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自动门控制系统设计与实现

自动门控制系统设计与实现
自动门控制系统设计与实现

南阳理工学院本科生毕业设计(论文)

学院:电子与电气工程学院

专业:自动化

学生:

指导教师:

完成日期2014年5月

南阳理工学院本科生毕业设计(论文)

自动门控制系统设计与实现Design and Implementation of Automatic Door Control System

总计:27页

表格:1个

插图:18幅

南阳理工学院本科毕业设计(论文)

自动门控制系统设计与实现

Design and Implementation of Automatic Door Control System

学院:电子与电气工程学院

专业:自动化

学生姓名:

学号:

指导教师(职称):

评阅教师:

完成日期:

南阳理工学院

Nanyang Institute of Technology

自动门控制系统设计与实现

[摘要]自动门系统在我们的生产和生活中有着广泛的应用。其主要的组成部分有可编程控制器、感应探测元件、动力系统等。其工作原理是感应元件感应到的人体或物体时把感应信号传输到PLC,PLC再整合收到的各种信号作出判断,既而发出控制信号,使自动门动作。本次设计按照控制要求最终实现了自动门的各种动作。

[关键词]可编程序控制器;感应探测元件;自动控制;控制方式

Design and Implementation of Automatic Door Control System

Automation Specialty LI-JUAN

Abstract:Automatic door system has been widely used in our production and life.The main components include programmable controllers,sensors detecting elements,power systems and other accessories.Its working principle is sensed by the body sensing element or object to the sensor signal to the PLC,then PLC integrate various signals received judgment subsequently issue a control signal to the automatic door action.The ultimate realization of the design in accordance with the control requirements of the various actions of automatic doors.

Keywords:Programmable logic controller;induction detecting element;automatic control;control mode

目录

1引言 (1)

1.1选题目的与意义 (1)

1.2自动门发展情况 (1)

2系统的整体方案设计 (2)

2.1自动门系统的功能需求 (2)

2.2自动门系统的控制要求 (3)

2.3自动门系统的组成及工作流程 (3)

3系统硬件设计 (5)

3.1PLC简介与选型 (5)

3.2驱动装置的设计 (8)

3.3感应器件的设计 (8)

3.4行程开关的工作原理 (9)

3.5硬件电路设计 (9)

4系统软件设计 (10)

4.1STEP7简介 (11)

4.2硬件组态 (11)

4.3I/O口分配 (12)

4.4程序的设计思路 (13)

4.5程序设计 (14)

4.5.1梯形图语言概述 (15)

4.5.2梯形图设计 (15)

5程序调试与仿真 (16)

结束语 (21)

参考文献 (22)

附录 (23)

致谢 (27)

1引言

1.1选题目的与意义

随着世界经济和中国经济的不断发展,门的概念日益显现出来,现今社会门更加突出它的安全性,强调它的有效性,安全有效的通行、疏散,同时它的艺术的理念越来越突出,强调门与艺术的完美结合,我们要达到的目的就是门与其所在建筑以及周围自然环境的和谐。

自动门专业和规模的生产可以追溯到很久以前,在其不断进步的历史过程中,涌现出大批深受用户好评的专业制造商。自动门的发展起源在欧美,经过多年的发展,现在已经形成了功能完善、做工精良的自动门系列。

在许多公共场所中,为了增添了高端、时尚的因素。自动门得到广泛的应用。自动门的发展可以解释为人类门的应用观念的继续,是人们依据不同需求对门的功能的提升和应用的完善。因此我们对自动门的认知应从人们对门性能的要求开始。门是所有建筑物必不可少的一部分,从最原始的功能来讲,门要具有隔离外部环境和方便通行这两种作用。因此门应该更加可靠、密封。

随着自动门的大面积发展,人们对于门的作用也不断改变,人们的安全观念不断提升。自动门不但能够改善出入口环境,而且能够保护人们的出行安全。就我国现阶段来说,我国现在没有制定自动门的国家标准,使我国自动门性能、质量参差不齐。

自动门在通电后可以自动控制无需人工管理,同时又节约了大量空间资源,防风、防尘、降低噪音,既提高了建筑的档次,又方便了人们出行,这是由于这些特点自动门在近几年国内外的各种市场迅速发展并得到大范畴的应用。

在本次自动门设计中我们采用PLC做控制器可以增强自动门运行的稳定性和安全性,同时也大大地改善了自动门的使用效果。自动门的PLC控制系统的设计具有很重要的现实意义,不但可以为自动门行业的发展提供技术支持,而且扩大了PLC在该行业甚至整个自动化行业的全面应用,因此该设计具有很大的经济价值和理论研究意义。

1.2自动门发展情况

当今中国经济飞速发展,在一些大城市的购物中心、写字楼以及一些住宅小区自动门得到广泛应用。自动门的工作方式相对简单,它主要是通过门上方的的感应探测器来感应人的进出,探测器就会感应到人的接近,给系统一个信号,这样控制器发出指令通过驱动装置使自动门打开。在人通过自动门之后,内部的探测器感应并发出信号使自动门关闭。自动门在接通电源后,可以实现自动控制,无需人员操作,即方便又快捷,给人们的出行带来了极大的便利、而且自动门还具有高效,快捷等优点。由于它的自动性,当无人进出时门是关闭的防止了粉尘、雾霾等污染。正是由于它的这些特点使自动

门在现实生活中得到了广泛的应用和发展。

(1)国外自动门的发展现状

国外自动门的起步早、发展快。上世纪90年代以来,随着自动化技术快速全面的的发展,在国外自动门技术已经相当成熟,取得了较高的成绩,这也使得自动门技术应用于各种场合。自动化技术的发展是自动门系统的基础。现实生活中自动门的应用不仅给人们的出行带来了便利而且节约了大量的空间能源,有效减少了噪音、粉尘等。自动门也使出入口显得更加高档,出入也更加快捷。因此自动门在国外应用于各种有需求的

场合,并且发展迅速。有良好的前景。

(2)国内自动门的发展现状

近些年我国经济快速稳定发展,国家对自动化产业的越加重视,我国自动门发展也取得了长足的进步。自动门在日常生活中的运用越来越广泛,由于自动门的快捷性,自动门适合于各种公共场所。由于起步较晚我国自动门的研制和发展都尚处于初级阶段,与国外相比还有较大差距。在自动门设计系统设计中我们首先要保证的就是其安全性及其稳定性。

目前由于我国处于自动门研发的起步阶段,我国自动门的发展还有很长的路要走,在现阶段我国的自动门发展状况有以下特点:

