基于PLC的车库门自动控制系统设计

杨一曼

（辽宁机电职业技术学院，辽宁 丹东 118000）

随着科技进步和社会经济的发展，汽车生产技术的突飞猛进，越来越多的汽车被生产，满足人们日益提高的物质生活水平的要求，越来越多的人拥有私家车，私家车的停放越来越受人们的关注，车库的需求量增大，车库门的控制作为车库品质的衡量标准越来越受人们的关注[1]。随着PLC技术的不断发展，广泛应用各个领域，PLC技术及其控制形式都在不断改进，控制功能日益强大，性价比越来越高。系统以PLC控制核心，与多传感器结合[2]，实现车库门的手动和自动控制，烟雾报警，防盗报警，障碍物检测等功能，当车库内出现异常情况时，系统能够及时报警处理。

一、系统总体结构及要求

系统总结体结构如图1，采用PLC为控制核心[3]，车库门的开关采用电动机控制，设置开门到位限位开关和关门到位限位开关，车来信号采用压力传感器；采用烟雾监测传感器进行烟雾检测，当烟雾超过阈值，进行声音报警输出；采用振动传感器进行防盗控制，当有人撬动车库门产生振动，振动幅度超过振动传感器阈值，进行声音报警输出；采用红外传感器判断车库门下有没有物品或者是人，如果有物品或者是人，车库门会自动升起，同时声音报警输出。

图1 系统总体结构

二、系统PLC控制部分设计

（一）PLC控制电动机

车库门的开关平稳是车库门控制系统的关键技术[4]，车库门开关门是否平稳运行体现在电动机的控制上，当手动开关门时，按下开门按钮，正转线圈KM1接通，电动机正转，手动开门到位，关门按钮按下时，反转线圈KM2接通，电机反转，关门到位，对电机做好过载保护和双重互锁。

（二）PLC系统配置及I/O分配

PLC型号的选择，将过载保护热继电器的常闭触点与接触器的线圈串联接在PLC的输出回路中，这样可以节省一个PLC的输入点，降低用户成本，又能满足控制系统对输入输出点的要求，功能中预留10%的输入输出点，日常维护备用输入输出点，所以PLC型号选择松下的PF1-C24，继电器输出，交流接触器型号选择CJX2-0910,电源电压交流220V。系统需要10个输入点，分别是手动开门按钮、手动关门按钮、停止按钮、开门到位信号、关门到位信号、烟雾传感器信号、红外传感器信号、振动传感器输入信号和车库门自动开门、自动关门压力传感器输入信号。

（三）PLC接线图

PLC输入输出接线图如图2所示，将PLC的输入信号、输出信号与控制系统中按钮、行程开关、各传感器信号、指示灯、线圈及其它控制系统涉及到的输入输出设备连线图绘制出来。

图2 PLC输入输出接线图

三、系统程序设计

系统程序流程图如图3所示，以小区地下车库为实验对象，程序由手动控制车库门、自动控制车库门和安防报警控制三部分组成。手动控制车库门，采用单点控制电动机；车库门控制系统车来检测采用压力传感器，即在出口门附近埋入地下线圈，当车来压上压力线圈，压力传感器动作作为车来信号，当有车驶入或者使出车库时电机正转，车库门上升，采用电动机启动保持停止传统的梯形图设计方法，关门采用红外检测装置，当检测到车驶过关门，如没驶过继续开门；车库门下方安装红外检测装置，一端为发射，另一端为接受，当接收端能够接收到来自发射端的红外线时，则表示通路安全，即出库门下方没有人或者物品，反之则为不安全，车库门会自动升起，这样能够保护人员和物品的安全；安防报警控制系统程序主要是烟雾监测、防盗检测和红外检测，当烟雾传感器检测到烟雾达到烟雾阈值，声音报警Y3输出，当振动传感器振动达到振动阈值，声音报警Y3输出，当红外传感器检测到有人或者物品，声音报警Y3输出。

四、系统调试

程序调试分三部分，首先，手动开关车库门即电动机的点动运行，调试后手动开关车库门完成良好；其次，自动开关车库门即电动机的正反转连续运行，调试后系统能够实现自动开关车库门；最后，测试安防报警系统，模拟可能出现的情况，当有烟雾或者有振动超过阈值时，系统会自动报警，当有人或者物品在车库门下方时，红外传感器检测到，车库门自动开门并声音报警。通过多次测试，基于PLC的车库门自动控制系统能够实现车库门的手动、自动开关门和安防报警功能。

图3 系统程序流程图

五、结语

系统采用PLC为控制核心，简化控制系统硬件结构，采用梯形图的程序控制方法，提高系统的安全性和灵活性，通过多次实验和实际中应用，车库门整体运行良好，达到了控制要求和预期效果。

[1]刘太钢,刘响响,等.基于STM32智能家用车库控制系统设计[J].传感器与微系统,2016,35(8)：98-100.

[2]李 敏,夏跃武,等.基于STM8和nRF24L01的智能车库门控制系统设计[J].重庆工商大学学报(自然科学版),2014,31(7)：81-84.

[3丁彩红,何 龙.基于PLC的垂直循环型立体车库的控制系统设计[J].自动化与仪表,2018,33(1)：20-22+33.

[4]边会娟,王晓辉.基于PLC的升降横移式立体车库控制系统设计[J].北京信息科技大学学报(自然科学版),2016,31(5)：73-77.