本科毕业设计（论文）开题报告 题目： 基于PLC 的家用车库监控系统设计
学生姓名
教学院系 专业年级 指导教师
单 位
学 号 职 称
开题报告
1概述
1.1国内外现状
近年来，随着中国经济的迅速发展，城镇人口剧增，汽车拥有量日益提高。由于汽车数量的快速增加，对停车场的需求必将日益提高，停车难的问题越来越突出，人们对停车的要求也越来越迫切。公安部交通管理局的统计显示，截至2006年底，我国汽车保有量为2421万辆，与2005年相比，增长279万辆，增长率为13%。在汽车快速增加的同时，“停车难”的问题越来越严重的凸显出来。以上海市为例，截止2006年底，上海市己拥有机动车辆150万辆，其中汽车80万辆。而目前全市各类停车场停车位加起来约为49万个。而这种情况也挡不住上海市机动车辆以每年7万辆的数量迅猛增长。据预测，到2012年机动车拥有量将达到200多万辆。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。
1.2目的及意义
该题目设计的是车库自动监控装置的模拟系统，硬件装置可利用FXos 系列PLC 实验装置构成，用一台微机作为上位机对其进行实时监控和动态模拟，微机与PLC 通过RS232/RS485接口或其它控制网络实现其通信连接。PLC 控制装置可采用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件进行程序控制，实时仿真监控系统采用VB 编程语言在上位微机上实现，也可用ControlLogix 系统构建监控系统。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。为此对家用车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。
2总体方案选择
2.1总体方案： pl c 的车库监控系统设计
图2.1 总体方案图
本设计监控部分采用VB 编程语言在上位微机上实现实时仿真监控。控制过程采用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件进行程序控制。现场动作主要采用传感器检测信号传给PLC ，然后利用PLC 工具箱上的步进电机转动及灯亮来模拟车库道杆摆动及车库门的开关。
2.2本方案软件选择：
PC 机动态画面模拟选择微软公司Visual Basic 6.0作为编程工具，由于其可视化编程 ，编号后可以立即去看程序效果 。它已经发展成为当前基于Windows 平台上最方便、最快捷的软件开发工具。
VB 特点：VB 不需要编写大量的代码来描述界面元素的外观和位置，而只要把预先简历的对象拖放到屏幕上的某一点即可。这就是VB 最显著的特点，即可视化的编程方法。VB 是一种在计算机技术发展历史上应用最为广泛的语言。它继承了Basic 语言易学易用的特点，特别适合初学Windows 系统的编程。Visual Basic 是一个功能强大的Windows 平台上的开发工具，初学者只要掌握几个关键词就可以建立使用的应用程序。VB 是真正的面向对象编程，简答易学，是开发人员在维护系统运行时只须修改很少的代码，加快了系统的开发速度；其拥有可视化的编程方法及向导功能；数据访问的特性，允许对其他的大本数据库格式建立数据库和前端应用程序，以及可调整的服务器部件等；通过ActiveX 技术可使
用其他应用程序提供的功能。同时已完成的应用程序是真正的.exe 文件，可以直接发布。
2.3本方案硬件选择：
2.3.1 PLC选择：三菱可编程控制器或罗克韦尔可编程控制器
三菱PLC （Mitsubish Power Line Communication）具有结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络, 传输质量高、速度快、带宽稳定，能够高质量的传输采集到的数据和信息，范围广，成本低的特点, 适用面广。由于三菱PLC 拥有这么多的优点，我们采用三菱PLC 。同时整个控制系统的监控级采用的是实时仿真监控系统采用VB 编程语言在上位微机上实现，为了便于控制器同监控级的网络通信以及信息数据的传输，所以本设计选择配套的PLC 实验箱。
罗克韦尔的可编程控制器采用Logix 多功能控制引擎，带浮点协处理器的32位多任务（事件任务、连续任务和周期任务）实时控制内核，在高速逻辑运算以及复杂回路控制（0.08ms/K典型混合程序）等方面表现同样出色。可以采用多种编程方法，如梯形图LD 、功能块图FBD 、顺控表SFC 以及语句表ST 。支持最大30个本地I/O，可以实现多处理器/上位机联网以及分布式I/O控制。虽然罗克韦尔可编程控制器有这么多优点，但是在本设计中不采用它。
通过以上可编程控制器的比较，采用三菱可编程控制器对监控系统进行控制可以满足控制精度高，响应时间快的要求。可以同时对步进电机的工作情况进行控制，因此本设计三菱可编程控制器对监控系统进行控制。
2.3.2传感器选择：
红外线传感器 （用于驶来车辆的检测实现道杆的摆动）
光敏传感器 （用来检测车灯以实现车库门的开关）
压力传感器 （用来检测车的到位，以实现车到车库内后车库门的动作和道杆的动作）
红外线传感器： 红外线传感器常用于无接触温度测量，利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。
光敏传感器：光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应
用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。
