自动门的plc控制设计院（系）名称
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摘要
随着科学技术的不断发展，自动门系统已开始应用于大型公司、科研所、政府机关等保密性较强的单位。为增强自动门运行的可靠性，本设计提出了一种FX232MR可编程控制器（PLC）与变频器控制的自动门控制系统，设计中采用两个感应探测器（门内和门外）、一些开关及传感器作为此系统的输入设备，变频器用来调节门体速度，并分析了该控制系统的工作原理及系统的硬件组成，分析了人体感应探测、自动门运行位置检测、门运行障碍检测等控制电路的工作过程，对PLC的选型、变频器的选型、I/O点的确定及自动门的动作过程等方面进行了详细阐述。结合PLC的运行特点，对控制系统的工作流程作了合理的优化。在此基础上，给出了控制系统软件设计的程序流程图、顺序功能图、外部端子接线图及PLC控制梯形图等。本设计介绍应用可编程控制器取代传统的继电器、接触器控制系统，实现自动门控制的过程。
关键词：自动门，可控制编程器，梯形图，变频控制
Design of Automatic Door
Control System Based on PLC
ABSTRACT
With the continuous development of science and technology, automatic door system has been applied to large companies, research institutes, government agencies and other units are highly confidential. To enhance the reliability of automatic door operation, this design presents a FX2 -32MR programmable logic controller (PLC) and the inverter control automatic door control system, the design uses two sensor probes (door and door outside), some switches and sensors as the system input device, the drive door is used to adjust the speed, and analyzes the working principle of the control system hardware components and systems, analysis of the human body detection sensors, automatic door operation position detection, the door obstacle detection and other control circuit to run the working process, the selection of the PLC, inverter selection, I / O points of the action to identify and automatic doors and other aspects of the process in detail. With PLC's operating characteristics of the control system were reasonable workflow optimization. On this basis, given the process control system software design flow, sequential function chart, the external control terminal wiring diagram and PLC ladder and so on. Describes the application of the programmable controller designed to replace traditional relay, contactor control systems, automatic door control process.
KEY WORDS: Automatic Doors，Control Programming，Ladder，Drive
目录
概述........................................................................................... V
1.1 研究背景和研究意义...................................................... V
1.2 国内外自动门的发展状况............................................... V 自动门控制系统总体方案设计.................................................... V
2.1 自动门的功能需求分析 .................................................. V
2.2 自动门的部件组成 ....................................................... VII
2.3 系统设计的基本步骤.................................................... VII
2.4 自动门技术参数的确定 ................................................ VII
2.5 自动门的控制要求 ...................................................... VIII 自动门硬件系统的设计 ............................................................. IX
3.1 控制系统结构设计 ........................................................ IX
3.2 驱动装置的选择............................................................ IX
3.3 变频器的选择 ................................................................ X
3.3.1 变频器原理............................................................ X
3.3.2 变频器的选型 ........................................................ X
3.4 探测器的选择 ............................................................... XI
3.5 自动门运行位置检测..................................................... XI
3.6 门运行障碍检测、报警 ................................................. XI
3.7 可编程控制器(PLC)的选型........................................... XII
3.7.1 PLC概述.............................................................. XII
3.7.2 可编程控制器(PLC)的选型 .................................. XII
3.8 可编程控制器(PLC)的I/O分配 .................................. X IV 自动门软件系统的设计 ........................................................... X VI
