【基于S7-200PLC的自动门控制系统设计8400字（论文）】

基于S7-200PLC的自动门控制系统设计摘要：21世纪，随着科技的发展，人民群众的日常生活质量充分提升，智能的发展进步愈来愈盛行。从旧有传统类型的门到现如今的自动智能门，经过了漫长的发展过程。如今，自动门是智能建筑评测的参考标准，并且正在朝向高度的科技化迈进发展。PLC作为一类控制操作设备，由于其外部干扰低、通用性高，被广泛应用在每一个产业。它是以S7-200PLC作为逻辑思维控制操作设备展开综合系统设计，主要目的在于便利人民群众的日常生活。综合系统设计为运用操作应用步骤七个程序编译操作应用软件，来程序编译应用程序。在结尾，对PLCSIM软件的生产过程进行了研究。关键词：自动门；PLC；智能化目录1绪论 11.1课题背景及研究的意义 11.2自动门的现状及发展趋势 11.2.1自动门简介 11.2.2自动门的国内外发展现状 21.3本文的主要内容 32自动门整体系统的设计 42.1自动门功能分析 42.2自动门控制要求 42.3自动门原理 53自动门控制系统的硬件设计 63.1PLC概述及选型 63.2电动机的选择 73.3传感器的选择 83.4其他部分的设计 93.5自动门的I/O地址分配表 93.6自动门的PLC接线图 114系统的程序设计 124.1编程软件的介绍 124.2程序设计流程 134.3程序设计梯形图 145系统的实现 175.1PLCSIM软件简介 175.2软件画面建立 175.2.1创建工程 175.2.2定义硬件设备及添加工程变量 175.2.3制作监控画面及定义动画连接 195.2.4编写命令语言 196结论 216.1结论 21参考文献 221绪论1.1课题背景及研究的意义在我国，作为古代人类文明的结果，门以普遍常见的方式存在。一百多年之前，伴随着社会的发展进步，愈来愈多的人追逐现实生活，实用自动门悄悄出现了。150年前，自动门出现在欧洲和美国，由于其可靠性、安全性和良好的功能，它们迅速扩展到购物中心、酒店、机场、医院和其他地区。它不仅装饰了建筑，而且大大改善了人们的生活。理论上，自动门是对普通门的一种改进。最初，控制系统主要采用继电器逻辑，因为自动门尺寸大，安装维护困难，逐渐减小。随着现代社会的发展，环境维护已成为现代社会不可分割的组成部分。同时，我们应该考虑到日常生活的快节奏，给人民群众的日常生活创造的压力，在多种拥挤的地方运用快捷的自动智能门也非常关键。由于PLC的空间小和功耗，该控制操作设备应用了S7-200PLC体系，节约了很多的能量。控制操作设备应用PLC设备，充分提升了自动智能门的可行性，提升了自动智能门的工作效率，节省了成本费用。在自动智能门第二产业里，应用PLC作为控制操作设备，使自动智能化体系的综合深化设计获取了快速的发展进步。与此同时，PLC在自动智能化产业的使用，同时也具备重要的分析研究价值。1.2自动门的现状及发展趋势1.2.1自动门简介自动智能门的英文名字：automaticdoor。原理上，自动智能门应当是门的定义的延拓，应当参考依据人民群众的要求来发展进步与改善门的功能。门是指系统自动转换一个人或物品的工作接近有效或某些权威的信号门打开门，在系统驱动后开门，自动关闭门，来人时，以实现门的自动打开。检查门的开关操作过程。20世纪之后，自动智能门开始被应用在生活建筑里。二十世纪二十年代末，伴随着美国大型超市的开业，自动智能门开始被运用。一九四五年，多马，逐渐发展成为了全球上第1个研发自动智能油门与气压门的自动智能门品牌，新建筑的门开始投入运用。一九六二年，电动门开始产生，伴随着城市的投资建设发展，自动智能门专业技术行业领域同时也在连年扩增。最初期，无法经过大楼的工作电源来操作控制发动机引擎的速率，因此我们需要操作控制油压的速率和空气压力。然而，由于能源使用效率低下，伴随着电子操作控制专业技术的发展进步，电子操作控制专业技术的成熟稳定，电机设备电动自动智能门的直接操作控制，逐渐发展成为了主流。举例：特殊专用自动智能门的多种可辨别操作控制，例如自动感应自动智能门（红外自动感应、微波自动感应、触觉自动感应、踏板自动感应）、卡自动扫描自动智能门。