压力传感器：压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中，将检测到的压力信号转化为电信号。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。
3本设计的难点及关键点
本设计的难点；（1）VB 的编程方法；
（2）VB 环境与PLC 之间的通信原理
本设计的技术关键：（1）三菱可编程控制器编程；
（2）VB 与PLC 之间的通信；
（3）上位机上的模拟监控系统界面的编程；
4本设计的预期结果
（1）存车:当汽车到达车库门前时，车灯亮3次，车感检测传感器收到信号，延时5秒，自动开启车库门，直至上限位开关；之后道杆自动上升至上限位开关。汽车经过道杆时，地磁检测传感器检测到有车经过。车通过道杆后，地磁检测传感器出现下降沿，道杆自动放下至下限位开关。车停到位后，车位传感器动作，车库门自动关闭。
（2）取车：当传感器检测到汽车倒车时，延时5秒车库门自动开启，道杆自动上升。车通过道杆后，道杆自动下降、车库门自动关闭。
（3）开启、关闭车库门要有提示灯，并能手动控制。按下紧急按钮或车库门、道杆电机过载时有报警灯。
（4）在微机上用VB 设计同步模拟仿真软件，要求与控制系统实现联机通讯，并能根据不同的要求修改控制参数；
（5）同步模拟仿真软件应具有扩展功能，可以扩展添加其对他类似控制系统的同步模拟仿真。
5本设计的日程安排
6本设计的主要参考文献及资料
[1]钱晓龙．Control Logix系统电力行业自动化应用培训教程．北京：机械工业出版社，2009
[2]邓李．ControlLogix 系统实用手册．北京：机械工业出版社，2008
[3]Rockwell Software Inc. Logix5550控制器指令集参考手册. Rockwell Automation Corpora ，1999.Chapter1-10
[4]浙江大学罗克韦尔自动化技术中心. 可编程序控制器系统. 杭州：浙江大学出版社，2003.3
[5] 徐世许，《可编程序控制器原理应用网络》，中国科学技术出版社.
[6] 郭宗仁等，《可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术》，人民邮电出版社；
[7]常晓玲编，《电气控制系统与可编程控制器》，机械工业出版社；
[8]谢克明等，《可编程控制器原理与程序设计》，电子工业出版社.
[9] 雷建和等，《VISUAL BASIC环境中PLC 和上位机的通信实现》，《测控技术》2000年19卷第五期，p45-47；
[10]张树兵，《Visual Basic 6.0》，清华大学出版社；
本科毕业设计（论文）开题报告 题目： 基于PLC 的家用车库监控系统设计
学生姓名
教学院系 专业年级 指导教师
单 位
学 号 职 称
开题报告
1概述
1.1国内外现状
近年来，随着中国经济的迅速发展，城镇人口剧增，汽车拥有量日益提高。由于汽车数量的快速增加，对停车场的需求必将日益提高，停车难的问题越来越突出，人们对停车的要求也越来越迫切。公安部交通管理局的统计显示，截至2006年底，我国汽车保有量为2421万辆，与2005年相比，增长279万辆，增长率为13%。在汽车快速增加的同时，“停车难”的问题越来越严重的凸显出来。以上海市为例，截止2006年底，上海市己拥有机动车辆150万辆，其中汽车80万辆。而目前全市各类停车场停车位加起来约为49万个。而这种情况也挡不住上海市机动车辆以每年7万辆的数量迅猛增长。据预测，到2012年机动车拥有量将达到200多万辆。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。
1.2目的及意义
该题目设计的是车库自动监控装置的模拟系统，硬件装置可利用FXos 系列PLC 实验装置构成，用一台微机作为上位机对其进行实时监控和动态模拟，微机与PLC 通过RS232/RS485接口或其它控制网络实现其通信连接。PLC 控制装置可采用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件进行程序控制，实时仿真监控系统采用VB 编程语言在上位微机上实现，也可用ControlLogix 系统构建监控系统。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。为此对家用车库设计方案优化具有重大的现实意义和潜在的市场经济效益。
2总体方案选择
2.1总体方案： pl c 的车库监控系统设计
图2.1 总体方案图
本设计监控部分采用VB 编程语言在上位微机上实现实时仿真监控。控制过程采用SWOPC-FXGP/WIN-C编程软件进行程序控制。现场动作主要采用传感器检测信号传给PLC ，然后利用PLC 工具箱上的步进电机转动及灯亮来模拟车库道杆摆动及车库门的开关。
2.2本方案软件选择：
PC 机动态画面模拟选择微软公司Visual Basic 6.0作为编程工具，由于其可视化编程 ，编号后可以立即去看程序效果 。它已经发展成为当前基于Windows 平台上最方便、最快捷的软件开发工具。
VB 特点：VB 不需要编写大量的代码来描述界面元素的外观和位置，而只要把预先简历的对象拖放到屏幕上的某一点即可。这就是VB 最显著的特点，即可视化的编程方法。VB 是一种在计算机技术发展历史上应用最为广泛的语言。它继承了Basic 语言易学易用的特点，特别适合初学Windows 系统的编程。Visual Basic 是一个功能强大的Windows 平台上的开发工具，初学者只要掌握几个关键词就可以建立使用的应用程序。VB 是真正的面向对象编程，简答易学，是开发人员在维护系统运行时只须修改很少的代码，加快了系统的开发速度；其拥有可视化的编程方法及向导功能；数据访问的特性，允许对其他的大本数据库格式建立数据库和前端应用程序，以及可调整的服务器部件等；通过ActiveX 技术可使
