毕业设计自动门 (1)

学号：200907021135

成都农业科技职业学院

毕业论文

论文题目：基于PLC和变频器的自动门控制

学生姓名：赵强

专业名称：机电一体化技术

指导教师：庞智

2011 年11月

本系统设计了一个基于西门子S7-200系列PLC和松下VF0变频器控制变频电机的自动门系统。同时介绍了该系统的具体工作流程、控制系统硬件设备的选型方法、程序的编写以及系统的仿真调试。该系统具有结构简单，控制方便，维护方便，可靠性高，安全性高，调速范围宽等特点，所设计的自动门适用于使用频繁、人流量多的公共场所，是目前实现楼宇自动化的设备之一。

关键词：PLC；变频器；变频电机

ABSTRACT

This system design of automatic system is based on a series of Siemens S7-200 PLC and VF0 Panasonic of inverter which controls frequency conversion motor. Also it introduces the concrete work flow and control system hardware equipment selection methods, procedures and systems of the simulation test. This system advantages simple structure, convenient control, convenient maintenance, high reliability, high security, wide range of speed characteristics, and so on. Such as the automatic door, which is designed by this system is used in the hustle and bustle public place. It is really one of the realizations of building automation equipment currently.

Keywords: PLC; Inverter; Frequency conversion motor

1绪论 (1)

1.1自动门的简介 (1)

1.2本设计研究的内容 (2)

2自动门的总体结构设计方案 (4)

2.1自动门的门体构造和参数 (4)

2.2自动门的机械传动结构 (5)

2.3自动门的导轨及滑轮结构 (5)

2.4自动门的控制系统方案确定 (6)

3自动门控制系统的设备选型 (8)

3.1驱动装置的选型 (8)

3.2可编程控制器（PLC）的选型 (8)

3.3变频器的选型和参数设置 (10)

3.4感应开关的选型 (15)

4控制系统PLC程序设计 (16)

4.1梯形图及其编程环境概述 (16)

4.2PLC程序设计 (17)

5程序仿真调试 (27)

5.1调试环境概述 (27)

5.2调试记录及结果分析 (27)

6自动门的电气硬件连接 (30)

6.1电气主电路连接 (30)

6.2变频器端子连接 (30)

6.3PLC端子连接 (31)

7结束语 (32)

参考文献 (33)

致谢 (34)

1绪论

1.1自动门的简介

(1)基本原理

自动门的系统配置是指根据使用要求而配备的，与自动门控制器相连的外围辅助控制装置，如开门信号源、驱动装置、传动装置、门禁系统、安全装置、集中控制等。必须根据建筑物的使用特点。通过人员的组成，楼宇自控的系统要求等合理配备辅助控制装置。

(2)分类

①按启闭形式分：可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门。

②按门体材料分：有安全玻璃、不锈钢饰面、建筑铝合金型材、彩色涂层钢板、木材等，也可采用其它材料。用其组成的常见种类有无框玻璃自动门、不锈钢框玻璃自动门和铝合金框（刨光或氟碳喷漆）玻璃自动门。

各品牌自动门如图1-1：

图1-1 各品牌自动门

1.2本设计研究的内容

1.2.1自动平移门机组的部件组成

在本设计中主要研究自动平移门，设计的自动平移门具有手动和自动开门功能以及分时段控制功能，同时配备防夹人光栅、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多场所的高效率、高安全性的要求。

(1)主要部件

①主控制器：它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。

②感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。

③动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。

④门扇行进轨道：就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。

⑤门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。

⑥同步皮带：用于传输马达所产动力，牵引门扇吊具走轮系统。

(2)辅助配置

①行程开关：在自动门行进过程中，通过行程开关判断自动门所在位置，驱动信号输出达到控制自动门行进速度。

②安全辅助装置：在高档酒店等地方需要杜绝自动门的夹人事件，可以选择安装防夹人光栅。

③配备后备电源：为保证停电时自动门也能工作正常，可以配备后备电源。

1.2.2自动门控制系统要求

(1)物体靠近门时

传感器获得信号给控制器，控制器根据门当前所在位置决定门的动作，有三种情况：

①门处于关闭状态，控制器应驱动执行电机以最佳速度曲线打开门。

②门处于某一位置，控制器应根据门当前所在位置，以适当的速度驱动执行电机开门。