毕业设计PLC自动门控制设计

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1、PLC 自动门控制装置【摘要】:当自动感应门门扇要完成一次开门与关门， 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，以便通知马达在一按时候加力和进入慢行运 行。马达取得必然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。目录第一章：设计的意义和要求第二章：绪 论 究背景和研究意义1 国内自动门进展现状. 2 自动门的技术进展方向. 3 课题研究内容. 4第三章 自动门控制系统硬件介绍. 5可编程程序控制器（

2、PLC） . 53.1.1 PLC的概念53.1.2 PLC的产生背景.6PLC 进展历史. 73.1.4 PLC的特点93.1.5 PLC的应用与进展趋势第四章 功能器件的大体工作原理 自动感应门机的大体工作原理4.1.1 平移式自动感应门机组由以下部件组成4.1.2工作流程自动门的分类 行程开关（限位开关）的工作原理 光电开关4.4.1 光电开关的分类4.4.2光电开关工作原理4.4.3 光电开关的特点4.4.4 利用及注意事项 第五章 自动门的程序设计 继电器接触控制图Plc 控制输出输入接线 程序流程图 梯形图和指令指令如下进程分析第六章 结束语致谢第一章 毕业设计的意义和要求毕业设计

3、的意义和要求:毕业设计是教学和工程实践的结合点 ,要求学生在设计中明 确什么是正确的设计思想和设计方式。学生在走上工作职位之前 必需通过工程知识和专业技术的严格训练 ,完成向工程技术人员 的过渡,使自已走上工作职位后有能力综合利用学过的理论知识 和专业技术解决工程实际问题。毕业设计要求学生初步掌握工程设计的工程和方式，综合进 行工程知识和工程技术的训。学生必需较全面的掌握本专业的大 体理论知识和专业技术，有较强的分析、解决问题的能力和较高 的综合素质。学校和教师在坚持以教学为主的同时，应偏重于学 生解决工程实际问题能力的培育。作为专科毕业生，应按照在教 师指导下选定的毕业设计目，通过综合实习或

4、顶岗实习，结合生 产实际独立完成一项电类专业的模拟工程设计或工程设计。在设 计进程中以实践为主，注重综合能力的发掘和培育。一 设计题目:plc 自动门的控制装置系统二 设计要求：经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正 反转。要实现自动控制第一要具备以下功能部件：光电检测开关， 限位开关，超载保护开关，直流电机。现肯定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转 开门，电机反转关门。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，抵达开门限 位开关位置时，电机停止运行。2）当自动

5、门到开门限位开关位置时启动延时按时器8 秒后， 自动进入关门进程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时， 电机停止运行。3）在关门进程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电 检测开关，应当即停止关门，并自动进入开门程序。4）在门打开后的8 秒等待时刻内，如有人员由外至内或由 内至外通过光电检测开关时，必需从头开始等待8 秒后，再自动 进入关门进程，以保证人员安全通过。5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，决定加增手 动开门和关门开关。第二章 绪论研究背景和研究意义21 世纪的今天，门加倍突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑和周围环境

6、整体的协调、和谐。自动门大规模专业化生产始于150 年前，在不断进展和完善的进程中，涌现出大量独具规模的专业制造商。门的高级形式-自动门起源在欧美，迅速进展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。大中型公开场合，为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿彩。自动门从理论上理解应该是门的利用 观念的延伸，是人们按照需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的熟悉应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部份的门，从最大体的意义上讲，要同时知足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。自动门除可美化出入口环

7、境外由于中国没有相关的自动门国家标准，致使自动门档次、质量良莠不齐。若是你没有利用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌（目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽可能避免购买此类产品）。不要以为样本上全数是外国语，资料也是外国语的商品就是入口的商品，其实如此是违背国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会如此做。由于中国没有相关的自动门国家标准，致使自动门档次、质量良莠不齐。若是你没有利用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌（目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽可能避免购买此类

