1.1 课题研究的可行性
现如今自动化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。
通过对“自动门单片机控制系统”的研究和设计，我精心撰写了微机控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。
1.2 课题研究的意义和目的
经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市，自动门已经是随处可见，在各大厦、宾馆、酒店、银行、商场、医院、写字楼等场所，自动门更是得到大范围的普及使用。自动门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，更令我们的建筑增添了不少高贵典雅的气息。
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，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。
自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，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。由于自动门在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，提高了建筑的档次。
1.3 课题的功能概述
在自动门使用上要根据安装的环境及要求，考虑选择自动门的配置。由于公共场所（像医院、机场等）的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率和寿命是有限的。在这种情况下，要使用自动门必须进行综合考虑。例如增加门的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。
以上介绍的是自动门的安装使用要点。而一个自动门的设计还要包括下面三个方面：
一、智能化设计
自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。使自动门始终保持在最佳运行状态。并具有自动矫正功能，即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。
二、安全性设计
具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力区域时以安全速度前进，避免夹人事件和机件损毁的现象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门寿命。门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在3.5公斤以下，方便、安全、可靠。
三、稳定性设计
自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达。
由于采用步进电机驱动，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越的稳定性。由于采用高性能的电源输入，不管电压波幅多大均可自动稳压。此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施，有效保障自动门运转的稳定耐久和安全。自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选用：
1、安全辅助装置
如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的人被门所夹住。
2、备用电源
为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。
3、辅助光线传感器
在需要的地方，自动门可以安装辅助光线传感器（红外对射保护装置），当门打开时，人站着不动，用手遮挡辅助光线传感器，门应该保持打开状态。当手离开后几秒后，门应该重新关闭。综上所述，自动门在很多领域具有不可比拟的优越性，随着国民经济的快速发展，自动门在我国已经迎来了快速发展的黄金时期。
自动门构造的技术参数
一主要的技术指标：
技术指标单门双开门
门重量130kg×1扇100kg×2扇
导轨长度2000~5000mm
开门速度200~450mm/秒(可调)
闭门速度200~450mm/秒(可调)
慢行速度30~50mm/秒(可调)
开门时间开门静止后1~10秒的范围内(可调)
控制器高速智能电脑处理器控制
马达DC24V 40W无刷步进电机
电源电压AC220V 50Hz
消耗功率100W
手动开启力3.5公斤以下
安全功能开闭时遇到障碍物能立即开启,晚间转换到报警功能
使用环境-20℃～+50℃
二、主要构造部件
部件特性
智能控制器自动检测门的重量、宽度，使门保持在最佳运行状态
步进电机高效率、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不发热
