基于plc控制的自动平移门.doc

毕 业 设 计（论 文）设计题目：基于基于 PLCPLC 控制的自动平移门控制的自动平移门专 业：机电一体化机电一体化班 级：学 号：姓 名：指导老师：起讫日期20142014 年 1010 月 1515 日～20152015 年 5 5 月 1515 日江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门2摘要摘要本文设计了一个基于三菱 FX2N—16MR 的 PLC 和艾默生 EV1000 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 I/O 地址的分配、主电路图、接线图以及梯形图；最后，对 PLC 程序进行说明 关键词：PLC 变频器 控制 自动门 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门3目录目录摘要21 引言 41.1 自动门的具体应用 .51.2 自动门的组成部件 .52 自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 .62.2 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 93.1 驱动装置的选型 .93.2 可编程控制器（PLC）的选型 .103.3 变频器的选型 113.4 变频器的参数设定 123.5 感应开关的选型 133.6 限位开关的选用 144 控制系统 PLC 程序设计.154.1 控制要求 154.2 项目任务 154.3 I/O 分配 154.4 主电路和 PLC 接线图 164.5 PLC 程序设计及说明 174.6PLC 梯形图 .20结束语.22致谢.23参考文献.24江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门41 引言引言在 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 PLC 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江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门51.1 自动门的具体应用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 1-1 所示图 1—1 自动门图片1.2 自动门的组成部件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 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江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门62 自动平移门的总体结构设计方案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平移门的构造和参数自动门门面结构如图 2-1 所示：光 光电 电开 开关 关安 安全 全光 光线 线防 防夹 夹人 人光 光栅 栅图 2-1 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 2-1 所示：江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门7表 2-1 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1 200kg门体高度2.5m开启保持时间15s（可调）开门速度80cm/s（可调）2.2 自动平移门的机械结构自动平移门的机械结构传动机构如图 2-2 所示电机传动轮直径：D=5cm，大传动轮直径：D′=25cm，同圆心中传动轮直径：D〞=10cm电机和大传动轮的传动比：i=2πr′/2πr =D′ /D =5I-1传送皮带皮带滑轮吊架轨道滑轮电机图 2-2 自动门机械传动结构江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门82.3 自动平移门的系统方案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2-3 所示：图 2-3 控制系统结构江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门93 自动平移门控制系统设备选型自动平移门控制系统设备选型3.1 驱动装置的选型驱动装置的选型根据本论文所设计的自动平移门的要求，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 YVP132M—4 型，额定电压为380V根据生厂商提供的电机结构图如图 3-1 所示；电机外观图如图 3-2 所示和电机尺寸和参数表如表 3-1 所示：YVP 变频调速三相异步电动机变频调速三相异步电动机(B3)产品分类：产品分类： YVPYVP 系列变频调速三相异步电动机系列变频调速三相异步电动机 机座中心高：机座中心高：H80~H355mmH80~H355mm 额定输出功率：额定输出功率：0.55kW~315kW0.55kW~315kW 电源电压：电源电压：380V,50Hz380V,50Hz ( (可根据用户定制可根据用户定制) ) 防护等级：防护等级：IP54IP54、、IP55IP55 绝缘等级：绝缘等级：F F 冷却方式：冷却方式：IC416IC416图 3-1 电机尺寸图江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门10图 3-2 电机外观图表 3-1 电机尺寸（单位 mm）和参数表3.2 可编程控制器（可编程控制器（PLC）的选型）的选型PLC 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、关门指示灯、报警指示灯共有 6 个输入输出点总计有 12 个3）PLC 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 S7-200 系列、松下、三菱的 FX 系列等4）经济性的考虑：选用 PLC 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 FX2N—16MR 系列的PLC如图 3.2.3-1 所示ABCDEFGHKM216178893880103313212265 NPRSTABACADHDL 2303000154270275210345510型号转速频率电压电流 132M-40-900r/min0-50Hz380V0.5A江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门11图 3.2.3-1 三菱 FX2N—16MR 系列 PLC三菱 FX2N-16MR-D 其参数意义为:三菱 FX2N 系列的 PLC，有 16 个 I/O分配点（输入输出点），继电器输出型，使用 DC24V 电源，DC 输入的基本单元。

3.3 变频器的选型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380V ，所以变频器输出 的三相电压应为 380V电流匹配：由电机选型参数可知电机 YVP 型最大电流值为 0.5A，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 0.55KW，所以选取变频器时其容量必须大于 0.6KW 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EV1000—4T0007G 型号的变频器如图 3-3 所示 江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门12图 3-3 艾默生 EV 系列变频器3.4 变频器的参数设变频器的参数设定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模式 1 的示意图如图 3-4 所示图 3-4 两线运转模式 1 的示意图本文设计开门速度为 80cm/s，即电机皮带轮线速度为 80cm/s由线速度和电机转速之间的关系 V=2πnr/60=nr/10（π 取 3）可得电机转速：n=80×10/2.5=312r/min由旋转磁场的转速 n´=60f/p=60×50/4=750r/min由此可得转差率 S=（n´-n）/ n´=（750-312）/750=0.5（近似值）在由三相电机转速公式 n=（1-s）60f/p 可得320=（1-0.5）60f/4f = 43 Hz（近似值）参数设定如下：表 3-2 变频器参数设定表参数含义FP.02=2恢复出厂设置F0.00=0LED 键盘显示上下调节F0.02=43HZ运行频率设定F0.12=50HZ上限频率F0.13=5HZ下限频率江苏工程职业技术学院毕业设计（论文） 基于 PLC 控制的自动平移门133.5 感应开关的选型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 D203S 型的红外传感器。

如图 3-5D203S 型的红外传感器具有易于调节的红外感。