(1)生产厂家众多但生产规模小。据相关机构统计,在我国自动门生产厂家多大60

多家,但在这些厂家中普遍存在的问题是生产规模小,自主研发能力跟不上时代发展。产品的性能和质量不具备的进口产品竞争的实力。

(2)在自动门市场中高、低档次的市场分明。国外进口产品凭借其良好的质量和品

牌优势,占据了大部分的高端市场,国内厂家生产的产品虽然也具备完善的功能,但生产过程中的管理不严格和产品质量参差不齐,所以产品的档次不高,用户的数量不多,产品大多集中在低端市场。

(3)恶意竞争阻碍发展。在我国自动门产品的应用大多数是开发商决定而不是用户

决定,价格成为开发商首要考虑的因素,进一步加剧了国内市场竞争。导致国内众多自动门生产厂家一味地比拼价格,忽略其他因素。使国内产品的改进、发展和进步受到严重阻碍。进一步加大了与国外产品的差距。

2系统的整体方案设计

本次设计是以PLC为核心的自动门控制系统,目的就是按照控制要求通过PLC的

控制来达到最终的控制目的。使自动门按照要求动作。

2.1自动门系统的功能需求

本设计是针对各种场所入口的应用设计,应满足各种各样场所和环境的不同需求,

其中首要考虑的因素就是自动门的安全性和可靠性,在此基础上满足其性能要求和技术要求,对于本次自动门系统的设计需要满足一定的功能需求。根据整个系统的具体功能要求,所设计的自动门系统应实现以下功能:

(1)自动门主要动作实现要有手动和自动两种控制方式。自动门系统之所以具有手动和自动两种控制方式是为了使自动门在检修和维护时更加方便。当信号检测装置检测到有人接近门时自动门应该自动打开,当检测到无人时自动门应该自动关闭,这是自动门最基本的功能要求。

(2)系统应具有紧急停止装置。这是出于安全性的考虑,当自动门出现无法打开或者夹人等严重问题时,操作员可闭合紧急停止开关,停止自动门的当前动作状态。避免出现伤人情况。

(3)PLC要求准确反映。当信号检测装置检测到有人靠近自动门但自动门没有打开或者检测到已无人靠近自动门但是自动门未关闭时,PLC输出控制信号用来控制电动机正转或者反转使自动门打开或者关闭。

2.2自动门系统的控制要求

自动门系统只有达到一定的控制要求才可以在现实生活中得到应用,本次设计的初衷就是使自动门按照一定的控制要求在生活中得到应用,所以在本次设计中自动门系统应满足以下控制要求。

(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,关门执行开关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8秒等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1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。

2.3自动门系统的组成及工作流程

在本次自动门系统设计中要完成控制要求,需要以PLC控制为中心,并要有其它设备辅助共同构建一个完整的系统体系才能够达到控制要求的目的,系统主要的构成设备有感应探测器、动力体系、行程开关等。以下就是自动门系统的主要组成部分及其工作要求:

(1)控制器:它是整个自动门系统的最主要部件,由PLC完成,首先编写程序并

写入通过内部的CPU按照程序指令要求发出相应命令,指挥动力系统及其它各个系统共同动作,最终完成自动门的动作要求。所以说控制器是整个系统的指挥中心,是系统最主要的部分。

(2)感应探测器:它的主要作用是采集外部信号,当该部件检测到有人或物进入其感应范围内,它就工作并向主控制器输送一个脉冲型号。主控制器根据其输送的信号发出一系列的动作信号。

(3)动力系统:其主要工作就是为自动门的各种动作要求提供有效的动力保障,在本设计中动力系统为直流电动机。

当然整个系统还需要其他的部件辅助完成,如行程开关等。这些所有的设备相互作用共同构建了一个完整的自动门系统。自动门各种动作的完成需要所有的组成部件共同工作协调完成。

自动门实物图如图1所示。

图1自动门实物图

自动门的工作是一个整体的动作,需要各个部件共同作用并按一定的流程才能够完成。

自动门的工作流程如图2所示。

图2自动门工作流程示意图

自动门系统的工作流程:在自动门上方的感应探测器检测到有人或者物体接近时,将发出脉冲信号并将该脉冲信号输送给主控制器,主控制器做出相应的判断后将控制指令传输给动力系统使其运行,如需自动门开门,电动机正转,反之自动门关门时电动机反转。

3系统硬件设计

自动门系统的实现需要硬件与软件有机结合在一起才能更好的完成控制要求。本次设计中我们主要用到的硬件设备有驱动装置即自动门的动力系统、感应检测装置以及行程开关。

3.1PLC简介与选型

随着时代和科技的不断进步,PLC也在不断发展,现在对它进行一个比较准确的定义还是比较困难的。美国电气制造商协会(NEMA)经过多年的研究和调查工作,在1980年向大众宣布正式将可编程序的控制器命名为PC(Programmable Controller),为了和个人计算机PC(Personal Computer)相互区分,人们常常将可编程控制器简称为PLC[1]。

人们发明微处理器之后,并很快将它应用到可编程逻辑控制器中,使可编程逻辑控制器的运算功能、数据传输等功能都得到了有效的增强,使其成为了具有计算机控制特征的工业装置。可编程逻辑控制器是时代的产物是微机技术和继电器控制技术相统一的产物。后来个人计算机产业在科学技术的进步中不断迅速发展。人们突出可编程控制器的各种功能特点及其广泛的应用,并且为了今后的推广方便所以才将可编程逻辑控制器命名为PLC[2]。

进去20世纪70年代后期,对可编程逻辑控制器来说是一个崭新的发展阶段即实际

应用发展阶段,计算机技术的不断进步并与可编程控制器相互融合,使可编程控制器的功能产生了质的飞跃。运算速度更加快速、体积更加微小、工业抗干扰性更强、PID等先进功能的应用使其在现代工业中的地位越来越重要。

在上世纪80年代初,可编程逻辑控制器进入了广泛发展时期,其在欧美等国家中得到了广泛应用。随着时代的不断发展世界上应用和生产可编程控制器的国家不断增加。这些也预示着可编程控制器进入稳定的进步阶段。

进入20世纪80年代,世界科技进入飞速发展时期,相应的可编程逻辑控制器也进去了历史发展时期。在这断时间中,随着科技的进步PLC的功能发生了翻天覆地的变化。

现在使用的可编程控制器的构造有很多种,但其根本组成结构是一致的,以微处理器为核心,其所有功能的实现不仅需要各个硬件的作用,而且需要其软件的方面支持,我们可以把可编程控制器看成一种新型的先进的工业控制计算机[3]。