皮带高效同步齿型带，防止打滑，保证平稳运行
吊架用于运动门扇的悬挂，安全可靠
铝槽高强度设计，承重不变型
第2章系统硬件设计
2.1 系统硬件总体逻辑设计
感应自动门的种类很多，在此，仅以平移型感应自动门机作为设计的重点。首先，平移式自动门机组由以下部件组成：
（1）主控制器：它是自动门的指挥中心，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，它就给主控制器一个电信号；
（3）动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。
（4）门扇行进轨道：就象火车的铁轨，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（有的厂家使用三角皮带）：用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。
（7）下部导向系统：是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门扇开启；门扇开启后由控制器作出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。
2.1.1 8051单片机
一、AT89C51引脚说明
图2-1 是AT89C51的引脚图，引脚说明如下
VCC` AT89C51电源正极输入，接+5V电压。GND 电源接地端。
XTAL1 接外部晶振的一个引脚。在单片机内部，它是一反相放大器输入端，这个放大器构成了片内振荡器。它采用外部振荡器时，些引脚应接地。
XTAL2 接外部晶振的一个引脚。在片内接至振荡器的反相放大器输出端和内部时钟发生器输入端。当采用外部振荡器时，则此引脚接外部振荡信号的输入。这里面的设置晶振频率是16Hz则一个机器周期为2uS。
RST AT89C51 的复位信号输入引脚，高电位工作，当要对芯片又时，只要将此引脚电位提升到高电位，并持续两个机器周期以上的时间，AT89C51便能完成系统复位的各项工作，使得内部特殊功能寄存器的内容均被设成已知状态。
ALE/PROG ALE 是英文“ADDRESS LATCH ENABLE”的缩写，表示允许地址锁存允许信号。当访问外部存储器时，ALE 信号负跳变来触发外部的8位锁存器(如74LS373)，将端口P0的地址总线(A0-A7)锁存进入锁存器中。在非访问外部存储器期间，ALE 引脚的输出频率是系统工作频率的1/16，因此可以用来驱动其他外围芯片的时钟输入。当问外部存储器期间，将以1/12振荡频率输出。
EA/VPP 该引脚为低电平时，则读取外部的程序代码(存于外部EPROM 中)来执行程序。
PSEN 此为“Program Store Enable”的缩写。访问外部程序存储器选通信号，低电平有效。在访问外部程序存储器读取指令码时，每个机器周期产生二次PSEN 信号。在执行片内程序存储器指令时，不产生PSEN 信号，在访问外部数据时，亦不产生PSEN 信号。
P0 P0 口(P0.0~P0.7)是一个8 位漏极开路双向输入输出端口，当访问外部数据时，它是地址总线（低8位）和数据总线复用。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向I／O 口用。P0 口每一个引脚可以推动8个LSTTL负载。
P2 P2 口(P2.0~P2.7)口是具有内部提升电路的双向I/0 端口(准双向并行I/O 口)，当访问外部程序存储器时，它是高8 位地址。外部不扩展而单片应用时，则作一般双向I／O 口用。每一个引脚可以推动4个LSTL负载。
P1 P1 口(P1.0~P1.7)口是具有内部提升电路的双向I/0 端口(准双向并行I/O 口)，其输出可以推动4个LSTTL负载。仅供用户作为输入输出用的端口。
P3 P3 口(P3.0~P3.7)口是具有内部提升电路的双向I/0 端口(准双向并行I/O 口)，它还提供特殊功能，包括串行通信、外部中断控制、计时计数控制及外部随机存储器内容的读取或写入控制等功能。其特殊功能引脚分配如下：
P3.0 RXD串行通信输入
P3.1 TXD串行通信输出
P3.2 INT0 外部中断0输入，低电平有效
P3.3 INT1 外部中断1输入，低电平有效
P3.4 T0计数器0外部事件计数输入端
P3.5 T1计数器1外部事件计数输入端
P3.6 WR外部随机存储器的写选通，低电平有效
P3.7 RD 外部随机存储器的读选通，低电平有效
2.1.2 步进电机模块与驱动
步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，即给电机加一个脉冲信号，电机则转过一个步距角。这一线性关系的存在，加上步进电机只有周期性的误差而无累积误差等特点。使得在速度、位置等控制领域用步进电机来控制变的非常的简单。
2.1.2.1 步进电机
步进电动机是纯粹的数字控制电动机：它将电脉冲信号转变成角位移．即结一个脉冲信号，步进电动机就转动一个角度．因此作常适合于单片机控制。近30年来．数字技术、计算机技术和水磁材料的迅速发展．推动厂步进电动机的发展，为步进电动机的应用开辟了广闹的前景。
