基于PLC的自动门控制系统的设计

课程设计

课程名称传感器原理及工程应用

专业班级测控技术与仪器

姓名朱广申

学号 2

齐鲁工业大学课程设计专用纸成绩

课程名称传感器原理及工程应用指导教师孙凯

院 (系) 电气学院专业班级测控13-1 学生姓名朱广申学号 2 设计日期 2016、3、3

课程设计题目自动门控系统设计

摘要

随着电子技术的发展,可编程控制器(以下简称PLC)不断更新、发展,PLC控制就是

自动控制中最常见控制方式之一,自动门就就是自动控制应用的一典型例子,由于可编

程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性,而且可以很简单的改变控

制的方式,因此,自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常

生活中运用越来越广泛。

关键词:PLC,变频器,驱动装置,感应器。

目录

摘要.................................................... 错误!未定义书签。引言.. (2)

1、概述.................................................. 错误!未定义书签。

1、1 国内外自动门发展现状 (2)

1、2 本课题研究的内容 (3)

1、3 本课题研究的目的与意义 (4)

2、自动门控制系统总体方案设计 (4)

2、1 自动门的功能需求分析 (4)

2、2 系统设计的基本步骤................................... 错误!未定义书签。

2、3 自动门技术参数的确定 (6)

2、4 自动门的机械传动机构设计 (7)

3、自动门硬件系统的设计.................................. 错误!未定义书签。

3、1 控制系统结构设计 (7)

3、2 可编程控制器(PLC)的选型 (8)

3、2、1 PLC概述 (8)

3、2、2可编程控制器(PLC)的选型 (9)

3、3 驱动装置的选型 (11)

3、4 变频器的选型 (12)

3、4、1 变频器原理 (12)

3、4、2 变频器的选型 (12)

3、4、3 变频器的参数设定 (13)

3、5 感应开关的选型 (14)

3、6 自动门系统I/O分配表 (15)

3、7 控制系统的电气接线 (16)

3、8结束语

3、9参考文献

齐鲁工业大学课程设计专用纸(附页)

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,自动门已经就是随处可见。自动门的工作方式就是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入,当人走近自动门时,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。当人通过门之后,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、防风、防尘、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。

自动门在国外早已得到普遍应用,在我国也以其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。

1、概述

1、1 国内外自动门发展现状

在国外,进入90年代以来,自动化技术发展很快,技术已经相对成熟,并取得了惊人的成就,自动化技术就是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘,同时可以使出入口显得庄重高档,因此应用非常广泛。

随着我国经济的飞速发展,自动门在人们的生活中的运用越来越广泛,自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等,使用自动门。但在国内,自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中,稳定、节能、环保、安全及人性化就是需要首先考虑的因素。

由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动与传动系统提出不同的要求,所以各种自动门又可以分为重型自动门与轻型自动门。

客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响,因此,自动门还可以分为一般自动门与可频繁使用的自动门。

自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等,其中平开门用的场合较少,旋转门由于昂贵而且非常庞大,一般只用于有需要的高档宾馆,自动平移门使用得最广泛,大家一般所说的自动门、感应门就就是指自动平移门,目前市场上流行的平移型自动门一般就是两开,这种门的特点就是简单易控,维护方便。

自动平移门最常见的形式就是自动门内外两侧加感应器,当人走近自动门时,感应器感应到人的存在,给控制器一个开门信号,控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后,再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理,既方便又提高了建筑的

档次,于就是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。

自动门的控制方法很多,从控制器的不同来分,有传统的继电器控制,即通过按钮与复杂的接线安装来控制;智能控制器控制,即通过运用现代自动化设备来控制,它具有稳定性高,安全等优点,因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。

在智能控制器的选择上,自动门的主控器有微电脑控制器控制与可编程控制器(PLC)控制,微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点,目前有许多厂家采用此种方式生产自动门,PLC控制的特点就是稳定型高、维护方便,目前许多大型的商场的自动门都就是由这种方式来控制。

1、2 本课题研究的内容

本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究与论证。

1、自动门类型的选择。综合了自动门的简洁、简单的要求,在本课题中主要研究自动平移门,本课题设计的自动平移门具有手动与自动开门功能与分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。

2、自动门硬件系统的设计。本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需要,故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好的三菱FX系列PLC。在自动门的开关门速度控制上本设计以三菱变频器作为调节器,运用变频器的三段速控制来实现自动门的转速控制,为了解决变频器在频率很低的时候会出现不稳定的问题,驱动装置选用功率强大、稳定性较好的自带减速装置的三相交流电机,在感应器运用自动门专用的微波雷达感应器与在工业自动控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能好的接近传感器,运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现PLC对自动门的控制。由于本课题的具体需求在硬件系统的设计过程中主要考虑了自动门的经济实用、稳定的需要。

3、自动门软件的设计。在本设计中选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图,梯

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形图的编程能直观明了的设计出自动门控制的要求,并能更好的考虑到安全性与故障报警等问题,梯形图的编写运用三菱的GX Developer编程软件,此软件支持全部的三菱的PLC,并且具有强大的诊断功能,能更快的查找出故障的原因,从而大大缩短了维修时间。