开关将信号传送到PLC，PLC再综合收到的智能车库门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，再通过传动装置带动门的动作。 关键词：智能车库门、PLC无线遥控开关、感应器件、驱动装置
第7章PLC应用系统设计及实例 本章要点 ● PLC应用系统设计的步骤及常用的设计方法 ●应用举例 ● PLC的装配、检测和维护 7.1 应用系统设计概述 在了解了PLC的基本工作原理和指令系统之后，可以结合实际进行PLC的设计，PLC 的设计包括硬件设计和软件设计两部分，PLC设计的基本原则是： 1. 充分发挥PLC的控制功能，最大限度地满足被控制的生产机械或生产过程的控制要求。 2. 在满足控制要求的前提下，力求使控制系统经济、简单，维修方便。 3. 保证控制系统安全可靠。 4. 考虑到生产发展和工艺的改进，在选用PLC时，在I/O点数和内存容量上适当留有余地。 5. 软件设计主要是指编写程序，要求程序结构清楚，可读性强，程序简短，占用内存少，扫描周期短。 7.2 PLC应用系统的设计 7.2.1 PLC控制系统的设计内容及设计步骤 1. PLC控制系统的设计内容 （1）根据设计任务书，进行工艺分析，并确定控制方案，它是设计的依据。 （2）选择输入设备（如按钮、开关、传感器等）和输出设备（如继电器、接触器、指示灯等执行机构）。 （3）选定PLC的型号（包括机型、容量、I/O模块和电源等）。 （4）分配PLC的I/O点，绘制PLC的I/O硬件接线图。 （5）编写程序并调试。 （6）设计控制系统的操作台、电气控制柜等以及安装接线图。 （7）编写设计说明书和使用说明书。 2. 设计步骤 （1）工艺分析
深入了解控制对象的工艺过程、工作特点、控制要求，并划分控制的各个阶段，归纳各个阶段的特点，和各阶段之间的转换条件，画出控制流程图或功能流程图。 （2）选择合适的PLC类型 在选择PLC机型时，主要考虑下面几点： 1功能的选择。对于小型的PLC主要考虑I/O扩展模块、A/D与D/A模块以及指令功能（如中断、PID等）。 2I/O点数的确定。统计被控制系统的开关量、模拟量的I/O点数，并考虑以后的扩充（一般加上10%～20%的备用量），从而选择PLC的I/O点数和输出规格。 3内存的估算。用户程序所需的内存容量主要与系统的I/O点数、控制要求、程序结构长短等因素有关。一般可按下式估算：存储容量=开关量输入点数×10+开关量输出点数×8+模拟通道数×100+定时器/计数器数量×2+通信接口个数×300+备用量。 （3）分配I/O点。分配PLC的输入/输出点，编写输入/输出分配表或画出输入/输出端子的接线图，接着就可以进行PLC程序设计，同时进行控制柜或操作台的设计和现场施工。 （4）程序设计。对于较复杂的控制系统，根据生产工艺要求，画出控制流程图或功能流程图，然后设计出梯形图，再根据梯形图编写语句表程序清单，对程序进行模拟调试和修改，直到满足控制要求为止。 （5）控制柜或操作台的设计和现场施工。设计控制柜及操作台的电器布置图及安装接线图；设计控制系统各部分的电气互锁图；根据图纸进行现场接线，并检查。 （6）应用系统整体调试。如果控制系统由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后连接起来总调。 （7）编制技术文件。技术文件应包括：可编程控制器的外部接线图等电气图纸，电器布置图，电器元件明细表，顺序功能图，带注释的梯形图和说明。 7.2.2 PLC的硬件设计和软件设计及调试 1. PLC的硬件设计 PLC硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。 选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统的原理图的设计，电气控制元器件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电器元件的选择主要是根据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。 2. PLC的软件设计 软件设计包括系统初始化程序、主程序、子程序、中断程序、故障应急措施和辅助程序的设计，小型开关量控制一般只有主程序。首先应根据总体要求和控制系统的具体情况，确定程序的基本结构，画出控制流程图或功能流程图，简单的可以用经验法设计，复杂的系统一般用顺序控制设计法设计。 3. 软件硬件的调试 调试分模拟调试和联机调试。 软件设计好后一般先作模拟调试。模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。如果有PLC的硬件，可以用小开关和按钮模拟PLC的实际输入信号（如起动、停止信号）或反馈信号（如限位开关的接通或断开），再通过输出模块上各输出位对应的指示灯，观察输出信号是否满足设计的要求。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表配合进行。在编程软件中可以用状态图或状态图表监视程序的运行或强制某些编程元件。
