plc自动门控制(33页).doc

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1、- TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc279770983 【摘要】: PAGEREF _Toc279770983 h 1第一章 毕业设计的意义和要求2第二章 绪论32.1研究背景和研究意义32.2国内自动门发展现状42.3自动门的技术发展方向52.4课题研究内容6第三章自动门控制系统硬件介绍63.1 PLC的定义63.2 PLC的产生背景73.3 PLC发展历史83.4 PLC的特点93.5 PLC的应用与发展趋势11第四章功能器件的基本工作原理1441 自动感应门机的基本工作原理144.1.1 平移式自动感应门机组由以下部件组成:144. 1.2 工作流程：14

2、4.2自动门的分类及图片154.3行程开关(限位开关)的工作原理184.4光电开关194.4.1光电开关的分类204.42光电开关工作原理204.4.3光电开关的特点204.4.4使用及注意事项21第五章 自动门的程序设计235.1继电器接触控制图235.2 Plc控制输出输入接线235.3 程序流程图245.4 梯形图以及指令255.5 指令如下：275.6 过程分析28第六章 结论29致 谢：30参考文献31第 32 页-PLC自动门控制装置【摘要】:当自动感应门门扇要完成一次开门与关门， 感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通

3、知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使自动感应门扇开启；自动感应门扇开启后由控制器作出判断，如需关自动感应门，通知马达作反向运动，关闭自动感应门。【关键词】:自动感应门 马达 开门关第一章 毕业设计的意义和要求毕业设计的意义和要求:毕业设计是教学和工程实践的结合点,要求学生在设计中明确什么是正确的设计思想和设计方法。学生在走上工作岗位之前必须通过工程知识和专业技能的严格训练,完成向工程技术人员的过渡,使自已走上工作岗位后有能力综合利用学过的理论知识和专业技能解决工程实际问题。 毕业设计要求学生初步掌握工程设计的工程

4、和方法，综合进行工程知识和工程技能的训。学生必须较全面的掌握本专业的基本理论知识和专业技能，有较强的分析、解决问题的能力和较高的综合素质。学校和教师在坚持以教学为主的同时，应侧重于学生解决工程实际问题能力的培养。作为专科毕业生，应根据在教师指导下选定的毕业设计目，经过综合实习或顶岗实习，结合生产实际独立完成一项电类专业的模拟工程设计或工程设计。在设计过程中以实践为主，注重综合能力的发掘和培养。一 设计题目:plc自动门的控制装置系统二 设计要求：经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。现确定电

5、机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转开门，电机反转关门。1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。2）当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行。3）在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关，应立即停止关门，并自动进入开门程序。4）在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证

6、人员安全通过。5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定 问题，最后决定加增手动开门和关门开关。 第二章 绪论2.1研究背景和研究意义 21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐自动门大规模专业化生产始于150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。门的高级形式-自动门起源在欧美，迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。大中型公共场所，为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿彩。自动门从理论上理解应该是门的使用 观念的延伸，是人们根据需要

7、对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。自动门除可美化出入口环境外由于中国没有相关的自动门国家标准，导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌（目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽量避免购买此类产品）。不要认为样本上全部是外国语，资料也是外国语的商品就是进口的商品，其实这样是违反国家规定

8、的。真正的知名品牌，合法的商品不会这样做。由于中国没有相关的自动门国家标准，导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌（目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽量避免购买此类产品）。不要认为样本上全部是外国语，资料也是外国语的商品就是进口的商品，其实这样是违反国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会这样做。在购买自动门时最好在授权的指定经销商处或认定销售店的商店购买（有悬挂的授权书），而且在购买时要清楚所购买设备的基本配置，防止买家克扣部件。自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平

9、开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常宠大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门。由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得到大范围的普及。同时也几乎成为了银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。 自动平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达，当人走近自动门时，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移

