利用PLC实现自动门控制.doc

可编程序控制器PLC在自动门控制上的应用本文主要介绍运用FP1C24可编程序控制器取代传统的继电器、接触器控制系统，实现自动门控制的过程。 关键词：PLC（可编程序控制器），自动门控制，梯形图1序言在银行、超市、办公楼、医院等公共建筑的入口，经常使用自动控制门控制系统，早期的制动门控制系统采用传统的继电器逻辑控制，由于这种控制方式存在许多弊端，随着PLC控制的兴起已逐渐被淘汰。PLC英文全称Prougrammable Logic Controller，是一种数字运算操作系统，产生于20世纪60年代末期竞争激烈的美国汽车行业，是专为工业环境而设计的，它采用可编程的存储器，用来在其内部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数运算等操作命令，已不仅仅是继电器控制传统意义上的逻辑控制，它通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种机械或生产过程。他由五部分组成：中央处理器CPU；存储器；输入/输出接口；电源；编程器组成。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃，使PLC从最初的逻辑控制、顺序控制发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算数运算、数据处理、联网通信及PID回路调节功能的现代PLC，它采用自左至右、自上至下循环扫描的工作方式。PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场的要求，可靠性高，强抗各种干扰能力，编程简单，安装使用维修方便，价格低长寿命。与继电器比较，继电器线路是通过许多硬继电器和它们之间的连线达到的，控制功能包含在固定的线路中，功能专一，系统扩充必须变更硬接线，故灵活性差。而PLC采用软件编程完成控制任务，编程时所用到的继电器为内部软继电器（从理论上讲，其触点数量无限，使用次数任意）。外部只须在端子上接入相应的输入/输出信号即可。同一台PLC，不改变硬件仅改变软件，就可适用各种控制，故通用性强。日本松下公司FP系列PLC进入国内市场较晚，但因其品种规格齐全，功能完善，因此具有较好的工作前景。本控制就是根据PLC的上述特点采用日本松下FP1-C24型PLC完成的。2控制要求2.1自动门的硬件组成：经分析完成此自动门的实质就是控制电机的正、反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关和直流电机。由于直流电机的调速范围宽广，调速特性平滑，超载能力强，起动和制动转矩大，所以执行机构使用直流电动机。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， 开门到限位开关K3，关门到限位开关K4，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。考虑到自动控制门在出现故障时的维修方便所以增加了手动开门K5，手动关门K6。2.2控制要求：2.2.1当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或 K2时,0.5秒后开门,执行机构KM1动作电机正转,到达限位开关K3位置，电动机停止运行。2.2.2自动门在开门位置停留5秒后，自动门探测到无人后自动关门，这时执行机构KM2被启动，电机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电动机停止运行。2.2.3在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K11位置时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。2.2.4在门打开后5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K2或K1时必须重新等待5秒再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。其流程图为：开 始开 门 K3打开电机停止延时5s若K1，K2有信号关 门若K1，K2有信号K4 打 开 电机 停 止结 束若K1，K2有信号延时0.5s开 始开 门 K3打开电机停止延时5s若K1，K2有信号关 门若K1，K2有信号K4 打 开 电机 停 止结 束若K1，K2有信号延时0.5s开 始开 门 K3打开电机停止延时5s若K1，K2有信号关 门若K1，K2有信号K4 打 开 电机 停 止结 束若K1，K2有信号延时0.5s3主要功能器件的工作原理3.1自感应门以平移为例，电器方面主要部件：3.1.1主控器：选用日本松下FP1-C24型PLC的主控单元，它是自感应门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块发出相应的命令，指挥电机工作。同时通过主控器调节开启速度，开启幅度等参数。3.1.2感应探测器：光电开关（接近开关的一种）负责采集外部件信号，如同人的眼睛，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。3.1.3电动机：提供开门与关门的主动力，控制自感应门扇加速与减速运行。3.1.4行程开关（限位开关）：用于运动部件行程位置而切换电路，它的工作原理与按钮相似，用于控制机械设备的行程及限位保护，在实际生产中，将行程开关预先安排好位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关触点动作，实现电路切换。3.1.5光电开关（光电传感器），是光电接近开关的简称，它是利用了被检测物体对光束的遮挡或反射，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测，光电检测开关将输入电流在发射器上转换成光信号射出，接收器再根据收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。4继电器接触器控制图： KM1KM1SB3SB1SB2KT0KM2KM2SB1SB2KT1KT0SQ1KM2SB4KM1KT1SQ2KM1KM2SB5M 5PLC输入/输出分配及接线图输入： X0-SB1门外光检测开关 输出：Y0-KM1电机正传 X1-SB2门内光检测开关 X2-SQ1开门限位开关 Y1-KM2电机反转 X3-SQ2关门限位开关 X4-SB3启动停止按钮 X5-SB4手动开门 X6-SB5手动关门SB1SB2SQ2SB3SB4SB5X0X1X2X3X4X5X6+ 24VDCV DCSQ1=- COM-COMCOMY0Y1KM1KM2NLFP1C24-6梯形图及指令表：X0X4TX K50X1X0X1TX K501T0X2Y1Y0Y0X5T1X3Y0Y1Y1X6（ED）1 ST X0 12 AN/ X22 OR X1 13 AN/ Y13 AN X4 14 OR X54 TX 015 OT Y05 K5 16 ST T16 ST/ X0 17 OR Y17 AN/ X1 18 AN/ X3 8 TX 119 AN/ Y09 K5020 OR X610 ST T021 OT Y111 OR Y022 ED7过程分析：7.1 和上启动按钮X4闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时，定时器T0得电0.5秒定时时间到后，Y0线圈通电并自锁，此时电动机正转开门。7.2 当门扇完全打开后，使开门限位开关X2断开，Y0线圈断电，电动机停止转动。7.3 当门扇停止移动时，由于开门限位开关的常闭变成常开故使常开触点闭合进行5定时，若此时外检测开关或内检测开关X2和X1有信号，则使T0重新延时。7.4 当5秒延时完毕后，T1线圈通电，关门限位开关闭合，使Y1线圈通电并自锁，电动机反转执行关门过程。7.5在关门过程中，若外检测开关或内检测开关X0，X1有信号又使Y0通电