PLC应用系统设计开发步骤 学习了PLC的硬件系统、指令系统和编程方法以后，对设计—个较大的PLC控制系统时，要全面考虑许多因素，不管所设计的控制系统的大小，一般都要按图所示的设计步骤进行系统设计。 图7．42 PLC应用系统设计开发步骤 分析任务、确定总体控制方案 随着PLC功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业控制领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应用场合，所以在接到一个控制任务后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制装备(PLC、单片机、DCS或IPC)来完成该任务最合适。比如仪器仪表装置、家电的控制器就要用单片机来做；大型的过程控制系统大部分要用DCS来完成。而PLC最适合的控制对象是：工业环境较差，而对安全性、可靠性要求较高，系统工艺复杂，输入／输出以开关量为主的工业自控系统或装置。其实，现在的可编程序控制器不仅处理开关量，而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下，已可取代工业控制计算机(IPC)作为主控制器，来完成复杂的工业自动控制任务。 控制对象及控制装置(选定为PLC)确定后．还要进一步确定PLC的控制范围。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外一部分，如紧急停车等环节，对主要控制对象还要加上手动控制功能，这就需要在设计电气系统原理图与编程时统一考虑。
PLC的选型 当某一个控制任务决定由PLC来完成后，选择PLC就成为最重要的事情。一方面是选择多大容量的PLC，另一方面是选择什么公司的PLC及外设。对第一个问题，首先要对控制任务进行详细的分析，把所有的I／O点找出来，包括开关量I／O和模拟量I／O以及这些I／O点的性质。I／O点的性质主要指它们是直流信号还是交流信号，电压多大，输出是用继电器型还是晶体管或是可控硅型。控制系统输出点的类型非常关键，如果它们之中既有交流220V的接触器、电磁阀，又有直流24V的指示灯，则最后选用的PLC的输出点数有可能大于实际点数。因为PLC的输出点一般是几个一组共用一个公共端，这一组输出只能有一种电源的种类和等级。所以一旦它们被交流220V的负载使用，则直流24V的负载只能使用其他组的输出端了。这样有可能造成输出点数的浪费，增加成本。所以要尽可能选择相同等级和种类的负载，比如使用交流220V的指示灯等。一般情况下，继电器输出的PLC使用最多，但对于要求高速输出的情况，如运动控制时的高速脉冲输出，就要使用无触点的晶体管输出的PLC了。知道了这些以后，就可以定下选用多少点和I/O是什么类型的PLC了。对第二个问题，则有以下几个方面要考虑： （1）功能方面 所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。如对PLC与PLC、PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通讯要求；或对PLC的计算速度、用户程序容量等有特殊要求；或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以做出正确的选择。 （2）价格方面 不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I／O点数相当的PLC的价格能相差40％以上。在使用PLC较多的情况下，这样的差价是必须考虑的因素。 （3）个人喜好方面 有些工程技术人员对某种品牌的PLC熟悉，所以一般比较喜欢使用这种产品。另外，甚至一些政治因素或个人情绪有时也会成为选择的理由。PLC的主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。如模拟量单元、显示设定单元、位置控制单元或热电偶单元等。 （4）输出接口电路 若模块的输出为继电器型，其输出电路的等效电路如图7.5所示。外部电源及负载与PLC内部是充分隔离的，内外绝缘要求为1 500VAC一分钟，继电器的响应时间为10 ms，在5～30VDC／150VAC电压下的最大负载电流为2A／点。但要注意，驱动电感性负载时，要降低额定值使用，以免烧坏触点，尤其是直流感性负载；要并联浪涌吸收器，以延长触点的寿命。但并联浪涌吸收器后，整个开关延时会加长。该模块输出端中有一个公共点，当输出点较多时，会有多个输出公共端，一般4个或8个输出端公用一个公共端，由于公共端是相互隔离的，因此不同组的负载可以有不同的驱动电源。 对晶体管型输出，在环境温度40度以下时，最大负载电流为0.7 A／点；若环境温度上升则，应该减低负载的电流。使用晶体管输出的好处是其响应速度快，约为25 μs(通)和120μs (断)。 （5）输入接口电路 PLC所有的输入都与内部电路之间有光电隔离电路，其等效的电路如图7.4所示。 （6）I／O点数扩展和编址 CPU 22*系列的每种主机所提供的本机I／O点的I／O地址是固定的，进行扩展时，可以在CPU右边连接多个扩展模块，每个扩展模块的组态地址编号取决于各模块的类型和该模块在I／O链中所处的位置。编址方法是同种类型输入或输出点的模块在链中按与主机的位置而递增，其他类型模块的有无以及所处的位置不影响本类型模块的编号。 I/O地址分配 输入／输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。对软件设计来说，I／O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I／O地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。分配输出点地址时，要注意前文提到的负载类型问
智能车库门控制系统Last revision on 21 December 2020
