題目：小區(qū)車輛智能進(jìn)出系統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)摘要隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們的生活越來(lái)越好。如今，中國(guó)已經(jīng)從上世紀(jì)九十年代的自行車國(guó)家轉(zhuǎn)變成了汽車大國(guó)，隨著車輛越來(lái)越多，停車場(chǎng)對(duì)于汽車而言顯得尤為重要，特別是城區(qū)的私家車，幾乎是一家一輛，條件好的就更不用說(shuō)了。隨著車輛的指數(shù)升高，車輛臨時(shí)放置在隨機(jī)的地方，占用應(yīng)急車道的現(xiàn)象變得越來(lái)越普遍，這樣會(huì)嚴(yán)重影響的其他車輛的出行，更嚴(yán)重的是影響到了消防車輛的通行。但是有些地方空的停車位卻沒人停，比如小區(qū)，其實(shí)小區(qū)空的停車位可以給我們提供臨時(shí)的停車的地方的，但是小區(qū)畢竟不是私家停車的地方進(jìn)出也需要一定的手續(xù)。雖然市面上有這種車輛進(jìn)出擺臂門，但是那需要人為手動(dòng)控制，及其人工計(jì)算停車收費(fèi)，而我要實(shí)現(xiàn)的是車輛自動(dòng)化的，智能化的進(jìn)出及收費(fèi)集成服務(wù)，從而節(jié)省人力，物力，財(cái)力。車輛門禁智能管理系統(tǒng)不僅僅是對(duì)于外來(lái)車輛提供了臨時(shí)停車的便利，而且還可以針對(duì)于小區(qū)物業(yè)車輛管理的信息化智能軟件，相比于以往的人工登記過往車輛信息，該系統(tǒng)不僅提高了工作效率，還減少了出錯(cuò)的可能性。此外，該系統(tǒng)也極大的方便了車輛所有者對(duì)個(gè)人信息和車輛信息的查看和管理，車輛擁有者可以及時(shí)接受到管理員發(fā)布的重要通知，這實(shí)際上可以給人們的日常生活中帶來(lái)了非常大的便利。就當(dāng)前國(guó)內(nèi)車輛增漲趨勢(shì)來(lái)看，車輛智能門禁管理系統(tǒng)的發(fā)展的前景相當(dāng)不錯(cuò)。關(guān)鍵詞：plc控制電機(jī)變頻器目錄1.緒論 緒論1.1課題的研究背景本主題的智能門禁設(shè)計(jì)主要基于plc及變頻器的小車智能門禁，本文的主題基于小區(qū)車輛智能門禁的基礎(chǔ)上加上大專三年所學(xué)知識(shí)編出的設(shè)計(jì)系統(tǒng)。通過PLC控制開發(fā)的周期短，開發(fā)成本較低，可以直接投入工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制。PLC控制具有實(shí)時(shí)性、信號(hào)處理時(shí)間短、速度快等眾多特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，所以能立足于各個(gè)領(lǐng)域大、中、小型工業(yè)控制等項(xiàng)目中。其可靠性高，豐富的I/O端口，高質(zhì)量，低價(jià)格和高性價(jià)比，安裝簡(jiǎn)單，易于維修。PIC控制是集成驅(qū)動(dòng)電路，傳感電路和保護(hù)電路，因此它的控制能在灰塵多、噪音大、電磁干擾強(qiáng)烈和溫度變化劇烈的環(huán)境下正常工作運(yùn)行。因?yàn)樗钦w模塊，集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和保護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)射能，因此使用起來(lái)相對(duì)容易，編程語(yǔ)言也相對(duì)簡(jiǎn)單，并且易于測(cè)試，易于維修，提高了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活性及控制系統(tǒng)的可靠性。之所以采用變頻器，是因?yàn)樗淖冾l調(diào)速被認(rèn)為是最理想、最具發(fā)展前途的調(diào)速方式之一，使用變頻器進(jìn)行變頻調(diào)速傳動(dòng)系統(tǒng)的主要目的，一是為了滿足對(duì)門禁橫桿速度調(diào)節(jié)、改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高設(shè)備自動(dòng)化程度、提高門禁橫桿安全性等要求；二是為了節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本。