4.1 PLC梯形图概述 .......................................................... X VI
4.2 程序流程图 ................................................................ XVII 结论 .................................................................................... XIX 辞. (20)
参考文献 (20)
概述
1.1 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，同时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。
在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制器（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定性高维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。
1.2 国内外自动门的发展状况
在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经很成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现在人们生活中自动门可以节约空间能源、降低噪音、防尘、防风，同时可以使出入口显得很庄重高档，因此应用非常广泛。
随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等公共场所。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。
自动门控制系统总体方案设计
2.1 自动门的功能需求分析
本设计是面向公共场所入口的应用设计，需要有安全和可靠性，在设计的时候改良了自动门的友好性，结构如图2-1所示：
图2-1 自动门结构示意图
根据入口处对自动门的具体要求，本设计所设计的自动门应具有以下功能：
(1) 开门和关门控制应具有手动和自动方式
为了便于维护，自动门应具有手动和自动方式。手动和自动转换开关来控制，当转换开关拨向手动位置时，门可以手动调节开或者关。当转换开关拨向自动位置时，手动开门失效，由感应探测器检测有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门口且门未关闭，PLC动作输出信号给变频器来控制电机的正转或者反转来实现开门或者关门。
(2) 防夹人功能
为了杜绝自动门的夹人事件，在门两侧安装主动式红外线防夹感应器，一防止停留在门附近的人被门所夹住。
(3) 蜂鸣器提示功能
当自动门出现夹人意外状况时，PLC输出信号给蜂鸣器，蜂鸣器响以提示管理人员的注意。
自动门控制系统包含PLC控制和动作执行元件构成。采用自动和手动点动控制方式，此种控制模式为目前大多数自动门的控制方式。本设计所设计的自动门控制系统采用PLC为控制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。
2.2 自动门的部件组成
(1) 主控器是自动感应门的指挥中心，它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；同时工作人员可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，当有移动物体进入它的工作范围时，它就给主控器一个脉冲信号。
(3) 动力马达可提供开关门的主动力。
(4) 自动感应门扇行进轨道用于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摆动。
2.3 系统设计的基本步骤
在自动门控制系统的设计过程中主要要考虑以下几点：
(1) 深入了解和分析自动门的工艺条件和控制要求。
(2) 确定I/O设备。根据自动门控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯等。
(3) 根据I/O点数选择合适的PLC类型。
(4) 分配I/O点数，分配PLC的输入输出点，编制出输入输出分配表或者输入输出端子的接线图。
(5) 设计自动门系统的梯形图程序，根据工作要求设计出周密完整的梯形图程序，这是整个自动门系统设计的核心工作。
2.4 自动门技术参数的确定
自动平移门安装和调试的关键是提高精度，即导轨的平直度和水平度，门体地两个吊挂点所形成的直线与导轨的平行度和垂直度，最大限度地减少门体的静态侧摆。在自动门投入使用后，尤其是初期，应经常调节门体，修正运行产生的误差。
要严格限制门体重量，不能超过自动门的额定负重。通常在三个月最多一年内要对自动门进行全面的清理和调整。
公共场所的自动平移门因为使用频率非常频繁，而任何自动门的使用频率和使用寿命都有限。例如机场、大型超市和医院外门的人员流量每天可达到成千上万人次，或者在特定时间段里集中通过大量人员，在这种情况下，要使用自动门就必须进行综合考虑。例如增加门的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。具体参数如表2-1所示。
表2-1 自动门具体参数
2.5 自动门的控制要求
(1) 当有人由内到外或由外到内通过感应探测器检测开关SBl或SB2时，开门执行机构KMl、KM2动作，电动机正转，当门到达开门减速开关SB3位置时，电机开始减速，门到达开门限位开关SB4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KM3、KM4被起动，电动机反转，当门移动到关门减速开关SB5位置时，电机开始减速，门移动到关门限位开关SB6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感应探测器检测开关SBl 或SB2时，门立即停止且停止0.5秒后，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感应探测器检测开关SBl或SB2时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
(5) 当有人站在门口不进入时，感应探测器检测开关SBl或SB2就会一直检测到信号，定时器处于循环定时状态。
自动门控制装置由门外感应探测器检测开关SBl、门内感应探测器检测开关SB2、开门减速开关SB3、开门到限位开关SB4、关门减速开关SB5、关门到限位开关SB6、开门执行机构KMl/KM2(使直流电动机正转)、关门执行机构KM3/KM4(使直流电动机反转)等部件组成。考虑到自动控制门在出现故障时的维修方便，所以增加了手动开门K1、手动关门K2.
自动门硬件系统的设计
3.1 控制系统结构设计
本设计运用PLC控制变频器来调节交流电机运转来实现自动门运转的控制方式。采用变频器电路，结构简单，控制方便，可靠性高，交流电机具有效率高、维护成本低的特点。交流电机驱动系统与直流电机驱动系统相比具有效率高、结构简单、维护方便、易于冷却和寿命长等优点，并且系统调速范围宽，而且能实现低速恒转矩、高速横功率运转等特性。随着变频技术的发展，交流电机控制的成本得以降低，为交流驱动系统在自动门中的大量运用提供了条件。控制系统结构图如图3-1所示：
图3-1控制系统结构图
3.2 驱动装置的选择
自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障，本设计中是运用变频器来自动调节电机的速度，以达到驱动自动门的目的。这种方法具有稳定性好，维修方便，连接
简单，成本较低，是在目前的自动门行业的主流控制方式。
根据本设计所设计的自动门的要求应选用绝缘电阻、绝缘介电强度、接地装置、过电压保护等符合国际安全标准规定的，具有噪声低、过载能力强的特点，在结合了安全、稳定的考虑，本设计的自动门控制系统的驱动装置选用步进电机。
3.3 变频器的选择
3.3.1 变频器原理