8、产品）。不要以为样本上全数是外国语，资料也是外国语的商品就是入口的商品，其实如此是违背国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会如此做。在购买自动门时最好在授权的指定经销商处或认定销售店的商店购买（有悬挂的授权书）， 而且在购买时要清楚所购买设备的大体配置，避免买家克扣部件。自动门按照利用的场合及 功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其 中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且超级宠大，一般只用于有需要的高级宾馆，自 动平移门利用得最普遍，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门。由于自动门在通电后能够实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘

9、、降低噪音， 既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上取得大范围的普及。同时也几 乎成了银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。自动平移门最多见的形式是自动门机及门内外双侧加雷达，当人走近自动门时，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门以后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后能够实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上取得大范围的普及。自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红别传感器是常常利用的两种信号源。2微波雷达是对物体的位移反映，因此反映速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场 所，它的特点

10、是一旦在门周围的人员不想出门而静止不动后，雷达便再也不反映，自动门就 会关闭，对门机有必然的保护作用。2 红别传感器对物体存在进行反映，无论人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内， 它都会反映即传出触点信号。缺点是红别传感器的反映速度较慢，适用于有行动迟缓的人员 进入的场所。本文拟利用PLC设计一个自动门控制器系统国内自动门进展现状国内自动门现状1）厂家多，规模小56年来几年来，自动门在国内取得了快速的进展。据不完全统计， 目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。 从头产品开发能力和质量稳固性方面还不具有和入口产品竞争的实力。2）专业化分工趋势显现初期

11、的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委托代加工部份零 部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的厂家，如电机、主控板、遥控器传动件、塑料 件等出现了专业生产厂家，这一趋势使生产的门坎降低，进入的厂家进一步增多，致使竞争 加倍激烈。3）高、低档次的市场分明入口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家 的产品大体上也都具有了比较完善的功能，但生产工艺略嫌粗糙，质量水平良莠不齐，整体 档次较低，主要集中在低端市场。4）产品同质化和市场特点致使利润微薄产品同质化严峻，加上自动门产品往往是开发商而 非最终用户在选择产品，所以价钱因素占的比重较大，加重了市场竞争。其结果是众多厂家 一味地比拼价

12、钱，致使利润微薄。同时，由于价钱太低，也使产品的持续改良和进展受到限制。自动门的技术进展方向由于目前没有相关的技术标准，各厂家的产品都依照自己的企业标准进行生产，对各项 技术指标的要求和测量方式都不尽相同，如提升力等参数，不同较大，在市场上造成了较大 的混乱，给用户选择带来不便，也无益于行业的进展。因此，有必要制定自动门的技术标准， 明确规定的主要技术指标和测试方式等，引导市场有序竞争，增进行业进展。在建筑金属结构协会和门业标委会的大力推动下，自动门标准编制工作已经展开，目前 有许继施普雷特机电设备有限公司、深圳固威特科技有限公司、沈阳未来科技进展有限公司、 福建漳州市麒麟电子有限公司和上海昌

13、顺电子信息技术有限公司等 5 家单位参与了此标准 的编制工作。 2005 年 4 月 2 日，在北京召开了编制组成立会和第一次工作会议。通过编制 组两个多月的工作，现该标准的初稿已经形成，拟于近期召开编制组第二次工作会议，对初 稿进行讨论和修改。通过连年进展，自动门行业呈现以下进展趋势：* 智能化，多功能：此后的还将进一步提高智能化程度，如自动检测开关门行程位置，自 动适应门体阻力的转变，以始终维持较高的遇障保护灵敏度等。还将增加一些新的功能，如 和住宅安防系统配合利用等。* 免保护：采取多种办法，减少利用进程中的保护工作。* 多样化：将会有各类各样不同外观和功能的产品，知足用户的不同需要。*

14、 高安全性：随着用户安全意识的提高，安全性将是用户超级注重的一项指标，也将是一 项大体要求。课题研究内容本文以某营业厅自动门为例，设计了以PLC为控制器、控的自动门控制系 统。在营业厅自动门正上方里外各安装一个光电探测开关，当有人欲进入时，光 电探测开关检测出有人要进入或出去，从而产生输出信号。PLC获取到该输入 信号，启动电机，将门打开。当门打开到必然程度后，碰着限位开关，限位开关 动作，产生输出信号，自动门停止动作。等待一时刻段后，自动门自动合上。在 闭合进程中，如光电探测开关检测有人要进入或出去时，自动门停止闭合，并立 刻打开。为了保障门的安全性，设置关门限位开关，从而保障在自动门闭合即

