车库自动门控制系统

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育学院陕西矛学院毕业阿

题目：车库自动门控制系统

院、系（站）：陕西科技技）巾学院

学科专业：机电一

学生：

学号：_______________

指导教师：

2023年10月

车库自动门控制

摘要

伴随汽车产业的发展，人们对车库日勺需求量日益增长。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。伴随计算机控制技术的I发展，停车场管理控制系统日勺功能及软硬件设施也伴

随其发展而不停改善。本文重要论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。控制日勺阐明、系统流程

图、外部接线图、梯形图必要的文字阐明简介了以PLC为应用日勺车库自动门的系

统软件设计。根据管理及控制功能需求，充足研究了有关系统组件日勺工作原理及

性能指标，据此进行系统功能设计及硬件选型。此系统对车库日勺管理有很大的协

助、对疏导交通流量、提高道路通行能力有明显的效果，有很大欧I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

第一章自动门简介.......................................5

1.1研究背景与研究意义...........................................5

1.2自动门日勺分类..................................................5

1.3本章小结.....................................................5

第二章PLC的简介及选择..................................6

2.1PLC的简介...................................................6

2.2PLC的重要功能及特点.........................................7

2.2.1PLC日勺重要功能..........................................7

2.2.2PLC日勺特点...............................................8

2.3PLC的构成与基本构造.........................................8

2.4PLC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阐明.......................11

制、定期、计数、等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改以便，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、维修以便等长处，因而得到广泛

日勺应用。因此在停车场智能管理领域，对应时也出现了PLC停车场智能管理的概

念，即具有高科技日勺智能系统，与一般日勺停车系统不一样的是，它能以PLC技术

为基础来处理停车难日勺问题，直接为目的安全、迅速地抵达目的地。停车场管理

系统重点要做到精确指示车辆进出，车辆进入时绐与司机精确的车位数量与详细

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,停车场空位指示可运用价格廉价的数码管

显示。因此，在大力加强车辆停放智能管理的建设方面，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。

为此，本文对停车场智能控制管理上引入了PLC技术，对停车场进行了一种有关

PLC为主的系统设计。

第一章自动门的简介

本章重要从自动门的研究背景与意义、自动门的简介及来源、自动门口勺构成

及分类三个部分来对自动门进行简朴日勺理解。

1.1研究背景与研究意义

伴随生产力和科学技术的I不停发展，人们日勺平常生活和生产活动大量日勺使用

了自动化控制，不仅节省了人力资源，并且很大程度上提高了生产效率，又深入

H勺增进了生产力日勺迅速发展，并不停日勺丰富着人们的生活。

近23年来，伴随我国都市建设速度的加紧，都市交通需求量也日益增大，

都市人口相对密集，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。因此车辆停放仍旧是市民最关注的问题。

在超级市场、公共建筑、银行、别塞车库门，常常使用自动门控制系统。初

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(ProgrammableLogicController),其特点是：具有逻

辑控制、定期、计数、等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改以便,

通用性和灵活性好。

1.2自动门的分类

自动门重要有:旋转自动门、弧形自动门、平滑自动门、平开自动门、折叠

自动门、重叠自动门、医用自动门、卷闸自动门、车库自动门、特种自动门等。

1.3本章小结

本章重要简介了自动门控制系统的研究意义与背景、自动门口勺简介与来源、自动

门口勺构成及分类。重要是对自动门的发展历史以及其基本概念有一种大体的理

解，为下面的设计打下一种基础。

第二章PLC的简介及选择

可编程控制器(ProgrammableController简称PLC)。PLC是在老式H勺次序

控制器H勺基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形

成的一代新型工业控制装置，目日勺是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等

次序控制功能，建立柔性的控制系统。可编程控制器具有能力强、可靠性高、配

置灵活、编程简朴等长处，是现代工业生产自动化H勺重要手段和重要的自动化控

制设备。由于PLC在自动化控制中的种种优势，因此被广泛的引用于自动门系统

中。

2.1PLC的简介

由于PLC在不停发展，因此，对它进行确切口勺定义是比较困难的。美国电气

制造商协会(NEMA)通过四年的调查工作，于1980年正式将可编程序控制器命

名为PC(ProgrammableController),但为了与个人计算机PC(Personal

Computer)相区别，常将可编程控制器简称为PLC,并给PLC作了定义：可编程

序控制器是一种带有指令存储器、数字日勺或模拟的输入/输出接口，以位运算为

主，能完毕逻辑、次序、定期、计数和运算等功能，用于控制器或产生过程的自

动化控制装置。

1982年，国际电工委员会(InternationalElectricalCommittee,TEC)