步进电动机有如下特点。
1、步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比具有良好的跟随型。以由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，既非常简单、廉价，又非常可靠。同时．它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭外数控系统。
2、步进电动机的动态响应快。易于起停、正反转及变速。
3、速度可在相当宽的范围内平滑调节。低速下仍能保证获很大转矩，因此，一般可以不用减速器而直接驱动负载。
4、步进电动机只能通过脉冲电源供电才能远行。它不能直接使用交流电源和直流电源，
5、步进电动机存在振荡和失步现象．必须对控制系统和机械负载采取相应的措施。
7、步进电动机自身的噪音和振动较大．带惯性负载的能力较差。
步进电机工作原理
将A相断电。同时将Kb合上，使处于1/3个齿距角的B相通电，并建立磁场。转子在电磁力的作用下，向与B相成对齿的位置转动。其结果是：转子转动了1/3个齿距角，B相与转子形成对齿：C相与转子错1/3个齿距角；A相与转子错2/3个齿距角；
相似地．在B相断电的同时，合开开关Kc给C相通电建立磁场。转子又转动了1/3个齿距角。与C 相形成对齿，并且A相与转子错1/3个齿距角；B相与转于错2/3个齿距角。
当C相断电。再给A相通电时，转子又转动1/3个齿距角。与A相形成对齿，与B、C两相形成错齿。至此，所有的状态与最初时一样．只不过转子累计转过了一个齿距。
可见，如于按A-B-C-A顺序轮流给各相绕组通电，磁场按A-B-C方向转过了360度。转子则沿相同方向转过一个齿距角。
同样。如果改变通电顺序，即按与上面相反的方向(A-C-B-A的顺序)通电，则转子的转向也改变。
如果对绕组通电一次的操作称为一拍，那么前面所述的三相反应式步进电动机的流通电就需要三拍。转于每拍走一步．转一个齿距角需要3步。
转子走一步所转过的角度称为步距角，θN可用下式计算
式中N--步进电机工作拍数。
自动门选用的是三相六拍的工作方式，即：步进电动机的正转通电顺序为：A-AB-B-BC-C-CA；反转通电顺序为：A-AC-C-CB-B-BA。磁场旋转一周。通电需要换相6次(即六拍)，转子才转动一个齿距角。
如于转子转动一个齿距角要六伯。根据上式，六拍工作时的步进精度要高。六拍工作时，各相通电的电压和电流波形如下图所示。可以看出．在使用六拍工作方式时，有三拍是单相通电，有三拍是双相通电；对任一相来说，它的电压波形是一个方波，周期为六拍。其中毛三拍连续通电，有三拍连续断电。
六拍工作方式相电压电流波形
2.1.2.2 驱动控制系统组成
使用、控制步进电机必须由环形脉冲，功率放大等组成的控制系统，其方框图如下：
1、脉冲信号的产生与分配。
步进电动机的驱动电路根据控制信号工作。在步进电动机的单片机控制中，控制信号由单片机产生。其基本控制作用如下。
控制换相顺序
步进电动机的通电换相顺序严格安照步进电动机的工作方式进行。通常我们把通电换相这—过程称为
脉冲分配。三相六拍步进电机工作方式通电换相的正序是A-AB-B-BC-C-CA；反序为A-CA-C-BC-B-AB；共有八个通电状态P1口输出控制信号，0表示绕子通电，1表示绕子断电，则可以用六个字来表示六个通电状态。这六个字表示如下表：
通电状态P1.2(C) P1.1(B) P1.0(A) 控制字
A 1 1 0 06H
AB 1 0 0 08H
B 1 0 1 09H
BC 0 0 1 01H
C 0 1 1 03H
CA 0 1 0 02H
2.1.3 热释电型红外传感器
红外线传感器能以非接触形式检测人体中辐射出的红外线能量变化，并将此变化转变为电压信号输出。
红外线传感器集成芯片BISS00017、6特点（如图所示）：
1) 用CMOS工艺，公耗低。
2) 具有独立的高输入阻抗运算放大器，可与多种传感器匹配。
3) 双向鉴幅器可有效抑制干扰信号。
4) 内设延时和封锁定时器，性能稳定，调节范
5) 内置参考电源。
6) 工作电压范围宽（3V～5V）
2.1.4电源整流电路设计
自动门系统的整流电路如图2-12所示。整流电路由整流桥、充电电容和滤波网络组成。
图2-12 带有充电电容和滤波网络的全桥整流电路
由于系统选用48V/50W 的步进电机，根据指标要求，整流电路输出直流电压48V/3A(max)，其波纹电压小于100mV。设法使充电电容上波纹系数η ≈0.1。
为了提高自动门控制系统的安全性能，在电源电路中设置过流保护电路是必须的。系统电源电路的过流保护电路如下图所示。R1、R2为单向可控硅GTO
提供触发脉冲，R3 为大功率小阻值电阻，R4 为大阻值电阻，T1 为3A 的普通保险丝，T2 为快速自恢复温度保险丝。T2 监测
GTO的温度，温度在72℃以下时，T2 处于关闭状态，当温度高于72℃时，T2 断开。
过流过热保护电路
正常工作时，大部分电流从GTO 流过，T1、T2 均处于导通状态。当负载短路或由于其它原因导致主回路电流过大时，GTO 电流迅速上升，若电流超过