15、将 结束时，不会发生两扇门第三章 自动门控制系统硬件介绍可编程程序控制器（PLC）3.1.1 PLC 的概念可编程控制器(Programmable Controller)简称 PC,但个人运算机(Personal Computer) 也简称PC,为了区另ij,人们仍适应称可编程控制器为PLC( Programmable Logical Controller)国际电工委员会(International Electrical Committee)于1987年公布了可编程控制器的 标准及其概念：“可编程控制器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。它采用能够编制程序的存储器,用

16、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的输入和输出,控制各类类型的机 械或生产进程。可编程控制器及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整 体,易于扩展其功能的原则而设计。”可编程控制器是 60 年代末在美国第一出现, 那时叫可编程逻辑控制器 PLC(Programmable Logic Controller),目的是用来取代继电器，以执行逻辑判断、计时、计数 等顺序控制功能。 PLC 的大体设计思想是把运算机功能完善、灵活、通用等长处和继电器 控制系统的简单易懂、操作方便、价钱廉价等长处结合起来，控制器的硬件是标准的、通用

17、 的。按如实际应用对象，将控制内容编成软件写入控制器的用户程序存储器内。控制器和被 控对象连接方便。随着半导体技术，尤其是微处置器和微型运算机技术的进展，到70 年代 中期以后，PLC已普遍地利用微处置器作为中央处置器，输入输出模块和外围电路也都采 用了中、大规模乃至超大规模的集成电路，这时的PLC已再也不是逻辑判断功能，还同时 具有数据处置、 PID 调节和数据通信功能。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统， 专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运 算，顺序控制、按时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入输出， 控制各类类型的机

18、械或生产进程。 PLC 是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产 物，它克服了继电接触控制系统中机械触点的接线复杂、靠得住性低、功耗高、通用性和灵 活性差的缺点，充分利用微处置器的长处。可编程控制器对用户来讲，是一种无触点设备， 改变程序即可改变生产工艺，因此可在初步设计阶段选用可编程控制器，在实施阶段再肯定 工艺进程。另一方面，从制造生产可编程控制器的厂商角度看，在制造阶段不需要按照用户 的定货要求专门设计控制器，适合批量生产。专门是它的高靠得住性和较强的适应恶劣环境 的能力，受到用户的青昧，因此在冶金、化工、交通、电力等诸多领域取得普遍的应用，与 机械人、 CAD/CAM 一路，被称为

19、现代工业控制的三大支柱。可编程控制器正成为工业控制 领域的主流控制设备，活着界各地发挥着愈来愈大的作用。由于这些特点，可编程控制器问世以后专门快受到工业控制界的欢迎，并取得迅速的进 展。目前，可编程控制器已成为工厂自动化的强有力工具，取得了普遍的应用。3.1.2 PLC的产生背景可编程控制器是基于微型运算机技术的通用工业自动控制设备，在其初期主要应用于开 关量的逻辑控制。l987年国际电工技术委员会(International Electrotechnical Commission， IEC)公布的PLC标准草案对PLC做了如下概念：“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

20、电子装置。它采用能够编制程序的存储器，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的输入 和输出，控制各类类型的机械或生产进程。 PLC 及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整 体，易于扩展其功能的原则而设计。在可编程控制器问世以前，工业控制领域中是以继电器控制占主导地位的。这种由继电 器组成的控制系统存在明显的缺点，尤其是对生产工艺多变的系统适应性较差。1968 年， 美国通用汽车公司(GM)按照市场形势与生产进展的需要，为了完成“多品种、小批量、 不断翻新汽车品牌型号”的战略，提出了研制新型逻辑顺序控制装置来取代继电器控