PLC是利用编程的存储器,然后根据程序执行相关的逻辑,数学运算、通信连接、定时器定时和计数器计数,通过自身CPU强大的运算能力进行逻辑,代数,位等的运算,并通过数字或模拟输入和输出的控制设备。逻辑电路采用软件设计,由用户编写的程序体现了用户需要控制的特定的输入和输出的关系。

PLC结构如图3所示[4]。

图3PLC基本组成部件示意图

PLC由中央处理器,存储器,输入输出接口,编程器等组成。中央处理器是PLC的最主要部分,其主要的作用是接收输入的程序或者信号并对其储存。并且扫描当前的输入状态,对用户所定义的程序进行执行,并作出判断。存储器的作用是存放用户程序和数据。输入接口采集工作现场各种开关的当前信号状态,将其转变为PLC可以识别的标准逻辑电平。输出接口是用来输出电平信号来完成控制,使控制对象按照程序要求进行一系列的动作。编程器是个体用户对所需程序进行编写,修改,调试,检测和监视。同时还可以显示PLC当前的各种工作状态。

PLC的工作方式是“顺序扫描,不断循环”。也就是在PLC工作时,CPU依据个体用户编写完成并存储在用户存储器中的程序,按指令的步序号作周期性循环扫描,如在该程序中无跳转指令,则从用户第一条指令开始按照顺序逐次执行用户程序,直到该程序结束。然后再重新返回最开始的指令,进行新的扫描[3]。

根据以上PLC工作流程的描述,可以知道PLC在它工作时有如下几个特性[5]:(1)PLC的工作方式是集中采集、集中输出,采用这样的工作方式可以大大减少外部的干扰。

(2)PLC是循环扫描的工作过程,扫描的时间长短由程序长度、执行速度等多种因素决定。

(3)由于PLC采用集中采集、集中输出的工作方式,所以造成了输出响应有一定

的滞后现象。

PLC的产生是现代化工业发展的产物,对于PLC来说最基本的就是要满足现代化工业控制的不同需求。因此它具有以下几点特征[4]:

(1)安全可靠、工作稳定性好、抗干扰能力强。它取代了传统继电器控制系统的的硬件线路,有效的减少了机械接触点和硬件线路。在抗干扰能力方面,PLC都是掩蔽在导磁能力强的材料中同时其内部主要的电路之间都有光电耦合器进行隔离,这些措施大大增加了它的抗干扰能力。

(2)编写程序简单、易于实现、维修方便。梯形图语言其表现形式与继电器电路的原理图有很大的相似之处,使用户能够很快掌握其编程语言并运用到实际工程中。PLC本身的功能就具有完善的故障诊断,其本身也是采用模块化结构,使维修人员快速和准确地找到出现问题的模块,并及时的更换出问题的模块或者对其进行其它处理,所以其维修相当方便。

(3)面积小、作用强。PLC的控制是由软件来实现的,大量减少了继电器、定时器的应用,同时也提供了大量的软触点来代替传统电路中的硬触点。这些特点不但增加了PLC的功能同时也缩小了它本身的体积,减少了其自身能耗。同时也更有利于其在控制过程中发挥作用。

首先我们需要对PLC进行选型,这是本次设计的基础,只有选型之后才能在此基础上进行软件设计。

关于PLC型号的选择。工艺流程的实际需要和控制要求是选型的主要根据。因此在工业设计中对工程设计选型和计算时,应该对该工艺过程的特点和控制要求进行详细的理论分析和工程计算,进而确定该系统控制任务,确定所要进行的每一步操作和外部负载的动作要求,根据系统的控制要求,及其它设备所需的技术参数确定PLC所要完成的功能、所需的外部设备等,最后选择性价比较高的PLC类型,并按照控制要求设计控制系统。

在本次设计中根据控制要求系统不需要扩展单元,所以关于PLC型号的选择我们可以使用应用比较广泛的西门子系列,按照最终的功能实现,考虑到经济及其他因素我们选择PLC型号为CPU315-2DP的S7-300系列PLC[6]。

3.2驱动装置的设计

驱动装置即自动门的动力系统是自动门是否能够完成要求动作的根本保障,本次设计中我们选择使用直流无刷电机作为自动门的驱动装置。直流无刷电动机有以下特点完全满足本次设计需要,首先直流无刷电机功率高,工作时基本没有噪音,而且其调速性能良好,针对本次自动门系统直流无刷电机具有交流电动机的显著特点其结构简单、工作可靠、并且维护维修方便,另外直流无刷电机功也拥有直流电动机的特点,它具有良好的线性机械特性、调速性能好、启动时转矩较大、运行工作效率高。该设计中使用直流无刷电机功作为驱动装置是最佳的选择。

在实际的生产中大部分的直流电动机的电枢绕组都是在电动机的转子上,定子和电动机的外壳固定在一起,用来产生一个固定不动的磁场。要想使直流电动机旋转起来,就必须要通过电动机中间的结构来不停地改变绕组中流过电流的方向,这也就是电刷和换向器的作用,在这种情况下两个磁场的方向一直都是相互垂直的,产生一个恒定的转矩使电动机不断动作。无刷直流电动机与传统直流电动机有很大的区别,它去掉了电刷等换向设施,将电枢移到定子,而转子则用永磁体制成,其结构设计完全与普通直流电动机相反。就算这样改变结构电动机仍然是不会旋转的。为了保证电动机的正常工作,则需要给定子上的各相绕组连续地换相通电,这样定子绕组产生的磁场与转子永磁磁场会存在一定的空间角度,这样就会产生足够大的转矩推动转子不断旋转。电动机也就正常工作了。

3.3感应器件的设计

感应装置是自动门系统中必不可少的一部分,其工作性能是否良好直接影响到所在自动门系统的安全性和稳定性,依据系统不同的功能需求和感应装置自身的特性其应用

在各种各样的自动门控制系统中,结合本设计的具体情况和控制要求我们选用光电检测开关作为自动门系统的感应器件[7]。

光电检测开关是一种应用广泛的传感器,它能够以输出电流变化的形式来反映其发射端和接收端之间光强的微弱变化从而达到检测物体的目的。在光电开关中两个反馈电路之间有良好的保护措施,使两个回路不会相互干扰所以它得到广泛推广应用在各种各样的场合。由于物对光具有遮挡或反射的作用,光电开关正是利用物对光的遮挡或反射这一物理现象对物体进行检测,将光信号转变为电流信号从而检测其前方是否有物体存在。当然被检测物体不仅只有金属,还有其它一切可以对光反射和遮挡的物体。在光电开关的发射器上它将电流信号转变为光信号发出,在前方一定范围内形成检测区域。在光电开关的接收器上将接收到的光信号转换为电流信号并作出判断从而达到检测的目的[8]。

