自動門控制程序設計畢業(yè)設計

1、<p>　　現(xiàn)如今自動化、信息化程度越來越高，單片機的應用領域也就越來越廣，成為人們生活不可或缺的一部分。隨著社會的發(fā)展、科技的進步以及人們生活水平的逐步提高，各種方便于生活的自動控制系統(tǒng)開始進入了人們的生活，以單片機為核心的自動門系統(tǒng)就是其中之一。同時也標志了自動控制領域成為了數(shù)字化時代的一員。它實用性強，功能齊全，技術先進，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代的發(fā)展將改變?nèi)祟惖纳?，將加快科學技術的發(fā)展&

2、lt;/p><p>　　關鍵字：智能化;PLC;梯形圖</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　1 PLC概述……………………………………………………………………3</p><p>　　2 自動門的介紹 ……………………………………………………………32.1自動門的簡介…………………………………………

3、…………………32.2自動門的分類……………………………………………………………3</p><p>　　2.3自動門機的基本組成……………………………………………………42.4自動門行程開關的工作原理……………………………………………42.5自動門光電開關介紹……………………………………………………5</p><p>　　3 自動門控制總體設計方案 ……………………………………………

4、…6</p><p>　　4 自動門控制裝置的硬件組成 ……………………………………………65 自動門控制系統(tǒng)流程圖 …………………………………………………66 自動門控制順序功能圖………………………………………………… 7</p><p>　　7 自動門控制PLC外部接線圖 ……………………………………………88 繼電器接觸控制圖 ………………………………………………………99

5、自動門控制梯形圖程序設計……………………………………………10</p><p>　　10 自動門控制程序設計 …………………………………………………10</p><p>　　11 系統(tǒng)調(diào)試與分析 ………………………………………………………11</p><p>　　12 結束語 …………………………………………………………………12</p><p&

6、gt;　　13 參考文獻 ………………………………………………………………13</p><p>　　14 致謝 ……………………………………………………………………14</p><p><b>　　1 PLC概述</b></p><p>　　PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全

7、稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 1969年美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)美國通用汽車公司的這種要求，研制成功了世界上第一臺可編程控制器，并在通用汽車公司的自動裝配線上試用，取得很好的效果。從此這項技術迅速發(fā)展

8、起來。</p><p><b>　　2 自動門的介紹</b></p><p><b>　　2.1自動門的簡介</b></p><p>　　自動門 英文名：automatic door。自動門從理論上理解應該是門的概念的延伸，是門的功能根據(jù)人的需要所進行的發(fā)展和完善。自動門是指：可以將人接近門的動作（或?qū)⒛撤N入門授權）識別為

9、開門信號的控制單元，通過驅(qū)動系統(tǒng)將門開啟,在人離開后再將門自動關閉，并對開啟和關閉的過程實現(xiàn)控制的系統(tǒng)。</p><p>　　自動門開始在建筑物上使用，是在二十世紀年以后。二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用，受此影響，世界第一自動門品牌多瑪在1945年開發(fā)出油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。到了1962年，電氣式己開始出現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設，自動門技術的領域每年都在增加。當初

10、，用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難，只好進行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術發(fā)展，現(xiàn)在電氣控制技術已經(jīng)成熟，直接控制電動機的電氣式自動門逐漸成為主流。例如：各種用可識別控制的自動專用門，如：感應自動門(紅外感應,微波感應,觸摸感應,腳踏感應)、刷卡自動門等。</p><p>　　2.2 自動門的分類</p><p>　　常用的自動門可分為推拉

11、門、平開門、折疊門和旋轉(zhuǎn)門。</p><p>　　推拉門：可細分為單開、雙開、重疊單開、重疊雙開和弧形門?；⌒伍T門扇沿孤形軌道平滑移動，可分為半弧單向、半弧雙向、全弧雙向。為了最大限度的拓寬入口幅度，有的推拉（套疊）自動門可作成在開啟終點與固定扇重合后一道手動平開，也歸納為推拉自動門。</p><p>　　旋轉(zhuǎn)門：可細分為有中心軸式、圓導軌懸掛式和中心展示區(qū)式等。</p>&

12、lt;p>　　平開門：可細分為單扇單向、雙扇單向、單扇雙向和雙扇雙向。</p><p>　　折疊門：可細分為2扇折疊和4扇折疊。</p><p>　　2.3自動門機的基本組成</p><p>　　以平移自動門感應門為例來介紹自動門的組成如下：</p><p>　　主控制器：它是自動感應門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)

