PLC的自动门控制系统设计.doc

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1、单位代码 学号 分 类 号 密 级 毕业论文 PLC的自动门控制系统设计 院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师 2012年 4月 8日 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

2、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 PLCABSTRACTWith the continuous development of science and technology, automatic

3、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 cont

4、rol 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 sens

5、ors, 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 PLCs operating

6、 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 controll

7、er designed to replace traditional relay, contactor control systems, automatic door control process.KEY WORDS: Automatic Doors，Control Programming，Ladder，DriveXXXIV 0 社业.用术速频.斗 0.版金冶应础 伟 版业机及原 王) 技 论期系门电直变 于 黎 0 出工化的控工器编. 出工.设程器编 亚 .版业.技制编.瑞 .出大空 .用 代 永) 0 电.刊计系门动 张, 康 : ( 技电.统制门术 . - ,机 系制动智 英 霞 0

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11、因性经，控于动自计本比的合统制使分应选在影择等范、量、 对的点，增容器应值某加点影有对出品的较出，较进因等入作可扩的考应，济比能考， 考性 统制型用般便扩功 制配择理户因插或 供 型；控型小地择此定点 型选点或制按，度用。 位位 位位长 ：安控安现环应类模型为按类的 选型机间间平影要能术维操影接强能的断外断能换息出入与 件软诊断进能性 对件。和内断，障的确辑件通诊断件和硬功诊功诊求制合场特满等 如程言种应， 标其言的用本两)本构 句言语三 (模、 形 序言程准用常 型大作试统但成种行运收据主期扫机主据或制把编换行进内描一并控责 ， 的程编 式在方调使本成可程离程进制进场对 行到切编成制行备对服

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13、的。比所路电统更有器的身于富样到以乎 现机算普能功自检能功网能储存与能功断各实理断能功高能时定能能据能功逻 能功基以，统监靠有的有，通接的种，系富有多强、装比能息交外信或的通 本个制 以实的及变入，扰修于装于环于应虑别。实信性、可入信则 的虑一过出息息信大，息行机通算通不但计电制制载实程的输再进信输所变信到过的电经程中在储通机子基，制继它制的现用 称简 用计 ， 英控概 选) 器编 转转机保以员监，灯，输析 传器，定高的机温电监传度一机在坏芯电热电能动繁的，运坏而过机电保同或止在能的非是动向相门 号断的 冲，脉一产光收，物人过关同外的及与线其器接发线频定发夹外动间的物无程关检传号警给行反应物或

14、挤有种出是；行止坏关开或止的途可情种出开是如具时行它阻到时，过报测检门点点 用，程 制过，速电较位离运机， 信关限位最中行门关极叫位闭全检个一限叫置时完测用关程了设 号感并传装上位关理应做从的道时必，果好达了行门是检位运 点输 用，来内感别，需探开门电步，的根 中入 到信子路开给后大放放，成其来收感电热红出身门近有侧动自成电开路大、动由测应号号相产，同释不热收件片于接电被外人域区人一号器是于互应生其的有乎元两辐境，电的向反含感头式。信能理经续荷释，平电会辐人收，常辐右米为对的射体以探件。外左0长发 般温定恒器测体选需本。应区择地路常经行上行；应度择选楼、档，及安门自影性，关门是中制自场类在运能

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24、件制出，此化理作作统制点特 述详面等作的定的 选频型选对过的制等障门、位门、感了分成统及工系该分并门来器，设统作感及、外内器感用中统制自的变 （器编 了提设靠行门为单较保关、科司于始开动展发技学 要 日月年 教姓名名系设设门动 级 号 码 级 动设名教 日 要技开司关保行提了器（制用器外统器来该及成门门等的频的的详 制作此制序图 等应取制门动程控 , , . ， _ 背研 .发 _ 动发_ _ 系 .功 部 骤 数 门 自 制 _ 变 _ 器 门 .报 控制型_ _ 可型 .控 _ 软 概 图 _ 献 经国耸店写门工自探入感到开控将过自在能出调降令的息用其的已展优于制用造琐维。门装制 下计置存