21、制装置。 第2年，美国数字设备公司(DEC)就研制出了第一台PLC,将其应用于美国通用汽车自 动装配生产线上，并取得了极大的成功。尔后随着运算机技术、半导体集成技术、控制技术、 数字技术、通信网络技术等高新技术的不断进步，PLC也迅速进展起来。PLC初创阶段的代表产品有MODICON公司的084、AB公司的PDQI1、DEC的PDP. 14 和日立公司的SCY. 022等。该时期PLC产品的主要功能是执行原先由继电器完成的顺序 控制、逻辑运算、按时和计数等。它的CPU由中小规模的数字集成电路组成，在I/O接口 电路上做了改良以适应工业控制现场的要求，它的控制功能比较简单。在软件编程上，采用 广

22、大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。而通用汽车公司(GM)公司为了适应生产工艺不断更新的需求，从用户角度提出了新 一代控制器应具有的10项指标：(1) 编程方即可现场修改程序(2) 维修方便采用模块化结构(3) 靠得住性高于继电器控制装置(4) 体积小于继电器控制组装置(5) 具有数据通信功能数据可直接送入运算机管理(6) 本钱可与继电器控制系统竞争(7) 输入可为市电(8) 输出可为市电容量要求在2A以上，可直接驱动接触器、电磁阀等(9) 易于扩展扩展时原系统改变最小(10) 用户存储器大于4KB按照这10项指标，美国数字设备公司(DEC公司)于1969年研制出了世界上第一

23、台可编 程控制器PDP-14，并在GM公司的汽车生产线上利用成功，可编程控制器自此诞生。气候 美国的莫迪康(MODICON)公司也推车了 084控制器；1971年，日本推出了 DSC-8控制 器； 1973年，西欧各国的可编程控制系也接踵研制成功；我国于1974年开始研制可编程控 制器，并于1977年开始工业应用。PLC 进展历史自第一台可编程控制器问世以来，可编程控制器的进展与运算机技术、自动控制技术、 半导体技术及通信技术等高新技术的进展是紧密相关的。这些技术的每次革新，都会给可编 程控制器带来功能和特性的新转变，使得可编程控制器技术的与飞速进展。目前，可编程控 制器以实现从“单片机控制自

24、动化生产线控制自动化全厂生产自动化”的三级解决 方案，成为工业自动化的核心控制设备。回顾可编程控制器的进展历程，大致可划分为 4 个阶段。(1) 从 1969年到20世纪70年代中期 这一阶段可编程控制器主要用于逻辑运算和技术技术运算其中央处置器由中小规模数字集 成电路组成存储器为此信存储器，控制功能比较简单。典型产品有莫迪康公司的 084、ALLEN-BRADLEY(AB)公司的PDQ2等。由于这些产品主要完成逻辑运算功能，因此，被 称为可编程序逻辑控制器(PLC)。(2) 20 世纪 70 年代中期到80年代初期这一阶段可编程控制器的 CPU 采用微车力气，存储器采用半导体存储器，不仅整机

25、的 体积减小，而且数据处置能力取得专门大提高，增加了数据运算、传送、比较等功能，实现 了对模拟量的控制。可编程控制器的名称碎屑为PC，但为了于个人运算机的名称缩写PC 相区别，通常还把可编程控制器简称为PLC。(3) 20 世纪 80 年代初期到90年代初期这一阶段由于16位，32位微处置器的出现和应用，PLC向大规模、高速度、高性能和 网络化方向进展，形成了多种系列化产品，出现了结构紧凑、功能壮大、性能价钱比弄的新 一代产品，并出现多种不同性能的散布式网络系统，在功能上， PLC 具有了数学运算、数 据收集和处置、运动控制、闭环控制、联网通信等功能，而且随着应用领域的不断迅速扩大， PLC已