1.2智能門禁系統(tǒng)發(fā)展與現(xiàn)狀根據(jù)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代各行各業(yè)，各個(gè)方面，各個(gè)角落都趨向于自動(dòng)化和智能化。訪問控制也從以前被動(dòng)安全防護(hù)機(jī)制逐漸發(fā)展到了現(xiàn)在的智能化系統(tǒng)，如今智能門禁普遍到了學(xué)校，社區(qū)，工廠，企業(yè)以及其他行業(yè)和區(qū)域。一個(gè)地方的制度的質(zhì)量首先是從外觀開始的，然而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹悄荛T禁系統(tǒng)是一個(gè)社區(qū)安全質(zhì)量的體現(xiàn)。當(dāng)前市面上的門禁系統(tǒng)相當(dāng)成熟，所以智能門禁顯得尤為重要。 概述2.1PLC控制特點(diǎn)關(guān)于此主題智能門禁系統(tǒng)主要采用PLC來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)行，而變頻器則支持輔助變速。首先看PLC系統(tǒng)控制的特點(diǎn)：a．可靠性高，作為一種通用的工業(yè)控制器，PLC必須能夠在各種工作環(huán)境中正常運(yùn)行。對(duì)工作的環(huán)境要求較低，抗外部干擾能力強(qiáng)，平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)。b．使用方便靈活，PLC采用基本單元擴(kuò)展或者是模塊化結(jié)構(gòu)形式，因此可以根據(jù)實(shí)際要求選擇輸入輸出信號(hào)的數(shù)量，形式和驅(qū)動(dòng)能力，并在必要時(shí)進(jìn)行更換。近年來(lái)，PLC的專用模塊增多可以滿足各種的控制要求，從而使PLC的使用更加靈活和多變。

c.編程的簡(jiǎn)單可操作性，PLC的卓越性主要體現(xiàn)在大多數(shù)工程設(shè)計(jì)人員所獨(dú)有的幾種編程語(yǔ)言中。例如指令表，梯形圖，邏輯功能圖，順序功能圖等，程序簡(jiǎn)潔明了非常適合各類技術(shù)人員的現(xiàn)有習(xí)慣，即使是沒有計(jì)算機(jī)知識(shí)的人也可以很快的學(xué)會(huì)掌握，特別是梯形圖與邏輯功能圖，形象直觀，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)效果逼真，且易于計(jì)算機(jī)控制。典型的PLC控制系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖2-1所示:圖2-1PLC控制系統(tǒng)的硬件框圖2.2控制系統(tǒng)示意圖本課題根據(jù)小區(qū)智能門禁的工作原理，門禁系統(tǒng)的工作流程可以大致分為以下幾步驟：汽車駛?cè)胄^(qū)的開門關(guān)門，然后汽車駛出小區(qū)的開門關(guān)門，在這些過程中分別用相應(yīng)的按鈕開關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制作用，為了實(shí)現(xiàn)控制功能，利用可編程控制器plc來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制，下圖顯示了控制過程中的控制系統(tǒng)的示意圖：圖2-2控制系統(tǒng)示意圖2.3控制系統(tǒng)對(duì)應(yīng)設(shè)備選型及功能根據(jù)小車整個(gè)進(jìn)入離開的過程，對(duì)相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行的初步的設(shè)計(jì)，其中重力感應(yīng)器是采用了地面對(duì)重力大小變化的感應(yīng)器（相當(dāng)于一個(gè)常開觸控開關(guān)），以及上下限位采用的是一個(gè)上下行程開關(guān)，下圖展示了相應(yīng)的設(shè)備的選型以及其中功能，如下圖所示：對(duì)應(yīng)外部的設(shè)備對(duì)應