PLC办公楼自动门课程设计

1、创新型课程设计报告设计题目：办公楼自动门的控制系统设计 班 级： 09级机械设计制造及其自动化 姓名学号： 张凯 指导教师： 徐文权老师 物理与电气工程学院 2012年12月30日引 言随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。 早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。 1969年

2、，出现了可编程逻辑控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特点是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。 目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS(Distributed Control System)、现场总线控制系统FCS(Field bus Control System)，这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。 在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，

3、经常使用自动门控制系统。早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。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。 本论文主要是对门的开、关控制而论。自动门控制装置系统由继电器、可编程序控制器（PLC）、电动机组成。它主要是通过开门开关、关门开关、停止开关、限位开关以及安全压力开关，把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制电动机的转动。又由电动机带动门的开、关

4、。当电动机正转时，门自动打开，到达开门限位开关时，门停止运动；当电动机反转时，门自动关闭，到达关门限位开关时，门停止运动。 目 录摘要4第一章 办公楼自动门控制系统的设计任务4 1.1 自动门控制硬件组成4 1.2 自动门控制设计要求4第二章 办公楼自动门控制系统框图与原理.5 2.1 自动门控制原理图5 2.1.1 主电路图5 2.1.2 控制电路图6 2.2自动门控制系统的工作原理6第三章 办公楼自动门控制系统程序7 3.1 PLC输入输出接线图7 3.2梯形图程序8 3.3 程序指令8 3.4 程序分析9 3.5 系统调试9设计体会10参考文献11摘 要 随着经济的发展和人们生活水平的提

5、高，自动门的应用也越来越广泛。它现在为许多酒店、医院、企业单位、政府部门等现代建筑所必备，不仅可以美化出入口环境，而且具有节能、防尘等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。本文所设计的自动门是基于三菱FX系列 PLC，应用PLC自动控制技术实现了办公楼自动门的打开和关闭。其电路结构简单，单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完成，利用试验室所提供的条件来模拟和验证程序，并利用模拟电机正反转实现系统功能，非常适用于日常生活控制场合。自动门从理论上讲应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。PLC控制系统替代传统继电器系统必须要明确工作的流程，了解各自工作时所起的作用、

6、功能。我将采用三菱FX系列PLC来应用到电动伸缩门控制系统中的方案，将会有效提高控制的性能。三菱FX系列PLC具有优良的性价比，是我国较为广泛应用的PC机型之一。关键词：PLC控制，自动门，原理图，梯形图第一章 自动门控制装置的设计任务 1.1 自动门控制硬件组成自动门控制装置由停止开关SB1、开门开关SB2、关门开关SB3、安全压力开关SB4、开门到位限位开关SQ1、关门到位限位开关SQ2、开门指示灯L1、关门指示灯L2、开门执行机构KM1(使三相交流电动机正转)、关门执行机构KM2(使三相交流电动机反转)以及中间继电器等部件组成。1.2 自动门控制设计要求1：门卫在警卫室通过开门开关、关门

7、开关和停止开关控制大门。2：当门卫按下开门开关后，指示灯开始亮，5s后，开门接触器闭合，门开始打开，直到碰到开门限位开关（门完全打开）时，门停止运动，指示灯熄灭。3：当门卫按下关门开关时，指示灯开始亮，5s后，关门接触器闭合，门开始关闭，直到碰到关门限位开关（门完全关闭）时，门停止运动，指示灯熄灭。4：在门运动过程中，任何时候只要门卫按下停止开关，门马上停止在当前位置，指示灯熄灭。5：关门过程中，只要门夹住人或物品，安全压力挡板就会受到额定压力，门立即停止运动，以防止发生伤害。6：开门开关和关门开关都按下时，两个接触器都不动作，并进行错误提示。第二章 办公楼自动门控制系统框图与原理2.1 自动

8、门控制原理框图 2.1.1 主电路图：3MKM1KM2FU1FR1UVM2WM2接触器KM1常开触点控制三相交流电机正转，接触器KM2常开触点控制三相交流电机反转，FU1为熔断器，FR1为热继电器。2.1.2 控制电路图：FR1SB1SB2SB3KM1KM2KM1KM2KM2KM1SQ1SQ2指示灯L1指示灯L2FU2SB4SB4SB1 停止开关 SB2 开门开关 SB3 关门开关 SB4 安全压力开关SQ1 开门限位开关 SQ2 关门限位开关KM1 接触器 KM2 接触器L1 开门指示灯 L2 关门指示灯FU2 熔断器 FR1 热继电器常闭触点2.2 自动门控制系统的工作原理 1开门动作当警

