1、淮安技師學院課 程 設 計 報 告課程名稱： 電氣控制與PLC 設計名稱： 自動門的PLC控制設計 姓 名： 王昌盛 班 級： D12504電子高職 淮安技師學院電氣工程系制淮安技師學院課程設計任務書 姓 名： 王昌盛 院 （系）： 電氣工程系 專 業： 應用電子技術 班級：D12504電子高職課程設計題目：自動門的PLC控制設計課程設計要求：1.當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。2.自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置

2、時，電機停止運行。3.在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。設計任務總述：1. 設計出硬件系統的結構圖、接線圖等；2. 系統有啟動、停止功能；3. 運用功能指令進行PLC控制程序設計；4. 程序結構與控制功能自行創新設計；5. 進行系統調試，實現電動機順序啟動/停止的控制要求。工作計劃及安排：2011-11-28：明確設計任務，做相關的準備工作。2011-11-29：設計硬件系統的結構圖、接線圖、時序圖等。2011-11-30：將設計好的各部分進行仿真、組合等。2011-12-01：進行系統調試，實現各部分功能。2011-12

3、-02：總體調試，實現自動噴泉的控制要求。 目 錄引言-4第一章 自動門控制裝置的設計任務-51.1 自動門控制裝置的硬件組成-51.2 控制要求-5第二章 自動門控制裝置框圖與原理-63.1自動門控制裝流程圖-63.2自動門控制裝置系統的工作原理-63.2.1 自動感應門機的基本工作原理-73.2.2 行程開關(限位開關)的工作原理-73.2.3 光電開關的工作原理-8第三章 自動門控制裝置系統程序-84.1 繼電器接觸控圖 -94.2 PLC控制輸出輸入接線-104.3 梯形圖-114.4 指令-124.5 程序過程分析-134.6 系統調試-14設計體會-15 引 言隨著生產力和科學技術

4、的不斷發展，人們的日常生活和生產活動大量的使用自動化控制，不僅節約了人力資源，而且很大程度的提高了生產效率，又進一步的促進了生產力快速發展，并不斷的豐富著人們的生活。早期的自動控制系統是依靠繼電-接觸器來實現的，其特點是：結構簡單、價格低廉、抗干擾能力強，可以實現集中控制和遠距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點的開關動作，工作頻率低，觸點易損壞，可靠性差。1969年，出現了可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特點是：具備邏輯控制、定時、計數等功能，編程語言采用直觀的梯形圖語言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。目前，可編程

5、控制器PLC主要是朝著小型化、廉價化、標準化、高速化、智能化、大容量化、網絡化的方向發展，與計算機技術相結合，形成工業控制機系統、分布式控制系統DCS(Distributed Control System)、現場總線控制系統FCS(Field bus Control System)，這將使PLC的功能更強，可靠性更高，使用更方便，適用范圍更廣。在超級市場、公共建筑、銀行、醫院等入口，經常使用自動門控制系統。早期的自動門控制系統采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。PLC控制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優點，因而得到廣泛的應用。由于直流電動機的調速范圍寬廣，調速特性平滑。直流電動機超

6、載能力較強，熱動和制動轉矩較大，所以執行機構使用直流電動機。本論文主要是對門的自動開、關控制而論。自動門控制裝置系統由檢測元件紅外傳感器、繼電器、可編程序控制器（PLC）、電動機組成。它主要是利用熱釋電人體紅外傳感器檢測，有無人到門口的信號，再把檢測到的信號送入可編程序控制器（PLC）中，由可編程序控制器來對信號的處理，處理的最后結果用繼電器輸出，從而達到控制電動機的轉動。又由電動機帶動門的開、關。當電動機正轉時，門自動打開；當電動機反轉時，門自動關閉。第一章 自動門控制裝置的設計任務1.1 自動門控制裝置的硬件組成自動門控制裝置由門內光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門到位限位開關K

7、3、關門到位限位開關K4、開門執行機構KM1(使直流電動機正轉)、關門執行機構KM2(使直流電動機反轉)等部件組成。光電探測開關為無光導通，有光斷開。1.2 控制要求(1) 當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關K1或K2時，開門執行機構KM1動作，電動機正轉，到達開門限位開關K3位置時，電動機停止運行。(2) 自動門在開門位置停留8s后，自動進入關門過程，關門執行機構KM2被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。(3) 在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。(4) 在門打開后的8s等待時間內，若

8、有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待8s后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。(5) 開門與關門不可同時進行。第二章 自動門控制裝置框圖與原理2.1 自動門控制裝置原理框圖2.2 自動門控制裝置系統的工作原理1開啟動作當人靠近自動門時，設置于門內外側的檢測裝置（墊開關、紅外線開關、光線開關等）將其檢測出來，之后，信號送到控制裝置?？刂蒲b置接到該信號后驅動馬達向門的開啟方向馬達的旋轉帶動減速器、皮帶輪、皮帶或鏈條，使門向開啟方向運動。當門接近門擋通過開啟制動位置時，制動力作用于馬達，門減速，其速度變為徐行速度，行至門擋位置后停止。2關閉動作當人離開檢測裝置

