自动门控制系统PLC设计

自动门控制系统PLC设计

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目录

引言......................................................................2

一、自动门控制系统总体方案设计..........................................3

1.1自动门的功能要求分析.............................................3

1.2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....................................................4

3.1自动感应门机的基本工作原理.......................................4

3.2行程开关（限位开关）的工作原理....................................5

3.3光电开关介绍......................................................5

四、自动门控制软件设计...................................................6

4.1自动门控制软件设计................................................6

4.2plc自动门控制软件设计............................................7

4.3程序流程图........................................................8

4.4梯形图............................................................9

4.51/0分配表.........................................................10

4.6指令表............................................................10

4.7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，造成安装繁玳、体积大、不稳定、不易维修的缺点己逐步被淘汰。目前自

动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器（简称PLC）,PLC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和开关量的逻辑控制的输入和输出，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，具有一定的经济和理论研究价值。

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Q

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和关门开关。

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KK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可检测开关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可检测开关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，热动和制动转矩较大，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；同时人便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：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和进入慢行运行。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,用干捽制机械设备的行程及限位保护C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

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”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）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物

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

>SB1_____KMO

TX001YOOO

>SB2

X002

夕SB3

X003Y001______KM1

_^SB4

TX004

______>SB5______

X005

______KM2

_________________X006丫002

______>SB7______

X007

______>SB10

TXOIO

______>SB11_____

X011

COMCOM—(MH

4.3程序流程图

4.4梯形图

END

4.51/0分配表

I/O分配表

类别元件PLC元件作用

SB1X01门外光检测电开关

SB2X02门内光检测电开关

输SB3X03开门限位电开关

SB4X04关门限位电开关

SB5X05过载保护开关

SB6X06紧急停止开关

入SB7X07启动停止

SB10X10手动开门

SB11XII手动关门

输KM0Y0电动机正转接触器

KM1Y1电动机反转接触器

出KM2Y2过载保护接触器

4.6指令表

指令表

LDX01OUTYOANIYOORX06

0RX02LDX03ANIY2ORY02

ORY0ANIX01ANDX07ANDX07

ANIY2ANIX02ORXllOUTY02

ANDX07OUTTOANIX04END

ORX10LDTOOUTY01

ANIX03ORY01LDX05

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xOOl

或x002闭合。由于开门限位开关x003是长闭的，所以yOOO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yOOO线圈通电时yOOO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，yOOO线圈断电电动机停止

转动。