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置。我们现在使用的变频器主要采用交-直-交方式(VVVF变频或矢量控制变频)，先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机。变频器的电路一般由整流、中间直流环节、逆变和控制4个部分组成。整流部分为三相桥式不可控整流器，逆变部分为IGBT三相桥式逆变器，且输出为PWM波形，中间直流环节为滤波、直流储能和缓冲无功功率。
变频器是输出频率可改变的交流电力拖动设备。变频器调速的主要工作原理是将供给电机定子的三相交流工频电经大功率整流元件整流，变成直流，再将直流电用正弦波脉宽调节技术逆变为频率可调、幅度也随之改变的三相交流电，以此为电源再供给电机使用。
3.3.2 变频器的选型
根据自动门的需要，变频器选型时要确定以下几点：
1. 变频器与负载的匹配问题
(1) 电压匹配：变频器的额定电压与负载的额定电压相符。本设计所用的电机的额定电压为380V，故在选择变频器时要符合电机的额定电压。
(2) 电流匹配：变频器的额定电流与电机的额定电流相符，以最大电流确定变频器电流和过载能力。在本设计所使用的三相交流电机的最大启动电流为0.37A，故所用的变频器的最大电流应大于电机的最大启动电流。
(3) 转矩匹配：这种情况在恒转矩负载或有减速装置时有可能发生，本设计所使用的最初启动转矩为1.4N/m，所以，在选型中要考虑。
2. 在使用变频器驱动高速电机时，由于高速电机的电抗小，高次谐波增加导致输出电流值增大。因此用于高速电机的变频器的选型，其容量要稍大于普通电机的选型。
综合以上因素，本设计变频器采用日本三菱公司生产的FR-540变频器作为控制电机转速的控制器。
3.4 探测器的选择
目前自动门行业的运用的感应开关主要有触摸感应开关，微波感应开关，红外感应器，接近感应开关等，根据不同的功能和性能运用在各类不同场合的自动门控制系统中，是自动门系统的关键部位，其性能直接影响自动门系统的安全及稳定，如在高档酒店、写字楼，可以选择高灵敏度的感应器；在人行道边上的银行、商店等经常有人路过的地方，选择窄区域的感应器。根据本设计的需要选用人体感应探测器。
人体感应探测电路由被动红外探头、放大电路及电子开关电路组成，安装在自动门两侧。当有人靠近自动门时，身体辐射出的红外线被热释电红外传感器接收下来并将其转换成信号，经检测放大电路放大处理后输出给电子开关电路。电子开关信号输入到PLC输入继电器中，PLC根据收到的信号，驱动步进电机将门打开。
人体感应探测器需要2个，分别用来感应门内外的来人情况，占用PLC两个输入点。
3.5 自动门运行位置检测
本系统的关键是控制门的运行，为了达到更好的控制效果，PLC必须时刻知道门所处的位置从而做出相应的处理，所以在关键的位置上安装位置传感器，并把传感器信号传给PLC。为此设置了两个行程开关，一个用于检测门完全打开时的位置，叫开门极限开关，一个用于检测门完全关闭时的位置，叫关门极限开关。当门在运行过程中，接近最大位置时，限位开关的信号传给PLC，电机停止运转。门离限位开关较近时，电机低速运行，通过程序来控制。2个行程开关，占用PLC3个输入点。
3.6 门运行障碍检测、报警
在门运行过程中，有时会遇到障碍物阻止它的运行。这时需要具体分析，如果是在开门过程中出现这种情况，有可能是途中障碍的阻止，或者是开门限位开关坏了，停止运行并报警；如是关门时出现这种情况，有可能挤到人或物了，应向相反方向运行，给出报警信号。
在自动门运行中，由于电机的频繁转动，可能会使电机过热造成电机机芯的损坏，因此，在电机上安置一个温度传感器来监测电机的温度，当电机的温度高于预定值时，传感器把信号传给PLC，PLC分析输出信号，指示灯亮，提醒监管人员的注意，以保证
电机的良好运转。
3.7 可编程控制器(PLC)的选型
3.7.1 PLC概述
可编程控制器，英语称Programmable Controller，简称PLC，本设计中用PLC 作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输入信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。
PLC基于电子计算机，但并不等于普通计算机。普通计算机进行出入信息变换时，大多只考虑信息本身，信息出入的物理过程一般不考虑的。而PLC则要考虑信息出入的可靠性、实时性，以及信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于工业环境，如便于安装，便于维修及抗干扰等问题，出入信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。PLC可以通过它的外设或者通信接口与外界交换信息。其功能要比继电装置多的多、强的多。
像PLC这样，集丰富功能于一身，是别的电控器所没有的，更是传统的继电控制电路所无法比拟的。丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化及智能化创造了条件。
3.7.2 可编程控制器(PLC)的选型
在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。
1. 输入输出(I/O)点数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%~20%可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商的产品特点，对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法，故本设计的I/O点数为输入12点，输出11点。
2. 存储容量的估算
存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需要在程序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来代替。
存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的10~15倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的的总字数(16位为一个字)；另外再按此数的25%考虑余量。因此本设计的PLC 内存容量选择应能存储2000梯形图，这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。
3. 控制功能的选择
该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
根据本设计所设计的自动门控制的需要，主要介绍以下几种功能的选择。
(1) 控制功能
PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需的控制功能，提高PLC 的处理速度和节省存储器容量。
(2) 编程功能
离线编程方式：PLC和编程器公用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行模式，CPU 对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成本，但使用和调试不方便。在线编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。
五种标准化编程语言：顺序功能(SFC)、梯形图(LD)、功能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST)两种文本语言。选用的编程语言应遵守其标准(IEC6113123)，同时，还应支持多种语言编程形式如C，Basic等，以满足特殊控制场合的控制要求。
(3) 诊断功能
PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和功能进行诊断是内诊断，通过软件对PLC的CPU与外部输入输出等部件信息交换功能进行诊断是外诊断。
PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员技术能力的要求，并影响平均维修时间。
4. 机型的选择
(1) PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类：按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