9、的檢測范圍，開啟定時器定時結束后（該時間設定可以調整），控制裝置將馬達逆轉，使門向關閉方向動作，門徐行后在門擋位置停止。 2.2.1 自動感應門機的基本工作原理 (1) 主控制器：它是自動 感應門的指揮中心，通過內部編有指令程序的大規模集成塊，發出相應指令，指揮馬達或電鎖類系統工作；同時人們通過主控器調節門扇開啟速度、開啟幅度等參數。(2) 感應探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控器一個脈沖信號；(3) 動力馬達：提供開門與關門的主動力，控制自動感應門扇加速與減速運行。(4) 自動感應門扇行進軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統，使其按

10、特定方向行進。(5) 門扇吊具走輪系統：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。(6) 同步皮帶：用于傳輸馬達所產動力，牽引自動感應門扇吊具走輪系統。(7) 下部導向系統：是自動感應門門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現前后門體擺動。當自動感應門門扇要完成一次開門與關門，其工作流程如下：感應探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達運行，同時監控馬達轉數，以便通知馬達在一定時候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統使自動感應門扇開啟；自動感應門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關自動感應門，通知

11、馬達作反向運動，關閉自動感應門。 2.2.2 行程開關(限位開關)的工作原理行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現電路的切換。因此，行程開關是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關的限位，轎廂的上、下限位保護。 2.2.3 光電開關的工作原理光電開關(光電傳感器)是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物

12、對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于 金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。第三章 自動門控制裝置系統程序3.1繼電器接觸控制圖3.2.PLC控制輸出輸入接線3.3.梯形圖X001 門外光檢測點開關 X002門內光檢測點開關X003 開門限位點開關 X004關門限位點開關X005 過載保護開關 X006 緊急停車開關 X007 停止開關 X010 手動開門X011 手動關門3.4程序指令如下LD X001OR X002OR Y000ANI Y002AND X0

13、07OR X010ANI X003OUT Y000LD X003ANI X001 ANI X002OUT T0 LD T0OR Y001 ANI Y000ANI Y002AND X007OR X010ANI X004OUT Y001LD X005 OR X006OR Y002AND X007OUT Y002END3.5程序過程分析1首先按下啟動按鈕x007閉合，若外檢測開關或內檢測開關有信號時x001或者x002閉合。由于開門限位x003是長閉的，所以y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關的觸發方式是脈沖觸發所以需要自鎖。當y000線圈通電時y000合，此時電動機正轉帶動自動門扇移動，執

14、行開門過程。2，當門扇完全打開時，使開門限位開關x003打開，y000線圈斷電，電動機停止轉動。3.當門扇停止移動時，由于開門限位開關的長閉變成長開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測開門或內檢測開門x001或x002有信號，則使t0重新延時。4當8秒的延時完畢后t0線圈通電，關門限位開關關閉，所以使y001通電并自鎖，電機反轉執行關門過程。5.在關門過程中，若外檢測開關或者內檢測開關x001，x002有信號又使y000通電，由于在關門過程中y000長閉，此時打開并中斷關門過程，轉向開門過程。6.在此控制過程中，為了保證其安全性設置過載保護和緊急停車。7.考慮到主動門若出現故障時，使用

15、自動控制系統有所不適，于是設置手動開門和手動關門。3.6系統調試1、 語法錯誤檢查-檢查命令碼及其格式2雙線圈檢驗-檢查同一元件或顯示順序輸出命令的重復使用狀況 3、電路錯誤檢查- 檢查梯形圖電路中的缺陷設計體會在學期結束我們通過課程設計，來總計這學期所學的知識特別是PLC這門課程。我做的這個題目是有關與PLC系統理論與實踐相結合的設計。在對這個設計的材料搜索進行獨立搜索時，對于辦公軟件的應用有了進一步的提高，以及實際應用操作的情況下，提高了實際操作和獨立解決問題的能力。通過這次設計實踐。讓我更熟練的掌握了三菱的PLC軟件的簡單編程方法，對于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理論的運用中，也提高了我的工程素質。由于我對一些細節的不加重視，當我把自己想出來的一些認為是對的程序運用到梯形圖編輯時，問題出現了。轉換成指令表后則顯示不出很多正確的指令程序，這主要是因為我沒有把理論和實踐相結合，缺乏動手能力而造成的結果，最后通過老師的糾正和自己的實際操作，終于把正確的結果做了出來，同樣也看清了自己的不足之處。通過這次設計使我學會如何去培養我們的創新精神，從而不斷地戰勝自己，超越自己。創新，是要我們學會將理