3.4行程开关的工作原理

行程开关又叫限位开关,是一种应用广泛的位置开关。其原理就是利用物体机械运动的触碰使其触头动作,从而达到接通或者关断控制电路的目的,最终实现整个系统的控制要求。一般情况下,行程开关应用在限定物体机械运动方位的场合中,这样物体运动到指定位置后自动停止运动或者反向运动甚至进行变速运动等。

在现代的电气控制系统中,行程开关的作用是不容忽视的,它主要实现定位操作和检测当前工作位置的状态。主要目的是有效的控制机械设备的动作行程及对设备进行限位保护。

实际生产生活中,在应用行程开关时,首先要将其安装在先前制定好的位置,只有这样才能使机械运动的物体在指定位置触碰到行程开关,这样行程开关内部的触点运动,进而实现控制电路的转换。我们可以把行程开关理解为是一种依据运动部件的动作范围而实现电路切换的电器,它的工作原理与按钮有许多相似之处。因此在实际应用中我们要多加注意其功能。

行程开关在各类机械加工设备及其它机械的行程控制中得到广泛的应用。当机械部件运动到某一特定方位时,正是这样的机械运动才使行程开关将机械运动信号转变为电信号,从而实现对运动机械的限位控制,限制它的动作范围。以此更加有效的保护了运动机械电路。

3.5硬件电路设计

PLC硬件接线图也是整个自动门控制系统中必不可少的一个环节,正确的硬件接线图将PLC与外部硬件有机的结合在一起,同时工程人员也可以根据硬件接线图连接线路,达到工程控制的目的[12]。

PLC硬件接线如图4所示。

图4PLC硬件接线图

4系统软件设计

正如上文所说自动门系统的实现需要硬件与软件有机结合在一起才能更好的完成控制要求。本次设计中系统的软件设计也是本次重中之重。主要包括系统的工作过程分析,I/O口分配以及程序编写及仿真[9]。系统的过程分析我们可以用程序流程图进行解释,I/O口分配以及程序编写都可以在STEP7软件中进行,最后的仿真我们需要按照设计的控制要求进行一一仿真。这样不但可以检测程序编写是否有逻辑上的错误,另外还可以检验程序可否满足控制要求。

4.1STEP7简介

STEP7是一种编程软件,它主要是对西门子系列工控产品进行程序编写、调试和修改,是SIMATIC工业软件的一部分[10]。其在PLC工业控制中得到大量的应用。我们本次设计的大部分工作都需要在本软件中进行。

STEP7具有以下功能:硬件配置和参数设置、通讯组态、编程、测试、启动和维护、文件建档、运行和诊断功能等。STEP7的所有功能均有大量的在线帮助,用鼠标打开或选中某一对象,按F1可以得到该对象的相关帮助。

STEP7操作界面如图5所示。

图5STEP7操作界面示意图

4.2硬件组态

硬件组态就是将你需要的所有PLC模块,包括电源,CPU,开关量输入、输出、模拟量输入、输出,通讯模块等进行配置,然后给每个模块分配物理地址。这样就可以方便编程,自己根据需要使用。

在该设计中,PLC自动门系统设计前期,我们应该依据系统的控制要求以及系统输入输出的特性来确定其硬件的配置。在此次自动门系统综合设计中我们对PLC的型号有一定的要求,考虑到经济及其他因素我们选择PLC型号为CPU315-2DP的S7-300系列PLC。所以在硬件组态的搭建方面我们要在STEP7软件中的S7-300站点进行[11]。

此次设计所需的硬件组态如图6所示。

图6PLC硬件组态示意图

4.3I/O口分配

对本次系统设计而言,I/O口地址分配是十分重要的,只有在地址合理分配之后我们才能进行程序的编写。在进行I/O口配置时需要把I/O点的名称和地址用表格的方式列出,完成这一步可以为以后的设计程序和改动带来很多便利。

控制系统I/O配置表如表1所示。

I0.0启动I0.3手动开门I0.6光电开关K2

I0.1停止I0.4手动关门I0.7开门限位开关K3

I0.2紧急停止I0.5光电开关K1I1.0关门限位开关K4

Q0.0电动机正转KM1Q0.1电动机反转KM2

表1I/O口分配表

在STEP7中对系统进行编程前也需要进行I/O口分配,以做好编程前的各项准备工作。在进行I/O口分配时我们需要按照I/O配置表在符号编辑器中组建和修改相应的I/O口名称,完成在STEP7中对I/O口的分配。

STEP7中的I/O口分配如图7所示。

图7STEP7I/O口分配示意图

4.4程序的设计思路

在编写程序之前我们需要根据控制要求画出程序流程图,这是我们设计程序的思路,同时程序流程图也能更好地帮助我们修改和完善所编写的程序,使本次设计编写的程序更加完美地完成控制要求,最终达到控制目的。整个系统的动作流程需要一下几个步骤完成:

(1)按下启动按钮,系统开始工作。当光电开关检测到有人或者物体接近自动门时,光电开关触点动作,这样就是KM1线圈得电,KM1主触点动作,电动机通电开始正转,自动门打开。当自动门运动到一定位置时,触发限位开关,导致KM1线圈断电,电动机停止正转。

(2)自动门运动到特定位置时,就会触发定时器,定时器定时8秒后,KM2线圈得电,电动机反转,自动门进入关门状态。在关门过程中,自动门运动到起始位置触发限位开关,这样就使KM2线圈断电,电动机停止反转,自动门静止在起始位置,等待下一个动作。

(3)如果在关门过程中,光电开关检测到有人再次接近自动门,自动门将停止关门动作,进入开门动作。

(4)在自动门打开后8秒等待的过程中,如果光电开关检测到有人或者物体接近自动门时,计时器将从新计时,自动门将会继续8秒的等待,8秒的计时时间到自动门进入关门状态,等待下一步的动作指令。这样的设计就大大提高了自动门的可控性和安全性。

(5)整个系统中要增设手动开关门装置,一方面是为了自动门的维护和检修的方便,

另一方面也增加了自动门的安全性,当出现一些紧急情况时可以用手动按钮进行自动门的操作,防止造成人身伤害。

自动门的程序流程图如图8所示。

图8自动门系统的程序流程图

4.5程序设计

前期的准备工作都已经完成,接下来就是要根据控制要求编写具体的操作程序。程序就是PLC的激活码,如果没有程序下载到PLC中,PLC是无法正常工作的。只有当一定的程序下载进入PLC之后它才能正常工作,并且可以按照程序所反应和要求的控