用其他应用程序提供的功能。同时已完成的应用程序是真正的.exe 文件，可以直接发布。
2.3本方案硬件选择：
2.3.1 PLC选择：三菱可编程控制器或罗克韦尔可编程控制器
三菱PLC （Mitsubish Power Line Communication）具有结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络, 传输质量高、速度快、带宽稳定，能够高质量的传输采集到的数据和信息，范围广，成本低的特点, 适用面广。由于三菱PLC 拥有这么多的优点，我们采用三菱PLC 。同时整个控制系统的监控级采用的是实时仿真监控系统采用VB 编程语言在上位微机上实现，为了便于控制器同监控级的网络通信以及信息数据的传输，所以本设计选择配套的PLC 实验箱。
罗克韦尔的可编程控制器采用Logix 多功能控制引擎，带浮点协处理器的32位多任务（事件任务、连续任务和周期任务）实时控制内核，在高速逻辑运算以及复杂回路控制（0.08ms/K典型混合程序）等方面表现同样出色。可以采用多种编程方法，如梯形图LD 、功能块图FBD 、顺控表SFC 以及语句表ST 。支持最大30个本地I/O，可以实现多处理器/上位机联网以及分布式I/O控制。虽然罗克韦尔可编程控制器有这么多优点，但是在本设计中不采用它。
通过以上可编程控制器的比较，采用三菱可编程控制器对监控系统进行控制可以满足控制精度高，响应时间快的要求。可以同时对步进电机的工作情况进行控制，因此本设计三菱可编程控制器对监控系统进行控制。
2.3.2传感器选择：
红外线传感器 （用于驶来车辆的检测实现道杆的摆动）
光敏传感器 （用来检测车灯以实现车库门的开关）
压力传感器 （用来检测车的到位，以实现车到车库内后车库门的动作和道杆的动作）
红外线传感器： 红外线传感器常用于无接触温度测量，利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度（高于绝对零度），都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，反应快等优点。
光敏传感器：光传感器是利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，它的敏感波长在可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长。光传感器不只局限于对光的探测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这些非电量转换为光信号的变化即可。光传感器是目前产量最多、应
用最广的传感器之一，它在自动控制和非电量电测技术中占有非常重要的地位。
压力传感器：压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中，将检测到的压力信号转化为电信号。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。
3本设计的难点及关键点
本设计的难点；（1）VB 的编程方法；
（2）VB 环境与PLC 之间的通信原理
本设计的技术关键：（1）三菱可编程控制器编程；
（2）VB 与PLC 之间的通信；
（3）上位机上的模拟监控系统界面的编程；
4本设计的预期结果
（1）存车:当汽车到达车库门前时，车灯亮3次，车感检测传感器收到信号，延时5秒，自动开启车库门，直至上限位开关；之后道杆自动上升至上限位开关。汽车经过道杆时，地磁检测传感器检测到有车经过。车通过道杆后，地磁检测传感器出现下降沿，道杆自动放下至下限位开关。车停到位后，车位传感器动作，车库门自动关闭。
（2）取车：当传感器检测到汽车倒车时，延时5秒车库门自动开启，道杆自动上升。车通过道杆后，道杆自动下降、车库门自动关闭。
（3）开启、关闭车库门要有提示灯，并能手动控制。按下紧急按钮或车库门、道杆电机过载时有报警灯。
（4）在微机上用VB 设计同步模拟仿真软件，要求与控制系统实现联机通讯，并能根据不同的要求修改控制参数；
（5）同步模拟仿真软件应具有扩展功能，可以扩展添加其对他类似控制系统的同步模拟仿真。
5本设计的日程安排
6本设计的主要参考文献及资料
[1]钱晓龙．Control Logix系统电力行业自动化应用培训教程．北京：机械工业出版社，2009
[2]邓李．ControlLogix 系统实用手册．北京：机械工业出版社，2008
[3]Rockwell Software Inc. Logix5550控制器指令集参考手册. Rockwell Automation Corpora ，1999.Chapter1-10
[4]浙江大学罗克韦尔自动化技术中心. 可编程序控制器系统. 杭州：浙江大学出版社，2003.3
[5] 徐世许，《可编程序控制器原理应用网络》，中国科学技术出版社.
[6] 郭宗仁等，《可编程序控制器应用系统设计及通信网络技术》，人民邮电出版社；
[7]常晓玲编，《电气控制系统与可编程控制器》，机械工业出版社；
[8]谢克明等，《可编程控制器原理与程序设计》，电子工业出版社.
[9] 雷建和等，《VISUAL BASIC环境中PLC 和上位机的通信实现》，《测控技术》2000年19卷第五期，p45-47；
[10]张树兵，《Visual Basic 6.0》，清华大学出版社；