26、成为组成生产进程自动控制系统的主要设备。在此期间，国际电工委员会公布了 PLC 标准，似的PLC向标准化进展。典型产品有罗克韦尔自动化公司的PLC-2系列、PLC-3系 列，西门子公司的SYMATIC S5系列等。(4) 20 世纪 90 年代至今这一阶段PLC继续取得快速进展，系统在网络通信、热备冗余方面都有了长足的进步， 成了一种功能壮大的、成熟的控制系统。同时，通信从各厂家的自称系统慢慢向开放的、统 一的和通用的标准网络结构进展，如控制层的控制网、设备网和现场总线、管理层的以太网 等。产品系列不断丰硕，互通功能取得了较大的进展，系统性能日趋靠得住、完善。同时， 还捉不采用了符合IEC61

27、131-3标准的程序设计语言，增加了高级编程语言等，似的各类生 产数据收集和信息系统管理的视线变得容易、直接。这是， PLC 已不是单纯意义上的可编 程控制器了，而是一种完全的进程系统。典型产品有罗克韦尔自动化公司的PLC-5系列、 Control-Logix系列，西门子公司的SYMATIC S7系统，莫迪康公司的Quantum系列等。3.1.4 PLC的特点PLC作为一种专用于工业环境的、具有特殊结构的运算机，有其显著的特点。(1) 靠得住性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统中利用了大量的中间继电器、时刻继电器。由于触点接触不良， 容易出现故障。PLC用软件代替大量的中间继电器和时刻继电器

28、，仅剩下与输入和输出有 关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/101/100，因触点接触不良造成的故障大 为减少。高靠得住性是电气控制设备的关键性能。 PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采 用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的靠得住性。例如三 菱公司生产的F系列PLC平均无端障时刻高达30万小时。一些利用冗余CPU的PLC的平 均无端障工作时刻则更长。从PLC的机外电路来讲，利用PLC组成控制系统，和同样规模 的继电接触器系统相较，电气接线及开关接点已减少到数百乃至数千分之一，故障也就大大 降低。另外， PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及

29、时发出警报信息。在应用 软件中，应用者还能够编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC之外的电路及设 备也取得故障自诊断保护。如此，整个系统具有极高的靠得住性也就不奇怪了。(2) 硬件配套齐全，功能完善，适用性强PLC 进展到今天，已经形成了大、中、小各类规模的系列化产品，而且已经标准化、 系列化、模块化，配备有品种齐全的各类硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统 配置，组成不同功能、不同规模的系统。 PLC 的安装接线也很方便，一般用接线端子连接 外部接线。 PLC 有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，能够用于 各类规模的工业控制场合。除逻辑处置功能之外，现代P

30、LC大多具有完善的数据运算能力， 可用于各类数字控制领域。最近几年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控 制、温度控制、CNC等各类工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的进展， 利用PLC组成各类控制系统变得超级容易。(3) 易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制运算机，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同意。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够方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子 电路、不懂运算机原理和汇编语言的人利用运算机从事工业控制打开了方便之门

31、。(4) 安装方便，扩展灵活PLC 采用标准的整体式和模块式硬件结构，现场安装简便，接线简单，工作量相对较 小；而且能按照应用的要求扩展输入输出模块或插件，系统集成方便灵活。各类控制功能 通过软件编程完成，因此能适应各类复杂情形下的控制系统，也便于控制系统的改良和修正， 特别适应各类工艺流程变更较多的场合。(5) 系统的设计、安装、调试工作量小，保护方便，容易改造PLC 的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方式很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时刻比设计继电器系统电路图的时刻要少得多。PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造

32、 的周期大为缩短，同时保护也变得容易起来。更重要的是使同一设备通过改变程序改变生产 进程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。(6) 体积小，重量轻，能耗低以超小型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,功耗仅数瓦。由 于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。2.1.5 PLC的应用与进展趋势目前， PLC 已成为工业控制的标准设备，普遍应用于钢铁、石油、化工、电力、汽车、 采矿、水泥、机械制造、装卸、造纸、纺织、环保、娱乐等行业。归纳起来主要有以下几个开关逻辑