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30、. 亚编. .工的 0 直电论 原机 版0.术社 目录前言1概述31.1 研究背景和研究意义31.2 国内外自动门的发展状况41.3 自动门技术发展方向5自动门控制系统总体方案设计72.1 自动门的功能需求分析72.2 自动门的部件组成82.3 系统设计的基本步骤82.4 自动门技术参数的确定92.5 自动门的控制要求10自动门硬件系统的设计113.1 控制系统结构设计113.2 驱动装置的选择113.3 变频器的选择123.3.1 变频器原理123.3.2 变频器的选型133.4 探测器的选择133.5 自动门运行位置检测143.6 门运行障碍检测、报警153.7 可编程控制器(PLC)的选

31、型153.7.1 PLC概述153.7.2 可编程控制器(PLC)的选型163.8 可编程控制器(PLC)的I/O分配19自动门软件系统的设计214.1 PLC梯形图概述214.2 程序流程图22结论25谢 辞26参考文献27 前言 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、写字楼里自动门已经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应探测器来感应人的出入，当人走近自动门时，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。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管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、

32、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应用，在我国也以其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

33、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。本设计主要介绍运用PLC为控制器的自动门的开发和研究，所有产品的开发都要讲究实用，本设计开发的产品对许多的场合都能适用，而且能够简单化，不

34、论对于产品开发商还有使用者来说，都是最好的。他们需要的是一个廉价的又是一个实用的产品。此系统的设计正好具备了这样的一个要求，能够在大多数的地方应用。因此本设计就是解决了这样一个问题，还可以保证自动门的稳定性，且本设计意味着产品成本下降，效益提高。因此是一个比较实用且经济的产品。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

35、经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。大中型公共场所，为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿彩。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。由于中国没有相关的自动门国家标准，导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌（目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽量避免购买此类产品）。不要认为样本上全部

36、是外国语，资料也是外国语的商品就是进口的商品，其实这样是违反国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会这样做。在购买自动门时最好在授权的指定经销商处或认定销售店的商店购买（有悬挂的授权书），而且在购买时要清楚所购买设备的基本配置，防止买家克扣部件。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宠大，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。自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。自动门除可美化出入口环境外，由于自动门

37、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，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得到大范围的普及。同时也几乎成为了银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。自动平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加感应探测器，当人走近自动门时，感应探测器感应到人的存在，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。自动门的控制方法有很多，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；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

38、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

39、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。我国的自动门状况有如下几点：(1) 厂家多，规模小 56年来几年来， 自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。 (2) 专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委托代加工部分零部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的厂家，如

40、电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，这一趋势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。 (3) 高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。 (4) 产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大，加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。1.3 自动门技术发展方向由于目

41、前没有相关的技术标准，各厂家的产品都按照自己的企业标准进行生产，对各项技术指标的要求和测量方法都不尽相同，如提升力等参数，差别较大，在市场上造成了较大的混乱，给用户选择带来不便，也不利于行业的发展。因此，有必要制定自动门的技术标准，明确规定的主要技术指标以及测试方法等，引导市场有序竞争，促进行业发展。在建筑金属结构协会和门业标委会的大力推动下，自动门标准编制工作已经展开，目前有许继施普雷特机电设备有限公司、深圳固威特科技有限公司、沈阳未来科技发展有限公司、福建漳州市麒麟电子有限公司和上海昌顺电子信息技术有限公司等5家单位参与了此标准的编制工作。2005年4月2日，在北京召开了编制组成立会和首次

42、工作会议。经过编制组两个多月的工作，现该标准的初稿已经形成，拟于近期召开编制组第二次工作会议，对初稿进行讨论和修改。经过多年发展，自动门行业呈现以下发展趋势：(1) 智能化，多功能：今后的还将进一步提高智能化程度，如自动检测开关门行程位置，自动适应门体阻力的变化，以始终保持较高的遇障保护灵敏度等。还将增加一些新的功能，如和住宅安防系统配合使用等。(2) 免维护：采取多种措施，减少使用过程中的维护工作。 (3) 多样化：将会有各种各样不同外观和功能的产品，满足用户的不同需要。(4) 高安全性：随着用户安全意识的提高，安全性将是用户非常注重的一项指标，也将是一项基本要求。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