3A，T1 将断开；同时如果电流值小于3A，GTO 电流迅速上升将引起GTO 温度迅速上升，当温度超过72℃时，T2 自行断开，待温度低于
72℃后T2 自行恢复导通状态。这样就实现了电源电路的过流、过热保护。
在自动门控制系统中，如果电源设计中不能有效地抑制EMI，将会严重影响自动门的稳定性,用EMI 滤波器较为有效地抑制了
EMI。为了基本进一步提高系统稳定性和安全性，除了设计高性能的电源外，系统还在控制硬件和软件上采用了抗干扰措施。
2.1.5磁电感应式传感器
磁电感应式传感器又称磁电式传感器, 是利用电磁感应原理将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。
它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易于测量的电信号, 是有源传感器。由于它输出功
率大且性能稳定, 具有一定的工作带宽（10～1000
Hz）, 所以得到普遍应用。
一、磁电感应式传感器工作原理
根据电磁感应定律, 当w匝线圈在恒定磁场内运动时, 设穿过线圈的磁通为Φ, 则线圈内的感应电势E与磁通变化率dΦ/dt有如下关系:
E＝-w （2-1）
根据这一原理, 可以设计成自动门的限位非接触开关，下图为开磁路变磁通式: 线圈、磁铁静止不动, 当测量到门上的磁铁时，输出一个电量信号。
交磁式磁电传感器结构
二、磁电感应式传感器基本特性
当传感器的工作温度发生变化或受到外界磁场干扰、机械振动或冲击时, 其灵敏度将发生变化而产生测量误差。相对误差为
磁电式传感器直接输出感应电势, 且传感器通常具有较高的灵敏度, 所以一般不需要高增益放大器。
第三章系统软件设计
3.1 系统软件结构
整个系统软件主要由主程序、中断服务程序、门开启和关闭子程序、各种故障处理及报警子程序组成。主程序主要是完成系统进行初始化、中断设置等功能。
一个外部中断和两个定时器。整个自动门的流程图如下：
3.1.1 自动门控制程序设计
ORG 000H ；主程序起始地址
START: LJMP MAIN
ORG 00030H ；外中断起始地址
LJMP INT0 ；跳到外中断程序
MAIN: MOV SP,70H ；设堆栈
LCALL TIME
TIME: MOV P1,0FFH ；中断电机
MOV TMOD, #01H ；设定TMOD为工作方式1
MOV TH0, #03CH ；设置定时初始值为100ms 即212-100000/2=15536
MOV TL0, #0B0H
MOV IE,#00H ；禁止中断
SETB TR1 ；启动定时
LOOP: JBC TF1,ZCZ ；查询是否溢出
AJMP LOOP
ZCZ: INC 30H ；30H加1
MOV A,30H
RET
LCALL DAY ;到24时清零
CJNE A,#69780H,DIANJI ;是否在晚上，不是转移到电机子程序
MOV IE,#10000001B ；开外部INT0中断
LJMP MAIN ;没有中断，则返回
INT0: PUSH ACC
PUSH PSW
MOV A,30H
CJNE A,#69780H,DIANJI1
BAOJIN:CPL P2.2
INC 31H
MOV A,31H
CJNE A,#0AH,LOOP1 ;定时2秒
LCALL DELAY ;延时0.2秒子程序
AMJP BAOJIN
LOOP1: CLR 31H
POP ACC
POP PSW
MOV IE,#00000000B
RETI
DIANJI1:LCALL CW ；调用正转子程序
LCALL DELAY1 ；20毫秒（速度这里控制）
MOV A,P2.0
CJNE A,#00H,DIANJI1 ；行程开关2是否为低电平DINGSHI:MOV P1,0FFH ；电机停
NOP ；等待
LCALL TIME ;定时2秒
ZCZ1:INC 32H
MOV A,32H
CJNE A,14H, DIANJI2
AMJP DINGSHI
DIANJI2:CLR 32H
LCALL CCW ；调用电机反转子程序
LCALL DELAY1 ；速度控制
MOV A,P2.1
CJNE A,00H,DIANJI2 ；行程开关1是否为低电平，是返回MOV P1,0FFH ；电机停
NOP ；等待
POP ACC ；出栈
POP PSW
MOV IE,#00000000B
RETI ；中断返回
DIANJI:MOV IE,#10000001B ；电机开中断
LJMP MAIN ；没中断返回
DAY:CJNE 30H,#18H,QINGLING
RET
QINGLING:CLR 30H
RET
DELAY:MOV R5,#20
D1: MOV R6,#20
D2: MOV R7,#240
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
DJNZ R5,D1
RET
DEPAY1:MOV R5,#40
D3: MOV R6,#248
DJNZ R6,$
DJNZ R5,D3
RET