(2) 经济性的考虑
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。
输入输出点数对价格有直接影响。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本设计所设计的自动门属于小型控制系统，结合经济性的考虑，因此选择整体型PLC。
综合以上因素，本设计采用日本三菱公司生产的FX2-32MR小型PLC来实现整个自动系统的控制。
3.8 可编程控制器(PLC)的I/O分配
I/O分配表是编写PLC程序首先要做的前提条件，也是现场接线和调试的重要依据。根据自动门的控制系统的要求，确定了PLC的I/O分配表，如表3-1所示：
表3-1 I/O分配表
PLC外部端子I/O配置图是I/O分配表的直观表达，可以清楚的表示PLC的外部端子的接线情况，是非常必要的，如图3-2所示：
图3-2 PLC外部I/O配置图
自动门软件系统的设计
4.1 PLC梯形图概述
PLC是专门为工业控制而开发的装置，其主要使用者是工厂广大电气技术人员，为了适应他们的传统习惯和掌握能力，通常PLC不采用微机的编程语言，而常常采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程。国际电工委员会(IEC)1994年5月公布的IEC1131-3(可编程控制器语言标准)详细地说明了句法、语义和下述5种编程语言：功能表图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本。梯形图和功能块图为图形语言，指令表和结构文本为文字语言，功能表图是一种结构块控制流程图。
梯形图程序设计语言是梯形图的图形符号来描述程序的一种程序设计语言。采用梯形图程序设计语言，这种程序设计语言采用因果关系来描述事件发生的条件和结果，
每个梯级是一个因果关系。在梯级中，描述事件发生的条件表示在左面，事件发生的结果表示在右面。
梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制较为熟悉。因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎，并得到广泛的应用。
本设计自动门控制系统的梯形图如图4-1所示：
图4-1 梯形图
4.2 程序流程图
根据本设计的控制要求和安全要求，所设计的程序按照图4-2所示的流程运行，以达到本系统的最佳设计要求和完成系统的最终设计。
图4-2 程序流程图
PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式。一个扫描周期主要分为输入采样、程序执行、输出刷新。由于PLC采用这样的工作原理，所以即使是顺序程序也会反复执行，程序中各个部分的执行与否由相应的条件来控制，条件满足则执行，否则不执行。
下面就详细地介绍程序的流程，首先进行系统初始化，然后PLC根据输入信号进行不同的处理。若按下手动选择按钮，则自动门进行手动程序，当开门按钮按下时，自动门开门到极限，然后停止运行。当关门按钮按下时，自动门关门到极限，然后停止运行；若按下自动选择开关，则自动门进行自动程序，当门口有人时，感应探测器感应到人的存在，门高速开门到达开门减速开关，门减速运行到达开门极限开关，门停止运行，自动门停留8秒后自动进入关门程序，到达关门减速开关，门减速运行到达关门极限开关，门停止运行，当感应探测感应到有人时，进入下一循环。若关门过程中感应探测器感应到有人时，门立即中止关门程序，停留0.5秒后，自动进入开门程序，到达开门极限，然后停留8秒再关门。若在停留的时间内有人出入，计时器进行循环计时，直到无人进出，然后进入关门程序。
结论
本设计研究了PLC的自动门控制系统的设计原理与实现方法，包括硬件设计与软件设计，将PLC应用到自动门控制系统中，充分发挥PLC高可靠性和抗干扰性特点，外部接线简单、灵活，维修方便。采用了双元件型红外线光电感应器防止夹人(或物)的情况出现。传感器灵敏可靠，不受环境因素的干扰，具有较高的适用性。
虽然现在自动门广泛地使用PLC作为控制元件，但单片机等更为便宜，所以，应该在现有的基础上开发利用单片机等控制的自动门系统。而且现有的故障诊断很不全面，应该增加主动性预防诊断，可使系统在发生故障之前，我们就可以预见故障、排除故障，使运行中的故障率降低到最低水平，保障自动门安全可靠运转。
最终，就是以信息技术为主，通过先进使用技术，提升传统自动门制造业，强化产、学、研的有效结合，尽快实现技术引进和自主创新相结合的模式，建立和完善技术开发体系，全力提升自动门制造层次和水平。
辞
在本论文完成之际，谨向指导教师表示最衷心的感谢和最诚挚的敬意，感谢他对我的指导和教诲！
感谢在我写作论文期间帮助我的同学，谢谢你们的帮助，帮我克服一些困难！
感谢答疑教师对论文的指导和对我的教诲，让我受益匪浅。值此论文完成之际，谨向他们致以崇高的敬意和诚挚的感谢！
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[17]刘伟强. 变频器基础及应用. 冶金工业出版社. 2004.
课程设计 课程名称传感器原理及工程应用 专业班级测控技术与仪器 姓名朱广申 学号 2 齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩 课程名称传感器原理及工程应用指导教师孙凯 院 (系) 电气学院专业班级测控13-1 学生姓名朱广申学号 2 设计日期 2016、3、3 课程设计题目自动门控系统设计 摘要 随着电子技术的发展,可编程控制器(以下简称PLC)不断更新、发展,PLC控制就是 自动控制中最常见控制方式之一,自动门就就是自动控制应用的一典型例子,由于可编 程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控 制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常 生活中运用越来越广泛。 关键词:PLC,变频器,驱动装置,感应器。
目录 摘要.................................................... 错误!未定义书签。引言.. (2) 1、概述.................................................. 错误!未定义书签。 1、1 国内外自动门发展现状 (2) 1、2 本课题研究的内容 (3) 1、3 本课题研究的目的与意义 (4) 2、自动门控制系统总体方案设计 (4) 2、1 自动门的功能需求分析 (4) 2、2 系统设计的基本步骤................................... 错误!未定义书签。 2、3 自动门技术参数的确定 (6) 2、4 自动门的机械传动机构设计 (7) 3、自动门硬件系统的设计.................................. 错误!未定义书签。 3、1 控制系统结构设计 (7) 3、2 可编程控制器(PLC)的选型 (8) 3、2、1 PLC概述 (8) 3、2、2可编程控制器(PLC)的选型 (9) 3、3 驱动装置的选型 (11) 3、4 变频器的选型 (12) 3、4、1 变频器原理 (12) 3、4、2 变频器的选型 (12) 3、4、3 变频器的参数设定 (13) 3、5 感应开关的选型 (14) 3、6 自动门系统I/O分配表 (15) 3、7 控制系统的电气接线 (16) 3、8结束语 3、9参考文献 齐鲁工业大学课程设计专用纸(附页)
基于PLC自动门控制 系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装臵和传动装臵组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装臵运行，在通过传动装臵带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC 控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。
本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下： 第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装臵选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装臵