10、门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。 微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，自动门就会关闭，对门机有一定的保护作用。 红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员进入的场所。本文拟使用PLC设计一个自动门控制器系统2.2国内自动门发展现状国内自动门现

11、状1）厂家多，规模小 56年来几年来， 自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。 2）专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委托代加工部分零部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的厂家，如电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，这一趋势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。 3）高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但

12、生产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。 4）产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大，加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。2.4课题研究内容本文以某营业厅自动门为例，设计了以PLC为控制器、控的自动门控制系统。在营业厅自动门正上方里外各安装一个光电探测开关，当有人欲进入时，光电探测开关检测出有人要进入或出去，从而产生输出信号。PLC获取到该输入信号，启动电机，将门打开。当门打开到一定程度后，碰到限位开关

13、，限位开关动作，产生输出信号，自动门停止动作。等待一时间段后，自动门自动合上。在闭合过程中，如光电探测开关检测有人要进入或出去时，自动门停止闭合，并立刻打开。为了保障门的安全性，设置关门限位开关，从而保障在自动门闭合即将结束时，不会发生两扇门可编程程序控制器（PLC）第四章功能器件的基本工作原理41 自动感应门机的基本工作原理4.1.1 平移式自动感应门机组由以下部件组成: （1） 主控制器：它是自动感应门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。 （2） 感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的

14、眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号； （3） 动力马达：提供开门与关门的主动力，控制自动感应门门扇加速与减速运行。 （4） 自动感应门扇行进轨道：就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。 （5） 门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。 （6） 同步皮带（有的厂家使用三角皮带）：用于传输马达所产动力，牵引自动感应门扇吊具走轮系统。 （7） 下部导向系统：是自动感应门门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。 4. 1.2 工作流程：当自动感应门门扇要完成一次开门与关门， 感应探测器探测到有人进入时，

15、将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使自动感应门扇开启；自动感应门扇开启后由控制器作出判断，如需关自动感应门，通知马达作反向运动，关闭自动感应4.2自动门的分类及图片弧形自动门 双重平移自动门 双扇平移自动门 4.3行程开关(限位开关)的工作原理行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一

16、种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路4.4光电开关 光电开关是传感器大家族中的成员，它把发射端和接收端之间光的强弱变化转化为电流的变化以达到探测的目的。由于光电开关输出回路和输入回路是电隔离的（即电缘绝），所以它可以在许多场合得到应用。 采用集成电路技术和SMT表面

17、安装工艺而制造的新一代光电开关器件，具有延时、展宽、外同步、抗相互干扰、可靠性高、工作区域稳定和自诊断等智能化功能。这种新颖的光电开关是一种采用脉冲调制的主动式光电探测系统型电子开关，它所使用的冷光源有红外光、红色光、绿色光和蓝色光等，可非接触，无损伤地迅速和控制各种固体、液体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物质的状态和动作。 接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被检测物及寿命短等缺点，而晶体管接近开关的作用距离短，不能直接检测非金属材料。但是，新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远以及抗光、电、磁干扰能力强。 目前，这种

18、新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色标检出、冲床和剪切机以及安全防护等诸多领域。此外，利用红外线的隐蔽性，还可在银行、仓库、商店、办公室以及其它需要的场合作为防盗警戒之用。4.4.1光电开关的分类常用光电开关的分类方法：按检测方式可分为反射式、对射式和镜面反射式三种类型；光电开关按结构可分为放大器分离型、放大器内藏型和电源内藏型三类。 4.42光电开关工作原理反射式光电开关的工作原理由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后，由发光管GL辐射出光脉冲。当被测物体进入受光器作用范围时，被反射回来的光脉冲进入光敏三极管DU。