13、出相應指令，指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。</p><p>　　感應探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號；</p><p>　　動力馬達：提供開門與關門的主動力，控制自動感應門門扇加速與減速運行。 </p><p>　　自動感應門扇行進軌道：就象火車的

14、鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其 按特定方向行進。 </p><p>　　門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 </p><p>　　同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引自動感應門扇吊具走輪系統(tǒng)。 </p><p>　　下部導向系統(tǒng)：是自動感應門門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。 &l

15、t;/p><p>　　當自動感應門門扇要完成一次開門與關門，其工作流程如下： 感應探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達運行，同時監(jiān)控馬達轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達在一定時候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應門扇開啟；自動感應門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關自動感應門，通知馬達作反向運動，關閉自動感應門扇.</p&

16、gt;<p>　　2.4自動門行程開關的工作原理 </p><p>　　行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限

17、位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關來控制開關轎門的速度、自動開關門的限位，轎廂的上、下限位保護。</p><p>　　2.5 自動門光電開關介紹</p><p>　　1、工作原理光電開關（光電傳感器）是光電接近開關的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信

18、號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標物體進行探測。2、光電開關的分類及術語解釋（1）、分類①漫反射式光電開關：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當有被檢測物體經(jīng)過時，物體將光電開關發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關就產(chǎn)生了開關信號。當被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關是首選的檢測模式。②鏡反射式光電開關：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器，

19、當被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了檢測開關信號。③對射式光電開關：它包含了在結構上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器，當被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關就產(chǎn)生了開關信號。當檢測物體為不透明時，對射式光電開關是最可靠的檢測裝置。④槽式光電開關：它通常采用標準的U字型結構</p><p>　　3 自動門控制總體設計方案</p>&

20、lt;p>　　如圖3為自動門控制的總體設計的結構圖。脈沖信號主要是由光電開關產(chǎn)生的，信號輸入到PLC，經(jīng)過PLC的分配，然后放大去控制步進電機去控制負載，從而使得自動門進行正常工作。</p><p>　　圖3 總體設計結構圖</p><p>　　4 自動門控制裝置的硬件組成 </p><p>　　自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關K1、門外光電探測開關K2、開門

21、到位限位開關K3、關門到限位開關K4、開門執(zhí)行機構KM1（使直流電動機正轉(zhuǎn)）、關門執(zhí)行機構KM2（使直流電動機反轉(zhuǎn)）等部件組成。</p><p>　　5 自動門控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　　自動門控制系統(tǒng)流程圖如圖5.當有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關K1或K2時，開門執(zhí)行機構KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關K3位置時，電機停止運行。自動門在開門位置停留8秒后，自動進入

22、關門過程，關門執(zhí)行機構KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當門移動到關門限位開關K4位置時，電機停止運行。在關門過程中，當有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關K2或K1時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關門過程。</p><p>　　圖5.1自動門控制系統(tǒng)流程</p><p&g

23、t;　　6 自動門控制順序功能圖</p><p>　　自動門控制順序功能圖如圖6。首先有初始化脈沖并按下啟動按鈕使x007閉合，若外檢測開關或內(nèi)檢測開關有信號時x001或x002閉合。由于開門限位開關x003是長閉的，所以y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當y000線圈通電時y000閉合，此時電動機正轉(zhuǎn)帶動自動門扇移動，執(zhí)行開門過程。</p><p&

24、gt;　　1．當門扇完全打開時，使開門限位開關x003打開，y000線圈斷電.電動機停止轉(zhuǎn)動。</p><p>　　3．當門扇停止移動時，由于開門限位開關的長閉變成長開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測開關或內(nèi)檢測開關x001或x002有信號，則使T0重新延時。</p><p>　　4．當8秒的延時完畢后T0線圈通電，關門限位開關關閉，所以使y001通電并自鎖，電機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關門過

25、程。</p><p>　　5．在關門過程中，若外檢測開關或內(nèi)檢測開關x001,x002有信號又使y000通電，由于在關門過程中y000長閉，此時打開并中斷關門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。</p><p>　　圖6自動門控制順序功能</p><p>　　7 自動門控制PLC外部接線圖</p><p>　　自動門控制PLC外部接線圖如7</p>