目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装臵的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31
基于PLC的车库自动门控制系统的设计 摘要：由于PLC所有的控制功能都是以程序的形式来体现的，因此PLC的应用已早期的开关逻辑到现在工业的各个领域，它既可用于开关量控制，又可以用于模拟量控制，既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统。本文主要分析PLC控制系统设计的一般步骤和内容，并针对公共车库自动门控制系统进行设计。 关键词：PLC 车库自动门 PLC系统和继电器系统类似，也是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据。逻辑部分处理输人部分所取得的信息，并判断那些功能需做出相应的输出反应。输出部分控制正在被控的各装置中，哪几个设备需要实时操作处理。PLC采用大规模集成电路构成的微处理器和存储器来组成逻辑部分。尽管逻辑部分的作用与继电器控制系统类似，但是其组成、工作原理和运行方式是完全不同的[1]。本文以下主要分析基于PLC的小区公共车库自动门控制系统的设计。 1公共车库自动自动门控制概述 1.1自动门控制装置 自动门控制装置由门内红外探测开关GDl、门外红外探测开关GD2、开门限位开关SQ1、关门限位开关SQ2、开门执行机构KMl（控制电动机正转）、关门执行机构KM2（控制电动机反转）等部件组成。要求： ①当有人由内到外出门或由外到内进门时，电动机正转，门自动打开，开门到位时，限位开关SQ1发出信号，电动机自动停止运行。 ②自动门在开门位置停留5s后，自动进入关门程序。电动机反转，门自动关闭，关门到位时，限位开关SQ2发出信号，电动机停止运行。 ③在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过大门时，必须立即停止关门动作，并自动进入开门程序。 ④在门打开后的5s等待时间内，若又有人员由外至内或由内至外通过大门时，系统必须重新等待5s后，再进入关门过程，以保证人员安全通过。 1.2小区公共车库自动门控制要求 当汽车到达车库门前，超声波开关接收到车来的信号，开门上升；当升到顶点碰到上限开关，门停止上升；当汽车驶入车库后，光电开关发出信号。门电动机反转，门下降；当下降碰到下限开关后，门电动机停止[2]。
《机电控制与可编程控制器技术》课程设计报告 题目:基于PLC的自动门控制系统设计 学生姓名: 学号: 电大分校: 学生所在单位: 指导教师: 二○一四年十一月
目录 一、引言 (2) 二、PLC的概述 (3) 三、自动门电气控制系统 (3) 3.1电气控制系统主电路图 (3) 3.2工作方式 (4) 四、设计要求 (4) 五、PLC控制系统硬件选择 (5) 5.1自动门控制系统I/O地址分配图 (6) 5.2 PLC外围接图 (7) 六、PLC控制系统软件的设计 (8) 6.1梯形图的设计 (8) 七、程序调试 (10) 7.1联机模拟调试 (10) 7.1.1调试的现象 (10) 八、总结 (11) 参考文献 (11)
摘要：以自动感应门为研究对象，设计PLC外部硬件电路和软件程序，使控制系统更加智能化、人性化。综合了自动门的简洁、简单的要求，在本课题中主要研究自动平移门，本课题设计的自动平移门具有自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。 关键词：PLC；自动门；梯形图；控制系统； 一、引言 进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经很成熟,并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现在人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防尘、防风，同时可以使出入口显得很庄重高档，因此自动门在人们的生活中的运用越来越广泛,自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等。使用中自动门的控制方法较多，但在实际中相当多的自动门系统一般采用继电器逻辑控制，这种控制方式故障率高、可靠性低、维修不方便等缺点。而在自动门控制系统的研究设计中，稳定、安全可靠及人性化是首先考虑的
基于PLC自动门控制系统的设计 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置
目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国外自动门的发展----------------------13 2.1国外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16
基于PLC的车库自动门控制 作者：学号： 系部：机械工程系 专业：机电一体化技术 题目：基于PLC车库自动门控制系统设计指导者： 评阅者： 2013年5月
摘要 虽着科学技术的不断发展，人们对车库的需求量日益增长。现在拥有汽车的人越来越多，对好的车库门的需求也在不断增大。智能车库的应用也越来越广泛，停车场管理控制系统在建筑中是不可缺少的，同时也是建筑物智能化的重要指标。随着计算机控制技术的发展，停车场管理控制系统的功能及软硬件设施也伴随其发展而不断改进。本次课程设计主要阐述车库自动门的设计思想与程序编制，应用PLC自动控制技术实现自动控制车库门的打开或关闭。当车接近门时，通过驱动程序将门打开，离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制系统。此系统对车库的管理有很大的帮助、对疏导交通流量、提高道路通行能力有明显的效果，有很大的实用价值人们对车库的需求量日益增长。智能车库将是信息社会最重要的基础设施之一，停车场管理控制系统则是现代建筑中不可或缺的一部分。随着计算机控制技术的发展，停车场管理控制系统的功能及软硬件设施也伴随其发展而不断改进。自动门系统已开始于大型公司、科研所、政府机关等单位。为增强自动门运行的可靠性，本设计提出一种FX232MRplc与变频器控制的自动门控制系统，设计中采用两个感应探测器、一些开关及传感器作为此系统的输入设备，变频器作为调节门体速度，并分析了该控制系统的工作原理及系统的硬件组成，分析人体感应探测，自动门运行位置检测，门运行故障检测等控制电路的工作过程，正确PLC的选型、变频器的选型及自动门控制等方面进行详尽阐述。I/O结合PLC运行特点，对控制系统工作流程进行合理的优化。在此基础上给出控制系统软件的流程图。顺序功能图外部端子接线图以及PLC控制梯形图。 关键词：自动门可编程序控制器梯形图变频控制
基于PLC自动门控制系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置
目录 1前言 2自动门控制系统总体方案设计 2.1自动门的功能需求分析 2.2自动门的控制要求 2.3自动门控制系统构成 2.3.1PLC概述------------------19 2.3.2具体构成------------------24 2.4自动门的机械传机构设计------------25 3自动门控制系统的硬件设计----------------26 3.1PLC的选型----------------------26 3.2驱动装置的选型------------------30 3.3感应器件的选型------------------31 3.4直流电动机的选型----------------32 3.4.1直流电动机的调速------------32 3.4.2直流电动机的优势-----------36 3.5传动装置------------------------37 3.6限位开关------------------------37 3.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 3.8自动门控制系统的原理图----------38 3.8.1主电路原理图---------------38 3.8.2PLC外围接线图-------------39
