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1、自动门禁控制系统毕业论文 毕业论文题 目 基于PLC控制的门禁系统设计 专 业 电气工程及其自动化 摘 要 本文介绍了利用可编程控制器PLC和三相交流电机组成的自动门禁控制系统，给出了系统的PLC和三相交流电机的主要控制技术环节。中心控制器通过与IBA AC-08系统控制器和各种传感器（防夹，红外感应传感器，接近开关传感器）的连接，实现仓库门系统的自动启停，自动定位，调速功能和夜间闭锁等功能，进而实现自动系统的安全可靠控制。同时充分利用已有资源和各种逻辑传感器和电铃、信号灯等报警装置组成简易的报警与处理系统。本文还介绍了系统的软件设计和仿真，并给出了系统的梯形图程序。关键词：PLC；IBA A
2、C-08系统控制器；传感器；自动门ABSTRACTThe configure of a automatic control system of automatic gate and the structure of its control system are presented in this paper. It pays more attention to the method using PLC ，Transducers and three-phase AC motor to control machine (defend to clip, the infrared dray respo
3、nds to spread the feeling machine, nearing to the switch to spread the feeling machine), carry out a system of automatic underway stop, automatic fixed position, adjust soon the function and nighttimes shut the lock etc. function, then carry out the safe credibility control of a system. This text st
4、ill introduces the software design of the system and adjusts to try, and give a form of language procedure of the system.Key words: Programmable Logic Controller; IBA AC-08.Transducer; Automatic Gate目 录摘 要BABSTRACTC1 概述11.1 自动门禁与报警简介11.2 设计任务及方案说明21.3 自动门控制装置系统的工作原理21.4 自动门控制装置系统的流程框图42 PLC简介52.1 可编
5、程序控制器产生与发展52.2 可编程序控制器的特点与分类72.3 可编程序控制器的组成与工作过程112.4 可编程序控制器的硬件基础152.5 可编程序控制器的软件基础152.6 可编程控制器的选择162.7 PLC的I/O端口分配与接线173 其它器材的选择与简介193.1 自动门的选择193.2系统控制器的选择193.3 行程开关的选择213.4 传感器的选择223.5 电机的选择244仓库自动门禁与报警系统254.1 自动门装置的主要电气原理图254.2 开关门程序274.3 作息时间及报警程序285 软件系统设计和仿真306 设计小结31参考文献32致 谢331 概述1.1 自动门禁与
6、报警简介在经济飞速发展的中国，在我们高楼耸立的大都市，在大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门禁与报警系统已经是随处可见。自动门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。门禁系统顾名思义就是对出入口通道进行管制的系统，它是在传统的门锁基础上发展而来的。传统的机械门锁仅仅是单纯的机械装置，无论结构设计多么合理，材料多么坚固，人们总能通过各种手段把它打开。在出入人员很多的通道（象办公大楼、酒店客房）钥匙的管理很麻烦，钥匙丢失或人员更换都要把锁和钥匙一起更换。为了解决这些问题，就出现了电子磁卡锁，电子密码锁，这两种锁的出现从
7、一定程度上提高了人们对出入口通道的管理程度，使通道管理进入了电子时代，但随着这两种电子锁的不断应用，它们本身的缺陷就逐渐暴露，磁卡锁的问题是信息容易复制，卡片与读卡机具之间磨损大，故障率高，安全系数低。密码锁的问题是密码容易泄露，又无从查起，安全系数很低。同时这个时期的产品由于大多采用读卡部分（密码输入）与控制部分合在一起安装在门外，很容易被人在室外打开锁。这个时期的门禁系统还停留在早期不成熟阶段，因此当时的门禁系统通常被人称为电子锁，应用也不广泛。自动报警系统极大的提高了各种设施的安全系数。可编程控制器（PLC）在继电器的控制和计算机控制的基础上开发出来的，是一种应用于工业生产过程控制，具有
8、实时数字化处理能力的硬件设备，为工业自动化提供高可靠性的自动控制装置。可编程控制器（PLC）在工业现场因其编程方便，抗干扰能力强，获得了广泛的应用。具有可靠性高，环境适应好，编程简单，使用方便以及体积小，重量轻，功耗低等优点，迅速成为当代工业自动化的支柱设备。进出仓库的方便与否直接关系到生产的效率，同时仓库储存的物品要求能妥善保管，贵重物品还要求能防盗，因此对安全要求也比较高，并且仓库储存的大部分物品都不耐潮湿和高温，因此为仓库设计及全天候的自动门禁与报警系统门禁是很有必要也很有意义的。由于自动门禁的适用性、自动报警的快速准确性、可编程控制器（PLC）的优越性，为此我设计自动门禁与报警系统，具
