PLC自动门控制系统.doc

m gznOIuoz畫lull-曇# 心 载z—80 i & 事目录1 •前言 32 •国内外自动门发展 32.1国内外自动门发展现状 42.2本课题研究的目的和意义 63 .自动门控制系统总体方案设计 73.1在自动门的功能需求分析 73.2自动门的控制要求 73.3自动门控制系统构成 83.3.1PLC 概述 83.3. 2具体构成 94 •自动门控制系统的硬件设计 104.1 PLC的选择 105 •自动门控制系统软件的设计 125.1工作过程的分析 125.2程序程流图 146. 系统程序设计. 156.1过程分析 15总结 161•刖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，自动门已经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2•国内外自动门发展2.1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的影响，因此，自动门还可以分 为一般自动门和频繁使用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，一般只使用余高档酒店宾馆，自动平移门使用的最广 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，当人走进门时，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 开当人通过之后，再将门关上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有很多，从控制器的不同来说，有继电器控制，即通过 按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运行现代自动化设备 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存在许多缺陷而逐步被智能控制器的自动门所淘 汰在智能控制器的选折上，自动门的主控制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控制的特点是稳定型高、维护方便，目前 许多大型商场的自动门都是有这种方式来控制的2.2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1） 自动门类型的选择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手动和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2） 自动门硬件系统的设计本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需要，故在本设计 中所选用的智能控制器为稳定性良好的德国西门子公司生产的CPU224小型 PLC在自动门的开关门速度控制上本设计以变频器作为调节器，运用变频器的 三段速控制实现自动门的转速控制，为了解决在频率很低时出现不稳定的问 题，驱动装置选用功率强大、稳定性好的自带减速装置的直流电动机，在感应 器方面运用了自动门专用的微波雷达感应器和在工业控制上大量运用的具有检 测精度高、寿命长、稳定性好的接近传感器，运用感应器的开关量信号输入给 PLC来实现PLC对自动门的控制。

由于本课题的具体需要在硬件系统的设计过 程中主要考虑自动门的经济实用、稳定的需要3） 自动门的软件设计在本设计中选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图，梯形图能直观明 了的设计出自动门的控制要求，并能更好的考虑到安全性和故障报警等问题， 梯形图的编写运用西门子自带的编程软件，此软件具有强大的诊断功能，能更 快的查处故障原因，从而大大缩短了维修时间2・3本课题研究的目的和意义在超级市场、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，可以节约空调能源、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早期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、不易维修等缺点已被逐渐淘汰。

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，维修方便等优点本课题的自动门设计运用PLC做控制器能大大提高自动门的稳定性和经济 性，对与整个自动门行业是一次技术革新，提高了自动门的使用率，因此，进 行自动门的PLC控制系统的设计，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3•自动门控制系统总体方案设计3.1在自动门的功能需求分析本设计面向商场入口的应用，需要有安全性和可靠性根据商场中对自动门 的具体要求，本课题所设计的自动门应由以下功能：(1) 开门和关门控制应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。

当信号采集装置检测到有 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 信号开控制点动机正转或者反转来开门或者关门2) 紧急停止当自动门出现夹人现象时，可闭合紧急停止开关，自动门自动进入开门过 程自动门控制系统包含PLC控制和执行元件构成采用自动和手动控制方 式，此种控制模式为目前大多自动门的控制方式本课题所设计的自动门控制 系统米用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3.2自动门的控制要求(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3.3自动门控制系统构成自动门控制系统包含PLC控制和动作执行元件构成。

采用自动和手动电动控 制方式，此种控制方式为目前大多自动门的控制方式本课题所设计的自动门 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3.3.1PLC 概述可编程控制器，英文Programmable Controller,简称PLC，本课题中用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以微处理器为核心，集自动化技术、计算机技术、通信 技术为一体，它通过运行储存在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得 到的输入信息，变换为所要求的输出信息，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，但并不等同于计算机普通计算机进行入出信息交 换时，大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的而PLC则要 考虑信息入出的可靠性、实时性、以及信息的实际使用特别要考虑怎样适应 于工业环境，如便于安装便于门内外感应采集信号，便于维修和抗干扰等问 题，入出信息变换及可靠地物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本点PLC可以通过他的外设或通信接口与外界交换信息其功能要比继电器控制装 置多得多、强得多。

PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的 内存，有可靠的自身监控系统可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎都可以做到像PLC这 样，集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的，更是传统的继电器控制电 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、智能化创造了条件现代化工业生产过程是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同PLC 专为工业控制应用而设计，一经出现就受到了广大工程人员的欢迎3.3. 2具体构成自动门系统的具体组成如下图:PLC,PLC根据已经采集的信号发出控制信号，是驱。