1.2.2自动门的国内外发展现状在外国，自二十世纪九十年代之后，自动智能化专业技术早已十分成熟稳定，专业技术发展进步快速，获得了巨大伟大成就，自动智能门是自动智能化专业技术的经典代表。在现如今日常生活里，自动智能门能够节约能量、减少降低噪声，与此同时，使入口十分庄严优质，获取大规模推广和应用。伴随着我国经济与科学技术的迅速发展进步，自动智能门在人民群众的日常生活里日渐运用。自动智能门适合应用在每一个大规模社会公共应用场合。但是在我国，自主独立研发自动智能门的专业技术还没有成熟稳定。自动智能门控体系需要思考稳定安全性、节约能源。最普遍的自动滑动门形式是在自动滑动门的两侧增加传感器。当有人进入前门时，传感器检测到有人存在，并且向PLC发送传输开启的大门数据信号控制操作设备。控制操作设备经过联动控制器设备开启大门。当人们经过时，要自动关上门。自动智能滑动门可以在无人看守综合管理后完成便利、高效的供应电源，提升建筑综合质量，在全球建筑交易市场获取广泛宣传推广。自动智能门操作控制模式许多，由不相同的控制操作设备和控制继电器，即设施和布线复杂；它由智能控制器组成，即使用现代自动化设备具有巨大优势，所以被很多制造加工厂商运用。因为逻辑思维继电器设备操作控制的自动智能门体系具有非常多问题和缺陷，人工智能控制操作设备的自动智能门逐步消除该缺陷。智能控制选择系统（控制器）尺寸小，安装设置便利。现如今，很多制造加工厂商运用这类模式来加工制造自动智能门。PLC操作控制具备高稳定安全性，容易维护保障的特征。截至当前，很多大规模购物中心都有这样控制的自动门。1.3本文的主要内容以PLC为控制操作设备的自动智能门综合系统设计能够充分提升自动智能门的稳定安全性与适用性。这是全自动智能门的产业专业技术改革创新，能够提升自动智能门的使用效率。所以，门对门PLC自动智能化控制管理体系的综合深化设计可以完成自动智能自动智能化，推动第二产业发展进步，扩增PLC自动智能第二产业的使用，更有甚者是整个产业的自动智能化，具备确定的经济原理与分析研究价值。2自动门整体系统的设计2.1自动门功能分析这个综合系统设计主要应用在购物消费中心、大型超市等拥挤的社会公共应用场合。所以，本次研究设计应考虑到安全性和可靠性。考虑到多种影响因素，自动智能门应该具备如下作用功能：（1）人工手动操作控制方式与自动智能化控制管理方式。鉴于安全与维护保障原因，需要供应人工手动门窗的模式。为便于维护，必须采用人工手动模式来操作控制大门的控制开关，包括自动智能化控制管理门窗的控制开关的模式。（2）当数据信号收集设备检测得数据信号地区里的人或者物品的时候，PLC自动智能开启门，当没有人在检测区域中时，PLC自动关闭。紧急停止操作。自动门运行异常时，按下关闭按钮停止自动门运行，避免产生意外突发事故。2.2自动门控制要求当一个人在自动感应区的时候，机器设备检测得数据信号，发动机沿方向（打开）运行。如果阈值开关受到影响，则该操作将停止。当门开到最大限度时，它就开始减速。10秒钟后，发动机反向运行并关闭。当门直接接触到关停的界限控制开关的时候，它会暂停。当大门关停的时候，测试设备将会又一次检测到信号，并立即停止关闭并打开大门。再次打开大门，直到您尽可能地触摸限位开关。10秒后重新启动，在时钟结束时关闭。手动调节自动门后，可手动打开至最高数值，直接接触限位控制开关后暂停。门应该人工手动操作控制在最低分布状态，一直到触摸全面负责关停门的严格限制按键，门停止移动。按下停止按钮后，自动门停止工作，防止产生意外突发事故。2.3自动门原理这个综合系统设计主要包含：门体、调试设备、PLC、联动电机设备和驱动带。当一个人或对象在检测区域中时，检测装置产生相应的信号并将其发送到PLC，PLC通过该程序控制训练设备的操作。如果自动车门运行，驱动器应操作驱动器以操作控制车门的操作应用。自动智能门原理示意图，如下示意图2-1所示。图2-1自动智能门原理示意图自动智能门的理论构成如下示意图2-2所示。图2-2自动智能门原理示意图