在程序中，只要依次将这6个控制字送到Pl口。步进电动机就会转动一个齿距角。每送一个控制字，就完成一拍。步进电动机转过一个步距角。程序就是根据这个原理进行设计的。
用Ro作为状态计数器，来指示第几拍。按正转时加1，反转时减1的操作规律，则正转程序为：CW: INC R1 ;正转加1
CJNE R1,#06H,ZZ ;如果计数器等于6修正为0
MOV R1,#00H
ZZ: MOV A,R1 ;计数器值送A
MOV DPTR,#ABC ;指向数据存放首地址
MOVC A,@A+DPTR ;取控制字
MOV P1,A ;送控制字到P1口
RET
ABC: DB 06H，08H，09H ；6个控制字
DB 01H，03H，02H
反转程序为：
CCW: DEC R1 ;正转减1
CJNE R1,#0FFH,FZ ;如果计数器等于FFH修正为5
MOV R1,#05H
FZ: MOV A,R1 ;计数器值送A
MOV DPTR,#ABC ;指向数据存放首地址
MOVC A,@A+DPTR ;取控制字
MOV P1,A ;送到P1口
RET
END
第四章调试
5.1 初步检查
为了确保该门控系统的安全高效运行必须满足下列条件：
* 大门的结构必须适合于自动控制特别要注意滚轮的直径必须与需要控制的大门重量相匹配其尺寸和重量符合有关技术规范之规定。
* 确保大门在滑动过程中不发生倾斜。
* 确保大门活动平稳准确在整个移动过程中不出现任何不正常的摩擦现象。
* 确保地面条件稳固避免固定基座的膨胀螺丝发生摇晃。
* 认真检查上方导轨和行程限位的机械挡块是否安装到位。
5.2 自动化性能测试
安装完成以后对门控系统以及与其相连的种辅助件特别是各种安全装置要进行认真细致的功能测试注意要将用户指导材料交给客户并向他们解释正确操作和使用传动马达的方法。
手工操作
如果由于门控系统发生故障而必须人工移动大门时请使用下列释放装置：
* 用一枚硬币打开防护门
* 从门内取出厂方提供的钥匙插入释放系顺时针旋转直到碰上机械档块转不动为止
* 手工打开或关闭大门
恢复正常运行模式
* 人工将大门推回关闭位置
* 逆时针旋转释放钥匙
* 拔去释放钥匙放回原处关闭防护门
* 移动大门直至碰上释放网格
维护
下列工作至少每六个月进行一次
*检查防撞装置是否调整到位
*检查释放系统的是否有效
*检查安全装置和各种辅助件是否有效
5.3 安全使用说明
为了有效防止意外事故的发生请遵守下列各项有关系统操作的简单规定
- 严禁穿越移动过程中的大门只有等到大门全部开启才允许穿越
- 不管在什么情况下务必不要站在大门的移动范围内
- 不要站立在门控系统附近也不要让小孩大人或货物站立或横躺在那里尤其是在系统运行时更不允许出现此类情况
- 严禁儿童接近远程控制脉冲发生器或其它类型脉冲发生器以防自动系统由于不当心而被意外启动- 严禁儿童玩弄门控系统
- 不要人为地遮挡大门的正常移动
- 防止树枝或灌木影响大门的移动
- 确保指示灯清晰有效且容易识别
- 在释放页门的锁定装置之前严禁用人工的方法去推动大门
- 如果出现功能失灵请先释放传动马达的锁定装置，首先确保大门畅通然后等待有资质的专业人员前来采取必要的措施
- 在使用手工释放之前必须先断开电池
- 不得以任何方式更改本门控系统所使用的各种元器件
- 无论在什么情况下严禁使用者擅自对系统进行任何形式的维修操作如果出现问题只能与有维修资格的专业人员取得联系
- 下列工作至少每六个月进行一次安排对门控系统安全装置以及辅助设备进行全面检查。
《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。
1.1 课题研究的可行性 现如今自动化、信息化程度越来越高，单片机的应用领域也就越来越广，成为人们生活不可或缺的一部分。随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生活的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的自动门系统就是其中之一。同时也标志了自动控制领域成为了数字化时代的一员。它实用性强，功能齐全，技术先进，使人们相信这是科技进步的成果。它更让人类懂得，数字时代的发展将改变人类的生活，将加快科学技术的发展。 通过对“自动门单片机控制系统”的研究和设计，我精心撰写了微机控制自动门系统论文。本论文着重阐述了以单片机为主体，步进电机、传感器为核心的系统。 1.2 课题研究的意义和目的 经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市，自动门已经是随处可见，在各大厦、宾馆、酒店、银行、商场、医院、写字楼等场所，自动门更是得到大范围的普及使用。自动门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，更令我们的建筑增添了不少高贵典雅的气息。 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，其中自动平移门使用得最广泛，我们通常所说的自动门、感应门就是指自动平移门。 