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1、基于plc控制的自动平移门完整资料毕业设计(论文）设计题目：基于PC控制的自动平移门专业:机电一体化班级:学号：姓名：指导老师：起讫日期2014年10月1日201年5月1日摘要本文设计了一个基于三菱FXN-6MR的PLC和艾默生EV100的变频器控制的自动门系统。首先，本文会对自动平移门进行介绍，并且会对自动平移门的各个部件做出说明。第二步,分析自动平移门的机械结构。第三步,介绍自动平移门的设备选型。第四步，对PLC控制系统中的设计，即/地址的分配、主电路图、接线图以及梯形图；最后,对PC程序进行说明。关键词:PLC变频器控制自动门摘要21引言41.1自动门的具体应用.2自动门的组成部件52自

2、动平移门的总体结构设计方案62.1自动平移门的构造和参数62.自动平移门的机械结构72。3自动平移门的系统方案83自动平移门控制系统设备选型93变频器的选型1.4变频器的参数设定125感应开关的选型133.6限位开关的选用144 控制系统PL程序设计154.1控制要求1542项目任务154。3I/O分配154.主电路和PLC接线图14 PC程序设计及说明7结束语2致谢231引言在21世纪的今天，门的安全理念，有效性更加地突出，不仅如此,门的作用在建筑艺术上也更加突出，强调了与建筑风格的整体协调。在大中型公共场所,自动门在这些建筑中扮演着时尚的角色。作为建筑物的一部分，自动门从基本意义上说，要同

3、时满足与外部环境隔离和不妨碍人们通行这两种要求，因此自动门体本身要坚固、密封.本课题主要介绍运用PC为控制器的自动平移门控制系统的设计，本课题开发的产品主要用于商场、银行等需要自动开关门的场合。本文所设计的系统不但能满足自动门控制的基本要求，而且还可以保证自动门的稳定性。研究本课题意味着产品成本的下降，效益提高，因此是一个比较实用的经济型产品。1。1自动门的具体应用当人们行走在人行道上时,我们可以看到各类银行矗立在马路两边，而我们可以看到许多人在银行中进进出出,但是我们可以看到人们只是在银行门口稍作停留，银行的大门就会自动打开,当人们进入或离开一段距离后大门就会自动关闭，这种情况可以说是屡见不

4、鲜,而银行所使用的能够自动开关的就是自动门。自动门在银行中的使用可以说大大方便了人们的进出，并且在进出频繁的时候能够有效缓解人流量大时所带来的问题。可以说在银行中自动门已成为不可或缺的一部分。下面我们就来看一下自动门在银行中的应用.下面认识一下自动门,如图-1所示图1自动门图片.2自动门的组成部件主要部件包括主控制器:它是自动门的指挥中心.感应开关：负责采集外部信号。动力马达：提供开门与关门的动力。门扇行进轨道：主要是约束门扇的吊具走轮系统。门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇,牵引动门扇运行.同步皮带：用于传输马达产生的动力。下部导向系统:是门扇下部的导向与定位装置。辅助配置包括行程开关：用来

5、判断自动门所处的位置.防夹人光栅:防止自动门的夹人。后备电源：保证停电时自动门能工作正常。2自动平移门的总体结构设计方案2.1自动平移门的构造和参数自动门门面结构如图21所示：图自动门门面结构示意图像银行这类公共场所的自动平移门使用的非常频繁，但是任何自动门的使用次数和使用寿命都是有限的，为了使门体更加坚固耐用，本文所设计自动门的材质使用钢化玻璃,为了满足实际需要，所以必须对自动门各方面进行全面考虑，设定合适的具体参数。具体参数如表21所示：表21自动门的具体参数门体设计项目参数设定值单扇门开启宽度1。5m单扇门的最大承重20kg门体高度2。5m开启保持时间15s（可调）开门速度0cm/s(可