颁布了PLC原则草案第一稿，1985年提交了第二稿，并在1987年的3稿中对PLC

作了如下欧I定义："PLC是一种数字运第的电子系统，专为工业环境下应用而设

计。它采用可编程序控制器的存储潜，用来在其内部存储执行逻辑运算、次序运

算、定期、计数和算术运算等操作日勺指令，并能通过数字式或模拟式的输入，控

制多种类型欧I机械或生产过程。可编程控制港及其有关日勺外围设备，都应按照易

于与工业控制系统形成一种整体、易于扩展其功能的原则而设计。”

上述的定义表明，PLC是一种能直接应用于工业环境日勺数字电子装置，是以

微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、

而向顾客的“自然语言”编程是一种简朴易懂、操作以便、可靠性高日勺新一代通

用工业控制装置。

2.2PLC的重要功能及特点

2.2.1PLC的重要功能

1.开关逻辑和次序控制

这是PLC应用最广泛、最基本的场所。它日勺重要功能是完毕开关逻辑运算和

进行次序逻辑控制，从而可以实现多种控制规定。

2.模拟控制（A/D和D/A控制）

在工业生产过程中，许多持续变化日勺需要进行控制日勺物理量，如温度、压力、

流量、液位等，这些都属于模拟量。过去，PLC长于逻辑运算控制，对于模拟量

日勺控制重要靠仪表或分布式控制系统，目前大部分PLC产品都具有处理此类模拟

量的功能，并且编程和使用以便。

3.定期/计数控制

PLC具有很强的定期、计数功能，它可认为顾客提供数十甚至上百个定期器

与计数器。对于定期器，定期间隔可以由顾客加以设定；对于计数器，假如需要

对频率较高的信号进行计数，则可以选择高速计数器。

4.步进控制

PLC为顾客提供了一定数量日勺位移寄存器，用位移寄存器可以便地完毕步进

控制功能。

5.运动控制

在机械加工行业，可编程序控制器与计算机数控（CNC）集成在一起，用以

完毕机床的运动控制。

6.数据处理

大部分PLC都具有不一样程度的数据处理能力，它不仅能进行算术运算、数

据传送，并且还能进行数据比较、数据转换、数据显示打印等操作，有些PLC还

可以讲行浮点运算和函数运算。

7.通信联网

PLC具有通信联网口勺功能，它使PLC与PLC之间、PLC与计算机以及其他智

能设备之间可以互换信息，形成一种统一口勺整体，实现分散集中控制。

2.2.2PLC的特点

1.可靠性高，抗干扰能力强

2.配套齐全，功能完善，合用性强

3.易学易用，深受工程技术人员欢迎

4.系统的I设计、建造工作量小，维护以便，轻易改造

5.体积小，重量轻，能耗低

2.3PLC的构成与基本构造

PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，从广义上讲，PLC也

是一种计算机系统，只不过它比一般计算机具有更强日勺与工业过程相连接H勺输入

/输出接口，具有更合用于控制规定的编程语言，具有更适应于工业环境的抗干

扰性能。因此，PLC是一种工业控制用H勺专用计算机，它H勺实际构成与一般微型

计算机系统基本相似，也是由硬件系统和软件系统两大部分构成。

PLC的硬件系统由主机系统（如图2.1）、输入/输出扩展环节及外部设备构

"