19、并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信号，再经放大器放大和同步选通整形，然后用数字积分或RC积分方式排除干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。 光电开关一般都具有良好的回差特性，因而即使被检测物在小范围内晃动也不会影响驱动器的输出状态，从而可使其保持在稳定工作区。同时，自诊断系统还可以显示受光状态和稳定工作区，以随时监视光电开关的工作。4.4.3光电开关的特点MGK系列光电开关是现代微电子技术发展的产物，是HGK系列红外光电开关的升级换代产品。与以往的光电开关相比具有自己显著的特点： （1）具有自诊断稳定工作区指示功能，可及时告知工作状态是否可靠； （2）对射式、反射式、镜

20、面反射式光电开关都有防止相互干扰功能，安装方便； （3）对ES外同步（外诊断）控制端的进行设置可在运行前预检光电开关是否正常工作。并可随时接受计算机或PLC的中断或检测指令，外诊断与自诊断的适当组合可使光电开关智能化； （4）响应速度快，高速光电开关的响应速度可达到0.1ms，每分钟可进行30万次检测操作，能检出高速移动的微小物体； （5）采用专用集成电路和先进的SMT表面安装工艺，具有很高的可靠性； （6）体积小（最小仅203112mm）、重量轻，安装调试简单，并具有短路保护功能。 4.4.4使用及注意事项光电开关可用于各种应用场合，另外，在使用光电开关时，还应注意环境条件，以使光电开关能够

21、正常可靠的工作。1、避免强光源光电开关在环境照度较高时，一般都能稳定工作。但应回避将传感器光轴正对太阳光、白炽灯等强光源。 在不能改变传感器（受光器）光轴与强光源的角度时，可在传感器上方四周加装遮光板或套上遮光长筒。2、防止相互干扰MGK 系列新型光电开关通常都具有自动防止相互干扰的功能，因而不必担心相互干扰。然而，HGK系列对射式红外光电开关在几组并列靠近安装时，则应防止邻组和相互干扰。防止这种干扰最有效的办法是投光器和受光器交叉设置，超过2组时还拉开组距。当然，使用不同频率的机种也是一种好办法。 HGK系列反射式光电开关防止相互干扰的有效办法是拉开间隔。而且检测距离越远，间隔也应越大，具体

22、间隔应根据调试情况来确定。当然，也可使用不同工作频率的机种。 3、镜面角度影响当被测物体有光泽或遇到光滑金属面时，一般反射率都很高，有近似镜面的作用，这时应将投光器与检测物体安装成1020的夹角，以使其光轴不垂直于被检测物体，从而防止误动作。 4、排除背景物影响使用反射式扩散型投、受光器时，有时由于检出物离背景物较近，光电开关或者背景是光滑等反射率较高的物体而可能会使光电开关不能稳定检测。 因此可以改用距离限定型投、受光器，或者采用远离背景物、拆除背景物、将背景物涂成无光黑色、或设法使背景物粗糙、灰暗等方法加以排除。 5、自诊断功能使用在安装或使用时，有时可能会由于台面或背景影响以及使用振动等

23、原因而造成光轴的微小偏移、透镜沾污、积尘、外部噪声、环境温度超出范围等问题。这些问题有可能会使光电开关偏离稳定工作区，这时可以利用光电开关的自诊断功能而使其通过STABLITY绿色稳定指示灯发出通知，以提醒使用者及时对其进行调整。 6、消除台面影响投光器与受光器在贴近台面安装时，可能会出现台面反射的部分光束照到受光器而造成工作不稳定，对此使受光器与投光器离开台面一定距离并加装遮光板。 严禁用稀释剂等化学物品，以免损坏塑料镜。 高压线、动力线和光电传感器的配线不应放在同一配线管或用线槽内，否则会由于感应而造成（有时）光电开关的误动作或损坏，所以原则上要分别单独配线。 下列场所，一般有可能造成光电