6、调)2.2自动平移门的机械结构传动机构如图22所示。电机传动轮直径:D=5m，大传动轮直径:D=cm，同圆心中传动轮直径：=10c.电机和大传动轮的传动比：=2r/2 /D =5图2-2 自动门机械传动结构2。3自动平移门的系统方案本文设计的自动门系统方案主要是PLC控制变频器达到控制电动机正反运转来实现自动门开关的控制方式。采用变频器控制电路,结构简单，控制方便,可靠性高。交流电机的驱动系统使其具有高效率,而它本身的结构十分简单，维护起来非常方便,并且具有容易冷却和寿命长的优点.控制系统结构图如图23所示：图2-3控制系统结构3自动平移门控制系统设备选型31驱动装置的选型根据本论文所设计的自

7、动平移门的要求,选用符合国际安全标准规定的绝缘电阻、接地装置和过电压保护等因素的驱动装置，其具备低噪音、强稳定性等特点,在考虑了安全和其它因素,本论文选用的驱动装置是山东力久特种电机有限公司生产的三相交流变频电机，型号为YVP132M4型，额定电压为38V。根据生厂商提供的电机结构图如图31所示;电机外观图如图32所示和电机尺寸和参数表如表31所示：YV变频调速三相异步电动机（B）产品分类：YVP系列变频调速三相异步电动机机座中心高:H80H55m额定输出功率:.5kW315kW电源电压：380V，50Hz（可根据用户定制)防护等级:IP4、I55绝缘等级:F冷却方式:I416图3-1电机尺寸

8、图图32电机外观图表31 电机尺寸（单位mm）和参数表BCEGHKM11783881033132265NPRSTBACADHL230300154027521035510型号转速频率电压电流3M40900rmi0Hz300.53.2可编程控制器（LC)的选型PL的选择要求：（1）生产厂家:生产厂家的选择,主要以用户的要求、设计者对PLC的熟悉程度和使用习惯等方面来考虑。一般选用大公司生产的产品，其产品质量可以得到有效的保证.（2）I/O点数:I/O点数应该以设计要求所需为依据。程序设计的输入点有急停、自动、感应开关、防夹人光栅、开门和关门限位开关共6个；而输出点有正转开门、反转关门输出和开、关门

9、指示灯、报警指示灯共有6个.输入输出点总计有12个。（3)LC型号：整体式PLC的I/0点数较少而且相对固定，所以用户选择的余地较小，多用于较小型的控制系统。主要代表有：西门子的S7200系列、松下、三菱的FX系列等.(4）经济性的考虑：选用PC时，要考虑经济性,还有应用的扩展性、操作性等因素，进行比较,最终选择合适的产品.根据本文设计的系统方案,选用三菱公司生产的FX21MR系列的L。如图。2.3-1所示。图3.231 三菱FX2N16MR系列PLC三菱FX2N-6RD其参数意义为：三菱XN系列的C，有16个/O分配点（输入输出点)，继电器输出型,使用D24V电源,DC输入的基本单元。3.3

10、变频器的选型根据本设计自动门的需要,配合电动机的选型,变频器选型要确定以下几点：电压匹配：本文设计选用的三相异步变频电动机额定输入的电压值为38V，所以变频器输出的三相电压应为80。电流匹配：由电机选型参数可知电机Y型最大电流值为0。A,所用变频器最大电流应大于电机最大启动电流值。容量匹配：本设计选取电机功率最小为0。55W，所以选取变频器时其容量必须大于0。6K以上。综合以上因素，本设计采用上海捷芮自动化技术有限公司生产的艾默生V10004007型号的变频器.如图3-3所示。图33艾默生E系列变频器3.4变频器的参数设定根据本文系统设计的控制要求,选用两线模式1进行变频器的参数设定。两线运转

11、模式1的示意图如图-4所示图4两线运转模式1的示意图本文设计开门速度为8cm/s，即电机皮带轮线速度为0m/s由线速度和电机转速之间的关系V=2nr/60nr/0(取3)可得电机转速：=810/2.=312r/mi由旋转磁场的转速n=60f/=6050/=750rmin由此可得转差率S=(n)/n=（70-312)/50=。5（近似值)在由三相电机转速公式n=（1s)60f/p可得30=(-0.5）604f= 43 Hz(近似值)参数设定如下：表32变频器参数设定表参数含义P22恢复出厂设置0.0=0ED键盘显示上下调节0.024HZ运行频率设定12=50HZ上限频率F。13=5HZ下限频率3