3自动门控制系统的硬件设计综合系统设计体系的硬件设施通常是由联动设备构成，是控制开关门来联动门操作应用的原始推动力设备。检测装置是能够检测人体数据信号的感应设备，操作控制设备能够自动接收感应设备数据信号，经过操作控制设备操作控制逻辑思维；联动是应用在链接发动机门和自动开关的自动通行证训练。最重要的部分是PLC逻辑控制部分，它是开门的控制部分。下面更详细地描述了这些设备和选项。3.1PLC概述及选型由于工业生产领域智能自动化设备的持续升级提高与操作控制机器设备的升级提高，以PLC代表的全新控制操作设备在第二产业操作控制里发挥着关键性影响作用。PLC运用电脑计算机应用在内部体系运算，通讯专业技术应用在和其他硬件设施或者操作应用软件的通讯，以及自动PLC和机器设备操作控制的自动智能化专业技术。PLC在第二产业里的使用提升了第二产业生产加工的自动智能化水平，逐渐发展成为了评价判定自动智能化参考标准的重要参考标准。因为它被大规模应用和推广，它被称之为“蓝领电脑计算机”。对于设备，PLC由电脑主机、应用在内部与外界交互的I/o拓展接口以及链接到PLC的外界外围机器设备构成。如下示意图3-1所示，总连接线链接是各组成部分的重要链接模式。主机主体由中央处理单元、数据存储内存、链接内外界PLC的工作电路、链接外界机器设备的端口与工作电源构成。其内部组成构造如下示意图3-1所示。图3-1PLC内部组成构造示意图西门子S7-200PLC规模小，广泛应用于各种现场检查、监测和控制。该PLC的优点是，它可以在独立系统或网络操作系统上高效、轻松、简单地运行工作。S7-200PLC的中央运算处理器设备为三十二位。不相同的运算处理器设备都存在不相同的系数。体系从S7-200体系里选用CPU222实验模型。有八个自动输入点配置设计数目，六个自动输入点配置设计自动输出数，一个RS485通讯接口，两个可拓展接口，可链接，有6K个储存字节的保存分布空间等。3.2电动机的选择自动智能门的准确操作应用通常决定于联动控制器设备。该驱动器由一个无刷直流电机设备联动。直流机动设备特征具体如下所示：（1）直流机动设备运用永磁物质材料，进而减少降低固定转子并且对外宣布其惯性有效尺寸相对较小，较快，扭矩可以增加相应的惯性。（2）由于电机转子功率为零，电机效率和功率密度大大提高。直流电机转子也有零热量，不需要冷却处理测量确定的固定转子。（3）交流电机设备的机械设备特征分布曲线是非线性关联的，不合适运行工作与操作控制。（4）无刷直流电机设备的工作基本理论是把磁场方向操作控制交换为固定转子具体位置的离散操作控制，而不转变相对分布坐标。在速率操作控制方面，扩增了操作控制作用范围，在操作控制方面，提升了作用功能。其机械使用功能为线性的，运行起动扭转力矩高，办公效率高。它经常在困难的情况下使用。根据以上研究分析，和交流直流电机设备对比，直流电机设备在作用功能与工作效率操作控制方面有许多优点，应深入思考节约能源环境维护的方便性，能够明显减少客户成本费用。所以，本次选择的电机为直流无刷电机的型号是45bldc模型，其著名的品牌参数如表3-1所示。表3-1电机设备系数系数类型电机设备有效直径φ45额定有效转数4000额定弯曲扭矩0.036N.m额定功率15W~100W额定工作电压24.0伏DC3.3传感器的选择截至当前，在第二产业体系里运用最为广泛的感应设备是微波与红外感应设备。为维护车门操作人员，自动大门已关闭。红外线传感器具有一定的扫描范围。每当某人或物品在探测范围内时，它就会检测到并发出信号。传感器更适合那些以低速移动甚至停止以及以低速检测物品的人或物品。由于各种因素，受试者选择了微波传感器作为检测装置来响应移动的物品。该理论是根据多普勒理论的。所述测试体系由一个扁平的信号天线构成，所述操作控制设备由一个微运算处理器设备构成，并且所述微处理器形成一个微波感应设备。其特征是以10525ghz的微波频次自动传输与自动接收微波感应设备。这个测试模式还具备非直接接触测试、高温、湿度、噪声等特点。下表3-2为本综合系统设计里运用的调试设备。表3-2自动感应控制器设备型号选择类型WB−3004供电工作电压AC/DC12V~AC/DC24.0伏工作频次作用范围50.0赫兹~60赫兹自动感应探测头工作频次10.525GHz(9.00GHz~12.00GHz)工作指令模式LED自动感应时间/延迟作用时间REAL−TIME/0.5SEC自动感应作用范围4.0M(W)∗3.0M(D)静态能耗200mWg12V工作能耗550mWg12V探测头可调节控制角度40°~60°工作温度作用范围−25.0摄氏度~60.0摄氏度相对实际湿度0~95.0%安装设置模式WALL3.4其他部分的设计控制系统中使用的驱动器包括轨道、提升轮和同步控制门面板方向的皮带。