A

二

用

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户

户

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'微处理祸（CPU谕

二

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咕盒式磁带机——

-S恭打印机一

*

EPRQM写人器一

图形监控解统一

PLC或上位计皖机」

成

O

图2-1PLC硬件主机系统图

2.4PLC的工作原理

可编程控制器是一种专用的工业控制计算机，其工作原理与计算机控制系统

「付工作原理基本相似。

PLC是采用周期循环扫描的I工作方式，CPU持续执行顾客程序和任务的循环

序列称为扫描。CPU对顾客程序口勺执行过程是CPU的循环扫描，并用周期性的地

集中采样、集中输出的方式来完毕。一种扫描周期（工作周期）重要成分为如下

几种阶段：

1.输入采样扫描阶段

这是第一种集中批处理过程，PLC按次序逐一采集所有输入端子上的信号，

不管输入端子上与否接线，CPU次序读取所有输入端，将所有采集到的一批输入

信号写到输入映像寄存器中，在目前的扫描周期内，顾客程序用到H勺输入信号H勺

状态与否变化。虽然此时外部输入信号日勺状态发生了变化，也只能在下一种扫描

周期的输入采样扫描阶段去读取，对于这种采集输入信号的批处理，虽然严格上

说每个信号被采集的时间有先有后，但由于PLC的扫描周期很短，这个差异对一

般工程应用可忽视，因此可以认为这些采集到日勺输入信息是同步的。

2.执行顾客程序扫描阶段

这是第二个集中批处理过程，在执行顾客程序阶段，CPU对顾客程序按次序

进行扫描。假如程序用梯形图表达，则总是按先上后下、从左到右日勺次序进行扫

描，每扫描到一条指令,所需要日勺输入信息的状态均从输入映像寄存器中去读取,

而不是直接使用现场日勺立即输入信号。对其他信息，则是从PLC的原件映像寄存

港中去读取，在执行顾客程序中，每一次运算日勺中间成果都立即写入元件映像寄

存器中，对输出继电器的扫描成果，也不是立即云驱动外部负载，而是将其成果

写入到输出映像寄存器中。在此阶段，容许对数字量I/O指令和不设置数字滤波

日勺模拟量I/O指令进行处理，在扫描周期的各个部分，均可对中断事件进行响应。

在这个阶段，除了输入映像寄存器外，各个元件映像寄存那的内容是伴箍程

序的I执行而变化日勺。

3.输出刷新扫描阶段

这是第三个集中批处理过程，当CPU对所有顾客程序扫描结束后，将元件映

像寄存器中各输出继电费口勺状态同步送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出

端子去驱动各输出继电器所带的负载。

2.5本章小结

本章重要简介了PLC的基本概念、PLC的重要功能及特点、PLC日勺构成与基

本构造、PLC的工作原理四个方面的内容。通过对PLC的理解，掌握其基本功能,

将其运用到自动门控制系统中去。

第三章车库自动门控制系统的设计

本章从自动门的控制规定、系统构成、系统原理等方面系统简介了车库自动

门控制系统方案设计应考虑的问题及处理措施。

3.1车库自动门电气控制系统的平面图及阐明

图3-1

阐明：

超声波开关：红色区域为超声波的感应范围，当小车进入到这个范围，超声

波开关被触发，常闭变常开，常开变常闭。它日勺初始状态是上面为常闭触点，下

面为常开触点。

光电开关：当有物体穿过开关，并遮住了光束，那么开关日勺状态常闭变常开,

常开变常闭。它日勺初始状态是上面为常闭触点，下面为常开触点。

门下限开关：当门下降，碰到它时，门下限开关会有动作，那么开关口勺状态常闭

变常开，常开变常闭。由于目前门是关闭的，因此它日勺初始状态是上面为常开触

点，下面为常闭触点。

门上限开关：当门上升时，碰到它时，门上限开关会有动作，那么开关的状

态常闭变常开，常开变常闭。它的初始状态是上面为常闭触点，下面为常开触点。