摘要 随着经济的发展和人们生活水平的提高，自动门的应用也越来越广泛。它现在为许多宾馆、超市、百货大楼等现代建筑所必备，不仅可以美化出入口环境，而且具有节能、防尘、隔音等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。本次课程设计的自动门控制系统是利用PLC为核心来控制,其电路结构简单,单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完成,利用试验室所提供的条件来模拟和验证程序,并利用指示灯实现系统功能,非常适用于日常生活控制场合。 关键字：智能化;PLC;梯形图
目录 1 PLC概述 (3) 2 自动门的介绍 (3) 2.1自动门的简介 (3) 2.2自动门的分类 (3) 2.3自动门机的基本组成 (4) 2.4自动门行程开关的工作原理 (4) 2.5自动门光电开关介绍 (5) 3 自动门控制总体设计方案 (6) 4 自动门控制装置的硬件组成 (6) 5 自动门控制系统流程图 (6) 6 自动门控制顺序功能图 (7) 7 自动门控制PLC外部接线图 (8) 8 继电器接触控制图 (9) 9 自动门控制梯形图程序设计 (10) 10 自动门控制程序设计 (10) 11 系统调试与分析 (11) 12 结束语 (12) 13 参考文献 (13) 14 致谢 (14)
1 PLC概述 PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。 2 自动门的介绍 2.1自动门的简介 自动门英文名：automatic door。自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门是指：可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。 自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门(红外感应,微波感应,触摸感应,脚踏感应)、刷卡自动门等。 2.2 自动门的分类 常用的自动门可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门。 推拉门：可细分为单开、双开、重叠单开、重叠双开和弧形门。弧形门门扇沿孤形轨道平滑移动，可分为半弧单向、半弧双向、全弧双向。为了最大限
随着科学技术的日新月异，我们的生活发生了巨大的变化。一个智能化、自动化的社会已经开始呈现于我们的眼前，这为我们提供了非常多的便利。其中自动门就是自动化进程中的一个典型代表，此设计就是运用所学的知识，结合实际需要而进行研究的。 为了增强自动门运行的可靠性，提出了一种以三菱FX2N可编程序控制器（PLC）为核心的自动门控制系统。分析了该控制系统的工作原理，描述了系统的硬件组成，介绍了人体感应探测、自动门运行位置检测等控制电路的工作过程，对PLC的选型及I/O点的确定进行了说明。结合PLC的运行特点，对控制系统的工作流程作了合理的优化。 关键词：可编程控制器，三菱FX2N，自动门，控制系统 目录 摘要........................................................ I 第1章绪论 (1) 1.1选题背景 (1) 1.2选题意义 (1) 第2章系统总体设计 (3) 2.1设计主要内容 (3) 2.2系统总体设计 (3) 第3章硬件设计 (5) 3.1硬件选型 (5) 3.1.1 PLC的选型 (5) 3.1.2驱动装置的选型 (6)
3.1.3感应器件的选型 (6) 3.1.4传动装置 (7) 3.1.5限位开关 (7) 3.2硬件电路设计 (8) 3.2.1自动门控制系统I/O 口分配表 (8) 3.2.2自动门控制系统的主电路原理图 (9) 3.2.3自动门控制系统的外部接线图 (9) 第4章软件设计 (11) 第5章仿真 (13) 结论 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
第1章绪论 1.1选题背景 在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经随处可见。自动门在国外早已得到普遍的应用，在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已迎来了自动们发展的黄金时期， 自动门性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是PLC它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。目前他在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性、维修方便等优点。由此看来，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。 1.2选题意义 在超级市场、公共建筑、银行、医院入口，经常使用自动门控制系统。使用自动门，可以节约能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出口显得庄重高档，因此应用非常广泛。自动平移门最常见的形式是自动门及门内外的光电开关，当人走进自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门的信号，控制器通过驱动装置将门打开，当人通过门之后，在将关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到了广泛应用。自动门在国外早就得到了普遍应用，在国内也逐渐得到了大家的认可，已经迎来了自动门发展的黄金时期。 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。他采用可以编 程的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、和算数运算等操作指令，并能通过数字式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等优点。
成绩 题目：基于PLC的自动门控制系统设计 学生姓名： 学生学号： 系别：电气信息工程学院 专业：电气工程及其自动化 届别： 2015届 指导教师： 电气信息工程学院制 2014年3月
基于PLC的自动门控制系统设计 学生： 指导老师： 电气信息工程学院电气工程及其自动化专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 本设计是基于可编程控制器（PLC）的自动门控制系统的设计，其主要任务就是充分运用所学的可编程控制器（PLC）的基本理论知识，学会应用可编程控制器（PLC）的编程思想，掌握可编程控制器（PLC）的编程语言。通过了解自动门的基本理论，利用可编程控制器（PLC）编程相关控制程序来控制自动门的开与关。 1.2 课程设计的要求 本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光电传感器、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光电传感器检测，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，从而达到控制直流电动机的转动。又由直流电动机带动门的开、关。当直流电动机正转时，门自动打开；当直流电动机反转时，门自动关闭。 2 基于PLC的自动门设计方案制定 2.1 设计的原理 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一下功能部件：微波检测开关，限位开关，超载要实现电机正保护开关。先确定电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。 首先按下启动按钮，当传感器检测到小车通过的信号时，开关上有电流通过，（光电检测开关是脉冲触发需对其自锁）所以线圈上有电流通过，电动机正传，带动自动门执行开门过程。 当门完全打开之后，使开门限位开关由闭合到断开，此时自动门停止，延时8秒。若此时感应器重新检测到有小车信号时，则在重新进行8秒延时。
