基于plc自動門的控制系統設計-資料下載頁

【導讀】此，它具備了普通門所沒有的優勢：雅觀漂亮，而且使用管理起來更加的安全、方便、舒適，因此自動門被廣泛的應用于大型商場、銀行、大酒店、機場、辦公大廈等各。種大型的公共場所。門大多采用PLC系統來進行集中控制。因此自動門的發展一個是在硬件設施上的完善，另一。個就是plc控制系統的不斷發展。自動門尤其是高級自動門的造價不菲，目前多應用于大型。自動門雖然作為高科技產品，動門在穩定性上還需要不斷的突破。分的輸送電壓穩定是一個應該重視的問題。由于中國的自動門技術起步較晚，掌握的技術相對稚嫩。雖然從事自動門行業的廠家很。多，但真正掌握成熟技術的卻很少。因此多是代理一些國外的自動門。普遍，安全性更有保障。紅外探頭來感應是否有人靠近，紅外探頭主要是對產生熱量的物體有感應，當人靠近是時，到驅動部分，通過電機執行動作完成開門動作。但這種技術存在著一些弊端，它會對一些高。溫的物體產生誤操作。

　　

【正文】 刷電機需要控制器來進行控制， MC33035 無刷直流電機控制器采用雙極性模擬工藝制造，可在任何惡劣的工業環境條件下保證高品質和高穩定性。該控制器內含可用于正確整流時序的轉子位置譯碼器，以及可對傳感器的溫度進行補償的參考電平，同時它還具有一個頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個誤差信號放大器、一個脈沖調制器比較器、三個集電極開路頂端驅 動輸出和三個非常適用于驅動功率場效應管（ MOSFET）的大電流圖騰柱式底部輸出器。此外， MC33035 還有欠鎖定功能，同時帶有可選時間延遲鎖存關斷模式的逐周限流特性以及內部熱關斷等特性。其典型的電機控制功能包括開環速度、正向或反向、以及運行使能等。 吉林工業職業技術學院畢業論文 17 2. 自動門控制要求。物體靠近門時傳感器獲得信號傳給控制器，控制器根據門當前所在位置決定門的動作。有三種情況： （ 1）門處于關閉狀態，控制器應驅動執行電機以最佳速度曲線打開門。 （ 2）門處于半開狀態，控制器應根據門當前所在位置，以適當的速度驅動執行電機開門。 （ 3）門處于開啟狀態，控制器使門保持開啟狀態。 無物體靠近門時：如果門處于開啟狀態，延時適當的時間后以最佳速度曲線關閉門；如果門處于關閉狀態，維持相應的開、關門速度曲線如圖 l 所示。關門時： OA 段為加速段， AB段為穩速運行段， BC 段為減速停止 (門關到位 )段。開門時： CB 段為加速段， BA 段為穩速運行段， AO 段為減速停止 (門開到位 )段。 根據自動門控制要求，系統原理框圖如（圖 45）所示。開門門磁：檢測門的最大開啟位置，門開后驅動電機停止工作，并防止開門過量而損壞系統部件。 閉門門磁：檢測門的關閉位置，門關后驅動電 機停止工作。驅動器：擴大驅動功率以驅動 150W 的無刷直流電機。工作指示燈： (a)有電源指示燈； (b)正常、故障指示燈。超過預期時間門不到位即是故障狀態。 圖 45 系統原理框圖 吉林工業職業技術學院畢業論文 18 第五章 自動門 的軟件系統 控制系統流程 當門扇要完成一次開門與關門，其工作流程如下： 感應探測器探測到有人進入時 ，將 沖信號傳給主控器，主自動感應門控器判斷后通知馬達運行，同時監控馬達轉數，以便通知馬達在一定時候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統使門扇 開啟；自動感應門門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關門，通知馬達作反向運動，關閉門扇。 自動門控制裝置的硬件組成 ： 自動門控制裝置由門內光電探測開關 K門外光電探測開關 K開門到位限位開關 K關門到限位開關 K開門執行機構 KM1（使直流電動機正轉）、關門執行機構 KM2（使直流電動機反轉）等部件組成。光電探測開關為檢測到人或物體 ON，否則為 OFF。 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 8s 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 8s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 8s 后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過 。 