9、卫按下开门开关SB2时，信号传送到PLC，由PLC传出指令，开门指示灯L1亮，接触器KM1通电，与开门开关并联的KM1常开触点闭合实现自锁，同时定时器T1倒计时5s，5s钟到时主电路KM1常开触点闭合，电机驱动门向开启方向运动。当门运动到开门限位开关SQ1位置时，门停止运动，开门指示灯L1熄灭。2关门动作 当警卫按下关门开关SB3时，信号传送到PLC，由PLC传出指令，关门指示灯L2亮，接触器KM2通电，与关门开关并联的KM2常开触点闭合实现自锁，同时定时器T2倒计时5s，5s钟到时主电路KM2常开触点闭合，电机驱动门向关闭方向运动。当门运动到关门限位开关SQ2位置时，门停止运动，关门指示灯L

10、2熄灭。3. 停止动作当门在运动时，只要按下停止开关SB1，门就会停止运动，指示灯熄灭。此动作可控制门开或关的位置。4. 安全压力挡板动作当门在运动过程中，安全压力挡板受到一定的压力时，触发常闭安全压力开关SB4断开，门就会自动停止。此动作防止门夹到人或物。5限位开关动作 限位开关又称行程开关，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

11、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、自动开关的限位，轿厢的上、下限位保护。 第三章 办公楼自动门控制系统程序3.1.PLC输入输出接线图Y002Y001Y003Y004Y005Y006X000X002X003X004X001COMX0053.2.梯形图程序 X000 停止开关（SB1） X001开门开关 （SB2）X002 关门开关（SB3） X005 安全压力开关（SB4）X003 开门限位开关（SQ1） X004 关门限位开关（SQ2）Y001 接触器KM1 Y002 接触器KM2Y003 电机正转 Y004 电机反转Y005 指示灯L1 Y006 指示灯L2

12、T1、T2 延时继电器(延时5s)3.3程序指令： 0 LD X001 1 OR Y001 2 ANI X000 3 ANI Y002 4 ANI X003 5 ANI X005 6 OUT Y001 7 OUT Y005 8 OUT T1 K50 9 AND Y001 10 AND T111 OUT Y003 12 LD X002 13 OR Y002 14 ANI X000 15 ANI Y001 16 ANI X004 17 ANI X005 18 OUT Y002 19 OUT Y006 20 OUT T2 K50 21 AND Y002 22 AND T2 23 OUT Y004 2

13、4 END 3.4程序分析 1. 首先按下开门启动按钮X001闭合,由于停止开关X000、开门限位开关X003以及安全压力开关X005是常闭的,所以Y001线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Y001线圈通电时，与开门启动按钮X001并联的常开触点Y001闭合实现自锁,开门指示灯L1亮，同时定时器T1倒计时5s后电机启动，此时电动机正转带动自动门扇移动,执行开门过程。2. 当门运动到开门限位开关X003位置时，电机停止转动，门停止，开门指示灯L1熄灭。 3. 然后按下关门启动按钮X002闭合,由于停止开关X000、开门限位开关X004以及安全压力开关X005是常闭的

14、,所以Y002线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。当Y002线圈通电时，与关门启动按钮X002并联的常开触点Y002闭合实现自锁,开门指示灯L2亮，同时定时器T2倒计时5s后电机启动，此时电动机反转带动自动门扇移动,执行关门过程。4. 当门运动到关门限位开关X004位置时，电机停止转动，门停止，关门指示灯L2熄灭。 5. 在此控制过程中,为了保证其安全性设置安全压力开关X005和紧急停车开关X000。 3.5系统调试 1. 语法错误检查- 检查命令码及其格式2. 双线圈检验-检查同一元件或显示顺序输出命令的重复使用状况 3. 电路错误检查- 检查梯形图电路中的缺陷 设

15、计体会在学期结束我们通过课程设计，来总计这学期所学的特别是PLC这门课程。我做的这个题目是有关与PLC系统理论与实践相结合的设计。在对这个设计的材料搜索进行独立搜索时，对于办公软件的应用有了进一步的提高，以及实际应用操作的情况下，提高了实际操作和独立解决问题的能力。 通过这次设计实践。让我更熟练的掌握了三菱的PLC软件的简单编程方法，对于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理论的运用中，也提高了我的工程素质。由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时，问题出现了。转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践

16、相结合，缺乏动手能力而造成的结果，最后通过老师的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来，同样也看清了自己的不足之处。 通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。本设计方案，在硬件上具有安装接线简单，工作可靠等优点；在软件上，不仅满足了低压控制合闸装置的控制功能，还运用PLC的定时器等指令实现了所需延时自动合闸功能，提高了系统控制能力和灵活性，使系统具有通用性和实用性。 参 考 文 献1赵永江楼宇的门禁、监控及车库管理系统M北京中国电力出版社2005 2谢克明夏路易可编程控制器原理与程序设计M北京电子