(yīng)的輸出設(shè)備進(jìn)入駛?cè)胫亓Ω袘?yīng)器電機(jī)1正轉(zhuǎn)進(jìn)入駛出重力感應(yīng)器電機(jī)1反轉(zhuǎn)進(jìn)入上限位電機(jī)1停止正轉(zhuǎn)進(jìn)入下限位電機(jī)1停止反轉(zhuǎn)離開駛?cè)胫亓Ω袘?yīng)器電機(jī)2正轉(zhuǎn)離開駛出重力感應(yīng)器電機(jī)2反轉(zhuǎn)離開上限位電機(jī)2停止正轉(zhuǎn)離開下限位電機(jī)2停止反轉(zhuǎn)2.4控制系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過程的描述整個(gè)過程分為兩段：首先，當(dāng)小車要進(jìn)入小區(qū)時(shí)，當(dāng)小車行駛到進(jìn)入駛?cè)胫亓Ω袘?yīng)器區(qū)域時(shí)，此時(shí)感應(yīng)器觸發(fā)電機(jī)正轉(zhuǎn)開關(guān)，電機(jī)1通過變頻器三段調(diào)速開始正轉(zhuǎn)，橫杠正轉(zhuǎn)由快到慢上升，當(dāng)碰到進(jìn)入上限位時(shí)，電機(jī)1停止正轉(zhuǎn)，橫杠處于與地面垂直的位置不動(dòng)，當(dāng)小車行駛到進(jìn)入駛出重力感應(yīng)器區(qū)域時(shí)，此時(shí)感應(yīng)器觸發(fā)電機(jī)反轉(zhuǎn)開關(guān)，電機(jī)1通過變頻器三段調(diào)速開始反轉(zhuǎn)，橫杠反轉(zhuǎn)由快到慢下降，當(dāng)碰到進(jìn)入下限位時(shí)，電機(jī)1停止反轉(zhuǎn)，橫杠處于與地面平行的位置不動(dòng)。一段時(shí)間過后，小車要離開小區(qū)時(shí)，其原理跟小車進(jìn)入小區(qū)原理是相同的。硬件電路設(shè)計(jì)3.1PLC的選擇3.1.1輸入地址分配表輸入地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備I0.0進(jìn)入駛?cè)胫亓Ω袘?yīng)器I0.1進(jìn)入駛出重力感應(yīng)器I0.2離開駛?cè)胫亓Ω袘?yīng)器I0.3離開駛出重力感應(yīng)器I0.4進(jìn)入下限位I0.5進(jìn)入上限位I0.6離開下限位I0.7離開上限位表3-1輸入地址分配表3.1.2輸出地址分配表輸出地址對(duì)應(yīng)的外部設(shè)備Q0.0電機(jī)1正轉(zhuǎn)Q0.1電機(jī)1反轉(zhuǎn)Q0.2電機(jī)2正轉(zhuǎn)Q0.3電機(jī)2反轉(zhuǎn)Q0.4變頻器1的16號(hào)端子Q0.5變頻器1的17號(hào)端子Q0.6變頻器2的16號(hào)端子Q0.7變頻器2的17號(hào)端子表3-2輸出地址分配表3.1.3CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇3.2變頻器的選擇3.2.1變頻器的選型及技術(shù)指標(biāo)根據(jù)大學(xué)所學(xué)，所以本課題采用了西門子M440的變頻器，并其該變頻器是在高壓下運(yùn)行。上圖所示訂貨號(hào)表示:西門子MM440變頻器，防護(hù)等級(jí)是IP20，無(wú)濾波器，三相380V輸入，0.37kW,A型尺寸。MM440的特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo):3.2.1開關(guān)量輸入功能MM440包含了六個(gè)數(shù)字開關(guān)量輸入端子，每個(gè)端子都有相對(duì)應(yīng)的參數(shù)功能。軟件程序及參數(shù)設(shè)計(jì)4.1PLC軟件設(shè)計(jì)4.1.1PCL控制順序功能圖如下圖所示:圖4.1.1plc流程圖4.1.2PLC系統(tǒng)梯形圖4.2變頻器設(shè)計(jì)調(diào)試4.2.1變頻器的快速調(diào)試指設(shè)定電機(jī)電源，指令源和變頻器頻率的運(yùn)行模式，以簡(jiǎn)單，快速地運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。在按照以下步驟設(shè)置設(shè)置參數(shù)后，就可以完成快速調(diào)試過程。