制动作驱动外部的硬件进行动作,已达到最终的控制目的,由此可见编写程序是关系到整个系统能否完成的关键。

4.5.1梯形图语言概述

PLC程序中应用最广泛的编程语言就是梯形图语言。梯形图语言与系统的实际强电控制电路有着相似之处。而继电器-接触器电路是人们在学习电气知识时必须要学习的部分。因此,人们对继电器-接触器电路十分熟悉。因为梯形图语言与之有很大的相似之处,人们理解和翻译起来比较简单,很容易被人接受。所以梯形图语言在现在的PLC 工程控制领域有着广泛的应用[13]。

梯形图语言有着一些其他编程语言无法相比的特点:首先梯形图语言与电气控制原理图一一对应,其自身便于人们的理解;其次,梯形图语言其结构上的特性有着较强的直观性。

当然梯形图语言与原来的继电器控制电路有着一定的区别,梯形图中没有实际的能量流动状况即没有电流的流通。梯形图有许多的辅助继电器线圈这些并不是实际存在的,只是为了更好地控制负载。

4.5.2梯形图设计

关于梯形图设计我们使用STEP7编程软件。在该程序中进行梯形图的完成然后进行调试、仿真[14]。

首先我们需要进入STEP7操作界面,然后建立一个新的工程然后进行硬件组态。硬件组态界面如图9所示。

图9硬件组态界面示意图

接下来就可以进入程序编写界面了,我们就可以按照程序流程图编写能满足控制要

自动门控制系统的设计

— 内容摘要 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控制是自动控制中最常见控制方式之一,自动门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。 索引关键词:PLC 变频器驱动装置感应器 , — ] \

目录 第一章绪论 (1) 国内外自动门发展现状 (1) 本课题研究的内容 (1) 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 自动门的功能需求分析 (3) 系统设计的基本步骤 (4) 自动门技术参数的确定 (4) 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 控制系统结构设计 (5) 可编程控制器(PLC)的选型 (6) 驱动装置的选型 (8) 变频器的选型 (9) 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)

自动门控制系统的设计 第一章绪论 国内外自动门发展现状 在国外,进入90年代以来,自动化技术发展很快,技术已经相对成熟,并取得了惊人的成就,自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘,同时可以使出入口显得庄重高档,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,使用自动门。但在国内,自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中,稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求,所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响,因此,自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等,其中平开门用的场合较少,旋转门由于昂贵而且非常庞大,一般只用于有需要的高档宾馆,自动平移门使用得最广泛,大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门,目前市场上流行的平移型自动门一般是两开,这种门的特点是简单易控,维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器,当人走近自动门时,感应器感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后,再将门关闭。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的档次,于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多,从控制器的不同来分,有传统的继电器控制,即通过按钮和复杂的接线安装来控制;智能控制器控制,即通过运用现代自动化设备来控制,它具有稳定性高,安全等优点,因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 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(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控制的特点是稳定型高、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。 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。

PLC控制自动门的课程设计

《电气控制与PLC》课程设计题目:自动门控制装置 学院: 专业: 班级: 姓名: 学号: 指导老师: 时间:

目录 一、引言 (1) 二、自动门控制装置总体方案 (1) 2.1、自动门控制装置任务书 (1) 2.2自动门的控制要求分析 (2) 三、自动门控制系统的硬件设计 (2) 3.1PLC的选择 (2) (1)机型的选择 (2) (2)输入输出(I/O)点数的估算 (2) (3)存储器容量的选择 (3) (4)控制功能的选择 (3) (5)对PLC响应时间的要求 (3) 3.2光电检测开关 (4) 3.3限位开关 (4) 四、自动门控制系统软件的设计 (4) 4.1、I/O分配表 (4) 4.2、plc控制输出接线 (5) 4.3、程序流程图 (6) 4.4、梯形图 (7) 4.5、指令表 (8) 4.5、时序图 (8) 五、系统调试及过程分析 (12) 5.1、系统调试 (12) 5.2过程分析 (13) 六、个人心得 (14) 七、参考文献 (15) 附录一 (16)

一、引言 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,自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入,当人走进自动门时,感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。将人通过之后,再将门关闭。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、防尘、防风、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。自动门在国外早以得到普遍应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同,中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。 自动门的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、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器(一下简称PLC),PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等作的指令,并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出,控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高,抗干扰能力强,功能完善,实用性强,系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低等优点。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业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,维修方便等特点,因此,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在自动化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。 二、自动门控制装置总体方案 2.1、自动门控制装置任务书 完成自动门控制装置,包括编写程序和硬件接线图,要求当有人按下开门开关时,门自动打开,然后又能自动关闭。 1.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.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.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.的8秒等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1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。

【自动化】门控制系统的设计

毕业设计报告(论文)

内容摘要 自动门在人们的日常生活中已经得到了广泛的应用,同时人们对其性能和安全等方面的要求也越来越高。由于的高稳定性和对环境较强的适应能力,使得在自动门控制装置中的应用也日益广泛。本文围绕自动门控制系统展开研究。首先分析了国内外自动门发展的趋势和所采用的技术,然后对系统作了简要说明。并按照自动门控制装置的要求,设计了相应的梯形图和指令表程序,实现了自动门由检测到开启、计时等待、关闭的全过程。随着电子技术的发展,不断的更新,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来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 索引关键词:自动门可控制编程器变频控制

目录

自动门控制系统的设计 第一章概论 随着世界经济和中国经济的不断发展,门的概念日益显现出来,现今社会门更加突出它的安全性,强调它的有效性,安全有效的通行、疏散,同时它的艺术的理念越来越突出,强调门与艺术的完美结合,我们要达到的目的就是门与其所在建筑以及周围自然环境的和谐。自动门专业和规模的生产可以追溯到很久以前,在其不断进步的历史过程中,涌现出大批深受用户好评的专业制造商。自动门的发展起源在欧美,经过多年的发展,现在已经形成了功能完善、做工精良的自动门系列。 在许多公共场所中,为了增添了高端、时尚的因素。自动门得到广泛的应用。自动门的发展可以解释为人类门的应用观念的继续,是人们依据不同需求对门的功能的提升和应用的完善。因此我们对自动门的认知应从人们对门性能的要求开始。门是所有建筑物必不可少的一部分,从最原始的功能来讲,门要具有隔离外部环境和方便通行这两种作用。因此门应该更加可靠、密封。随着自动门的大面积发展,人们对于门的作用也不断改变,人们的安全观念不断提升。自动门不但能够改善出入口环境,而且能够保护人们的出行安全。就我国现阶段来说,我国现在没有制定自动门的国家标准,使我国自动门性能、质量参差不齐。自动门在通电后可以自动控制无需人工管理,同时又节约了大量空间资源,防风、防尘、降低噪音,既提高了建筑的档次,又方便了人们出行,这是由于这些特点自动门在近几年国内外的各种市场迅速发展并得到大范畴的应用。 在本次自动门设计中我们采用做控制器可以增强自动门运行的稳定性和安全性,同时也大大地改善了自动门的使用效果。自动门的控制系统的设计具有很重要的现实意义,不但可以为自动门行业的发展提供技术支持,而且扩大了在该行业甚至整个自动化行业的全面应用,因此该设计具有很大的经济价值和理论研究意义。在国外,进入20世纪90年代以来,自动化技术发展迅猛,技术已经相对成熟,并取得了惊人的成就,自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘,同时可以使出入口显得庄重高档,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,使用自动门。但在国内,自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中,稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 第二章自动门控制系统总体设计 2.1自动门的控制过程和要求 自动门控制过程和要求,具体如下:

基于单片机的自动门控制系统课程设计报告书

齐鲁工业大学 课程设计 2015年 1月 15 日

齐鲁工业大学 课程设计任务书 课程:单片机的控制系统课程设计 题目:自动门控制系统设计 专业:测控技术与仪器:涛学号:8 主要容: 利用51板实现自动门控制系统设计。具体要求如下: 1、有人来时(进门或出门)开门。当人走到离门不远的时候时,安装在门上侧的热释红外线传感器信号检测装置检测到有人时,将启动电动机带动传动链开门。 2、无人时关门延迟,当热释收发装置没有检测到有人在离门1m的围,将延迟1秒启动电动机带动传动链关门。 3、关门中途来人,立即开门。当启动电动机带动传动链关门时,感应探头突然检测到在离门1m的围有人,则立即停止电动机关门,启动电动机带动传动链开门。 基本要求: 1、熟悉MCS单片机系统的基本构成和工作原理。 2、了解自动门系统的原理及控制方法。 3、掌握 MCS-51系列单片机I/O、定时器等操作方法。 4、掌握单片机的一般编程技巧。 参考资料: 1、毅刚.单片机原理及应用[M].:高等教育,2010. 2、蔡美琴.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].:高等教育,2004. 完成期限 2015-1-15 指导教师凯 专业负责人涛

2015年1月15日 目录 第1章绪论 (1) 1.1 自动门发展历史 (1) 1.2 单片机的发展及89C51系列的运用 (1) 1.3 红外探测技术的发展 (2) 1.4 设计的主要容 (2) 第2章系统结构及主要元器件 (3) 2.1设计整体框图及总电路图 (3) 2.2主要元器件介绍 (4) 第3章硬件设计 (11) 3.1 基本单片机系统 (11) 3.2 红外检测电路 (11) 3.3 步进电机 (12) 3.4 检测模块 (14) 第4章软件设计 (16) 4.1 系统软件结构 (16) 4.2 各部分程序流程设计 (16) 4.3 门行程检测及故障检测 (24) 结论 (28) 参考文献 (29)

自动门控制装置 设计说明书

设计说明书 《可编程控制器》课程设计 设计题目:自动门控制装置 学院:机电工程学院 学号: 102261008001 专业(方向)年级:电气工程及其自动化 学生姓名:何智杰 福建农林大学机电工程学院电气工程系 2013年 6 月 17日

设计说明书 目录 1引言 (3) 2系统总体方案设计 (4) 2.1 系统硬件配置及组成原理 (4) 2.2 系统变量定义及分配表 (4) 2.3 系统接线图设计 (5) 3控制系统程序设计 (6) 4控制系统的上位机设计 (8) 4.1 人机界面选择 (8) 4.2 人机界面设计 (9) 5系统调试及结果分析 (11) 5.1 PLC程序调试及解决的问题 (11) 5.2 PLC与上位机联调 (11) 5.3 结果分析 (11) 结束语: (12) 参考文献 (13)

1引言 在人来人往的商业化城市以及自动化经营的现代化都市中,实现自动化的开关门动作控制系统,在经济进一步提高的今天,具有至关重要的作用。设计出一个可以感应的门控制装置是我设计的主要目的,以符合设计任务书为前提,精简流程、简化硬件、可持续应用为基础,以期设计出实用、简洁的自动门控制装置。自动门控制系统,在现当代社会是一个应用非常广泛的设备,自动门已经广泛应用于酒店、银行、超市、停车场或公共建筑等入口,其主要核心部分——自动门控制系统正是我们这论文的主要研究讨论的课题。自动门的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可编程控制器(以下简称PLC),PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟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,PLC具有可靠性高,抗干扰能力强,功能完善,适用性强,系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低等优点。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业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,维修方便等特点,因此,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。由于用PLC控制自动门具有故障频率低、可靠性高、维修方便等优点,而Siemens s7—200系列PLC性价比高,在各个行业中的运用非常普遍,本研究重点讨论使用s7—200系列PLC来实现自动门控制系统的设计与应用。

自动门电气控制系统设计

东北林业大学 机电设备控制技术 课程设计说明书 设计题目:自动门电气控制系统设计学生: 指导教师:副教授 学院:机电工程学院 专业:机械电子2009级3班

2012年7 月13日 《机电设备控制技术》课程设计任务书 题目名称:自动门电气控制系统设计 概述: 自动门控制装置由门光电探测开关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。 控制要求: 1)当有人由到外或由外到通过光电检测开关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,当有人员由外到或由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8秒等待时间,若有人员由外至或由至外通过光电检测开关K2或K1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。 任务容: 1.采用继电器-接触器控制,设计自动门电气控制系统。 (1)根据控制要求设计主电路; (2)根据主电路的控制要求设计控制电路; (3)根据照明、指示、报警等要求设计辅助电路; (4)正确、合理地选择各电器元件,编制元件目录表。 (5)按GB6988《电气制图》标准绘制电气原理线路图,并按GB5094《电气技术中的项目代号》要求标注器件的项目代号。 2.采用PLC控制,设计自动门电气控制系统。

基于的自动门控制系统设计

学号2014215945 《电气控制与PLC》 课程设计 (2014级本科) 学院:物理与机电工程学院 专业:电气工程及其自动化 作者姓名:张林 指导教师:盛海龙职称:工程师 完成日期:2017 年 6 月25 日

