自动门控制系统PLC设计专业班级姓名学号指导老师目录引言、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、2一、自动门控制系统总体方案设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、31、1自动门的功能要求分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、31、2系统设计的基本步骤、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、3二、控制系统结构设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、4三、功能器件的工作原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、43、1自动感应门机的基本工作原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、43、2行程开关(限位开关)的工作原理、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、53、3光电开关介绍、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5四、自动门控制软件设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、64、1自动门控制软件设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、64、2 plc自动门控制软件设计、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、74、3程序流程图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、84、4梯形图、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、94、5I/O分配表、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、104、6指令表、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、104、7过程分析、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、11结束语、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、12引言在经济飞速发展的中国,高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼,自动门以经就是随处可见。
自动门的工作方式就是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入,当人走进自动门时,感应开关感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。
将人通过之后,再将门关闭。
由于自动门在通电后可以实现无人管理,不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防尘、防风、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。
自动门在国外早以得到普遍应用,在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同,中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。
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、不易维修的缺点已逐步被淘汰。
目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置就是可编程控制器(简称PLC),PLC就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。
它采用可编程控制器的储存器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等操作的指令,并能通过数字式或逻辑式与开关量的逻辑控制的输入与输出,控制个种类型的机械或生产过程。
PLC可靠性高,抗干扰能力强,功能完善,实用性强,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。
目前,可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。
因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性,维修方便等特点,因此,进行自动门的PLC控制系统设计,可以推动自动门行业的发展,扩大PLC在自动化行业乃至整个自动化行业的应用,具有一定的经济与理论研究价值。
一、自动门控制系统总体方案设计1、1自动门的功能要求分析1)当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时,开关上有电流通过(光电检测开关就是脉冲触发须对其自锁)由于开门限位开关常闭,所以线圈上有电通过,电动机正转,到达开门限位开关位置时,电机停止运行。
2)当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器2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。
3)关门过程中,当有人员由外到内或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)门打开后的2秒等待时间内,若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关时,必须重新开始等待2秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
5)自动门在出现故障或在维修的时候,用自动控制从在一定的问题,最后决定加增手动开门与关门开关。
1、2系统设计的基本步骤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S1、关门到限位开关S2、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。
控制要求:1、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S1位置时,电机停止运行。
2、限位开关位置停留2秒后,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S2位置时,电机停止运行。
3、当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K1时,应立即停止关门,并自动进入开门程序。
4、若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时,必须重新开始等待2秒后,再自动进入关门过程,以保证人员安全通过。
二、控制系统结构设计自动门控制装置由门内光电探测开关、门外光电探测开关、开门到位限位开关、关门到限位开关、开门执行机构(使直流电动机正转)、关门执行机构(使直流电动机反转)等部件组成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。
直流电动机超载能力较强,热动与制动转矩较大,所以执行机构使用直流电动机。
三、功能器件的工作原理3、1自动感应门机的基本工作原理首先,平移式自动感应门机组由以下部件组成:(1)主控制器:它就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;(3)动力马达:提供开门与关门的主动力,控制自动感应门门扇加速与减速运行。
(4)自动感应门扇行进轨道:就象火车的铁轨,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(有的厂家使用三角皮带):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:就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,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与进入慢行运行。
马达得到一定运行电流后做正向运行,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。
3、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,行程开关就是一种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与起重机械,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、自动开关门的限位,轿厢的上、下限位保护。
滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位与双滚轮(羊角式)非自动复位式,双滚轮行移开关具有两个稳态位置,有“记忆”作用,在某些情况下可以简化线路。
3、3光电开关介绍1、工作原理光电开关(光电传感器)就是光电接近开关的简称,它就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。
四、自动门控制系统软件的设计4、1继电器接触控制图4、2Plc控制输出输入接线4、3程序流程图4、4梯形图4、5I/O分配表I/O分配表类别元件PLC元件作用输入SB1 X01 门外光检测电开关SB2 X02 门内光检测电开关SB3 X03 开门限位电开关SB4 X04 关门限位电开关SB5 X05 过载保护开关SB6 X06 紧急停止开关4、6指令表4、7过程分析1.首先按下启动按钮使x007闭合,若外检测开关或内检测开关有信号时x001或x002闭合。
由于开门限位开关x003就是长闭的,所以y000线圈通电,有原理分析可知光电检测开关的触发方式就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x003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2秒的延时,若此时外检测开关或内检测开关x001或x002有信号,则使T0重新延时。
4.当2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通电,plc控制自动门由于在关门过程中y000长闭,此时打开并中断关门过程,转向开门过程。
6.在此控制过程中,为了保证其安全性设置过载保护与紧急停车。