基于plc的车库自动门控制技术设计

2.3PLC的组成与基本结构

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的与工业过程相连接的输入/输出接口，具有更适用于控制要求的编程语言，具有更适应于工业环境的抗干扰性能。因此，PLC是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。

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组成。

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的工作原理基本相同。

PLC是采用周期循环扫描的工作方式，CPU连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。CPU对用户程序的执行过程是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成。一个扫描周期（工作周期）主要成分为以下几个阶段：

（1）输入采样扫描阶段

这是第一个集中批处理过程，PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号，不论输入端子上是否接线，CPU顺序读取全部输入端，将所有采集到的一批输入信号写到输入映像寄存器中，在当前的扫描周期内，用户程序用到的输入信

3灵活多用:FX的输入/输出点可以支持各个领域的设备,如:光电传感器,驱动马达按钮开关,灯,泵,搅拌器等。

PLC三菱FX的特征如图2-2所示

图2-2PLC三菱FX的特征

1中央处理器(CPU):是控制系统的大脑,它根据用户程序进行控制,此次选择CPU224作为本设计的主机。

2输入和输出(I/O):是系统的控制点,输入用于监视现场装置，输出用于控制执行机构。

3编程口:用于连接编程设备,例如,一台计算机或一个手持编程器如图2-2所示。

表2-1FX系列PLC CPU选型型号表

CPU系

列号

产品图片描述选型型号

DC/DC/DC；6点输入6ES7211-0AA23-

/4点输出0XB0

CPU221

AC/DC/继电器；6点6ES7211-0BA23-

输入/4点输出0XB0

DC/DC/DC；8点输入6ES7212-1AB23-

/6点输出0XB0

CPU222

AC/DC/继电器；8点6ES7212-1BB23-

CPU224输入/6点输出

DC/DC/DC；14点输

入/10点输出

AC/DC/继电器；14

点输入/10点输出

0XB0

6ES7214-1AD23-

0XB0

6ES7214-1BD23-

0XB0

DC/DC/DC；14点输

入/10点输出；2输6ES7214-2AD23-入/1输出共3个模0XB0

CPU224X拟量I/O点

P AC/DC/继电器；14

点输入/10点输出；6ES7214-2BD23-

2输入/1输出共3个0XB0

模拟量I/O点

DC/DC/DC；24点输6ES7216-2AD23-

入/16点晶体管输出0XB0

CPU226

AC/DC/继电器；24

点输入/16点输出

DC/DC/DC；24点输6ES7216-2BD23-0XB0

6ES7216-2AF22-

CPU226X

入/16点晶体管输出0XB0

M AC/DC/继电器；24

点输入/16点输出6ES7216-2BF22-0XB0

在本控制系统中，需通过继电器来控制220V的电机，结合系统实际需要及系统的可扩展性和方便性，选择增加EM223CN DC/RELAY晶体管拓展模块。

PLC的控制点数包括急停、开始、停止、开关控制、传感器传入信号、PC 机控制指令、步进电机的控制和PC机提取信号等。具体见图2-2所示：

图2-2S7-200控制接线图

2.6课题任务

本设计的主要研究目的：由于PLC控制自动门具有故障率低、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，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。

2.7本章小结

本章主要介绍了PLC的基本概念、PLC的主要功能及特点、PLC的组成与基本结构、PLC的工作原理选择五个方面的内容。通过对PLC的了解，掌握其基本功能，将其运用到车库自动门控制系统中去。

3车库自动门控制系统的设计

本章从自动门的控制要求、系统组成、系统原理等方面系统介绍了车库自

动门控制系统方案设计应考虑的问题及解决办法。

图3-1家用车库自动门

3.1车库自动门电气控制系统的平面图及说明

说明：

（1）超声波开关：红色区域为超声波的感应范围，当汽车进入到这个范围，超声波开关被触发，常开变常闭。它的初始状态是当卷闸门在开启的时候为常

闭触点，在关闭的时候为常开触点。

（2）身份识别继电器：当汽车或其他小动物进入超声波区域时，超声波开关闭合，进而身份识别继电器工作，身份识别器发出身份识别密码，当密码遇

到正确的识别卡的时候，卷闸门才开启，防止其他小动物误入超声波区域，引

起卷闸门的意外开启，造成的财产损失。

（3）光电开关：当有物体穿过开关，并遮住了光束，在光束重新接收时，开关的状态由开变常闭。

（4）门下位开关：卷闸门下降时，当卷闸门下降到最底端的时候碰到门下位开关，门下位开关由常开变为初始状态常闭。

（5）门上位开关：卷闸门上升时，当卷闸门上升到最高端的时候碰到门上位开关，门上位开关由常开变为初始状态常闭。