门位电动机：采用直流驱动，按正负方向接入电源，电动机正转（门上升），反

之，电动机反转（门下降）。

3.2车库自动门控制系统的控制规定

PLC投入运行，系统处在初始状态，准备好启动。

库门设计为卷帘式，用一种电机来拖动卷帘。正转接触器KM1使电机开门，反转

接触器KM2使电机关门。在库门口勺上方装设一种超声波探测开关SOI,超声波开

关发射超声波。

1）按下启动按扭，当有人或车由外到内进入超声波发射范围时，超声波开关便

检测出超声回波，从而产生输出电信号（SO1=ON）,由该信号启动接触器KML电

机M正转使卷帘上升开门，当抵达开门限位开关位置时，电机停止运行。

2）假如此时车不想停入车库，需要离开，车离开超声波发射范围，5秒后，车

库门自动关闭。假如此时车又想开进车库，再次进入超声波发射范围，车库门停

止关闭，进行开门动作。

3）当车开到车库门下时，在库门口勺下方装设一套光电开关S02,用以检测与否有

物体穿过库门。光电开关由两个部件构成，一种是能持续发光的光源；另一种是

能接受光束，并能将之转换成电脉冲的接受器。若行车（人）遮断了光束，光电

开关S02便检测到这一物体，产生电脉冲，在延时定期器5秒后，由该信号启动

接触器KM2,使电机M反转，从而使卷帘开始下降关门，当门移动到关门限位开关

时，电机停止运行。

4）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外进入超声波发射范围时，则立

即停止关门，并自动进入开门程序。

5）考虑到自动门在出现故障或在维修日勺时候，用自动控制从在一定问题，增长

手动开门和关门开关。

3.3控制程序的编制及硬件接线图

主电路图如图3-2所示

KM2

图3-2车库自动门主电路电路图

PLC硬件接线图如图3-3所示

图3-3PLC硬件接线图

控制过程：按下日子锁开关10.0,电动机正转卷帘门打开，同步照明灯打

开。当电动机正转碰到上限位开关10.1时，电动机停止转动卷帘门停止打开。

汽车开始驶进车库。所有进入后，按下电子锁10.3关门，电动机反转卷帘门开

始关闭。当抵达下限位开关10.2时，电动机停止转动，卷帘门关闭完毕。最终

按下10.5关闭照明灯。或者有一种声音信号10.6声控开关促使照明灯打开，计

时器开始计时，10秒后照明灯自动关闭。如此循环。

3.4车库自动门控制系统的软件设计

3.4.1车库自动门控制系统设计框图

1)车开进车库功能次序图如图3-4所示

车开进车库功能顺序图

车进入超声波区域

开门

享

超

声

偿

域

图3-4车开进车库功能次序图

阐明：车开进车库

(1)、运行项目，按下启动按钮SB5；按键盘时向上方向键，控制小车前进；当小

车进入超声波区域时，车库门启动，抵达上限位停止开门。

(2)、车继续前进，当车穿过光电开关，开进车库时，定期器开始计时，3s后,

开始关门，抵达关门下限位时停止关门。

2)车开出库功能次序图如图3-5所示

车出库功能顺序图

图3-5车出库功能次序图

阐明：车开出车库

(1)按下手动开门按钮后，车库门启动，抵达上限位时，停止开门。

(2)车开出车库时，穿过关电开关和超声波区域，最终离开超声波区域，此时门

自动关闭，无需手动去关门。

3.4.2I/O口及定期器/计数器阐明

I/O地址分派表:

类别元件端子号作用

SB1X0超声波开关

SB2XI开门上限开关

SB3X2开门下限开关

输

SB4X3关电开关

入

SB5X4启动/停止开关

SB6X5手动开门开关

SB7X6手动关门开关

输KM1Y0电机正转接触器

KM2Y1电机反转接触器

出

定期器阐明:

类别器件号设定值作用

定期器T383S车触关电开关后，3秒后关自动门

控制过程：按下电子锁开关10.0,电动机正转卷帘门打开，同步照明灯打开。

当电动机正转碰到上限位开关10.1时，电动机停止转动卷帘门停止打开。汽车

开始驶进车库。所有进入后，按下电子锁10.3关门，电动机反转卷帘门开始关

闭。当抵达下限位开关10