两扇门的轨道就像控制门的方向的火车轨道一样。大门面板的自动悬架取决于使用动力移动车门的提升系统。同步频带用于提高牵引力。3.5自动门的I/O地址分配表自动智能门控制操作设备运用S7-200与cpu222PLC作为控制器。分别有8个数字输入点（i0.0-i0.7）和6个数字输出点（q0.0-q0.5）。入口点i0.0是一个手动按钮，i0.1是一个自动按钮，i0.2是一个开放边界，i0.3是一个封闭边界，i0.4是一个客人检测，i0.5是一个访问链接按键。人工手动开启它，i0.6手动关闭，i0.7关停按键。仅有2个对外出口点：q0.0作为q0.1开门，门关停，m0.0判定，操作应用软件m0.1m0.2门开启标记，例如等候延迟作用，M0.3为关停门，m0.4表示检测软件，m0.5显示软件打开，截止m0.6显示自动关闭logicel.M0.7限制为标志，m1.0为逻辑门打开，m1.1标志为逻辑门关闭，m1.2为手动标志。详见表3-3、3-4、3-5。表3-3输入终端调配表自动输入作用I0.0人工手动按键I0.1自动智能按键I0.2开门限位K3I0.3关门限位K4I0.4来人测试I0.5人工手动启动按键I0.6人工手动关停按键I0.7暂停按键表3-4输出端分配表输出作用Q0.0开门KM1Q0.1关门KM2表3-5继电器作用继电器作用M0.0组态暂停M0.1开门标记M0.2延时等候M0.3关门标记M0.4组态自动感应M0.5组态开门限位M0.7组态关门限位M1.0自动标志M1.1组态开门按钮M1.2组态关门按钮M0.0手动标志3.6自动门的PLC接线图图3-2PLC接线图

4系统的程序设计4.1编程软件的介绍操作应用步骤7Micro/WIN是西门子PLC的一个应用程序编辑工具设备。它兼容支持运用服务窗口。它相对简单运用，并且充分简约化了客户的工作任务。它解决了复杂的自动化任务。il、LAD和fbd有三个版本。随机转换编程语言。运用本操作应用软件的时候，应该设立PLC种类与通讯方式。操作应用软件页面划分为多个组成部分，如下示意图4-1所示。图4-1STEP7-Micro/WIN页面图根据示意图能够得知，操作应用软件的程序编译页面由多个互联网构成，在程序编译时容易程序编译，也能够在互联网上程序编译，发现问题，更改很快，操作应用软件常用功能作用是：（1）应用程序能够脱机撰写，也能够自动导入、编辑与修改调整，虽然电脑计算机未链接到PL，也能够履行基本功能PLC可以在线运行，例如，计算机上可以读取PLC内存数据，供用户查看和编辑，计算机程序也可以用PL编写C.编程时，可以检查场景的准确性，预先解决问题。检查比例后，波形自动填充并变成红色。检查程序语法后，出现问题。可以管理和加密用户文档。可调PLC操作、参数和操作监控。4.2程序设计流程首先，必须激活并初始化PLC才可以全面进入健康分布状态。只要全面进入工作方式，把展开人工手动判定。假如判断为是，全面进入可开启、关停与关停的人工手动操作控制分布状态。当它被判定为“不”时，它就会进入一个自动状态，以检测是否有人在那里。如果没有信号，门就不能工作了。如果有信号，门就会打开，时间就会开始了。当时间届满时，门会关闭并确定信号是否到达。假如是这样，开启门到一个更大的具体位置，之后转身。假如没有，请关停门，一直到门工作结束完成。自动智能门重新再次开始自动智能判定方式，循环回路开始。图4-2程序语言综合设计流程示意图4.3程序设计梯形图1.人工手动和自动智能控制开关门动作的选用，如下示意图4-3所示。图4-3手自动智能选用图2.当感应设备检测得到达数据信号的时候，由于门总是关停，光电i0.4打开，i0.3关停，其作用功能是关停极限。因为位于自动智能方式，也就是自动智能标识m0.7开启，自动智能门开启，也就是门标识开启，如下示意图4-4所示。图4-4开门运行动作应用程序图3.在自动智能方式下，开启自动智能标识m0.7，开启车门标识m0.1。当您达到i0.2的开启极限时，启动时间为10秒，如图4-5所示。