自动门PLC控制.doc

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淮安技师学院

课程设计报告

课程名称：

电气控制与PLC

设计名称：

自动门的PLC控制设计

姓名：

王昌盛

班级：

D12504电子高职

淮安技师学院电气工程系制

淮安技师学院课程设计任务书

姓名：

王昌盛院（系）：

电气工程系

专业：

应用电子技术班级：

D12504电子高职

课程设计题目：

自动门的PLC控制设计

课程设计要求：

1.当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。

2.自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，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K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

设计任务总述：

1.设计出硬件系统的结构图、接线图等；

2.系统有启动、停止功能；

3.运用功能指令进行PLC控制程序设计；

4.程序结构与控制功能自行创新设计；

5.进行系统调试，实现电动机顺序启动/停止的控制要求。

工作计划及安排：

2011-11-28：

明确设计任务，做相关的准备工作。

2011-11-29：

设计硬件系统的结构图、接线图、时序图等。

2011-11-30：

将设计好的各部分进行仿真、组合等。

2011-12-01：

进行系统调试，实现各部分功能。

2011-12-02：

总体调试，实现自动喷泉的控制要求。

目录

引言------------------------------------------------------------------------------------------------4

第一章自动门控制装置的设计任务--------------------------------------------------------5

1.1自动门控制装置的硬件组成-------------------------------------------------5

1.2控制要求--------------------------------------------------------------------------5

第二章自动门控制装置框图与原理---------------------------------------------------------6

3.1自动门控制装流程图--------------------------------------------------------------6

3.2自动门控制装置系统的工作原理----------------------------------------------6

3.2.1自动感应门机的基本工作原理-------------------------------------------7

3.2.2行程开关（限位开关）的工作原理----------------------------------------7

3.2.3光电开关的工作原理------------------------------------------------------8

第三章自动门控制装置系统程序-----------------------------------------------------------8

4.1继电器接触控图---------------------------------------------------------------9

4.2PLC控制输出输入接线-------------------------------------------------------10

4.3梯形图-----------------------------------------------------------------------------11

4.4指令--------------------------------------------------------------------------------12

4.5程序过程分析----------------------------------------------------------------------13

4.6系统调试----------------------------------------------------------------------------14

设计体会--------------------------------------------------------------------------------------------15

引言

随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。

早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：

结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。

　　1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），其特点是：

具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。

目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS（DistributedControlSystem）、现场总线控制系统FCS（FieldbusControlSystem），这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。

在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，经常使用自动门控制系统。

早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。

PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。

由于直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。

直流电动机超载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机。

本论文主要是对门的自动开、关控制而论。

自动门控制装置系统由检测元件红外传感器、继电器、可编程序控制器（PLC）、电动机组成。

它主要是利用热释电人体红外传感器检测，有无人到门口的信号，再把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制电动机的转动。

又由电动机带动门的开、关。

当电动机正转时，门自动打开；当电动机反转时，门自动关闭。

第一章自动门控制装置的设计任务

1.1自动门控制装置的硬件组成

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到位限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。

光电探测开关为无光导通，有光断开。

1.2控制要求

（1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电动机停止运行。

（2）自动门在开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，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K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。

（5）开门与关门不可同时进行。

第二章自动门控制装置框图与原理

2.1自动门控制装置原理框图

2.2自动门控制装置系统的工作原理

1．开启动作

　　当人靠近自动门时，设置于门内外侧的检测装置（垫开关、红外线开关、光线开关等）将其检测出来，之后，信号送到控制装置。

控制装置接到该信号后驱动马达向门的开启方向—马达的旋转带动减速器、皮带轮、皮带或链条，使门向开启方向运动。

当门接近门挡通过开启制动位置时，制动力作用于马达，门减速，其速度变为徐行速度，行至门挡位置后停止。

2．关闭动作

当人离开检测装置的检测范围，开启定时器定时结束后（该时间设定可以调整），控制装置将马达逆转，使门向关闭方向动作，门徐行后在门挡位置停止。

2.2.1自动感应门机的基本工作原理

（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，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控器一个脉冲信号；

（3）动力马达：

提供开门与关门的主动力，控制自动感应门扇加速与减速运行。

（4）自动感应门扇行进轨道：

就像火车的铁轨，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：

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。

当自动感应门门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下：

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。

2.2.2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、自动开关的限位，轿厢的上、下限位保护。

2.2.3光电开关的工作原理

光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。

物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。

光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体