2022年自动门设计 .pdf

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1、目录引言-1 第一章自动门控制装置的设计任务-2 1.1自动门控制装置的硬件组成-2 1.2控制要求-2 第二章自动门控制装置框图与原理-3 2.1自动门控制装置框图-3 2.2自动门控制装置系统的工作原理-3 2.2.1自动感应门机的基本工作原理-4 2.2.2行程开关(限位开关)的工作原理-5 2.2.3光电开关的工作原理-5 第三章自动门控制装置系统程序-6 3.1梯形图-6 3.2I/O 输入输出分配-7 3.3程序过程分析-7 3.4系统调试-8 设计体会-10 参考文献-11 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 12 页 -2 引言随着生产力和科学技术的不

2、断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。目前，可编程控制

3、器PLC 主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(Distributed Control System)、现场总线控制系统FCS(Field bus Control System)，这将使 PLC 的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。PLC 控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。由于直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动

4、机超载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机。本论文主要是对门的自动开、关控制而论。自动门控制装置系统由检测元件红外传感器、继电器、可编程序控制器（PLC）、电动机组成。它主要是利用热释电人体红外传感器检测，有无人到门口的信号，再把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制电动机的转动。又由电动机带动门的开、关。当电动机正转时，门自动打开；当电动机反转时，门自动关闭。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 12 页 -3 第一章自动门控制装置的设计任务1.1 自动门控制装置的硬件组

5、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。光电探测开关为无光导通，有光断开。1.2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，电动机停止运行。(2)自动门在开门位置停留8s 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

6、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8s 等待时间内，若有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2 或 K1 时，必须重新开始等待8s 后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。(5)开门与关门不可同时进行。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 12 页 -4 第二章自动门控制装置框图与原理2.1 自动门控制装置原理框图2.2 自动门控制装置系统的工作原理1开启动作当人靠近自动门时，设置于门内外侧的检测装置（垫开关、红外线开关、光线开关等）将其检测出来，之后，信号送到控制装置。控制装置接到该信号后驱动马达向门的开启方向

7、马达的旋转带动减速器、皮带轮、皮带或链条，使门向开启方向运动。当门接近门挡通过开启制动位置时，制动力作用于马达，门减速，其速度变为徐行速度，行至门挡位置后停止。2关闭动作名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 12 页 -5 当人离开检测装置的检测范围，开启定时器定时结束后（该时间设定可以调整），控制装置将马达逆转，使门向关闭方向动作，门徐行后在门挡位置停止。2.2.1 自动感应门机的基本工作原理(1)主控制器：它是自动感应门的指挥中心，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

8、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，它就给主控器一个脉冲信号；(3)动力马达：提供开门与关门的主动力，控制自动感应门扇加速与减速运行。(4)自动感应门扇行进轨道：就像火车的铁轨，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：用于传输马达所产动力，牵引自动感应门扇吊具走轮系统。(7)下部导向系统：是自动感应门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。当自动感应门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，

9、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名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 12 页 -6 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自动感应门扇开启；自动感应门扇开启后由控制器作出判断，如需关自动感应门，通知马达作反向运动，关闭自动感应门。2.2.2 行程开关(限位开关)的工作原理行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种

10、根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关的限位，轿厢的上、下限位保护。2.2.3 光电开关的工作原理光电开关(光电传感器)是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 12 页

11、-7 第三章自动门控制装置系统程序3.1 梯形图名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 12 页 -8 3.2 I/O 输入输出分配序号输入信号说明1X000门内光电探测开关K12 X001门外光电探测开关K2 3 X002开门到位限位开关K34 X003关门到位限位开关K4表 1PLC 输入地址分配表序号输出信号说明1Y000开门执行机构KM1（使直流电动机正转）2Y001关门执行机构KM2（使直流电动机反转）表 2PLC 输出地址分配表3.3 程序过程分析1、当外检测开关或内检测开关有信号时X000 或 X001 闭合。由于开门限位开关X002 是长闭的，所以Y000

12、 线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Y000 线圈通电时Y000 闭合，此时电动机正转带动自动门扇移动，执行开门过程。2、当门扇完全打开时，使开门限位开关X002 打开，Y000 线圈断电.电动机停止转动。3、当门扇停止移动时，由于开门限位开关的长闭变成长开，故使长开闭合。进行8 秒的延时，若此时外检测开关或内检测开关X001 或 X000 有信号，则使T0 重新延时。4、当 8 秒的延时完毕后T0 线圈通电，关门限位开关关闭，所以使Y001 通电并自锁，电机反转执行关门过程。5、在关门过程中，若外检测开关或内检测开关X001,X002 有信号又使Y000

13、 通电，由于在关门过程中Y000 长闭，此时打开并中断关门过程，转向开门过程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 12 页 -9 3.4 系统调试1、语法错误检查-检查命令码及其格式名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 12 页 -10 2、双线圈检验-检查同一元件或显示顺序输出命令的重复使用状况3、电路错误检查-检查梯形图电路中的缺陷名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 12 页 -11 设计体会本设计完成了题目要求的基本部分的全部要求。由于时间的短缺而没有更好地完善，在今后条件允许的情况下再扩展。基本部分各单元工作

14、稳定。通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻言放弃，设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 11 页，共 12 页 -12 参 考 文 献1赵永江楼宇的门禁、监控及车库管理系统M北京：中国，电力出版社，

15、2005 2谢克明，夏路易可编程控制器原理与程序设计M 北京，电子工业出版社，2002 3张进秋可编程控制器原理及应用实例M北京：机械，工业出版社，2003 4 PLC 入门学习基础教程M 北京：机械，工业出版社，2003 5可编程序控制器应用指南易传禄主编上海科普出版社6 可编程序控制器原理及应用钟肇新彭 侃编华南理工大学出版社7 电气与可编程序控制器技术汤以范主编机械工业出版社8 PLC 编程及应用廖常初主编机械工业出版社9 SIMATIC S7-200可编程序控制器CPU22X 系统手册西门子(中国)有限公司10 可编程序控制器原理及应用赵金荣叶 真编上海应用技术学院名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 12 页，共 12 页 -