PLC 程序的編寫 當 有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關 時，探測開關都會產生一個信號輸入到控制器，對這兩 個的輸入信號， PLC 控制器通過處理后發送信號到驅動器，通過電機動作實現門開關。 PLC 還接收來自兩個附加開關的輸入信號，一個檢測門行程的上限，另一個檢測門行程的下限。梯形圖如下（圖 51） 吉林工業職業技術學院畢業論文 19 圖 51 梯形圖 I/O 分配中 002 和 0003 都是引入的常閉的行程開關接點。另外 ，超聲開關對應 0000，光電開關對應 0001，門行程上限檢測開關對應 002，升門對應 0500，降門對應 0501。編碼表：（表 51） 表 51編碼表 動作過程：由梯形圖可見，來自超聲開關的輸入信號 (輸入 0000)與檢測門行程上限的行程開關信號 (輸入 0002，這是一個常閉開關 )相“與”。輸入 0000 號導通時， PLC 機輸出一個信號 (輸出 0500)去啟動電動機把門打開。當門升到上限位置時，限位開關 0002 號由常閉變0200 LD 0000 0201 OR 0500 0202 AND 0002 0203 OUT 0500 0204 LD 0001 0205 FUN14 1000 0206 LD 1000 0207 OR 0501 0208 AND 0003 0209 OUT 0501 吉林工業職業技術學院畢業論文 20 為斷開，從而停止 輸出 0500 信號，使電動機停止拖動門的上升。與此同時，來自光電開關的輸入信號 (輸入 0001)送到一個下降沿微分電路 (此電路由 DIFD 指令編程 )，其結果是使分配給 DIFD 指令的內部輔助繼電器 1000 僅在一個掃描周期內在輸入 0001 的下降沿導通。內部輔助繼電器在 1 000 與檢測行程下限的行程開關相“與”，因而，當內部輔助繼電器 1000 導通時，在一次掃描劇期內“與”條件成立。在此期間，輸出 0501 導通，接通電動機，使庫門落下。當門落到 F 限位置時，限位開關 0003 號由常例變為斷開，使電動機停止拖動門的下降。再檢測到 有車輛臨門時，叉重復開始的動作。 PLC 在底層電梯自動門中的應用舉例 電梯自動門的電氣設計是電梯的重要組成部分。本文以 3 層 3 站集選低樓層電梯為例，介紹 PLC 在自動門中應用的設計。 電梯控制門的控制要求 電梯自動門分為 電梯自動門分為轎廂門和廳門 , 轎廂門封住轎廂的出入口 , 它由裝在轎廂頂上的自動開門機構帶動 ； 廳門封住井道的出入口 , 由轎廂門帶動 , 因此又稱為被動門。由于轎廂門和廳門總是聯動的 , 所以開、關門是指兩門的同時開或關動作。自動門的電氣控制包括拖動裝置和開關門邏輯控制線路兩部分。在 傳統控制方法上 ,拖動裝置由直流電機、分壓電阻和繼電器線路構成 , 它可控制門電機的正反轉及調節門的速度 ,如（圖 52）所示其中 ,JKM 為開門繼電器 ,JGM 為關門繼電器關門時 ,JGM 閉合 ,JKM 釋放 ,電阻 R1 與 R3 構成分壓線路。 圖 52 控制門電路圖 電機起動時的工作電壓為 R3 上的分壓 ； 隨著門的運動 ,當 1GM 被壓動時 ,分壓減少 ,速度吉林工業職業技術學院畢業論文 21 降低 ； 當 2GM 被壓動時 ,分壓再度減少 ,門以更低速度閉合 ,至最后撞到關門極限開關 ST1后 ,JGM 釋放 ,電機停止。開門時 ,JKM 吸合 ,JGM 釋放 ,電機轉向與關門相反 ,R1 與 R2 構成分壓 , 門運動至調定位置 ,使 3GM 閉合 ,門速度減低 ,直至撞到開門極限開關 ST2 后 ,JKM 釋放 ,電機停止。開關門邏輯控制的形式多樣 ,有繼電器控制、 PLC 控制和微型機板控制等方式 ,其控制目的是 :在各種情況下使 JKM 或 JGM 得電 ,從而實現開門、關門動作。在設計中一般應滿足下列幾點要求 : (1)電氣聯鎖 :廳門、轎門關好后電梯才能運行 ,JKM、 JGM 也應互鎖 ； (2)自動開關門 :電梯平層后應自動開門 ,如果門打開一段時間 (5 10 秒 ) 仍無人乘梯或呼叫 ,門將自動關閉 ； (3) 手動指令開關門 :乘客在轎廂內按 下開門按鍵時應開門 ,按下關門按鍵時應關門 ； (4)安全防夾 ,即門在關閉過程中碰撞或夾住障礙物時 ,應立即打開 ； (5)本層開門 :電梯停層時 ,如有人在當前層呼叫 ,電梯應開門迎接乘客。 自動門控制線路及 PLC 梯形圖設計 三層三站集選電梯的控制系統原理圖如（圖 53）所示 ,該電梯采用西門子 6ES7216PLC(24輸入 ,16 輸出 )為控制器。