PLC办公楼自动门课程设计办公楼自动门的控制系统设计.docx

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PLC办公楼自动门课程设计办公楼自动门的控制系统设计

设计题目：

办公楼自动门的控制系统设计

引言

随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。

早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：

结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。

1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC（ProgrammableLogicController），其特点是：

具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。

目前，可编程控制器PLC主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统DCS（DistributedControlSystem）、现场总线控制系统FCS（FieldbusControlSystem），这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。

在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，经常使用自动门控制系统。

早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，已逐渐被淘汰。

PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高、维修方便等优点，因而得到广泛的应用。

由于直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。

直流电动机超载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机。

本论文主要是对门的开、关控制而论。

自动门控制装置系统由继电器、可编程序控制器（PLC）、电动机组成。

它主要是通过开门开关、关门开关、停止开关、限位开关以及安全压力开关，把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制电动机的转动。

又由电动机带动门的开、关。

当电动机正转时，门自动打开，到达开门限位开关时，门停止运动；当电动机反转时，门自动关闭，到达关门限位开关时，门停止运动。

目录

摘要………………………………………………………………………4

第一章办公楼自动门控制系统的设计任务…………………………4

1.1自动门控制硬件组成……………………………………4

1.2自动门控制设计要求……………………………………4

第二章办公楼自动门控制系统框图与原理……………………….5

2.1自动门控制原理图………………………………………5

2.1.1主电路图…………………………………………5

2.1.2控制电路图………………………………………6

2.2自动门控制系统的工作原理……………………………6

第三章办公楼自动门控制系统程序…………………………………7

3.1PLC输入输出接线图……………………………………7

3.2梯形图程序………………………………………………8

3.3程序指令…………………………………………………8

3.4程序分析…………………………………………………9

3.5系统调试…………………………………………………9

设计体会………………………………………………………………10

参考文献………………………………………………………………11

摘要

随着经济的发展和人们生活水平的提高，自动门的应用也越来越广泛。

它现在为许多酒店、医院、企业单位、政府部门等现代建筑所必备，不仅可以美化出入口环境，而且具有节能、防尘等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。

本文所设计的自动门是基于三菱FX系列PLC，应用PLC自动控制技术实现了办公楼自动门的打开和关闭。

其电路结构简单，单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完成，利用试验室所提供的条件来模拟和验证程序，并利用模拟电机正反转实现系统功能，非常适用于日常生活控制场合。

自动门从理论上讲应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。

PLC控制系统替代传统继电器系统必须要明确工作的流程，了解各自工作时所起的作用、功能。

我将采用三菱FX系列PLC来应用到电动伸缩门控制系统中的方案，将会有效提高控制的性能。

三菱FX系列PLC具有优良的性价比，是我国较为广泛应用的PC机型之一。

关键词：

PLC控制，自动门，原理图，梯形图

第一章自动门控制装置的设计任务

1.1自动门控制硬件组成

自动门控制装置由停止开关SB1、开门开关SB2、关门开关SB3、安全压力开关SB4、开门到位限位开关SQ1、关门到位限位开关SQ2、开门指示灯L1、关门指示灯L2、开门执行机构KM1（使三相交流电动机正转）、关门执行机构KM2（使三相交流电动机反转）以及中间继电器等部件组成。

1.2自动门控制设计要求

1：

门卫在警卫室通过开门开关、关门开关和停止开关控制大门。

2：

当门卫按下开门开关后，指示灯开始亮，5s后，开门接触器闭合，门开始打开，直到碰到开门限位开关（门完全打开）时，门停止运动，指示灯熄灭。

3：

当门卫按下关门开关时，指示灯开始亮，5s后，关门接触器闭合，门开始关闭，直到碰到关门限位开关（门完全关闭）时，门停止运动，指示灯熄灭。

4：

在门运动过程中，任何时候只要门卫按下停止开关，门马上停止在当前位置，指示灯熄灭。

5：

关门过程中，只要门夹住人或物品，安全压力挡板就会受到额定压力，门立即停止运动，以防止发生伤害。

6：

开门开关和关门开关都按下时，两个接触器都不动作，并进行错误提示。

第二章办公楼自动门控制系统框图与原理

2.1自动门控制原理框图

2.1.1主电路图：

接触器KM1常开触点控制三相交流电机正转，接触器KM2常开触点控制三相交流电机反转，FU1为熔断器，FR1为热继电器。

2.1.2控制电路图：

SB1停止开关SB2开门开关

SB3关门开关SB4安全压力开关SQ1开门限位开关SQ2关门限位开关KM1接触器KM2接触器

L1开门指示灯L2关门指示灯FU2熔断器FR1热继电器常闭触点

2.2自动门控制系统的工作原理

1．开门动作

当警卫按下开门开关SB2时，信号传送到PLC，由PLC传出指令，开门指示灯L1亮，接触器KM1通电，与开门开关并联的KM1常开触点闭合实现自锁，同时定时器T1倒计时5s，5s钟到时主电路KM1常开触点闭合，电机驱动门向开启方向运动。

