基于PLC控制的自动门毕业设计论文说明

毕业设计

某大楼平移门的PLC控制系统设计

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摘要

随着电子技术的发展，可编程控制器（简称PLC）有了进一步的发展。PLC控制的自动门系统也不断更新着。

本文中论述的PLC自动门控制系统主要由以下这几部分构成：可编程控制器(PLC)、感应探测器、变频器、驱动器、传动装置。本设计可编程控制器就选用FX2N-32M小型的PLC；感应探测器选用微波感应器（微波雷达）；变频器就采用FR－540变频器；驱动器采用三相异步电动机；传动装置采用皮带来带动自动门的运动。

文中主要从以上几个方面进行设计论述。其中可编程控制器（PLC）与变频器是设计的要点。

关键字：PLC；变频器；驱动器。

目录

一、引言4

二、系统概论5

2.1自动门发展现状5

2.2商场自动门PLC控制系统简介5

三、商场自动门控制系统整体方案5

3.1商场自动门的功能需求分析5

3.2系统设计的步骤6

3.3自动门系统I/O分配表8

3.4自动门的机械传动机构设计8

3.5自动门基本技术参数9

四、自动门硬件系统设计10

4.1系统的结构10

4.2可编程控制器（PLC）的选型11

4.3变频器的选型12

4.4 变频器的参数设置13

4.5控制系统的电气接线14

五、自动门控制系统软件的设计15

5.1 PLC梯形图的概述15

5.2梯形图编程环境15

六、总结17

致谢18

参考文献18

附录I I/O分布表19

附录II 控制系统连接电路20

附录III 梯形图程序21

一、引言

在我国经济飞速发展的大背景下，形形色色的自动门随处可见。

自动门的性能优劣就主要取决于它的控制装置。早期的自动门控制系统都是采用继电器逻辑控制，不仅安装烦琐，体积较大，而且很不稳定，出现问题也不易于维修，已逐渐被淘汰。目前自动化行业（包括自动门）最稳定的控制装置是可编程控制器（简称PLC），它采用一类可编制程序的存储器，用于在其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序运算、定时、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式输入和输出控制各类的机械或生产过程。PLC具有很高的可靠性，很强的抗干扰能力，功能完善，适用能力好，程序编译设计较简单、灵活，维修方便，体积小、重量轻，性价比高、能耗低等优点。而运用PLC的自动门控制系统技术已经很成熟。

本文主要介绍了运用PLC控制的自动门的设计，一切产品的开发都离不开实际的基础。一个稳定的控制系统来维持自动门日常的运行，以便降低突发状况的发生，从而减少不必要的损失。运用PLC控制的自动门系统已经是自动门控制系统中的一种趋势。本文设计的产品在很多场合都能适应。

二、系统概论

2.1自动门发展现状

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，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。

传统的自动门是由继电器控制的，即通过按钮和复杂的接线安装来控制。现在的自动门大多都是由智能控制器控制，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。

而在智能控制器的选择上，现今自动门的主控器有单片机控制和可编程控制器（PLC）控制。单片机控制主要有体积小、安装方便等特点，一般多数被对自动门性能要求稍低的场合采用；PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场等人流量多的自动门都是由这种方式来控制。

2.2商场自动门PLC控制系统简介

PLC控制的商场自动门在通电自后便可实现无人管理，并且系统长时间自主稳定的工作。自动门的运作方式，主要原理是通过感应探测器来判断是否有人经过或者接近，再将信息传递到PLC，PLC根据接收到的信息通过变频器来控制驱动器的开停、正反转和速度的变化，再由传动装置带动门的运动，从而达到自动门的开关等功能。

三、商场自动门控制系统整体方案

3.1商场自动门的功能需求分析

本设计面向商场入口的应用，需要有安全和可靠性，在设计的时候改进了自动门对速度控制的精确度，结构如图3.1所示：

图3.1 自动门结构图

根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应具有以下功能：1．自动开门和关门控制

自动开关门是自动门应具备的最基本功能。自动开门由感应探测器感应到有人接近，给PLC发送开门信号，PLC通过变频器来控制电机的正转，达到开门的目的。停留一段时间，由感应器检测到没有人接近门口且门未关闭，PLC动作输出信号给变频器来控制电机的反转来实现关门。

2．蜂鸣器的提示功能

当自动门关闭时，PLC输出信号给蜂鸣器，蜂鸣器响以提醒来往行人注意，可防止停留在门附近的人被门夹住。

3.2系统设计的步骤

在自动门系统设计的过程中最主要的先列出步骤流程图，如图3.2所示：

图2.2 设计调试步骤图

3.3自动门系统I/O分配表

I/O分配表是编写PLC程序首先要做的前提条件，也是实际接线和调试的重要依据。根据自动门的控制系统的要求，确定了PLC的I/O分配表，在表3.3中列出。

表3.3 I/O分配表

3.4自动门的机械传动机构设计

商场自动门针对人流较多的商场，应对周围环境进行综合考虑，所以在本课题的自动门机械传动设计中考虑了以下几个方面：

1．自动门的传动主要包括安装板，轨道，门机，皮带，吊挂件等。

2．电机：驱动电机采用安全电机有限公司生产的YSM100/112、W、S三项异步电动