24、开关的误动作，应尽量避开： （1）灰尘较多的场所； （2）腐蚀性气体较多的场所； （3）水、油、化学品有可能直接飞溅的场所； （4）户外或太阳光等有强光直射而无遮光措施的场所。 （5）环境温度变化超出产品规定范围的场所； （6）振动、冲击大，而未采取避震措施的场所。第五章 自动门的程序设计5.1继电器接触控制图5.2 Plc控制输出输入接线开 始5若K1，K2有信号开 门 K3 打 开 停 止延时8s,若K1，K2有信号号HAO号关 门若K1，K2有信号K4 打 开 停 止结 束.3 程序流程图5.4 梯形图以及指令IO分配表I0.1 门外光检测电开关 I0.2 门内光检测电开关I0.3 开门

25、限位电开关 I0.4 关门限位电开关I0.5 过载保护开关I0.6 紧急停车开关I0.7 启动停止 I1.0 手动开门I1.1 手动关门Q0.0 正转 Q0.1 反转 Q0.2 保护5.5 指令如下：5.6 过程分析1.首先按下启动按钮使I0.7闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时I0.1或I0.2闭合。由于开门限位开关I0.3是长闭的，所以Q0.0线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Q0.0线圈通电时Q0.0闭合，此时电动机正转带动自动门扇移动，执行开门过程。2.当门扇完全打开时，使开门限位开关I0.3打开，Q0.0线圈断电.电动机停止转动。3.当门扇停

26、止移动时，由于开门限位开关的长闭变成长开，故使长开闭合。进行8秒的延时，若此时外检测开关或内检测开关I0.1或I0.2有信号，则使T0重新延时。4.当8秒的延时完毕后T0线圈通电，关门限位开关关闭，所以使Q0.1通电并自锁，电机反转执行关门过程。5.在关门过程中，若外检测开关或内检测开关I0.1,I0.2有信号又使Q0.0通电，由于在关门过程中Q0.0长闭，此时打开并中断关门过程，转向开门过程。6.在此控制过程中，为了保证其安全性设置过载保护和紧急停车。7.考虑到主动门若出现故障时，使用自动控制系统有所不适，于是设置手动开门和手动关门第六章 结论 今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控

27、制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用。计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，会在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。自动门工程在整个建筑投资中的比例虽然很小，但在建筑的日常使用和管理中却占有很重要的地位，是建筑智能化水平的重要指标。 在PLC设计过程中,从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本系统特点亲自完成的。PLC的软件调试相对于硬件连接来说要复杂的多，需要用的到的软件更是多种多样，有编程的，有负责连接PLC与编程软件的，还有监控用的软件，学习与熟悉这些软件的过程无形中消耗了编

28、者大量的精力。PLC系统的硬件和软件是不能分开的,有的硬件错误是在软件调试中被发现和纠正的。但通常是先排除明显的硬件故障以后,再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件的调试是基础,如果硬件调试不通过,软件设计则是无从做起。 通过对自动门控制装置的实验模拟运行，可看出，本装置运行良好。但此装置只是通过了模拟部分，离实际的系统实现还有一段距离，由于笔者水平有限，限位开关功能没有实现，如果实现限位开关系统的稳定性和安全性将上升到一个新的高度。因此在今后的学习生活中还要加强自我学习与研究，还需针对具体的自动门系统进行系统的分析以及调整。致 谢：在这几年里我学到了很多东西。首先，向技术学院的各位老师表示感谢。你们不光传授了我知识，而且告诉了很多为人处事的道理，这些道理将对我以后的人生起到很到的指导作用。 通过对自动门系统的软件设计，掌握可编程控制器程序的应用系统的调试、监控、运行方法，在学习与设计的过程中，了解所设计工程的工艺流程，从而完成了对自动们系统的软件设计，同时，对于自动门硬件，也知道了一些周边技术，扩展了知识面，增强对工艺的理解。 成功完成本设计，离不开老师，同学和舍友的帮助，当我在设计过程中遇到困难的时候，他们给了我全力的支持和帮助，真心感谢关心我的同学，送你们最深的祝福！ 值此论文完成之际，向所有曾给予我帮助的老师、同学和朋友们致以衷心的感谢！