畢業論文--自動門控制系統的plc設計-畢業設計-文庫吧

【正文】 ，控制器通過驅動裝置將門打開。當人通過之后，再將門關上。由于自動平移門在通電后可以實現無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內外建筑市場上得到大范圍的普及。 自動門的控制方法有很多，從控制器的不同來說，有繼電器控制，即通過 按鈕和復雜的接線安裝來控制；智能控制器控制，即通過運行現代自動化設備來控制，它具有穩定性高，安全等優點，因此被很多生產廠商所運用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動門所淘汰。 在智能控制器的選折上，自動門的主控制器有微電腦控制器控制和可編程控制器（ PLC）控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等特點，目前有許多廠家采用此種方式生產自動門， PLC 控制的特點是穩定型高、維護方便，目前許多大型商場的自動門都是有這種方式來控制的。 本課題研究的內容 本設計將在以下幾個方面對自 動門的控制系統進行研究和論證。 1. 自動門類型的選擇。 綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。 2. 自動門硬件系統的設計 本課題設計的自動門要求有很高的穩定性來滿足日常的需要，故在本設計中所選用的智能控制器為穩定性良好的德國西門子公司生產的 CPU224 小型 PLC。在自動門的開關門速度控制上本設計以變頻器作為調節器，運用 變頻器的三段速控制實現自動門的轉速控制，為了解決在頻率很低時出現不穩定的問題，驅動裝置選用功率強大、穩定性好的自帶減速裝置的直流電動機，在感應器方面運用了自動門專用的微波雷達感應器和在工業控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩定性好的接近傳感器，運用感應器的開關量信號輸入給 PLC 來實現 PLC 對自動門的控制。由于本課題的具體需要在硬件系統的設計7 7 過程中主要考慮自動門的經濟實用、穩定的需要。 3. 自動門的軟件設計 在本設計中選用了目前運用最多的 PLC編程語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設計出自動門的控制要 求，并能更好的考慮到安全性和故障報警等問題，梯形圖的編寫運用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時間。 本課題研究的目的和意義 在超級市場、公共建筑、銀行、醫院入口，經常使用自動門控制系統。使用自動門，可以節約空調能源、降低噪音、防風、防塵，同時可以使出口顯得莊重高檔，因此應用非常廣泛。自動平移門最常見的形式是自動門及門內外的光電開關，當人走進自動門時，感應開關感應到人的存在，給控制器一個開門的信號，控制器通過驅動裝置將門打開，當人通過門 之后，在將關閉。由于自動平移門在通電后可以實現無人管理，既方便又提高了建筑檔次，于是迅速在國內外建筑市場上得到了廣泛應用。 自動門在國外早就得到了普遍應用，在國內也逐漸得到了大家的認可，已經迎來了自動門發展的黃金時期。 早期自動門控制系統采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩定、不易維修等缺點已被逐漸淘汰。 PLC 是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。他采用可以編程的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、和算數運算等操作指令，并能通過數字式和開關量的邏輯控制的輸 入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，適用性強，系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優點。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領域的應用都得到了長足的發展。因此運用 PLC 控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等優點。 本課題的自動門設計運用 PLC 做控制器能大大提高自動門的穩定性和經濟性，對與整個自動門行業是一次技術革新，提高了自動門的使用率，因此，進8 8 行自動門的 PLC 控制系統的設計，可以推動自動門行業的發 展，擴大 PLC 在自動門行業乃至整個自動化行業的應用，具有一定的經濟和理論研究價值。 3 自動門控制系統總體方案設計 在自動門的功能需求分析 本設計面向商場入口的應用，需要有安全性和可靠性。根據商場中對自動門的具體要求，本課題所設計的自動門應由以下功能： （ 1） 開門和關門控制應有手動和自動方式 為了便于維護，自動門應具有手動和自動方式。當信號采集裝置檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門口且門未關閉，PLC 動作輸出信號開控制點動機正轉或者反轉來開門或者關門。 （ 2） 緊急停止 當自動門出現夾 人現象時，可閉合緊急停止開關，自動門自動進入開門過程。 自動門控制系統包含 PLC 控制和執行元件構成。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為目前大多自動門的控制方式。本課題所設計的自動門控制系統采用 PLC 為控制中心來控制傳動機構從而控制門的開和關實現門的自動化控制。 自動門的控制要求 （ 1） 當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關 K1或 K2 時，開門執行機構KM1 動作，電動機正轉，到達開門限位開關 K3位置時，電機停止運行。 （ 2）自動門在開門位置停留 8 秒后，自動進入關門過程，關門執行機構 KM2被起動，電 動機反轉，當門移動到關門限位開關 K4位置時，電機停止運9 9 行。 （ 3） 在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關 K2 或K1 時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。 （ 4） 在門打開后的 8 秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關 K2 或 K1時，必須重新開始等待 8秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。 自動門控制系統構成 自動門控制系統包含 PLC 控制和動作執行元件構成。采用自動和手動電動控制方式，此種控制方式為目前大多自動門的控制方式。本課題所設計的自動門控制系統采用 PLC 為控制 中心來控制傳動機構從而控制門的開和關實現門的自動化控制。 概述 可編程控制器，英文 Programmable Controller,簡稱 PLC，本課題中用 PLC 作為它的簡稱。 PLC 是用于工業現場的電控制器。它源于繼電器控制技術，但基于電子計算機。它以微處理器為核心，集自動化技術、計算機技術、通信技術為一體，它通過運行儲存在其內存中的程序，把經輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現對負載的控制。 PLC基于電子計算機，但并不等同于計算機。普通 計算機進行入出信息交換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。而 PLC則要考慮信息入出的可靠性、實時性、以及信息的實際使用。特別要考慮怎樣適應于工業環境，如便于安裝便于門內外感應采集信號，便于維修和抗干擾等問題，入出信息變換及可靠地物理實現，可以說是 PLC 實現控制的兩個基本點。 PLC 可以通過他的外設或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強得多。 PLC有豐富的指令系統，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容量的內存，有可靠的自身監控系統，因而具有以下基本功能： （ 1） 邏輯處理 功能； 10 10 （ 2） 數據運算功能； （ 3） 準確定時功能； （ 4） 高速計數功能； （ 5） 中斷處理 (可以實現各種內外中斷 )功能； （ 6） 程序與數據存儲功能； （ 7） 聯網通信功能 ； （ 8） 自檢測、自診斷功能。 可以說，凡普通小型計算機能實現的功能， PLC 幾乎都可以做到。像 PLC 這樣，集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的，更是傳統的繼電器控制電路所無法比擬的。豐富的功能為 PLC 的廣泛應用提供了可能，同時，也為自動門行業的遠程化、信息化、智能化創造了條件。 現代化工業生產過程是復雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。 PLC專為工業控制應用而設計，一經 出現就受到了廣大工程人員的歡迎。其主要特點有 : (1) 抗干擾能力強，可靠性能高 (2) 控制系統結構簡單，通用性強 (3) 編程方便，易于使用 (4) 功能強大，成本低 (5) 設計、施工、調試的周期短 (6) 維護方便 PLC 與其它典型控制系統的區別 繼電器控制系統雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸點。是設備連線復雜，且觸點在開閉時易受電弧的損害，壽命短，系統可靠性差。 繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機械觸點的串聯或并聯，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統構成后，想在改 變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點數目有限，每個只有 48對觸點，因此靈活性和擴展性很差，而 PLC 采用存儲器邏11 11 輯，其控制邏輯以程序方式儲存在內存中，要改變控制邏輯，只需要改變程序即可，因此靈活性和擴展性很好。