毕业论文/设计 基于PLC自动门控制系统的设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
题目：课题十三基于PLC的自动门控制装置 系别：电气工程及其自动化 姓名：陈 指导教师：王振玉 石家庄铁道大学四方学院 2011年12 月 27 日 基于PLC的自动门控制装置.doc 基于PLC自动门控制系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：第二章介绍自动门的设计要求
第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试 ，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置 目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门的 控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概 述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装置的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31 4.4 直流电动机的选型----------------32 4.4.1直流电动机的调速------------32 4.4.2直流电动机的优势-----------36 4.5 传动装置------------------------37 4.6 限位开关------------------------37 4.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 4.8 自动门控制系统的原理图----------38 4.8.1 主电路原理图---------------38 4.8.2 PLC
1 绪论 在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经随处可见。自动门的工作方式是通过自动门外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走进自动门是感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过之后，再将门关上。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。 自动门在国外早已得到普遍的应用，在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已迎来了自动们发展的黄金时期 自动门性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是PLC，它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。目前他在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性、维修方便等优点。由此看来，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。 本课题主要介绍运用PLC为控制器的自动门控制系统的设计，所有产品的开发都要讲究实用本课题开发的产品对许多场合都能适用，而且能够简单化，不论对于产品开发还是使用者来说都是最好的。此系统的设计既满足了自动门的基本要求，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且经济的产品。 1.1论文研究背景与意义 近年来，随着我国国民经济的增长，国人对建筑装饰的要越来越高，自动门作为自动门中的顶级产品，以其华丽大方的外表和宽敞的开房门面受到了大家的喜爱。但是自动自动门市一种颇具技术含量的产品。自动门主要用于宾馆、酒店、大厦、豪华公寓、大型企事业单位等，它结构严谨，将传统的自动门和数字化控制技术有机的结合起来。尤为优越的是不论旋转到任何角度，它始终将室和室外隔离开来。在具有豪华外观的同时还具有防尘、隔音、保温的功能，再加上它全方位的安防设置，使之成为宾馆、酒店等的最佳选择。在人们追求美的同时，却
目录 1 项目概况 (1) 2 自动门的机械部分 (1) 2.1 自动门机械组成 (1) 2.2 自动门的安全设施 (2) 3 传感器与检测技术 (2) 3.1 传感器的定义 (2) 3.2 热释电人体红外线传感器的原理和应用 (3) 3.3 检测技术的定义及应用 (5) 4可编程序控制器的概述 (6) 4.1 PLC的产生和定义 (6) 4.2 PLC的特点 (6) 4.3 PLC的应用和发展 (7) 4.4 PLC的分类 (8) 4.5 PLC的系统组成 (9) 4.6 PLC的工作原理 (11) 4.7 三菱FX系列PLC (12) 5自动门的控制方案 (14) 5.1 设计的基本方法和控制原理 (14) 5.2 编程语言 (16) 有关说明 (18) 致谢 (19) 参考文献 (20)
1 项目概况 本设计涉及的主要硬件是三菱FX2N PLC和红外线传感器。FX系列PLC是日本三菱公司的可编程控制器，由于具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得FX系列PLC 可以满足众多的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适用性。FX2N系列是FX家族中最先进的PLC系列。一台FX2N模块内有中央处理单元CPU、存储器、I/O模块、通信接口和扩展接口等。 红外线传感器是根据移动的人体而设计的，从原理上讲，任何发热体都会产生红外线，热释电人体红外线传感器对红外线的敏感程度主要表现在传感器敏感单元的温度所发生的变化，而温度的变化导致电信号的产生。环境与自身的温度变化由其内部结构决定了它不向外输出信号；而传感器的低频响应（一般为0.1～10Hz）和对特定波长红外线（一般为5～15μm）的响应决定了传感器只对外界的红外线的辐射而引起传感器的温度的变化而敏感，而这种变化对人体而言就是移动。所以，传感器对人体的移动或运动敏感，对静止或移动很缓慢的人体不敏感；它可以抗可见光和大部分红外线的干扰。因此很适合超市自动门控制的要求。自动门主要结构组成作为一种机电一体化产品，自动门的功能是根据人流状况控制两扇大门的开合。以PLC为控制器，统一控制传感器、直流电机，通过机械直线运动单元驱动玻璃门的开关。 2 自动门的机械部分 2.1 自动门机械组成 现在越来越多的建筑物安装了豪华气派的自动门。我曾观察过某些银行、宾馆、电信局等大楼的自动门，这些自动门造价不菲，但可靠性似乎并不高，而且所有的自动门内用肉眼均可直接观察到同步齿形带。一般说来，同步齿形带传动精确，对工作环境要求不高，比较适合自动门的应用，但安装要求较高。本设计介绍一种用国内市场上的成熟技术设计的自动门。 自动门主要结构组成作为一种机电一体化产品，自动门的功能是根据人流状况控制两扇大门的开合。以PLC为控制器，统一控制传感器、直流电机，通过机械直线运动单元驱动玻璃门。自动门的构成如图2-1所示。 图2-１自动门的硬件结构 自动门的传感器目前多用热释电型红外传感器（如日本三洋公司的传感器），其特点是只对变化的温度场有反应。只有当人进入其探测范围，并且移动时，才会有信号输出，经模拟/数字输入模块（由传感器输出信号性质决定）输入 PLC。玻璃门的开合由直流电机——机械直线运动单元实现。由于直流电机可靠性好，控制简单，价格低廉，在开环控制场合广泛应用，SIEMENS、MITSUBISHI 等大的PLC供应商都提供可直接控制直流电机运动的定位控制单元，如MITSUBISHI的FX2N-1PG/10GM/20GM等，可直接控制直流电机，通过编程完成单轴 4两轴插补运动。习惯上，直
题目：课题十三基于PLC的自动门控制装置设计 系别：电气工程及其自动化 姓名：陈 指导教师：王振玉 石家庄铁道大学四方学院 2011年12 月27 日
错误！未指定书签。 基于PLC自动门控制系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC 再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下： 第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置