课程设计任务书

目录 第1章分析评估及控制任务 (5) 1.1课题的分析评估 (5) 1.2课题的控制任务 (5) 1.2.1课题内容: (5) 1.2.2控制要求: (6) 第2章PLC的选型 (7) 2.1 PLC容量的选择 (7) 2.2 PLC及外设型号的选择 (7) 第3章功能器件的基本工作原理 (10) 3.1 自动感应门机的基本工作原理 (10) 3.2 自动门的分类 (10) 3.3 限位开关的工作原理 (11) 3.4 光电开关介绍 (11) 第4章I/O地址分配 (13) 第5章电气原理图 (14) 5.1 方案说明 (14) 5.2 程序流程图 (15) 5.3 继电器接触控制图 (16) 5.4 plc控制输出输入接线 (17) 第6章系统程序设计 (18) 6.1 梯形图 (18) 6.2 语句表 (19) 6.3 过程分析 (20) 第7章总结 (21) 参考文献 (22)

第1章分析评估及控制任务 1.1课题的分析评估 随着PLC功能的不断提高和完善,PLC几乎可以完成工业领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应用场合,所以在接到一个控制任务后,要分析被控对象的控制过程和要求,看看用什么控制装备(PLC,单片机,DCS或IPC)来完成该任务最合适,比如仪器及仪表装置,家电的控制器就要用单片机来做;大型的过程控制系统大部分要用DCS来完成。而PLC最合适的控制对象是:工业环境较差,而对安全性,可靠性要求较高,系统工艺复杂,输入/输出以开关量为主的工业制动控制系统或装置。其实,现在的可编程控制器不仅处理开关亮,而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下,也可以取代工业控制计算机(IPC)作为主控制器,来完成复杂的工业控制任务。 控制对象及控制装置(选定为PLC)确定后,还要进一步确定PLC的控制范围。一般来说,能够反映生产过程的运行情况,能用传感器进行直接测量的参数,控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外,如紧急情况停车的环节,对主要控制对象还要加上手动控制功能,这就需要在设计电气系统原理图与编程时统一考虑。 1.2课题的控制任务 1.2.1课题内容: 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。

基于PLC自动门控制系统设计的文献综述(自动门及其控制系统简介)

自动门及其控制系统简介 摘要:门是伴随着人们的文明而诞生的,随着科学的发展,门的种类越来越多,技术也越来越复杂。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸,是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门,从最基本的意义上讲,要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 自动门是随着人们对生活条件的不断追求、科技的不断发展应运而生的高科技产品,因此,它具备了普通门所没有的优势:雅观漂亮,而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适,通电后可以实现无人看管,同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音,既方便又提高了建筑的档次。因此自动门被广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。 本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点,对由PLC 作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC 程序的编写等都进行了一定的介绍。 关键词:自动门;PLC;控制;编程 Abstract: The door is accompanied by the birth of human civilization, with the development of science, the types of doors more and more, technology is more complex. Automatic doors from the theoretical understanding of the concept should be an extension of the use of the door, door people as needed to enhance and improve the function. Therefore, the understanding of the automatic door to door should be functional requirements from the beginning people. As part of the building door, from the most basic sense, isolated from the external environment to meet people and do not hinder the passage of these two requirements. Thus door itself should be firmly sealed. Automatic door is the living conditions as people continue to pursue the development of science and technology came into being in the high-tech products, so it does not have the advantages of ordinary doors: decency beautiful, but it is more secure use and management, convenience, Comfort, power can be achieved after the unattended while at the same energy saving air conditioning, wind, dust, noise reduction, convenient and improve the grade of the building. Therefore, automatic doors are widely used in large shopping malls, banks, large hotels, airports, office buildings and other large public places. In this paper, combined with PLC control system and a variety of widely used

基于PLC的自动门控制系统设计报告

《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

自动门控制装置[1]

自动门控制装置 [摘要]:该自动门控制装置是利用热释电人体红外传感器检测信息,再用可编程序控制器(PLC)控制电动机的正反转。从而达到控制门的开、关。又介绍了三相异步电动机广泛应用,它具有结构简单、价格低廉、运行可靠和效率较高等特点。 [关键词] 热释电人体红外传感器 PLC控制程序电动机 一:引言 自动门控制装置采用热电释人体红外线传感器、PLC控制程序、电动机及相关设备构成的装置,它广泛用于生活中[1]。 可编程序控制器(PLC, Programmable Logic Controller)是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主,回路调节为辅,能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。PLC大多采用多CPU结构,不断向高性能、高速度和大容量方向发展[2]。主要用的电动机是三相异步电动机,它现今得到了广泛的应用,具有结构简单、价格低廉、运行可靠和效率较高等特点[3]。 随着PLC技术的发展,其功能越来越多,集成度越来越高,网络功能越来越强,PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中,PLC集三电与一体,具有良好的控制精度和高可靠性,使得PLC成为现代工业自动化的支柱[4]。PLC的生产厂家和型号、种类繁多,不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法,本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC,设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用,与传统的继电器控制相比,具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点,可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考,也可作

为工业电机的自动控制电路。 PLC最主要的编程语言是梯形图。常用的图形符号是梯形图符号,类似于电器原理图的符号,较易为电器工作人员所接受,此外还有逻辑符号、流程图符号等。有的PLC也可使用高级语言,如BASTC,C语言等,其实只要有相应的编译软件,什么语言都可以使用。PLC并不是一个一成不变的产品,它是采用计算机的设计思想而开发生产出来,经过几十年的发展,各个生产厂商在竞争的同时不断的完善、优化,使其更贴近自动化的发展,更适应自动化的现场要求[5]。 本控制装置中用到的是红外传感器,红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新技术。它已在科技、国防和工农业生产等领域获得了广泛的应用。红外线是一种不可见光,物理本质是热辐射。一个只热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。物体温度越高,辐射出来的红外线越多,辐射能量就越强[6]。 红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路等组成[7]。主要用到的红外探测器是光子探测器。它利用入射红外辐射的光子流与探测器材料中电子的相互作用,改变电子的能量状态,引起各种电学现象。称为光子效应[8]。光子探测器的主要特点是灵敏度高,响应速度快,具有较高的响应频率[9]。 各种类型的电机制造厂遍布全国各地,生产面貌迅速改观。对电机的新理论、新结构、新材料、新工艺、新运行方式和测试方法所进行的大量实验研究工作获得了可靠的成果[10]。 三相异步电动机又称为三相感应电动机,它在工农业生产中应用非常广泛。例如,中小型轧钢设备、矿山机械、机床和农副产品加工机械等大部分均采用三相异步电动机来拖动[11]。根据统计,在电网的总动力负载中,异步电机约占85%,随着电气化、自动化技术的发展,它在工农业生产和人民生活中的重要性也日益显

