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PLC自动门控制系统的设计1

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PLC自动门控制系统的设计1_第1页
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摘要随着科学技术的发展,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,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:可编程控制器; 自动门; 控制系统目 录序 言 5第一章 自动门介绍 61.1 研究背景与研究意义 61.2 自动门的简介 71.3 自动门的组成及分类 71.3.1 自动门的组成 71.3.2 自动门的分类 81.4 本章小结 8第二章 PLC的介绍及选择 92.1 PLC的简介 92.2 PLC的主要功能及特点 102.2.1 PLC的主要功能 102.2.2 PLC的特点 112.3 PLC的组成 112.4 PLC的工作原理 132.5 本章小结 13第三章 自动门控制系统的硬件设计 143.1 PLC的选型 143.2 驱动装置的选型 163.3 感应器件的选型 163.4传动装置 173.5 限位开关 173.6 自动门控制系统I/O地址分配表 173.7 自动门控制系统的原理图 183.7.1 主电路图及供电线路 183.7.2 PLC的外接线路图 193.8 本章小结 19第四章 自动门控制系统的软件设计 204.1 控制系统流程设计 204.2 本章小结 25结束语 26致 谢 27参考文献 28序言自动门控制系统,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篇论文的主要研究讨论的课题。

自动门是指:可以将人接近门的动作(或将某种入门授权)识别为开门信号的控制单元,通过驱动系统将门开启,在人离开后再将门自动关闭,并对开启和关闭的过程实现控制的系统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,能耗低等优点例如:各种用可识别感应器控制的自动专用门这是实现生活自动化进程的一个重要组成部分自动门的问题研究,其控制系统可追溯到早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制,已逐渐被淘汰而基于PLC(可编程控制器,以下统一用“PLC”表示)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。

所以此设计中,我以西门子公司S7-200系列PLC为控制系统的核心元件,作信号的处理工作而感应部分,采用BISS0001芯片与RE200B热释电元件的组合,实现人或物体进出时的信号转换装置而实现门的开与关,则用直流电机作为动力装置,配以继电器控制来达到电机正反转动作,并加上行程开关作为限位,以实现该功能,因为以上器件在生活中非常容易购买,且价格适宜,同时也便于维护,非常适合广泛生产应用本课题所研究的自动门控制系统,主要通过PLC作为控制基础,加上对红外热释电传感器的应用,从而实现了门的“自动”功能,此设计拓展了PLC的应用层面,增加了实现自动门控制系统的选择性第一章 自动门的介绍本章主要从自动门的研究背景与意义、自动门的介绍及起源、自动门的组成及分类三个部分来对自动门进行简单的了解1.1 研究背景与研究意义21世纪的今天,门更加突出了安全理念,强调了有效性:有效的防范通行、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,已经形成了种类齐全、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、时尚的姿态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们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有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)不要认为样本上全是外国语,资料也是外国语的商品就是进口商品,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自动门平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达,当人走近自动门时,雷达感应到人的存在,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开门信号是触点信号,微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。

微波雷达是对物体的位移反应,因而反应速度快,适用于行走速度正常的人员通过的场所,它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后,雷达便不再反应,自动门就会关闭,对门机有一定的保护作用红外传感器对物体存在进行反应,不管人员是否移动,只要在处于传感器的扫描范围内,它都会反应即传出触点信号缺点是红外传感器的反应速度较慢,适用于有行动迟缓的人员出入的场所1.2 自动门的简介自动门 英文名:automatic door 自动门开始在建筑物上使用,是在二十世纪二十年代以后二十年代后期,美国的超级市场的开放,自动门开始被使用,受此影响,世界第一自动门品牌多玛在1945年开发出油压式、空气式自动门,新建大楼的正门也开始使用了到了1962年,电气式已开始出现,之后伴随着城市的建设,自动门技术的领域每年都在增加当初,用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难,只好进行油压、空压速度控制,转换但因能源利用效率很低,然而伴随着电气控制的技术发展,现在电气控制技术已经成熟,直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流例如:各种用可识别控制的自动专用门,如:感应自动门(红外感应,微波感应,触摸感应,脚踏感应)、刷卡自动门等。

现代自动门的操作主要有三种方①脚踏板式:在踏板之下装有压力开关②光电束式:在门的附近设置光束发射装置和光电传感装置③按钮方式:用手按类似开关的按钮使门扇打开自动门以滑动、铰链或折叠等方式启闭门扇为了防盗,必须同时装有特殊的设备,例如家庭用的自动门就需要装设来人识别装置或电视监视器等,对家庭以外的人员进行严格限制自动门在商场、宾馆、饭店、机场、车站、银行等场合已得到广泛应用1.3 自动门的组成及分类1.3.1 自动门的组成主控制器: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;同时人们通过主控制器调节门扇开启速度、开启幅度等参数感应探测器: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脉冲信号;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门扇行运轨道:就像火车的铁轨,约束门扇的吊具走轮系统,使其按特定方向进行门扇吊具走轮系统: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。

1.3.2自动门的分类 自动门主要有:旋转自动门、弧形自动门、平滑自动门、平开自动门、折叠自动门、重叠自动门、医用自动门、卷闸自动门、车库自动门、特种自动门等1.4 本章小结本章主要介绍了自动门控制系统的研究意义与背景、自动门的介绍与起源、自动门的组成及分类主要是对自动门的发展历史以及其基本概念有一个大致的了解,为下面的设计打下一个基础 第二章 PLC的介绍及选择可编程控制器(Programmable Controller 简称PLC)PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的控制系统可编程控制器具有能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单等优点,是当代工业生产自动化的主要手段和重要的自动化控制设备由于PLC在自动化控制中的种种优势,因此被广泛的引用于自动门系统中2.1 PLC的简介由于PLC在不断发展,因此,对它进行确切的定义是比较困难的美国电气制造商协会(NEMA)经过四年的调查工作,于1980年正式将可编程序控制器命名为PC(Programmable Controller),但为了与个人计算机PC(Personal Computer)相区别,常将可编程控制器简称为PLC,并给PLC作了定义:可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入∕输出接口,以位运算为主,能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能,用于控制器或产生过程的自动化控制装置。

1982年,国际电工委员会(International Electrical Committee,IEC)颁布了PLC标准草案第一稿,1985年提交了第二稿,并在1987年的3稿中对PLC作了如下的定义:“PLC是一种数字运算的电子系统,专为工业环境下应用而设计它采用可编程序控制器的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入,控制各种类型的机械或生产过程可编程控制器及其有关的外围设备,都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计上述的定义表明,PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置,是以微处理器为基础,结合计算机技术、自动控制技术和通信技术,用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程是一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置2.2 PLC的主要功能及特点2.2.1 PLC的主要功能1.开关逻辑和顺序控制这是PLC应用最广泛、最基本的场合它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制,从而可以实现各种控制要求2.模拟控制(A/D和D/A控制)在工业生。

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