PLC办公楼自动门课程方案设计书

1、个人收集整理勿做商业用途作者：Pan Hon glia ng仅供个人学习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 098321122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，

2、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，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卜现场总线控制系统FCS(Field bus Control System，这将使P

3、LC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，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

4、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。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。摘要 4第一章 办公楼自动门控制系统的设计任务 41.1自动门控制硬件组成 41.2 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 .52.1自动门控制原理图52.1.1 主电路图52.1.2 控制电路图62.2 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 73.1 PLC输入输出接线图73.2 梯形图程序83.3 程序指令83.

5、4 程序分析 93.5 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

6、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、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

7、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

8、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自动门控制原理框图2.1.1 主电路图：匚FR1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：SB1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A/指示灯L1 7KM1指示灯L2KM22.2自动门控制系统的工作原理1 .开门动作当警卫按下开门开关

9、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

10、示灯 L2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

11、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Y001Y002Y003Y004Y005Y006X000X001X002X003X004X005COM132梯形图程序X000停止开关（SB1）X002关门开关（SB3）X003开门限位开关（SQ1）Y001接触器KM1Y003电机正转Y005指示灯L1T1、T2 延时继电器（延时5s）3.3程序指令：X001开门开关 （SB2）X005安全压力开关（SB4）X004关门限位开关（SQ2）Y002接触器KM2Y00

12、4电机反转Y006指示灯L20LDX0011ORY0012ANIX0003ANIY0024ANIX0035ANIX0056OUTY0017OUTY0058OUTT1K509ANDY00110ANDT111OUTY00312LDX002Y002X000Y001X004X005Y002Y006T2 K50Y002T2Y00413 OR14 ANI15 ANI16 ANI17 ANI18 OUT19 OUT20 OUT21 AND22 AND23 OUT3.4程序分析24 END3.4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

13、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。当丫001线圈通电时，与开门启动按钮X001 并联的常开触点丫001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,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。当丫002线圈通电时，与关门启动按钮X002

14、并联的常开触点丫002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

15、。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

16、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

17、用性和实用性。参考文献1赵永江M2京屮囚巳刀出版社20052谢克明夏路易川编杞控判器原理与用邛设计M止京 LT.llk出版社 20023张进秋订細用控刖界氐玮段应用实例M北X 机戒 工业出版社20034PLC入门学习基础教程M北京20035可编程序控制器应用指南易传禄主编上海科普出版社 可编程序控制器原理及应用钟肇新 彭侃编华南理工大学出版社7电气与可编程序控制器技术汤以范主编机械工业出版社8PLC编程及应用廖常初主编机械工业出版社9SIMATIC S7-200可编程序控制器CPU22X系统手册西门子仲国）有限公 司10可编程序控制器原理及应用赵金荣叶真编上海应用技术学院版权申明本文部分内容，

18、包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理。版权为潘宏亮个人所有This article in eludes someparts, in cludi ng text, pictures, and desig n. Copyright is Pan Hon glia ngs pers onal own ership.用户可将本文的内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 的规定，不得侵犯本网站及相关权利人的合法权利。除此以外，将本 文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人的书面 许可，并支付报酬。Users may use the contents or services of this articlefor pers onal study, research or appreciati on, and other non-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisi ons of copyright law and other releva nt laws, and shall n ot infringe upon the leg