自动平移门最常见的结构形式是自动门机械驱动装置和门内外两侧红外线，当人走近自动门时，红外线感应到人的存在，给控制器一个信号，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。由于自动门在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，提高了建筑的档次。 1.3 课题的功能概述 在自动门使用上要根据安装的环境及要求，考虑选择自动门的配置。由于公共场所（像医院、机场等）的自动平移门使用频率非常高，而自动门的使用频率和寿命是有限的。在这种情况下，要使用自动门必须进行综合考虑。例如增加门的数量，加大门扇宽度，增加关门延迟时间等。 以上介绍的是自动门的安装使用要点。而一个自动门的设计还要包括下面三个方面： 一、智能化设计 自动门选择配置智能化控制系统，可随意设定门扇的运行速度，并可设定半开状态，调节方便。使自动门始终保持在最佳运行状态。并具有自动矫正功能，即使遇到大风等原因引起的运行阻力增大，仍然能够保持平稳的开关门动作。 二、安全性设计 具有自动反转安全装置，当碰到障碍物或人体等异常状况时，门扇自动反转退出，并在下次接近阻力区域时以安全速度前进，避免夹人事件和机件损毁的现象发生，提高自动门运行时的安全性，延长自动门寿命。门扇开启轻巧方便，当停电时，老人、儿童等均可开闭自如，开闭力量在3.5公斤以下，方便、安全、可靠。 三、稳定性设计 自动门采用步进电机，具有高效、省电、低噪音、高转速、高扭力、连续使用不过热等特性，大大超越传统交流伺服马达。 由于采用步进电机驱动，配合T型齿条同步带，使门体自低速至高速的运行中具有卓越的稳定性。由于采用高性能的电源输入，不管电压波幅多大均可自动稳压。此外在负载瞬间短路时还有过压及过流保护措施，有效保障自动门运转的稳定耐久和安全。自动门在具体场合的使用设计上，还应注意做好以下配置的选用： 1、安全辅助装置 如在高档酒店等地方可以选择安装防夹人红外感应器，防止停留在门附近的人被门所夹住。 2、备用电源 为保证停电时自动门也能工作正常，应配置备用电源。 3、辅助光线传感器
— 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。
自动门控制装置 1 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 设计编程元件地址分配表 2.1 I/O口地址分配分析 本设计输入信号共有：启动、停止、门内检测光电开关K1、门外光电检测开关K2、行程开关SQ1（开门限位）、行程开关SQ2（关门限位）、手动开、手动关及热继电器FR。输出信号有两路：电机正转开门（KM1），电机反转关门（KM2）。其中输入均为数字量，所以，在硬件组态中，在4号配置位DI（数字量输入），5号配置为DO（数字量输出）。 2.2 I/O口地址分配 I/O地址分配截图如图1所示。 图1 I/O口地址分配 3 PLC外部接线图 根据上述，PLC外部接线图如图2所示。
Q4.0 Q4.1 I0.0 I0.1 I0.2 I0.4 I0.3I0.7 N M S7-300PLC SB1 SQ1 SQ2 K1K2 FR KM1 KM2 24V HL1 HL2 Q4.2 Q4.3 图2 PLC 外部接线图 4 主控制程序 在该设计中，控制程序主要在STEP7环境下用梯形图编写。包括硬件组态、流程图设计以及根据流程图的梯形图设计。 4.1 PLC 硬件组态 前三个槽位固定，1号电源槽，2号为CPU 槽，所选CPU 型号为CPU314，3号接口槽，在仿真时可不配置。详细硬件组态信息如下图3所示。 图3 硬件组态 4.2 程序流程图 流程图整体构架如下图4所示。
PLC自动门控制装置 目录 第一章：设计的要求 第二章：绪论 2.1 国内自动门发展现状 2.2 自动门的技术发展方向 2.3 课题研究内容 第三章自动门控制系统硬件介绍 3.1 可编程程序控制器（PLC） 3.1.1 PLC的定义 3.1.2 PLC的产生背景 3.13 PLC发展历史 3.1.4 PLC的特点 3.1.5 PLC的应用与发展趋势 第四章功能器件的基本工作原理 4.1自动感应门机的基本工作原理 4.1.1平移式自动感应门机组由以下部件组成 4.1.2工作流程 4.2自动门的分类 4.3行程开关(限位开关)的工作原理 4.4光电开关 4.4.1光电开关的分类 4.4.2光电开关工作原理 4.4.3光电开关的特点 4.4.4 使用及注意事项 第五章自动门的程序设计 5.1继电器接触控制图 5.2 Plc控制输出输入接线 5.3 程序流程图 5.4 梯形图以及指令 5.5 指令如下 5.6 过程分析 第六章结束语 参考文献