目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装置的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31 4.4 直流电动机的选型----------------32 4.4.1直流电动机的调速------------32 4.4.2直流电动机的优势-----------36 4.5 传动装置------------------------37 4.6 限位开关------------------------37 4.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 4.8 自动门控制系统的原理图----------38 4.8.1 主电路原理图---------------38 4.8.2 PLC外围接线图-------------39 5自动门控制系统的软件设计-----------------40 5.1工作过程分析---------------------40 5.2 梯形图程序---------------------41 5.2.1梯形图的概述-------------41 5.2.2梯形图的设计-------------43 6程序调试--------------------------------46 6.1硬件线路连接---------------------46 6.2联机调试-------------------------47 7结束语----------------------------------49参考文
电气自动化 基于PLC自动门控制系统的设计 （正文） 摘要 本文是关于自动门控制系统的设计，自动门系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，在通过传动装置带动门的动作。 随着电子技术的发展，PLC不断的更新，PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 本文分四个部分来介绍其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：第二章介绍自动门的设计要求 第三章介绍自动门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型， 第四章介绍了系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计 第五章介绍程序调试，硬件接线 关键词：自动门、PLC、感应器件、驱动装置
电气自动化 目录 摘要--------------------------------------7 1 前言------------------------------------11 2 国内外自动门的发展----------------------13 2.1国内外自动门的发展现状-------------13 2.2本课题研究的内容-------------------15
电气自动化 2.3本课题研究的目的和意义-------------16 3自动门控制系统总体方案设计--------------17 3.1自动门的功能需求分析--------------17 3.1自动门 的控制要求------------------18 3.3自动门控制系统构成----------------19 3.3.1 PLC 概述------------------19 3.3.2 具体构成------------------24 3.4自动门的机械传机构设计------------25 4 自动门控制系统的硬件设计----------------26 4.1 PLC 的选型----------------------26 4.2 驱动装置的选型------------------30 4.3 感应器件的选型------------------31 4.4 直流电动机的选型----------------32 4.4.1直流电动机的调速------------32 4.4.2直流电动机的优势-----------36 4.5 传动装置------------------------37 4.6 限 位开关------------------------37 4.7自动门控制系统I/O地址分配表-----37 4.8 自动门控制系统的原理图----------38 4.8.1 主电路原理图---------------38 4.8.2 PLC外围接线图-------------39 5自动门控制系统的软件设计-----------------40
基于PLC的自动门控制系统毕业设计
摘要 随着经济的发展和人们生活水平的提高，自动门的应用也越来越广泛。它现在为许多宾馆、超市、百货大楼等现代建筑所必备，不仅可以美化出入口环境，而且具有节能、防尘、隔音等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。本次课程设计的自动门控制系统是利用PLC为核心来控制,其电路结构简单,单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完成,利用试验室所提供的条件来模拟和验证程序,并利用指示灯实现系统功能,非常适用于日常生活控制场合。 关键字：智能化;PLC;梯形图
目录 1 PLC概述 (3) 2 自动门的介绍 (3) 2.1自动门的简介 (3) 2.2自动门的分类 (3) 2.3自动门机的基本组成 (4) 2.4自动门行程开关的工作原理 (4) 2.5自动门光电开关介绍 (5) 3 自动门控制总体设计方案 (6) 4 自动门控制装置的硬件组成 (6) 5 自动门控制系统流程图 (6) 6 自动门控制顺序功能图 (7) 7 自动门控制PLC外部接线图 (8) 8 继电器接触控制图 (9) 9 自动门控制梯形图程序设计 (10) 10 自动门控制程序设计 (10) 11 系统调试与分析 (11) 12 结束语 (12) 13 参考文献 (13) 14 致谢 (14)
1 PLC概述 PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 1969年美国数字设备公司（DEC）根据美国通用汽车公司的这种要求，研制成功了世界上第一台可编程控制器，并在通用汽车公司的自动装配线上试用，取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。 2 自动门的介绍 2.1自动门的简介 自动门英文名：automatic door。自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。自动门是指：可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号的控制单元，通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭，并对开启和关闭的过程实现控制的系统。 自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。二十年代后期，美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门，新建大楼的正门也开始使用了。到了1962年，电气式己开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展，现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。例如：各种用可识别控制的自动专用门，如：感应自动门(红外感应,微波感应,触摸感应,脚踏感应)、刷卡自动门等。 2.2 自动门的分类 常用的自动门可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门。 推拉门：可细分为单开、双开、重叠单开、重叠双开和弧形门。弧形门门扇沿孤形轨道平滑移动，可分为半弧单向、半弧双向、全弧双向。为了最大限