1、 自動門控制系統PLC設計 專 業 班 級 姓 名 學 號 指導老師 目 錄引言. 2一、自動門控制系統總體方案設計. 31.1自動門的功能要求分析. 31.2系統設計的基本步驟. 3二、控制系統結構設計. 4三、功能器件的工作原理. 43.1自動感應門機的基本工作原理. 43.2行程開關(限位開關)的工作原理. 53.3光電開關介紹. 5四、自動門控制軟件設計.64.1自動門控制軟件設計.64.2 plc自動門控制軟件設計.74.3程序流程圖.84.4梯形圖.94.5I/O分配表.104.6指令表.104.7過程分析.11結束語.12引言在經濟飛速發展的中國，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、

2、酒店、銀行、商場、寫字樓，自動門以經是隨處可見。自動門的工作方式是通過自動門內外兩側的感應開關來感應人的出入，當人走進自動門時，感應開關感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅動裝置將門打開。將人通過之后，再將門關閉。由于自動門在通電后可以實現無人管理，不但能給我們帶來人員進出方便、節約空調能源、防塵、防風、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。自動門在國外早以得到普遍應用，在我國也以優異的性能逐步得到大家的認同，中國已經迎來了自動門發展的黃金時期。自動門的性能優劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動門控制系統采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩定、不易維修

3、的缺點已逐步被淘汰。目前自動門及其自動化行業最穩定的控制裝置是可編程控制器（簡稱PLC），PLC是一種專門為工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可編程控制器的儲存器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數、算數運算等操作的指令，并能通過數字式或邏輯式和開關量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個種類型的機械或生產過程。PLC可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，實用性強，系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優點。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業等領域的應用都得到了長足的發展。因此運用PLC控制自動門具有較高的可靠性

4、，維修方便等特點，因此，進行自動門的PLC控制系統設計，可以推動自動門行業的發展，擴大PLC在自動化行業乃至整個自動化行業的應用，具有一定的經濟和理論研究價值。一、 自動門控制系統總體方案設計1.1自動門的功能要求分析1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關時，開關上有電流通過（光電檢測開關是脈沖觸發須對其自鎖）由于開門限位開關常閉，所以線圈上有電通過，電動機正轉，到達開門限位開關位置時，電機停止運行。 2）當自動門到開門限位開關位置時啟動延時定時器2秒后，自動進入關門過程，電動機反轉，當門移動到關門限位開關時，電機停止運行。 3）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，應

5、立即停止關門，并自動進入開門程序。4）門打開后的2秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關時，必須重新開始等待2秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。5）自動門在出現故障或在維修的時候，用自動控制從在一定的問題，最后決定加增手動開門和關門開關。1.2系統設計的基本步驟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S1、關門到限位開關S2、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。控制要求：1.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S

6、1位置時，電機停止運行。2.限位開關位置停留2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S2位置時，電機停止運行。3.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.若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待2秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。二、控制系統結構設計自動門控制裝置由門內光電探測開關、門外光電探測開關、開門到位限位開關、關門到限位開關、開門執行機構（使直流電動機正轉）、關門執行機構（使直流電動機反轉）等部件組成PLC控制自動門由于具有故障率低、可靠性高

7、、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。三、功能器件的工作原理3.1自動感應門機的基本工作原理首先，平移式自動感應門機組由以下部件組成：（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，它就給主控制器一個脈沖信號；（3）動力馬達：提供開門與關門的主動力，控制自動感應門門扇加速與減

8、速運行。（4）自動感應門扇行進軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統，使其按特定方向行進。（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（有的廠家使用三角皮帶）：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

9、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，通知馬達作反向運動，關閉自動感應門。3.2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、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護

10、。滾輪式行程開關又分為單滾輪自動復位和雙滾輪(羊角式)非自動復位式，雙滾輪行移開關具有兩個穩態位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。3.3光電開關介紹1.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。四、自動門控制系統軟件的設計4.1繼電器接觸控制圖4.2Plc控制輸出輸入接線4.3程序流程圖4.4梯形圖4.5I/O分配表I/O分配表類別元件PLC元件作用

11、輸入SB1X01門外光檢測電開關SB2X02門內光檢測電開關SB3X03開門限位電開關SB4X04關門限位電開關SB5X05過載保護開關SB6X06緊急停止開關SB7X07啟動停止SB10X10手動開門SB11X11手動關門輸出KM0Y0電動機正轉接觸器KM1Y1電動機反轉接觸器KM2Y2過載保護接觸器4.6指令表指令表LD X01OUT YOANI Y0OR X06OR X02LD X03ANI Y2OR Y02OR YOANI X01AND X07AND X07ANI Y2ANI X02OR X11OUT Y02AND X07OUT T0ANI X04ENDOR X10LD T0OUT Y

12、01ANI X03OR Y01LD X054.7過程分析1首先按下啟動按鈕使x007閉合，若外檢測開關或內檢測開關有信號時x001或x002閉合。由于開門限位開關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閉合，此時電動機正轉帶動自動門扇移動，執行開門過程。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2秒的延時，若此時外檢測開關或內檢測開關x001或x002有信號，則使T0重新延時。4當2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，使用自動控制系統有所不適，于是設置手動開門和手動關門。結束語本設計完成了題目要求的基本部分的全部要求。發揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴展。基本部分各單元工作穩定。通過這次設計使我學會如何去培養