26、;<p>　　X001   門外光檢測電開關     X002   門內(nèi)光檢測電開關</p><p>　　X003   開門限位電開關       X004   關門限位電開關</p><p>　　

27、X005   過載保護開關         X006   緊急停車開關</p><p>　　X007   啟動停止             X010

28、0;  手動開門</p><p>　　X011   手動關門 KM1開門執(zhí)行機構</p><p><b>　　KM2關門執(zhí)行機構</b></p><p>　　圖7自動門控制PLC外部接線圖</p><p>　　8 繼電器接觸控制圖</p><p&g

29、t;　　繼電器接觸控制如圖8所示</p><p>　　圖8 繼電器接觸控制圖</p><p>　　9 自動門控制梯形圖程序設計</p><p>　　自動門控制梯形圖如圖9</p><p>　　圖9 自動門控制梯形圖</p><p>　　10 自動門控制程序設計</p><p><b>

30、　　0 LD X001</b></p><p><b>　　1 OR X002</b></p><p><b>　　2 OR Y000</b></p><p>　　3 ANI Y002</p><p>　　4 AND X007</p><p><b>　

31、　5 OR X010</b></p><p>　　6 ANI X003 </p><p>　　7 OUT Y000</p><p><b>　　8 LD X003</b></p><p>　　9 ANI X001</p><p>　　10 ANI X002</p><

32、;p>　　11 OUT T0 K80</p><p><b>　　12 LD T0</b></p><p>　　13 OR Y001</p><p>　　14 ANI Y000</p><p>　　15 ANI Y002</p><p>　　16 AND X007</p>&

33、lt;p>　　17 OR X011</p><p>　　18 ANI X004</p><p>　　19 OUT Y001</p><p>　　20 LD X005</p><p>　　21 OR X006</p><p>　　22 OR Y002</p><p>　　23 AND X00

34、7</p><p>　　24 OUT Y002</p><p><b>　　25 END</b></p><p>　　11 系統(tǒng)調(diào)試與分析</p><p>　　1．首先按下啟動按鈕使x007閉合，當外檢測開關或內(nèi)檢測開關有信號時x001或x002閉合。由于開門限位開關x003是長閉的，所以y000線圈通電，由原理分析可知

35、光電檢測開關的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當y000線圈通電時y000閉合，此時電動機正轉(zhuǎn)帶動自動門扇移動，執(zhí)行開門過程。</p><p>　　2．當門扇完全打開時，使開門限位開關x003打開，y000線圈斷電.電動機停止轉(zhuǎn)動。</p><p>　　3．當門扇停止移動時，由于開門限位開關的長閉變成長開，故使長開閉合。進行8秒的延時，若此時外檢測開關或內(nèi)檢測開關x001或x002有信號，

36、則使T0重新延時。</p><p>　　4．當8秒的延時完畢后T0線圈通電，關門限位開關關閉，所以使y001通電并自鎖，電機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關門過程。</p><p>　　5．在關門過程中，若外檢測開關或內(nèi)檢測開關x001,x002有信號又使y000通電，由于在關門過程中y000長閉，此時打開并中斷關門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。</p><p><b>　　12 結束語

37、</b></p><p>　　本設計完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴展。基本部分各單元工作穩(wěn)定。</p><p>　　通過這次設計使我學會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的

38、，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時，更重要的是，我在這一設計過程中，學會了堅持不懈，不輕易言棄。設計過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。</p><p><b>　　13 參考文獻</b></p><p>　　[1]．鄧則名程良倫等編.電器與可編程控制器

39、應用技術[M].機械工業(yè)出版社.1997.1</p><p>　　[2].林小峰編.可編程序控制器及應用[M].北京:高等教育出社.1991</p><p>　　[3].方承遠編.工廠電氣控制技術.第二版[M].北京機械工業(yè)出版社.2000</p><p>　　[4].汪道輝主編.邏輯與可編程控制系統(tǒng)[M].北京: 機械工業(yè)出版.2001</p>&l

40、t;p>　　[5].易傳祿等編.可編程序控制器應用指南[M].上海:上?？茖W普及出版社.1993</p><p>　　[6].楊士元等編.可編程序控制器(pc)編程應用和維修[M].北京:清華大學出版社.1995</p><p>　　[7].耿文學等編.微機可編程控制器原理[M].北京:電子工業(yè)出版社.1993</p><p><b>　　14 致謝