毕业设计（论文） 题目：智能车库门控制系统 学院： 专业班级： 指导教师：职称： 学生姓名： 学号： 摘要 随着汽车行业和社会经济的迅速发展，人类对于汽车的依赖性越来越强。当然，越来越多的私家车的出现，就需要涉及车库门的问题，针对车库门目前的发展现状，我们结合了AT89S51单片机和PT2262/PT2272的无线收发功能，在之前的普通车库门控制的基础上，又添加了红外发射、接收电路以及防盗报警电路等等。从而设计出一种智能车库门控制系统，此系统具有结构非常简单、可靠性高、价格低廉等诸多优点。 本篇智能车库门控制系统的门控装置，它的显着特征就在车库内和车库外设置有主控制器和在车辆内安装的密码标识器，主控制器是由单片机、解码器、315M无线接收器以及红外对管组成，密码标识器又是由编码器及无线发射器组成。PT2272及PT2262的地址和数据状态是一模一样的，而PT2262的电源端平时是断开的，如果快到车库门的时候按下按钮通电，则编码器PT2262 就会将数据和地址发射出去借助于无线发射模块，与此同时，无线接收器输出端和解码器的输入端相连接，解码器输出端VT和单片机相接，如果数据完全准确那么车库中的单片机就会自动启动电机打开车库门，而红外对管此时感应次数计数，汽车离开车库门之后门就会自动下降。 关键词：单片机，红外对管，无线接收模块PT2272/PT2262 ABSTRACT
With the rapid development of the automobile industry and the social economy, the dependence on the automobile is more and more strong. of course, the emergence of more and more private cars, you need to problems involving the garage door, in view of the current development status of the garage door, we combine the AT89S51 and PT2262 / PT2272 wireless transceiver function, prior to the ordinary garage door control based on, and add the infrared emitting and receiving circuit and the anti-theft alarm circuit and so on. To design a kind of intelligent garage door control system, the structure of this system is very simple, high reliability, low price, and many other advantages. The intelligent garage door control system of gating device. Its obvious characteristic is in the garage, and the garage set main controller and installed in the vehicle code identifier, the main controller is by the microcontroller, decoder, 315m wireless receiver and infrared to pipe and password identification device is composed of encoder and the wireless transmitter. PT2262 and PT2272 address and data state is exactly the same, and a power supply terminal of the PT2262 is usually broken, if approaching the garage door when press the button energized, encoder PT2262 will will address data and transmitted by wireless transmitting module. At the same time, wireless receiver output end and the decoder is connected to the input terminal, decoder output end of VT and MCU is connected, if the data is completely accurate so garage in SCM will automatically starts the motor open the garage door and infrared tube at this point counts of induction, the car left the garage door after door will automatically decrease. Key words: SCM, infrared wireless, receiving module PT2272/PT2262 目录