9、有安装维护简单、方便可靠、节能和安全等多种特性。1.2 设计任务及方案说明（1）通过刷卡或者密码输入后，门自动打开，同时待人通过后，等待数秒，在没人再靠近门时，门自动关闭。此过程可通过IBA AC-08单门控制器实现感应功能，三相交流电机实现门的开与关。（2）在休息休假时，门可以转为门禁功能，当有人靠近只做报警，不启动电机。这里可以加一套响铃电路实现，而感应部分仍然用热释电红外传感器。（3）考虑到一些人流通量大，长期开关会导致门的损耗较大，因此设有手动开关门的按钮。原理就是电机的交流接触器的互锁与正反转功能来实现。（4）报警系统能全天候不间断监控仓库环境，能及时发现问题并且报警。1.3 自动门
10、控制装置系统的工作原理(1) 当有人由内到外或者由外到内输入密码或者刷卡时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电流通过。电动机正转，到达开门限位开关位置时，电动机停止运行，从而完成开门工作。(2) 当自动门到开门限位开关位置时启动可调延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时电机停止运行，关门过程完成。(3) 在关门过程中，当有人员由外到内或者由内到外通过光电检测开关，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，若有人员由外到内或者有内到外通过光电检测开关时，必须重新开始等待8秒后，在
11、自动进入关门过程，以保证人员安全通过。(5) 因有时人员流通量大时，频繁开门和关门会影响电机工作寿命和浪费电力，因此设有启动按钮SB7，开门或关门的状态下关闭自动门，即可实现。(6)考虑到自动门在出现故障或者维修的时候，用自动控制存在一定的问题，最后决定增加手动开门和关门开关。(7) 在休息时可转为门禁模式，当有人靠近时，光电检测开关感应，激活报警单元通知保安，而不进行门的开关。1.4 自动门控制装置系统的流程框图结 束没有返回有否是否是返 回开 始是否工作时间SB1SB2是否有信号开门（KM0通电 电机正转）门碰到SQ1停止 门全开延时8秒 时间可调是否有人通过是否有人通过关门 KM1线圈通
12、电电动机反转门碰到SQ2停止 门处于关闭状态SB1SB2是否有信号电铃发出报警声是否有保安前来确认结 束是否是否否是2 PLC简介2.1 可编程序控制器产生与发展2.1.1 可编程序控制器产生1968年，美国通用汽车公司（GM）为适应生产工艺不断更新的需要，提出一种设想：把计算机的功能完善、通用、灵活等优点和继电器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来，制成一种通用控制装置。这种通用控制装置把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，采用面向控制过程、面向对象的语言编程。使不熟悉计算机的人也能方便地使用，并提出十项招标指标。美国数字设备公司（DEC）根据这一设想，于1969年研制成
13、功了第一台可编程序控制器PDP14，并在汽车自动装配线上试用获得成功。该设备用计算机作为核心设备。其控制功能是通过存储在计算机中的程序来实现的，这就是人们常说的存储程序控制。由于当时主要用于顺序控制，只能进行逻辑运算，故称为可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）1。进入80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，也使得可编程序控制器逐步形成了具有特色的多种系列产品。系统中不仅使用了大量的开关量，也使用了模拟量，其功能已经远远超出逻辑控制、顺序控制的应用范围。故称为可编程序控制器（Programmable Controller，简称PC）
14、。但由于PC容易和个人计算机（Personal Computer）混淆，所以人们还沿用PLC作为可编程控制器的英文缩写名字1。PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。可编程序控制器广泛地应用于工业控制。它通过用户存储的应用程序来控制生产过程，具有可靠性高、稳定性和实时处理能力强的优点。可编程序控制器是把计算机技术与继电器控制技术有机
15、结合起来，为工业自动化提供的几乎完美的现代化自动控制装置1。以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/21/10。它的重量小于150g。由于体积很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备，PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2.1.2 可编程序控制器的发展同计算机的发展类似，目前可编程序控制器正朝着两个方向发展。一是朝着小型、简易、价格低廉的方向发展。如OMRON公司的CQM1、 SIEMENS公司的S7-200一类可编程序控制器。这种可编程序控制器可以广泛地取代继电器控制系统，用于单机控制