当门运动到开门限位开关SQ1位置时，门停止运动，开门指示灯L1熄灭。

2．关门动作

当警卫按下关门开关SB3时，信号传送到PLC，由PLC传出指令，关门指示灯L2亮，接触器KM2通电，与关门开关并联的KM2常开触点闭合实现自锁，同时定时器T2倒计时5s，5s钟到时主电路KM2常开触点闭合，电机驱动门向关闭方向运动。

当门运动到关门限位开关SQ2位置时，门停止运动，关门指示灯L2熄灭。

3.停止动作

当门在运动时，只要按下停止开关SB1，门就会停止运动，指示灯熄灭。

此动作可控制门开或关的位置。

4.安全压力挡板动作

当门在运动过程中，安全压力挡板受到一定的压力时，触发常闭安全压力开关SB4断开，门就会自动停止。

此动作防止门夹到人或物。

5．限位开关动作限位开关又称行程开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。

在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。

因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。

行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。

在电梯的控制电路中还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关的限位，轿厢的上、下限位保护。

第三章办公楼自动门控制系统程序

3.1.PLC输入输出接线图

3.2.梯形图程序

X000停止开关（SB1）X001开门开关（SB2）

X002关门开关（SB3）X005安全压力开关（SB4）X003开门限位开关（SQ1）X004关门限位开关（SQ2）Y001接触器KM1Y002接触器KM2

Y003电机正转Y004电机反转

Y005指示灯L1Y006指示灯L2T1、T2延时继电器（延时5s）

3.3程序指令：

0LDX0011ORY0012ANIX0003ANIY0024ANIX0035ANIX0056OUTY0017OUTY005

8OUTT1K509ANDY001

10ANDT1

11OUTY00312LDX00213ORY00214ANIX00015ANIY00116ANIX00417ANIX00518OUTY00219OUTY00620OUTT2K5021ANDY00222ANDT223OUTY00424END

3.4程序分析

1.首先按下开门启动按钮X001闭合,由于停止开关X000、开门限位开关X003以及安全压力开关X005是常闭的,所以Y001线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。

当Y001线圈通电时，与开门启动按钮X001并联的常开触点Y001闭合实现自锁,开门指示灯L1亮，同时定时器T1倒计时5s后电机启动，此时电动机正转带动自动门扇移动,执行开门过程。

2.当门运动到开门限位开关X003位置时，电机停止转动，门停止，开门指示灯L1熄灭。

3.然后按下关门启动按钮X002闭合,由于停止开关X000、开门限位开关X004以及安全压力开关X005是常闭的,所以Y002线圈通电,有原理分析可知开关的触发方式是脉冲触发所以需要自锁。

当Y002线圈通电时，与关门启动按钮X002并联的常开触点Y002闭合实现自锁,开门指示灯L2亮，同时定时器T2倒计时5s后电机启动，此时电动机反转带动自动门扇移动,执行关门过程。

4.当门运动到关门限位开关X004位置时，电机停止转动，门停止，关门指示灯L2熄灭。

5.在此控制过程中,为了保证其安全性设置安全压力开关X005和紧急停车开关X000。

3.5系统调试

1.语法错误检查--------------------检查命令码及其格式

2.双线圈检验----检查同一元件或显示顺序输出命令的重复使用状况

3.电路错误检查-----------检查梯形图电路中的缺陷

设计体会

在学期结束我们通过课程设计，来总计这学期所学的特别是PLC这门课程。

我做的这个题目是有关与PLC系统理论与实践相结合的设计。

在对这个设计的材料搜索进行独立搜索时，对于办公软件的应用有了进一步的提高，以及实际应用操作的情况下，提高了实际操作和独立解决问题的能力。

通过这次设计实践。

让我更熟练的掌握了三菱的PLC软件的简单编程方法，对于三菱的PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。

在理论的运用中，也提高了我的工程素质。

由于我对一些细节的不加重视，当我把自己想出来的一些认为是对的程序运用到梯形图编辑时，问题出现了。

转换成指令表后则显示不出很多正确的指令程序，这主要是因为我没有把理论和实践相结合，缺乏动手能力而造成的结果，最后通过老师的纠正和自己的实际操作，终于把正确的结果做了出来，同样也看清了自己的不足之处。

通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。

创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。

使之不断地战胜别人，超越前人。

同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。

本设计方案，在硬件上具有安装接线简单，工作可靠等优点；在软件上，不仅满足了低压控制合闸装置的控制功能，还运用PLC的定时器等指令实现了所需延时自动合闸功能，提高了系统控制能力和灵活性，使系统具有通用性和实用性。

参考文献

[1]赵永江楼宇的门禁、监控及车库管理系统[M]北京中国电力出版社2005

[2]谢克明夏路易可编程控制器原理与程序设计[M]北京电子工业出版社2002

[3]张进秋可编程控制器原理及应用实例[M]北京机械工业出版社2003

[4]PLC入门学习基础教程[M]北京机械工业出版社2003

[5]《可编程序控制器应用指南》易传禄主编上海科普出版社

[6]《可编程序控制器原理及应用》钟肇新彭侃编华南理工大学出版社

[7]电气与可编程序控制器技术》汤以范主编机械工业出版社

[8]《PLC编程及应用》廖常初主编机械工业出版社

[9]《SIMATICS7-200可编程序控制器CPU22X系统手册》西门子（中国）有限公司

[10]《可编程序控制器原理及应用》赵金荣叶真编上海应用技术学院