33、和顺序逻辑模拟量控制运动控制数据处置通信与联网从第一台 PLC 问世至今，其进展经历了实用化阶段、成熟阶段和加速进展阶段。 PLC 主要在以下几个方面取得了不断进展：*小型PLC产品性能提高、结构不断优化* 大型 PLC 功能不断完善* 强化联网通信能力* I/0 模块分散化、智能化* 编程语言标准化* 控制算法不断增加* 迅速与其他工业产品整合* 进一步向开放型进展伴随着运算机网络的进展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组 成部份，将在工业及工业之外的众多领域发挥愈来愈大的作用。在21世纪，PLC将会有更 大的进展空间。第四章功能器件的大体工作原理41 自动感应门机的大体工

34、作原理4.1.1 平移式自动感应门机组由以下部件组成:（1）主控制器：它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：负责收集外部信号，犹如人们的眼睛，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:用于悬挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门 扇运行。（6）同步皮带（

35、有的厂家利用三角皮带）：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：是自动感应门门扇下部的导向与定位装置，避免门扇在运行时 出现前后门体摆动。4. 1.2工作流程：当自动感应门门扇要完成一次开门与关门，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，以便通知马达在一按时候加力和 进入慢行运行。马达取得必然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，关闭自动感应门自动门的分类弧形自动门双重平移自动门

36、双扇平移自动门行程开关（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， 行程开关是一种按照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。行程开关普遍用于各类机床和起重机械，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和双滚轮（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”

37、作用，在某些情况下 能够简化线路4 4光电开关光电开关是传感器大家族中的成员， 它把发射端和接收端之间光的 强弱转变转化为电流的转变以达到探测的目的。 由于光电开关输出回路 和输入回路是电隔离的 （即电缘绝），所以它能够在许多场合取得应用。采用集成电路技术和 SMT 表面安装工艺而制造的新一代光电开关 器件，具有延时、展宽、外同步、抗彼此干扰、靠得住性高、工作区域 稳固和自诊断等智能化功能。 这种新颖的光电开关是一种采用脉冲调制 的主动式光电探测系统型电子开关， 它所利用的冷光源有红外光、 红色 光、绿色光和蓝色光等，可非接触，无损伤地迅速和控制各类固体、液 体、透明体、黑体、柔软体和烟雾等物

38、质的状态和动作。接触式行程开关存在响应速度低、精度差、接触检测容易损坏被 检测物及寿命短等缺点，而晶体管接近开关的作用距离短，不能直接 检测非金属材料。可是，新型光电开关则克服了它们的上述缺点，而 且体积小、功能多、寿命长、精度高、响应速度快、检测距离远和抗 光、电、磁干扰能力强。目前，这种新型的光电开关已被用作物位检测、液位控制、产品计数、 宽度判别、速度检测、定长剪切、孔洞识别、信号延时、自动门传感、色 标检出、冲床和剪切机和安全防护等诸多领域。另外，利用红外线的隐蔽 性，还可在银行、仓库、商店、办公室和其它需要的场合作为防盗警戒之 用。4.4.1 光电开关的分类常常利用光电开关的分类方式

39、： 按检测方式可分为反射式、 对射式和镜 面反射式三种类型；光电开关按结构可分为放大器分离型、放大器内藏型 和电源内藏型三类。4.4.2 光电开关工作原理反射式光电开关的工作原理由振荡回路产生的调制脉冲经反射电路后， 由发光管 GL 辐射出光脉冲。 当被测物体进入受光器作用范围时， 被反射回 来的光脉冲进入光敏三极管DU。并在接收电路中将光脉冲解调为电脉冲信 号，再经放大器放大和同步选通整形， 然后用数字积分或 RC 积分方式排除 干扰，最后经延时（或不延时）触发驱动器输出光电开关控制信号。光电开关一般都具有良好的回差特性，因此即便被检测物在小范围内晃动 也不会影响驱动器的输出状态，从而可使其

40、维持在稳固工作区。同时，自诊断 系统还能够显示受光状态和稳固工作区，以随时监视光电开关的工作。4.4.3光电开关的特点MGK 系列光电开关是现代微电子技术进展的产物， 是 HGK 系列红外光 电开关的升级换代产品。与以往的光电开关相较具有自己显著的特点：（1）具有自诊断稳固工作区指示功能，可及时告知工作状态是不是靠 得住；（2）对射式、反射式、镜面反射式光电开关都有避免彼此干扰功能， 安装方便；（3）对 ES 外同步（外诊断）控制端的进行设置可在运行前预检光电 开关是不是正常工作。并可随时同意运算机或 PLC 的中断或检测指令，外诊断与自诊断的适当组合可使光电开关智能化；（4）响应速度快，高速