第一章毕业设计要求 一设计题目: PLC自动门的控制装置系统 二设计要求： 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以下功能部件：光电检测开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。 现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。 1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。 2）当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，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，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）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定问题，最后决定加增手动开门和关门开关。
毕业设计报告（论文）
2016年12月17日
容摘要 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S7-200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、门运行障碍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。在此基础上,采用结构化的编程方法,给出了主程序模块、开门子程序模块、关门子程序模块的程序流程图。系统已通过硬件和软件调试,在实际中获得了应用。应用结果表明,整个系统功能完善,性能可靠。 索引关键词：可编程控制器 S7-200 自动门控制系统
目 B录 第一章概论 (1) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (2) 2.1自动门的功能需求分析 (2) 2.2自动门控制系统构成 (2) 2.3自动门的机械传动系统构成设计 (3) 第三章系统硬件设计 (3) 3.1PLC简介与选型 (3) 3.2驱动装置的设计 (4) 3.3感应器件的设计 (5) 3.4变频器的选择 (5) 3.5行程开关的工作原理 (6) 3.6硬件电路设计 (7) 第四章系统软件设计 (8) 4.1程序的设计思路 (8) 4.2程序设计 (9) 后记 (11) 参考文献 (12)
P L C控制自动门的课程 设计 YKK standardization office【 YKK5AB- YKK08- YKK2C- YKK18】
《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。 2.2自动门的控制要求分析
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。
目录 引言 (1) 一、选题背景 (1) 二、设计的目的与意义 (2) 三、自动感应门机的基本工作原理 (3) 四、自动门控制系统总体方案设计 (3) (一)自动门的功能要求分析 (3) (二)系统设计的基本步骤 (4) (三)自动门的控制系统方案确定 (4) 五、自动门硬件系统的设计 (5) (一)控制系统结构设计 (5) 1、电机主线路图 (5) (二)检测元件选型 (5) (三)低压电器选型 (6) 1、低压断路器的选型 (6) 2、熔断器的选型 (7) 3、控制按钮的选型 (8) (四)电源设计 (8) 六、自动门控制系统软件的设计 (8) (一)控制程序流程图 (8) (二)I/O地址分配 (9) (三)控制程序梯形图 (10) (四)内部软元件表 (12) 七、程序调试 (12) 八、结束语 (14) (15) 参考文献 (17)
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,自动门以经就是随处可见。自动门的工作方式就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就是可编程控制器(一下简称PLC),PLC就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与开关量的逻辑控制的输入与输出,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,具有一定的经济与理论研究价值。 一、选题背景 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,取得了惊人的成就,自动化技术就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,自动门在人门的生活中的运用越来越广泛,自动门适用于宾馆,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,安全及人性化就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与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与轻型自动门。 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与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
