plc控制自動(dòng)門的課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　題目： 大廳自動(dòng)門控制</p><p>　　系部：電氣工程與自動(dòng)化 </p><p><b>　　專業(yè)：自動(dòng)化 </b></p><p>　　班級(jí)： 姓名： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在超級(jí)市場(chǎng)、

2、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門控制系統(tǒng)。早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。PLC控制自動(dòng)門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。由于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動(dòng)機(jī). 本論文主要是對(duì)門的自動(dòng)開(kāi)、關(guān)控制而論。自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)由檢測(cè)元件光電傳感器、繼電器、可編程序控制器（PLC）、電動(dòng)機(jī)組成。它主要是利用

3、熱釋電人體光電傳感器檢測(cè)，有無(wú)人到門口的信號(hào)，再把檢測(cè)到的信號(hào)送入可編程序控制器（PLC）中，由可編程序控制器來(lái)對(duì)信號(hào)的處理，處理的最后結(jié)果用繼電器輸出，從而達(dá)到控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。又由直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門的開(kāi)、關(guān)。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，門自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，門自動(dòng)關(guān)閉。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：自動(dòng)門, PLC ,控制程序,直流電機(jī)</p><p><b>　　

4、目 錄</b></p><p><b>　　摘要1</b></p><p>　　引言...................................................................................................................2</p><p&g

5、t;　　1.自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　1.1自動(dòng)門的功能需求分析3</p><p>　　1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟3</p><p>　　2.自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).....................................................

6、..........................3</p><p>　　2.2功能器件的基本工作原理...................................................................4</p><p>　　2.2.1自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的工作原理.................................................

7、...............4</p><p>　　2.2.2行程開(kāi)關(guān)（限位開(kāi)關(guān)）的工作原理....................................................4</p><p>　　3.自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4</p><p>　　3.1控制輸出輸入接線....................................

8、..........................................5</p><p>　　3.2程序流程圖..........................................................................................6</p><p>　　3.3梯形圖..........................

9、........................................................................7</p><p>　　3.4I/O分配表.............................................................................................7</p><p>

10、　　3.5指令表..................................................................................................8</p><p>　　3.6過(guò)程分析...................................................................................

11、............8</p><p>　　4仿真................................................................................................................9</p><p>　　5.個(gè)人心得.10</p><p><b>　　6.參

12、考文獻(xiàn)11</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、寫字樓，自動(dòng)門以經(jīng)是隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門的工作方式是通過(guò)自動(dòng)門內(nèi)外兩側(cè)的感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)。將人通過(guò)之后，再將

13、門關(guān)閉。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防塵、防風(fēng)、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(dòng)門在國(guó)外早以得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同，中國(guó)已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門發(fā)展的黃金時(shí)期。</p><p>　　自動(dòng)門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修的缺點(diǎn)已逐步被

14、淘汰。目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（一下簡(jiǎn)稱PLC），PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可編程控制器的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn)算等作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或邏輯式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個(gè)種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，實(shí)用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，

15、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性，維修方便等特點(diǎn)，因此，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)化行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值。</p><p>　　1.自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)自動(dòng)

16、門的功能要求分析</p><p>　　a.當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)上有電流通過(guò)（光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)是脈沖觸發(fā)須對(duì)其自鎖）由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)常閉，所以線圈上有電通過(guò)，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　b.當(dāng)自動(dòng)門到開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)位置時(shí)啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p&g

17、t;<p>　　c.關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。</p><p>　　d.門打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。</p><p>　　e.自動(dòng)門在出現(xiàn)故障或在維修的時(shí)候，用自動(dòng)控制從在一定的問(wèn)題，最后決定加增手動(dòng)開(kāi)門

18、和關(guān)門開(kāi)關(guān)。 </p><p>　　(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p>　　自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)K3、關(guān)門到限位開(kāi)關(guān)K4、開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。 控制要求：</p><p>　　a.外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)

19、KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　b.位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　c.中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。</p><p>　　d.的8秒等

20、待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。</p><p>　　2.自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān) 、門外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)、關(guān)門到限位開(kāi)關(guān)、開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門

21、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成PLC控制自動(dòng)門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。由于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動(dòng)機(jī)超載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　(2)功能器件的基本工作原理</p><p>　　a.自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理</p><p>　　首先，平移

22、式自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)組由以下部件組成： （1） 主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。 （2） 感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)； （3） 動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門門扇加速與減速運(yùn)行。 （4） 自動(dòng)感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就象火

23、車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 （5） 門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。 （6） 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （7） 下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。 當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開(kāi)門與關(guān)門，其工作流程如下： 感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷

24、后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，</p><p>　　b.行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))的工作原理 </p><p>　　行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開(kāi)關(guān)是一

25、種根據(jù)運(yùn)動(dòng)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(kāi)關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。 滾輪式行程開(kāi)關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位和雙滾輪(羊角式)非自動(dòng)復(fù)位式，雙滾輪行移開(kāi)關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡(jiǎn)化線路。</p><p>　　3.自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟

26、件的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)plc控制輸出接線</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p><b>　?。?）程序流程圖</b></p><p><b>　　圖3-2</b></p><p><b>　?。?）梯形圖

27、</b></p><p><b>　　圖3-3</b></p><p><b>　?。?）I/O分配表</b></p><p><b>　　表3-1</b></p><p><b>　　（5）指令表</b></p><p&g

28、t;<b>　　表3-2</b></p><p><b>　　（6）過(guò)程分析</b></p><p>　　a.首先按下啟動(dòng)按鈕使x007閉合，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)有信號(hào)時(shí)x001或x002閉合。由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)x003是長(zhǎng)閉的，所以y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當(dāng)y000線圈通電時(shí)y000閉合，

29、此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。</p><p>　　b． 當(dāng)門扇完全打開(kāi)時(shí)，使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)x003打開(kāi)，y000線圈斷電.電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。c． 當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí)，由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)閉變成長(zhǎng)開(kāi)，故使長(zhǎng)開(kāi)閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，若此時(shí)外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)x001或x002有信號(hào)，則使T0重新延時(shí)。d． 當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開(kāi)關(guān)關(guān)閉，所以使y001通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)關(guān)門過(guò)。&l

30、t;/p><p>　　e． 在關(guān)門過(guò)程中，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)x001,x002有信號(hào)又使y000通電，由于在關(guān)門過(guò)程中y000長(zhǎng)閉，此時(shí)打開(kāi)并中斷關(guān)門過(guò)程，轉(zhuǎn)向開(kāi)門過(guò)程。f． 在此控制過(guò)程中，為了保證其安全性設(shè)置過(guò)載保護(hù)和緊急停車。g． 考慮到主動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)關(guān)門。</p><p><b>　　4.仿真</b>

31、</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p><b>　　圖4-2</b></p><p><b>　　圖4-3</b></p><p><b>　　圖4-4</b></p><p><b>　　5.個(gè)人

32、心得</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因?yàn)闀r(shí)間和制作材料的短缺而沒(méi)有進(jìn)行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴(kuò)展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)際，并不斷地去開(kāi)動(dòng)自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒(méi)想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，

33、超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕易言棄。設(shè)計(jì)過(guò)程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過(guò)，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1.《電器與可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》 機(jī)械工業(yè)出版社. 1997.1 作者,鄧則名；<