12、5感应开关的选型结合本设计的实际需要在设计的自动门的人员检测上采用深圳市晶创和立科技有限公司生产的D0S型的红外传感器。如图-5D203S型的红外传感器具有易于调节的红外感应探头,可以适应不同的应用场合，其非常稳定的技术设计,使其具备监测范围大、灵敏度高、安装角度多向调节等特点。其工作原理是利用温度的变化来检测的:当人体进入传感器检测区，因为人体的温度与环境的温度有差别，所以传感器就会产生温度变化,那么就会有温度信号输出；但是人体进入传感器检测区后不运动，则温度没有变化,相应的传感器也没有输出信号了.所以这种传感器也称为人体运动传感器。在防夹人感应器的选择上,本设计选用北京博星得门控科技有限公

13、司生产的安全传感器型号为WS210。如图36所示S210型安全传感器主要用于安全防夹人辅助功能。其最大特点是发射距离远，安装方便；固定不易脱落；抗干扰能力强,可以不受各种可见光的影响;信号接点灵活方便.它的工作原理是由安全传感器发射出红外光束,从而产生保护光栅,而当光栅被遮挡时，装置就会发出遮光信号，从而控制有危险的自动门停止工作。图-5D203S型的红外微波感应器图36 S型的安全传感器3.6限位开关的选用限位开关又被称作行程限位开关，主要用于控制设备的行程和限位保护。在实际的应用当中，一般是将行程开关安装在预先设定的位置，当装在运动部件上的模块撞击到行程开关时，行程开关的触点就会动作，从而

14、实现电路的切换。所以，限位开关是一种由运动部件的行程位置来切换电路的电器，它的工作原理与按钮相类似。两者有所不同的是:一个是手动控制,另一个是由运动部件的模块碰撞.当外界运动部件上的模块撞击按钮使其触头动作，当运动部件离开后,在弹簧作用下，触头就会自动复位。而在自动门的控制电路中，可以利用限位开关来控制门打开的限位。本文选用上海天逸电器股份有限公司生产的L1型限位开关，如图37所示。图-L1型限位开关 控制系统PL程序设计41控制要求初始状态:自动控制,自动指示灯亮.没有人时，自动门始终处于关闭状态，门关闭的指示灯常亮.当感应开关检测到有人时,开始执行开门程序,门开指示灯亮。当门打开到最大时,

15、门停止打开，开门延时1秒.门开15秒后，又执行关门程序。在关门的过程中，感应开关检测到有人时，此时中断关门程序，转向开门程序。若发生紧急事件或需要长时间打开时，按下手动开门按钮，自动门完全打开,报警指示灯将会闪烁.4.项目任务利用PL实现本项目控制要求，具体任务如下：（）分配O地址(2)绘制C接线图（3）编制PC控制程序（4）设定变频器参数（5）绘制变频器接线图.3 O分配I/O分配表如表4-1所示表。3 I/O分配表PC输入名称PLC输出名称X0手动开门按钮SB1Y0正转开门X自动按钮SBY1反转开门X2感应开关BY4开门指示灯HL1X3防夹人光栅SB4关门指示灯H24开门限位1Y自动指示灯

16、LX关门限位SQ2Y7报警灯H54.主电路和LC接线图主电路图如图-1所示,PLC接线图如图42所示.图4-主电路图图42PLC接线图4。5 C程序设计及说明自动门的控制流程图如图43所示，状态转移图如图4所示。图43自动门的控制流程图图4-4自动门的状态转移图PC程序段说明如下：初始状态程序段图如图45所示：M002为初使脉冲信号，X1表明自动门处于自动控制，3为防夹人光栅一直打开,5表明自动门处在关门限位,Y5关门指示灯和6自动指示灯有输出保持常亮。图5初始状态程序段图开门程序段如图所示:当感应开关X检测到有人时，Y0有输出开始执行开门程序；Y4有输出,开门指示灯常亮;清除Y5，关门指示灯