单片机原理及系统课程设计 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2014年1 月17日
1、设计题目 基于单片机的车库自动门的设计 2、设计目的 （1)制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《单片机技术》中所学的理论知识和实验技能，掌握单片机应用系统的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力，为以后从事电子电路设计、研发电子产品打下良好的基础。 (2)设计一个具有特定功能的自动车库门。该车库门在有人来时（进门或出门）开门，无人时关门延迟，关门中途来人，立即开门。 3、整体设计方案 3.1 硬件总体设计 硬件系统总体设计如图1所示。 3.2 设计电路框图和原理 红外自动门控制系统的硬件组成如图2所示。本系统主要由AT89C51单片机及其外围电路、红外检测电路，门行程检测电路、步进电机控制电路、故障检测电路、故障显示电路、控制方式切换电路等七部分组成。单片机循环检测红外检测电路和门行程检测电路输出信号，据此产生步进电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应的控制方式。如门在关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开，当系统出现故障，进入故障处理程序。 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门扇开启；门扇开启后由控制器做出判断，如需关门，通知马达作反向运动，关闭门扇。 感应自动门的种类很多，在此，仅以平移型感应自动门机作为设计的重点。平移式自动门机组由以下部件组成： (1)主控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集
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)
扬州大学水利与能源动力工程学院本科生课程设计 课程：电气控制及可编程控制器课程设计 专业：建筑电气与智能化 班级： 学号： 姓名： 指导老师：李新兵、蒋步军 完成日期：2014年6月27日
目录 一、任务书 (2) (一）.题目 (2) （二）.概况及控制要求 (2) 二、控制方式选择 (2) （一）.控制方式比较 (2) (二）.PLC型号的选择 (2) 1. 功能要求 (3) 2. 价格要求 (3) 3. 个人喜好要求 (3) 三、PLC编程思路分析 (3) （一）.实现方法 (3) （二）.方案比较 (4) 四、外部接线的设计 (4) （一）.I/O接线图 (4) （二）.控制流程 (5) 五、软件设计 (5) （一）.流程图 (5) （二）.梯形图 (6) （三）.指令语句 (7) 六、总结体会 (8) 参考文献 (9)
一、任务书 (一）.题目 自动门控制系统设计 （二）.概况及控制要求 在商店，银行等入口，经常使用感应自动门，有人出入时能够自动打开和关闭大门。 有人接近时，门应自动打开。 门打开后，应保持开状态，直到门的通道上已无任何人为止。 如果门的通道上已无任何人，门必须在很短的时间里自动关闭。 设置功能选择控制开关：○1常开，常关，自动三种状态；○21只能进，只能出。 门故障时，蜂鸣器发出报警信号。 二、控制方式选择 （一）.对于选用的控制方式比较 对继电控制，单片机控制，PLC控制进行比较 继电控制常常适用于高压电路且控制方式比较简单的电路中，设计复杂的开关过程 时电路复杂，且体积大，噪声大，门的开关不需要那么大的控制电路，编程也过于复杂，不能选用。 单片机的稳定性不好，门的控制要求一定的抗干扰性，安全性，不能选用。 Plc有小型化，稳定性好，编程简单的特点，故选用PLC控制。 (二）.PLC型号的选择 对于PLC型号的选择问题，则有以下几个方面要考虑：
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。
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.
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 国外自动门发展现状1 1.2 本课题研究的容2 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9 3.4 变频器的选型9 3.5 感应开关的选型12 后记12 参考文献12
自动门控制系统的设计 第一章绪论 1.1 国外自动门发展现状 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，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，于是迅速在国外建筑市场上得到大围的普及。 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。