41、光电开关的响应速度可达到，每分钟可进行30 万次检测操作，能检出高速移动的微小物体；（5）采用专用集成电路和先进的 SMT 表面安装工艺，具有很高的靠 得住性；（6）体积小（最小仅20x31x12mm ）、重量轻，安装调试简单，并具 有短路保护功能。4.4.4利用及注意事项光电开关可用于各类应用处合，另外，在利用光电开关时，还应 注意环境条件，以使光电开关能够正常靠得住的工作。一、避免强光源光电开关在环境照度较高时，一般都能稳固工作。但应回避将传感器 光轴正对太阳光、白炽灯等强光源。在不能改变传感器（受光器）光轴与强光源的角度时，可在传感器上 方周围加装遮光板或套上遮光长筒。二、避免彼此干扰M

42、GK 系列新型光电开关通常都具有自动避免彼此干扰的功能， 因此没 必要担忧彼此干扰。但是， HGK 系列对射式红外光电开关在几组并列靠近 安装时，则应避免邻组和彼此干扰。避免这种干扰最有效的办法是投光器 和受光器交叉设置，超过 2 组时还拉开组距。固然，利用不同频率的机种 也是一种好办法。HGK 系列反射式光电开关避免彼此干扰的有效办法是拉开距离。而且 检测距离越远，距离也应越大，具体距离应按照调试情形来肯定。固然， 也可利用不同工作频率的机种。3、镜面角度影响当被测物体有光泽或碰到滑腻金属面时，一般反射率都很高，有近似镜面的作用，这时应将投光器与检测物体安装成1020的夹角，以使其光 轴不垂

43、直于被检测物体，从而避免误动作。4、排除背景物影响利用反射式扩散型投、受光器时，有时由于检出物离背景物较近，光 电开关或背景是滑腻等反射率较高的物体而可能会使光电开关不能稳固检 测。因此能够改用距离限定型投、受光器，或采用远离背景物、拆除背景 物、将背景物涂成无光黑色、或设法使背景物粗糙、灰暗等方式加以排除。五、自诊断功能利用在安装或使历时，有时可能会由于台面或背景影响和利用振动等原因 此造成光轴的微小偏移、透镜沾污、积尘、外部噪声、环境温度超出范围 等问题。这些问题有可能会使光电开关偏离稳固工作区，这时能够利用光 电开关的自诊断功能而使其通过 STABLITY 绿色稳固指示灯发出通知，以 提

44、示利用者及时对其进行调整。六、消除台面影响投光器与受光器在切近台面安装时，可能会出现台面反射的部份 光束照到受光器而造成工作不稳固，对此使受光器与投光器离开台面必然 距离并加装遮光板。严禁用稀释剂等化学物品，以避免损坏塑料镜。高压线、动力线和光电传感器的配线不该放在同一配线管或用线槽内， 不然会由于感应而造成（有时）光电开关的误动作或损坏，所以原则上要 别离单独配线。下列场所，一般有可能造成光电开关的误动作，应尽可能避开：（1）尘埃较多的场所；（2）侵蚀性气体较多的场所；（3）水、油、化学品有可能直接飞溅的场所；（4）户外或太阳光等有强光直射而无遮光办法的场所。（5）环境温度转变超出产品规定范

45、围的场所；（6）振动、冲击大，而未采取避震办法的场所。第五章 自动门的程序设计继电器接触控制图Pic控制输出输入接线:SBEA SB3 SB4 SB5 SB6F S：R7 SBICi” SB1110.10.0.10.210.310,410,510.610.711.a11.1COMUM程序流程图若KI, K2有信号开始梯形图和指令网貉410.5 10.7Q0.2T H-pH I()10.6Q0.2网络5QD.2QO.OT I(2门外光检测电开关门内光检测电开关开门限位电开关关门限位电开关过载保护开关紧急停车开关启动停止手动开门手动关门指令如下：络12D27OHD ooooolno iiqqiit