17、熄灭。图46开门程序段图开门延时程序段如图47所示：Y0表示电机正转开门，X表示门打开到开门限位时，门停止打开；清除Y0，即电机停止转动，门停止打开；T0有输出,开门时间15秒。图开门延时程序段图关门程序段图如图48所示：T表明开门15秒时间到后，执行关门程序；Y5有输出,关门指示灯常亮；清除Y4，开门指示灯熄灭。图4关门程序段图转换程序段如图9所示:X5为关门限位，Y1为电机反转关门;在关门的过程中,感应开关检测到有人时,此时中断关门程序，清除Y1:转向开门程序20。图9转换程序段手动开门程序段如图所示:当自动门出现故障时,因为急停X0加在开关门程序中，按下手动开门急停按钮X,自动门停止所有

18、运动，M013是秒钟的脉冲信号,Y7有输出，急停指示灯以1秒钟频率闪烁；其它指示灯全部熄灭。图41手动开门程序段4梯形图PC整个梯形图如图4-所图4-5PLC梯形图图45PLC梯形图(续）结束语本设计以三菱LC和艾默生变频器的综合运用来控制电机正反转实现自动门的自动化开关，利用三菱LC的可靠性和稳定性，来保证自动门控制系统能够长时间正常运行，利用艾默生变频器的无级调速的特点，保证自动门运转和速度控制。PLC控制程序采用梯形图设计，编写简单,容易识别,能够保证程序的准确性。致谢首先，我的指导老师孙凤鸣是我首先要感谢的人，我的毕业设计能够成功,孙老师给了我很多的帮助.在设计的过程中,孙老师耐心的指

19、导我如何完成自己的毕业论文，并且给了我许多意见和指导,还不厌其烦的帮我修改论文,让我明白了自己论文的写作思路，为毕业论文的完成打下了基础。在写作论文的过程中，我充分认识到学习的重要性，特别是与自己专业相关的知识。在孙凤鸣老师的指导下，我学会了综合利用所学的各种知识,设计出了符合要求的毕业论文。而后，我还要感谢帮助过我的同学们，是你们和我一起找资料，帮助我解决论文中的难题,谢谢你们的相助。我的论文能够完成，你们也功不可没。参考文献、余成波.聂春燕张佳薇。感器原理与应用。华中科技大学出版社.2010 、黄鸿。吴石增。传感器及其应用技术北京理工大学出版社。2008 3、何勇.光电传感器及其应用。化学

20、工业出版社。2004 4、初航三菱FX系列PL编程及应用.电子工业出版社。201 5、岂兴明。P与变频器快速入门与实践.人民邮电出版社2011 6、赵斌.胡志刚。变频器系统安装与调试.中国纺织出版社.0127、李智明电气控制与L及变频器技术应用大连理工大学出版社013项目课题:基于C小车自动往返控制2015年8月 项目一：基于PL小车自动往返控制利用PLC完成小车自动往返控制线路的安装与调试1、 按下正转启动按钮正转接触器线圈得电吸合电动机正向连续运转小车右行；小车右行碰到SQ1小车右行停止，延时1s后小车左行.2、 按下反转启动按钮反转接触器线圈得电吸合电动机反向连续运转小车左行；小车左行碰

21、到SQ2小车左行停止,延时s后小车右行.3、 按下停止按钮后，电动机停止运转.4、 S3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关.5、 控制线路具有短路保护、过载保护等完善的保护措施。6、 各小组发挥团队合作精神,共同设计出PL的I/O分配表,电气原理图、正确选择安装所需要的电器元件、规范完成线路的安装与配线、正确编制出PL程序,并下载到PLC内，完成任务运行调试（空载与带载实验）。相关理论知识一、电动机继电器控制线路二、LC基本知识一、根据控制要求，首先确定/的个数，进行I/的分配。本案例需要8个输入点，2个输出点，如表21所示.表21 LC的I/配置输 入 设备输入继电器输 出 设 备输出继电

22、器代 号功 能代 号功 能SB停止按钮0KM1正向运行接触器YSB2正向启动按钮X1KM2反向运行接触器Y1SB3反向启动按钮XSQ1右行限位开关X3SQ左行限位开关XSQ3右行极限位开关X5SQ左行极限位开关X6FR热继电器X7二、根据控制要求分析，设计并绘制PC系统接线原理图,如下图21所示。1设计电路原理图时，应具备完善的保护功能,P外部硬件也具备互锁电路.2PC继电器输出所驱动的负载额定电压一般不超过2，或设置外部中间继电器。3绘制原理图要完整规范。图2-1 c系统接线原理图三、安装与接线1材料准备：根据接线原理图,列出需要的所有材料清单，如表2-2所示。（1)选择元件时，主要考虑元件

