基于PLC的自动门控制系统的设计

下载后可任意编辑 标题 基于PLC的自动门控制系统的设计 系 别 电子工程系 专 业 电子信息工程 学 号 姓 名 指导老师 年 月 日 36 下载后可任意编辑 摘 要 随着电子技术的进展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、进展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 本文论述的自动门控制系统主要由以下几部分构成可编程控制器PLC、信号采集装置、变频器、驱动装置、传动装置。可编程控制器选用日本三菱电机公司生产的FX2N-32M小型PLC；信号采集装置选用上海晶园微电子公司生产的微波感应器；变频器采纳日本三菱电机公司生产的FR－540变频器；驱动装置采纳天津安全电机有限公司生产的YSM100/112、W、S三相异步电动机，额定转矩为0.43N.m，额定转速为400r/min；传动装置采纳皮带来带动门的运动。本设计对于周围环境的要求较低。 本设计主要的工作原理是通过信号采集装置判定有无人经过并将信号转换成开关量信号传到PLC，PLC根据开关信号的来控制变频器的开停和速度的变换，在由传动装置带动门运动。 本文总共分五个章节进行叙述其软、硬件结构、工作原理等，具体如下 第一章介绍自动门的国内外自动门现状，本课题讨论的内容和目的意义。 第二章主要介绍自动门控制系统方案的设计。 第三章介绍了自动门的硬件系统的设计，PLC的选型，变频器的选型，系统结构，自动门控制电路，控制电路的连接。 第四章介绍了系统软件的设计，PLC梯形图概述，编程软件的介绍，程序流程图，程序的编写工作。 第五章主要介绍了梯形图程序的下载，调试及结果分析。 关键词PLC，变频器，驱动装置，感应器。 目 录 摘 要1 引 言4 1. 概述5 1.1 国内外自动门进展现状5 1.2 本课题讨论的内容6 1.3 本课题讨论的目的和意义6 2. 自动门控制系统总体方案设计7 2.1 自动门的功能需求分析7 2.2 系统设计的基本步骤8 2.3 自动门技术参数的确定9 2.4 自动门的机械传动机构设计10 3. 自动门硬件系统的设计11 3.1 控制系统结构设计11 3.2 可编程控制器PLC的选型12 3.2.1 PLC概述12 3.2.2可编程控制器（PLC）的选型12 3.3 驱动装置的选型15 3.4 变频器的选型16 3.4.1 变频器原理16 3.4.2 变频器的选型16 3.4.3 变频器的参数设定17 3.5 感应开关的选型19 3.6 自动门系统I/O分配表19 3.7 控制系统的电气接线20 4. 自动门控制系统软件的设计20 4.1 PLC梯形图概述20 4.2 梯形图编程环境21 4.3 程序流程图23 4.4 梯形图的设计24 5. 系统调试24 5.1 梯形图程序的下载24 结束语26 致 谢27 参考文献27 附录Ⅰ 自动门的硬件连接电路29 附录Ⅱ PLC的I/O地址分布图29 附录Ⅲ 自动门梯形图程序31 引 言 在经济飞速进展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走近自动门时，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。当人通过门之后，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。 自动门在国外早已得到普遍应用，在我国也以其优异的性能逐步得到大家的认同，中国已经迎来了自动门进展的黄金时期。 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纳继电器逻辑控制，造成安装烦琐、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是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采纳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。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进展。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进展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论讨论价值。 本课题主要介绍运用PLC为控制器的自动门的开发和讨论，所有产品的开发都要讲究有用，本课题开发的产品对许多的场合都能适用，而且能够简单化，不论对于产品开发商还有使用者来说，都是最好的。他们需要的是一个廉价的又是一个有用的产品。此系统的设计正好具备了这样的一个要求，能够在大多数的地方应用。因此本设计就是解决了这样一个问题，还可以保证自动门的稳定性。例如，某商场要求营业期间的门都运用自动门，这就需要自动门要有极高的稳定性，且对于商场来说成本不能太高。然而本课题意味着产品成本下降，效益提高。因此是一个比较适合此类场合运用且经济的产品。 1. 概 述 1.1 国内外自动门进展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术进展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速进展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为