46、q2络TON10 .310 .110 .2TO. +80LD0AN ANA0AN10 2 7 14 1 nuonunuolonu TQQQIIIQ网络4LD00AIO . 5IO . 6QO .2IO . 7QO .2LD R22 nunu nuQQ进程分析1. 第一按下启动按钮使闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时或闭合。由 于开门限位开关是长闭的，所以线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触 发方式是脉冲触发所以需要自锁。当线圈通电时闭合，现在电动机正转带动自 动门扇移动，执行开门进程。2. 当门扇完全打开时，使开门限位开关打开，线圈断电.电动机停止转动。3. 当门扇停止移动时，由于开门

47、限位开关的长闭变成长开，故使长开闭合。进 行 8 秒的延时，若现在外检测开关或内检测开关或有信号，则使 T0 从头延时。4. 当8 秒的延时完毕后 T0 线圈通电，关门限位开关关闭，所以使通电并自锁， 电机反转执行关门进程。5. 在关门进程中，若外检测开关或内检测开关,有信号又使通电，由于在关门进 程中长闭，现在打开并中断关门进程，转向开门进程。6. 在此控制进程中，为了保证其安全性设置过载保护和紧急停车。7. 考虑到主动门若出现故障时，利用自动控制系统有所不适，于是设置手动开门 和手动关门第六章 结论今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，活着界各地发挥着愈来愈大的作用。运算机

48、技术的新功效会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，伴随着运算机网络的进展，可编 程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部份，会在 工业及工业之外的众多领域发挥愈来愈大的作用。自动门工程在整个 建筑投资中的比例虽然很小，但在建筑的日常利用和管理中却占有很 重要的地位，是建筑智能化水平的重要指标。在 PLC 设计进程中, 从硬件设计到软件设计几乎是开发者针对本 系统特点亲自完成的。PLC的软件调试相对于硬件连接来讲要复杂的 多，需要用的到的软件更是多种多样，有编程的，有负责连接 PLC 与编程软件的，还有监控用的软件，学习与熟悉这些软件的进程无形 中消耗了编者大量的精力。PLC系统

49、的硬件和软件是不能分开的，有 的硬件错误是在软件调试中被发觉和纠正的。但一般是先排除明显的 硬件故障以后,再和软件结合起来调试以进一步排除故障。可见硬件 的调试是基础,若是硬件调试不通过,软件设计则是无从做起。通过对自动门控制装置的实验模拟运行，可看出，本装置运行良 好。但此装置只是通过了模拟部份，离实际的系统实现还有一段距离， 由于笔者水平有限，限位开关功能没有实现，若是实现限位开关系统 的稳固性和安全性将上升到一个新的高度。因此在此后的学习生活中 还要增强自我学习与研究，还需针对具体的自动门系统进行系统的分 析和调整。致 谢：三年的大学生活即将结束，在这几年里我学到了很多东西。第一，向河南

50、工 业职业技术学院的列位老师表示感激。你们不但教授了我知识，而且告知了很多 为人处事的道理，这些道理将对我以后的人生起到很到的指导作用。通过对自动门系统的软件设计，掌握可编程控制器程序的应用系统的调 试、监控、运行方式，在学习与设计的进程中，了解所设计工程的工艺流程，从 而完成了对自动们系统的软件设计，同时，对于自动门硬件，也明白了一些周边 技术，扩展了知识面，增强对工艺的理解。本论文的构思，计划设计，撰写取得了周伟老师的细心指导，在论文设计 时给予热心的指导与帮忙，在此向周伟来时表示真挚的谢意！成功完本钱设计，还离不开同窗和舍友的帮忙，当我在设计进程中碰到困 难的时候，他们给了我全力的支持和帮忙，真心感激关心我的同窗，送你们最深 的祝愿！值此论文完成之际，向所有曾给予我帮忙的指导老师、同窗和朋友们致以 衷心的感激！