基于PLC的自动门控制系统的设计说明

理工大学科技学院

课程设计说明书(论文)

作

者: 青学号：0801010407

学院

(系):机械工程学院

专

业: 机械工程及自动化

题

目: 基于PLC的自动门控制系统的设计

2011年 10 月

摘要

随着电子技术的快速发展，可编程控制器（PLC）不断更新，PLC控制已经成为自动控制中最常见控制方式之一。由于可编程控制器能够很好的控制自动门的开关从而改变可以其控制方式以及它具有良好的稳定性。所以很多自动门的生产商家都运用PLC来实现自动门的控制。

本文是关于自动门的控制系统的设计，自动门的系统主要由可编程控制器(PLC)、信号采集装置、变频器、驱动装置、传动装置等组成。主要工作原理是利用感应器件来检测由人体或物体发出的信号，将其传送给PLC，PLC根据开关信号的来控制变频器的开停和速度的变换，在由传动装置带动门运动。

本文总共分四个章节进行叙述其软、硬件结构、工作原理等，具体如下：

第一章介绍自动门发展现状，本课题研究的容和目的意义。

第二章主要介绍自动门控制系统方案的设计要求。

第三章介绍了自动门的硬件系统的设计，PLC的选型，变频器的选型，感应器件的选型，驱动装置。

第四章介绍了系统软件的设计，PLC梯形图设计，程序流程图，程序的编写工作。

关键词：PLC，自动门，驱动装置，感应器。

引言

在经济飞速发展的中国，自动门是楼宇设备中的光机电一体化产品。它已经广泛用于都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼等。自动门的工作方式主要是通过门外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走近自动门时，由于感应开关感应到人的存在，给控制器开门信号，控制器从而通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动门最大的优点在于它“永远开门，又永远关门”，即对于人来说，门总可以打开，可对于建筑来说，门又总是关着。因此在保安方面具有独到的作用。另外在通电后它可以实现无人管理，给我们带来人员进出方便，还可以节约能源、防风、防尘、降低噪音等好处，也打破了传统门的造型，给门添加了高贵典雅的气息。

自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，由于它安装烦琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点被逐渐淘汰。目前自动门及其自动化行业采用的控制装置是可编程控制器（PLC），PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的工业计算机。它采用可以编制程序的存储器，用来在其部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。目前，PLC在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了充分的发展。因此利用PLC控制自动门具有较高的可靠性，较强的适用性，良好的维修性等优点。由此看来，运用PLC来实现自动们控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。

本课题主要介绍运用PLC为控制器的自动门的设计，由于产品的开发都要讲究实用

性，所以本课题开发的产品不但能够适应多种场合而且简单化。不论对于产品开发商还有使用者来说，都是最好的。此系统的设计既满足了自动门的基本要求，还可以保证自动门的稳定性。研究本课题意味着产品成本的下降，效益提高。因此还是具有一定的市场价值。

1. 概述

1.1 国自动门发展现状

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，宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等已经广泛使用自动门。在我国，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、安全及人性化是首先需要考虑的因素。

在目前市场上，根据自动门门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，因此可以把自动门分为重型自动门和轻型自动门。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和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、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，但是自动平移门使用围广，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。

在国，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，即通过按钮和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和可编程控制器（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控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。

1.2 本课题研究的容

本课题将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。

1.自动门类型的选择。由于考虑到自动门的简洁、简单的要求，在本设计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和自动开门功能和开关门实现减速功能以及配备安全防夹人光线等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。由于自动门要适应大客流量的需要，因此稳定性要求比较高，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系列小型PLC。在自动门的开关门速度控制上采用三菱变频器作为调节器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和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。在本设计中采用PLC编程语言梯形图，因为梯形图的编程能

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和故障报警等问题，梯形图的编写运用三菱的编程软件。