根據(jù)所用于調(diào)試的電動(dòng)機(jī)的參數(shù)，變頻器可以在完成快速調(diào)試后正常驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。下面就可以根據(jù)需要設(shè)置控制方法和各種工藝參數(shù)。4.2.2變頻器參數(shù)設(shè)置本主題旨在實(shí)現(xiàn)三級(jí)調(diào)速，并且是門禁升降橫杠速度經(jīng)過三級(jí)階段逐級(jí)遞減的調(diào)速，所以要用到多段速功能，也稱作固定頻率，即必須在P1000=3的設(shè)置參數(shù)條件下使用多速功能，開關(guān)量端子用于選擇固定頻率組合，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)多段速度運(yùn)行。然而多段調(diào)速的方法有三種：1.直接選擇(P0701-P0706=15)，2.直接選擇(P0701-P0706=15)，3.二進(jìn)制編碼選擇+ON命令(P0701-P0704=17)，本主題選擇了第一種方法。1.直接選擇(P0701-P0706=15)在這種操作方式下，數(shù)字輸入選擇固定頻率。根據(jù)上表中的列出給定參數(shù)：P0701=1,P0702=12（其中P0701表示電機(jī)正轉(zhuǎn)，P0702表示電機(jī)反轉(zhuǎn)）P0705=15,P0706=15（其中=15表示固定頻率直接選擇）P1000=3（其中頻率給定源P1000必須設(shè)置為3）P1001=10,P1002=10（最開始正反轉(zhuǎn)給定的頻率為10）P1005=20,P1006=20（16,17號(hào)端口給定的頻率為20）4.3整體電路圖設(shè)計(jì)根據(jù)下圖所示接出實(shí)物圖，其中變頻器接的是三相電源，電機(jī)為三相異步電機(jī)。4.4系統(tǒng)仿真4.4.1仿真界面仿真界面用組態(tài)王做了一個(gè)模擬小車進(jìn)入離開小區(qū)的全過程。4.4.2仿真視頻下面視頻可以很好的展示出整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程。5.設(shè)計(jì)心得在對(duì)門禁系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)之后，本主題解決了一般小區(qū)的門禁問題，解決了人力看守的弊端性，建立了較為完善的智能門禁系統(tǒng)，并發(fā)現(xiàn)了市場(chǎng)需求規(guī)律，本課題解決了開車人士在日常生活中難尋找停車點(diǎn)的問題，便利了人們的生活，解決了交通堵塞及非法占用車道的難題，本主題還未解決對(duì)小區(qū)外來(lái)車輛的計(jì)時(shí)收費(fèi)。相信在未來(lái)的學(xué)習(xí)過程中一定能夠解決，經(jīng)過本次的設(shè)計(jì)，我加深了對(duì)智能門禁系統(tǒng)的了解，對(duì)專業(yè)的學(xué)習(xí)更進(jìn)了一步，加深了PLC和變頻器的學(xué)習(xí)及了解。參考文獻(xiàn)王占奎.變頻調(diào)速應(yīng)用百例.北京：科學(xué)出版社出版，1999.4吳忠智，吳加林.變頻器應(yīng)用手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.7[10]王俊.可編程序控制器(PLC)概述[J]，科技資訊，2008周石強(qiáng)，郭強(qiáng)，朱濤，劉旭東。電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)的分析研究[J].中華民居（下旬刊），2014（01）姚成，黃國(guó)方，周劭亮，金杰，陸洪洋。軟PLC技術(shù)應(yīng)用于智能保護(hù)測(cè)控裝置的實(shí)現(xiàn)方案[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010,34（23）王達(dá)，趙千川，馬喜春?；贠PC的PLC程序自動(dòng)化測(cè)試[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011王新華，周峰，李劍鋒，肖峰。軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006（08）：745-749.致謝在此