图4-5延时程序图4.当自动门位于自动智能分布状态的时候，自动智能标识m0.7开启，车门关停标记m0.3开启，车门启动金属线圈位于非带电分布状态。在这里，请使用通常已关闭的联系人。在关闭状态下，软件的关闭阈值相同，关闭限制相同，然后激活q0.1，其功能是关闭门。此过程如图4-6所示。图4-6关门程序图5.当车门关闭时，自动面板打开，关闭面板打开。当门关闭时，有必要确定有没有人来了，换句话说，它们被用于测试m0.4光，如果有的人来了，则履行m0.4光。假如没有的人全面进入测试地区，则门将会移动并完全关闭。此过程如图4-7所示。图4-7关门判断来人程序图

5系统的实现5.1PLCSIM软件简介Plcsim(KingView)是一种通用的工业控制软件，用于企业图像生产系统、数据库管理系统和HMI/SCADA（人机接口/监控和数据采集）。使用S7-plcsimv5.4可用于屏幕设计和动画连接。用于创建新项目、综合管理项目与修改调整已自动生成的项目。项目工程网页浏览器：这是操作应用软件的一个主要构成组分。它被集中到操作应用软件里，是一组研发环境。在本节中，我们可以看到该项目的组件。操作体系：这是客户的服务终端页面，能够实时动态监督控制体系的运行工作分布状态。5.2软件画面建立5.2.1创建工程创立一个PLCSIM项目工程，选用最新建设项目工程，自动输入储存途径及项目工程名字，就能够实现了。如下示意图5-1所示。图5-1创立项目工程5.2.2定义硬件设备及添加工程变量1.在PLCSIM里，逻辑思维机器设备有如下几大类：DDE设备：一种可与plcsim执行数据交互的Windows程序。卡设备：这是plcsim内的卡类型的试播版。串行端口周长：这是plcsim串行端口类型的导频版。HMI卡：指软件上显示的动态图像，可链接到电脑计算机与机器设备展开通讯。互联网功能模块：指的是plcsim和互联网之间的通讯功能模块。这次使用了这个系列设备。构建项目后，选择com端口并创建一个新端口以过滤PLC类型。如图所示，本主题中使用了PLC。一旦选择了PLC，就可定义上述变化量，如下示意图5-2所示。图5-2增添硬件设施机器设备2.对机器设备展开挑选后能够定义变化量，在项目工程网页浏览器目录里，定义变化量：本次研究设计里运用了两大类种型的变量：记忆离散变量和记忆整数，如下示意图5-3所示，所定义的变化量如下示意图5-4所示。图5-3定义变化量图5-4多种变化量5.2.3制作监控画面及定义动画连接全面进入研发体系，研发体系电子屏幕。运用图像库里的图片、工具设备箱里的图片与多种按键来综合系统设计电子屏幕。只要电子屏幕综合系统设计实现了，它就是一个静态电子屏幕。需要在电子屏幕与变化量相互之间创立电子屏幕。实时动态图片只可以经过成立相互关系来完成。这是一个特征属性配置设计与实时动态链接。您能够为打开和关闭的功能选择一个控制模式。5.2.4编写命令语言该程序在plcsim屏幕启动时执行。当禁用plcsim屏幕时，该程序将用于检查。正在运行工作的应用程序是操作控制电子屏幕的命令指示编程语言。在项目工程网页浏览器页面里，应用程序是按照运算函数撰写的。命令指示编程语言如下示意图5-5所示。图5-5命令指示编程语言撰写6结论6.1结论在该设计中，使用S7-200PLC作为控制系统，可以根据人的流动来实现门的自动移动。在PLC中，输出终端只使用q0.0和q0.1，2个输出终端口都能够符合每一个的多种要求，节约了许多钱。在体系里，感应设备检测得有人的存在，并向PLC发送信号以执行车门操作。这一行动由该方案控制。同时，该系统还引入了一个紧急停车系统，以防止意外突发事故产生。本次研究设计基本满足了体系的所有需求。但是，这个体系也存在少数缺点不足。节约能源不深入思考环保，自动开门、灯方式。在今后的研究中，加强该领域的研究，提高系统的运行和可行性。回首综合系统设计过程，我从一开始就会对综合系统设计有了全面、深入的理解和认识，完善改进了工作任务，最终实现了整套体系的综合深化设计，充分提升了我的水平。这让我更好地深入、全面地了解和掌握了PLC与自动智能门产业。在今后的学习工作里，我会更积极主动，朝向着我的理想不断前行。参考文献[1]司慧玲.基于PLC的自动门控制系统的设计