PLC办公楼自动门课程设计剖析.docx
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PLC办公楼自动门课程设计剖析
《办公楼自动门控制系统》
课程设计说明书
摘要：
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，而得到广泛的应用。
本课程设计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行程开关、继电器、可编程序控制器（本设计主要运用欧姆龙CP1互相系列PLC）、三相鼠笼异步电动机组成。
它主要是模拟传感器检测，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。
关键词：
PLC，自动门，传感器
目录
1办公楼自动门控制系统设计任务………………………………………………4
1.1自动门控制硬件组成………………………………………………………4
1.2自动门控制设计要求………………………………………………………4
2办公楼自动门控制系统框图与原理……………………………………………4
2.1自动门控制原理图…………………………………………………………4
2.1.1主电路电气图………………………………………………………4
2.1.2控制电路图…………………………………………………………5
2.2自动门控制系统的工作原理………………………………………………6
3办公楼自动门控制系统程序……………………………………………………7
3.1PLC输入输出接线图………………………………………………………7
3.2梯形图程序…………………………………………………………………8
3.3程序指令……………………………………………………………………9
3.4程序分析……………………………………………………………………9
3.5系统调试……………………………………………………………………10
4设计结论与体会…………………………………………………………………10
4.1设计课题的设计结论及使用说明…………………………………………10
4.2设计体会……………………………………………………………………10
参考文献……………………………………………………………………………11
1办公楼自动门控制系统的设计任务
1.1自动门控制系统硬件组成
自动门控制装置由启动开关SB1、启动指示灯L1（绿灯）、停止开关SB2、停止指示灯L2（红灯）；开门开关SB3、关门开关SB4、开门到位限位开关SQ1、关门到位限位开关SQ2、开门指示灯L3（绿灯）、关门指示灯L4（红灯）、开门执行机构KM1（使三相交流电动机正转）、关门执行机构KM2（使三相交流电动机反转）以及中间继电器等部件组成。
1.2自动门控制系统设计要求
1、按下启动按钮时，控制系统开始工作，绿灯L1亮。
停止按钮按下，停止工作，红灯L2亮。
2、当有人在门下站立停止1.5秒时，给门发出开门信号，并且绿灯L3亮，抵达行程开关SQ1的位置门停止运动。
3、门抵达行程开关SQ1的位置过后8秒如果在门前没有感应到人的存在，则开始发出关门信号开始关门，同时绿灯L4亮，如果一直有人存在则不发出关门信号。
4、如果在关门运动进行时感应到人的存在应立即停止关门，并且开始将门打开让其通行，在没有人的情况下再行关门。
5、当关门抵达行程开关SQ2的位置时，发出关门抵达信号，停止关门。
2办公楼自动门控制系统框图与原理
2.1自动门控制系统原理框图
2.1.1主电路电气图：
如图2.11所示，接触器KM1常开触点控制三相交流电机正转，接触器KM2常开触点控制三相交流电机反转，FU1为熔断器，FR1为热继电器。
图2.11主电路电气图
2.1.2电器控制电路原理简图：
如图2.12所示，SB2为启动按钮，SB3为正转开关，SB4为反转启动开关，之间运用KM1（接触器）和KM2（接触器）形成互锁。
SQ1和SQ2为左右行程开关。
L3和L4分别为开门与关门指示灯。
FU2为熔断器，FR1为热继电器常闭触点。
图2.12控制电路简图
2.2自动门控制系统的工作原理
1．开门动作
当人站在门下1.5秒时，信号传送到PLC，由PLC传出指令，开门指示灯L1亮，接触器KM1通电，与开门开关并联的KM1常开触点闭合实现自锁，主电路KM1常开触点闭合，电机驱动门向开启方向运动。
当门运动到开门限位开关SQ1位置时，门停止运动，开门指示灯L1熄灭。
2．关门动作
当开门到位后，开门限位开关抵达信号传送到PLC，经过8秒的延时检测，如果没有感应到人的存在，由PLC传出指令，关门指示灯L2亮，接触器KM2通电，与关门开关并联的KM2常开触点闭合实现自锁，电机驱动门向关闭方向运动。