23、的数量、型号及额定参数。（2）检测元器件的质量好坏。(3）PLC的选型要合理,在满足要求下尽量减少I/的点数,以降低硬件的成本。表22 材料清单序号分类名称型号规格数量备注工具电工工具套2器材万用表DT20A型1块可编程序控制器FX3U32M1台4计算机自定1台5编程软件 Deeloer 1套6配电盘0MM7001块7导轨40.5米自动断路器DZ763/331只9自动断路器DZ7S C01只0熔断器RT18325只11接触器CJ1-92只12三相异步电动机W314台按钮LA43H1只14行程开关JLXK-1114只端子排D0根（0节)16耗材铜塑线BVR/2.5 MM20米主电路1铜塑线VR/

24、1 225米控制电路18紧固件螺钉( 型号自定）若干19线槽535mm若干20号码管若干2。安装与接线重点提示 将所有元件装在一块配电板上，做到布局合理、安装牢固、符合安装工艺范。（2）根据接线原理图配线，做到接线正确、牢固、美观(图片）。四、程序设计1过载保护：当电动机过载时，热继电器触点动作，软硬件都能使电动机停止。2程序中注意Y0和1的软件互锁，硬件接线中也作KM1和KM2的互锁。3。 程序设计简洁、易读、符合控制要求。梯形图程序 小车自动往返控制线路的梯形图程序，如图22所示。图22电动机正反转控制线路的梯形图程序五、程序输入与调试熟练的操作编程软件，能正确将编制的程序输入C；按照被控

25、设备的要求进行调试、修改，达到设计要求.利用编程软件输入程序,完成程序变换，正确选择COM端口。选择CO方法:打开电脑设备管理器，查看端口数值。 写入PLC,达到以下设计要求:1、按下正转启动按钮B2正转接触器KM1线圈得电吸合电动机正向连续运转小车右行;小车右行碰到SQ1小车右行停止,延时1s后小车左行。2、按下反转启动按钮S3反转接触器KM2线圈得电吸合电动机反向连续运转小车左行；小车左行碰到S2小车左行停止，延时1s后小车右行。3、按下停止按钮SB1后，电动机停止运转，小车停止运行。4、S3、SQ4为小车运行的左右行极限位开关.1通电前检查电路的正确性，确保通电成功。2调试程序符合控制要

26、求。3注意人身和设备的安全. 任务完成，仔细检查，客观评价,及时反馈六、工作任务评价1、各小组派代表展示(利用投影仪） 任务完成效果,接受全体同学的检阅。 2、其他小组提出的改进建议：、小组评估与总结:、教师评估：5、各小组对工作岗位的“6S”处理在小组和教师都完成工作任务总结以后，各小组必须对自己的工作岗位进行“整理、整顿、清扫、清洁、安全、素养”；归还所借的工量具和实习工件。6、评价表学校评价表学习领域:C与电动机控制技能 学习情景:电动机正反转控制任务二：PLC与电动机正反转控制班级：_小组：_姓名：_指导教师：_日期：_评价项目评价标准评价依据评价方式权重得分小计学生自评1%小组互评6

27、0%教师评价25职业素养1.遵守企业规章制度、劳动纪律2.按时按质完成工作任务3积极主动承担工作任务,勤学好问4人身安全与设备安全5工作岗位6S完成情况1. 出勤2工作态度3.劳动纪律.团队协作精神0。3专业能力1熟练制作PLC的I/O分配表。掌握基本指令的用法3。熟练运用PC编程软件进行编程设计。会独立进行程序的输入与调试5。 正确选择电器元件与质量检测。独立完成线路的安装与调试7具有较强的信息分析处理能力.操作的准确性和规范性2工作页或项目技术总结完成情况.专业技能任务完成情况0.5创新能力1在任务完成过程中能提出自己的有一定见解的方案2。在教学或生产管理上提出建议,具有创新性1。方案的可行性及意义2.建议的可行性.2合计山