PLC自动门课程设计

燕山大学 课程设计说明书题目:自动门控制装置 学院(系):电气工程学院 年级专业:仪表二班 学号: 学生姓名: 指导教师:韩立强 教师职称:副教授

燕山大学课程设计(论文)任务书 2013年 7 月 2 日

目录 摘要 (1) 第一章 plc简介 (2) 第二章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自动门的控制要求 (4) 2.3自动门控制系统构成 (5) 第三章自动门控制系统的硬件设计 (5) 3.1PLC 的选型 (5) 3.2检测开关 (6) 3.3限位开关 (7) 3.4I/O地址分配表 (7) 3.5电路连接图 (7) 第四章自动门控制系统的软件设计 (8) 4.1工作过程分析 (8) 4.2梯形图程序 (9) 4.2.1梯形图的概述 (9) 4.2.2梯形图的设计 (10) 第五章程序调试 (11) 心得体会 (15) 参考文献 (16) 附录

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。

PLC的地铁自动门控制系统的设计

摘要 可编程序控制器通产简称为PLC,是近年来发展迅速的工业控制装置,已广泛应用于工业企业各个领域。随着人们生活水平的不断提高和科学技术的飞速发展,人们更加注重自动化和人性化的产品。自动门是楼宇设备中的光机电一体化技术产品,它给人以亲切大方的感觉,同时营造出奢华的气氛,其全新的概念,宽敞的开放门面和高格调的设计,堪称建筑物的点睛之笔,由于PLC控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。 本文是关于地铁自动门控制系统的设计,地铁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。由于地铁作为公共交通工具,特别强调其安全可靠性。因此在此提出了一种以s7—400可编程序控制器(PLC)为核心的自动门控制系统。该控制器是西门子s7系列产品中的高端产品,适合于大中型系统的控制,具有集自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动装置。它有可编程性,且编程灵活简单,有在恶劣环境下工作的高抗干扰能力,适应性力。等特点,在工业控制应用上越来越广泛。本文分析了地铁自动门控制系统在地铁运行过程中的过程原理,介绍了地铁自动门的硬件设计,PLC选型,驱动装置选型,感应器件的选型,系统软件设计,PLC梯形图设计,软件设计,程序调试,硬件接线等多方面内容。 关键词:可编程控制器;S7-400;自动门;地铁;梯形图;变频控制

abstract Programmable controller is typically referred to as PLC, is developing rapidly in recent years the industrial control equipment, has been widely used in industrial fields. With the continuous improvement of people's living standard and the rapid development of science and technology, people pay more attention to automation and humanized products. Opto-mechatronics integration technology of automatic door is building equipment products, it gives a person the sense with kind and generous, creates an atmosphere of luxury at the same time, the new concept, spacious open appearance and high style design, is the nods eyeball pen of buildings, because the PLC control has high reliability, stability, convenient maintenance, as a result, the production of automatic doors many merchants use PLC to do the door controller. This article is about the design of underground automatic door control system, the automatic door system is mainly composed of programmable controller (PLC), induction device, driving device and driving unit. Because the subway as public transport, with particular emphasis on the safety and reliability. So in this paper presents a s7-400 programmable controller (PLC) as the core of automatic door control system. The controller is the high-end product in Siemens s7 series products, suitable for large and medium-sized system control, has a set of automation technology, computer technology, communication technology integration of new industrial automatic equipment. It has programmability, and flexible, simple programming work under bad environment of high anti-interference ability, adaptability. Wait for a characteristic, has been widely used in industrial control applications. Metro automatic door control system in metro are analyzed in this paper the process principle of the operation process, this paper introduces the hardware design of metro automatic doors, type selection of PLC, drives selection, sensor selection and system software design, PLC ladder diagram design, software design, program debugging, hardware connection and so on many aspects.

plc控制自动门

自动门控制系统PLC设计 专业 班级 姓名 学号 指导老师

目录 引言 (2) 一、自动门控制系统总体方案设计 (3) 1.1自动门的功能要求分析 (3) 1.2系统设计的基本步骤 (3) 二、控制系统结构设计 (4) 三、功能器件的工作原理 (4) 3.1自动感应门机的基本工作原理 (4) 3.2行程开关(限位开关)的工作原理 (5) 3.3光电开关介绍 (5) 四、自动门控制软件设计 (6) 4.1自动门控制软件设计 (6) 4.2 plc自动门控制软件设计 (7) 4.3程序流程图 (8) 4.4梯形图 (9) 4.5I/O分配表 (10) 4.6指令表 (10) 4.7过程分析 (11) 结束语 (12)

引言 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,自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入,当人走进自动门时,感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。将人通过之后,再将门关闭。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、防尘、防风、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。 自动门在国外早以得到普遍应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同,中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。 自动门的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、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器(简称PLC),PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等操作的指令,并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出,控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高,抗干扰能力强,功能完善,实用性强,系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造,体积小,重量轻,能耗低等优点。目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业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,维修方便等特点,因此,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在自动化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。 一、自动门控制系统总体方案设计

自动门控制系统的设计

内容摘要 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控制是自动控制中最常见控制方式之一,自动门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。 索引关键词:PLC 变频器驱动装置感应器

目录 第一章绪论 (1) 1.1 国内外自动门发展现状 (1) 1.2 本课题研究的内容 (1) 1.3 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 2.1 自动门的功能需求分析 (3) 2.2 系统设计的基本步骤 (4) 2.3 自动门技术参数的确定 (4) 2.4 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 3.1 控制系统结构设计 (5) 3.2 可编程控制器(PLC)的选型 (6) 3.3 驱动装置的选型 (8) 3.4 变频器的选型 (9) 3.5 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)

自动门控制系统的设计 第一章绪论 1.1 国内外自动门发展现状 在国外,进入90年代以来,自动化技术发展很快,技术已经相对成熟,并取得了惊人的成就,自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘,同时可以使出入口显得庄重高档,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,使用自动门。但在国内,自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中,稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求,所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响,因此,自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等,其中平开门用的场合较少,旋转门由于昂贵而且非常庞大,一般只用于有需要的高档宾馆,自动平移门使用得最广泛,大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门,目前市场上流行的平移型自动门一般是两开,这种门的特点是简单易控,维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器,当人走近自动门时,感应器感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后,再将门关闭。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的档次,于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多,从控制器的不同来分,有传统的继电器控制,即通过按钮和复杂的接线安装来控制;智能控制器控制,即通过运用现代自动化设备来控制,它具有稳定性高,安全等优点,因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 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(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控制的特点是稳定型高、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 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。

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