当门运动到关门限位开关SQ2位置时，门停止运动，关门指示灯L2熄灭。
3.停止动作
当门在运动时，只要按下停止开关SB2，门就会停止运动，指示灯熄灭。
此动作可控制门开或关的位置。
4．限位开关动作限位开关又称行程开关，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。
3办公楼自动门控制系统程序
3.1PLC模块输入输出接线图
图3.1输入输出模块图
3.2.梯形图程序
图3.2梯形图
输入0.00为启动开关，0.01为停止开关，0.02为人感应，0.03为门左感应，0.04为门右感应；输出10.00为启动绿灯输出线圈，10.01为停止红灯输出线圈，10.02为电机正转线圈，10.03为电机反转线圈10.04为电机正转指示灯，10.05为电机反转指示灯。
3.3程序指令：
LD0.00
OR100.00
ANDNOT200.00
OUT100.00
LD0.01
OUT200.00
LD200.00
OR100.01
ANDNOT100.00
OUT100.01
LD100.00
AND0.02
TIM0000#15
OUT200.01
LDT0000
OR100.02
ANDNOT100.03
ANDNOT200.02
OUT100.02
OUT100.04
LD0.03
OUT200.02
LD200.02
ANDNOT200.01
TIM0001#80
LDT0001
OR100.03
AND100.00
ANDNOT100.02
ANDNOT200.00
ANDNOT200.01
ANDNOT200.03
OUT100.03
OUT100.05
LD0.04
OUT200.03
3.4程序分析
1.首先按下开门启动按钮0000闭合,由于1001常闭，所以1001线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。
当1001线圈通电时，与开门启动按钮0000并联的常开触点1000闭合实现自锁,开门指示灯L1亮，及完成启动。
2.当感应到人的存在超过1.5秒时，门开始执行开门动作，同时1004对应的绿灯亮，当运动到开门限位开关0003位置时，电机停止转动，门停止，开门指示灯L3（绿灯）熄灭。
3.当门到达开门限位的位置时，等待8秒后，没有感应到人在门前时，TIM001开始工作，定时8秒，由于1000闭合，1002、20.01、20.03为常闭，所以1003动作，开始执行关门动作，同时1005连接的红灯开始亮，到达限位的位置时，20.03动作，切断关门动作，同时1005对应的指示灯熄灭。
4.如果在关门时感应到人的存在，则关20.01断开，关门动作停止，如果持续了1.5秒，则再会回到开门的动作。
5.0001为停止按钮，可以让整个系统停止工作。
3.5系统调试
在梯形图输入欧姆龙编译软件中时，点击在线编译就可以在下面的状态栏观察到梯形图的正确与否，并且对我们的梯形图做进一步的改进。
4设计结论与体会
4.1设计课题的设计结论及使用说明
本次设计基本上完成了要求，能够实现功能，而且考虑了可能发生的情况，从安全方面逐一考虑。
但是由于是仿真，所以我们只能简单的通过电机或者指示灯得到我们所需要的结果，但是不乏得出正确的结论。
在本装置使用的过程中，由于使用的是电磁式距离感应器，所以我们必须用小金属片来模仿人的存在，在实际应用中可以改换成红外感应或者其他比较灵敏的传感器。
4.2设计体会
这学期我们通过PLC课程设计来总结这学期所学的PLC课程。
我们所做的这个题目是有关与PLC系统理论与实践相结合的设计。
在对这个设计材料搜索的过程中明白了许多规则，以及实际应用操作的情况下，提高了实际操作和独立解决问题的能力。
通过这次设计实践。
让我更熟练的掌握了欧姆龙PLC软件的简单编程方法，对于欧姆龙PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。
在理论的运用中，页加强了对它的理解。
起初由于队员意见不统一可能出现了方案的分歧，经过方案的一一比较和糅合最终确定了本套方案，在遇到不懂的问题时通过老师的纠正和自己的实际操作，逐渐的做出了满意的成果，同样也看清了自己的不足之处。
参考文献
[1]史国生电气控制与可编程控制器技术[M]北京化学化工出版社2010
[2]谢克明夏路易可编程控制器原理与程序设计[M]北京电子工业出版社2002
[3]张进秋可编程控制器原理及应用实例[M]北京机械工业出版社2003
[4]PLC入门学习基础教程[M]北京机械工业出版社2003
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