由于此處僅介紹開、關門的 PLC 控制部分 , 因此圖中只畫出與門動作有關的輸入、輸出信號。 圖 53 電梯的控制系統原理圖 吉林工業職業技術學院畢業論文 22 例如 ,與門控制有關的輸入信號有 : 開 /關門極限行程開關、安全防夾開關 (與安全觸板聯動 )、轎廂內開 /關門按鍵、各樓層呼叫鍵和內選鍵、位置磁感應開關等；門控制輸出信號有 :開門繼電器 JKM、關門繼電器 JGM、指示燈等。 PLC 輸入 /輸出信號名稱及地址定義如表所示。在 PLC 的內部寄存器中 ,還定義若干輔助繼電器和定時器。如定義 M010 作為“開門條件成立”記憶單元 , M014 作為電梯運行標志位 ,T313 為開門 — 關門轉換延時用定時器 ,它使 J KM 和 JGM按順序分時動作 ,以實現互鎖； T314 為電梯平層后延時開門用定時器 ,T315 為無人乘梯時自動延時 (5～ 10s)關門定時器。下面是 PLC 輸入 /輸出點及內部繼電器、定時器定義（表 52） PLC 的梯形圖如（圖 54）所示。其中 , 梯形圖左邊為指令功能注釋。開門邏輯包括開門條件 (共 6 條 ) 和禁止開門條件 (共 2 條 ),關門邏輯包括關門條件 (共 2 條 ) 和禁止關門條件(共 4 條 )。另外 ,開 / 關門邏輯線路中均設置自鎖回路。開門條件成立后 ,需延時 015 秒才接通 JKM 繼電器 ,以避免 JKM 和 JGM 同時接通 ,造成過電流。 表 52 儀器表名 Plc 內部信號及輸出信號 指令系統 輸入地址 信號含義 L1 一層上行呼叫指示 L2 二層向上呼叫指示 L3 三層向上呼叫指示 L4 三層下行呼叫指示 KA1 電機正轉 (上行 ) KA2 電機反轉 (下行 ) KA 電機停止 (平層 ) JKM 開門繼電器動作 JGM 關門繼電器動作 電梯運行標志 (包括電機勻速正、反轉和加、減速 ) 開門條件成立輔助繼電器 T33 開門 — 關門轉換延時定時器 T34 平層后延時開門定時器 T35 開門后延時關門定時 器 吉林工業職業技術學院畢業論文 23 圖 54 PLC 梯形圖 在電梯設計中 ,電梯開 /關門控制邏輯較其它電路如上、下行控制邏輯更復雜 , 因此開 / 關門控制邏輯是電梯電氣工程設計中的關鍵。本設計方案較簡易、實用 ,適用于廠房、私家公寓等低樓層普通電梯的開 / 關門設計。 吉林工業職業技術學院畢業論文 24 結 束 語 本文通過對自動門的綜合介紹，闡述了自動門歷史的發展、現階段的優勢、品種的多樣性，以及 PLC 在自動門中作為控制系統的優勢，通過介紹 PLC 的簡單應用，結合作為自動門控制程序對 PLC 在自動門中的應用做了較為詳盡的介紹。文中設計方案簡單、實用，以 PLC作為自動控制系統，具有 很多其他控制所沒有的優點，可靠性高，耐用等。并了解到 PLC 在自動門中程序的編寫，梯形圖的應用，明白了 PLC 控制自動門工作的原理，了解了未來自動門控制的發展方向等。 自動門作為一項高科技產品，現階段他的價格尤其是一些高級自動門相對于普通民眾來說還是昂貴的，希望未來的自動門的型號能夠更加的多樣，組成也能更加的精簡，讓普通民眾偶也能享受這高科技的恩賜。吉林工業職業技術學院畢業論文 25 致 謝 非常感謝 渠 珊珊老師在我大學的最后學習階段 —— 畢業設計階段給自己的指導，從最初的定題，到資料收集，到寫作、修改，到論文定稿，她給了我耐心的指導和無私的幫 助。為了指導我們的畢業論文，她們放棄了自己的休息時間，她們的這種無私奉獻的敬業精神令人欽佩，在此我向她們表示我誠摯的謝意。同時，感謝所有任課老師和所有同學在這三年來給自己的指導和幫助，是他們教會了我專業知識，教會了我如何學習，教會了我如何做人。正是由于他們，我才能在各方面取得顯著的進步，在此向他們表示我由衷的謝意，并祝所有的老師培養出越來越多的優秀人才，桃李滿天下！吉林工業職業技術學院畢業論文 26 參 考 文 獻 [1]張萬忠 .《可編程控制器入門與應用實例》 .北京：中國電力出版社， 2021 [2]臺方 .《可編程序控制器應用教程》 .北京： 中國水利水電出版社， 2021 [3]常斗南 .《可編程序控制器 原理應用實驗 》 .北京：機械工業出版社， 1998 [4]錢曉龍，李鴻倩 .《智能電器與 Microloeix 控制器》 .北京：機械工業出版社， 2021 [5]曲非非 .《 PLC 應用技術 200 例》 .北京：機械出版社， 2021