基于PLC自动门控制系统设计(设计源文件+万字报告+讲解)（支持资料、图片参考_降重降ai）_文章底部可以扫码
基于PLC自动门控制系统设计(设计源文件+万字报告+讲解)（支持资料、图片参考_降重降ai）_文章底部可以扫码
目录
一、绪论 4
(一) 背景及意义 4
(二) 国内外的研究现状和发展趋势 5
二、 自动门控制系统的总体方案 5
(一) 功能分析 5
(二) 控制要求 6
(三) 控制系统的构成 6
三、 控制系统的硬件设计 7
(一) PLC的选择 7
(二) 驱动装置的选择 10
(三) 感应器件的选择 10
(四) 直流电动机的选择 11
- 直流电动机的调速 11
- 直流电动机的优势 13
- 传动装置 13
- 限位开关 13
（五）自动们控制系统的原理图 14
四、 工作过程 15
(一) 工作过程的分析 15
(二) 梯形图程序 15
五、 程序调试 18
(一) 硬件线路连接 18
(二) 联机调试 18
六、 结论 19
参考文献 20
致谢 21
附录 22
基于PLC自动门控制系统设计
摘要：经济发展到现在，中国的大都市遍布着高楼大厦，各行业都在这里成长着，在这些大厦里安装的自动门更是不足为奇的了。自动门作为一种通过感应器来感受活动物体的出入的自动控制物体，使用方面了人们的出行。本文将通过使用PLC的理论来设计出有PLC为控制器的自动门控制系统设计。
关键词： PLC；自动门；控制系统
Design of Automatic Door Control System Based on PLC
Abstract: Up to now, China’s metropolitan areas are full of high-rise buildings, where various industries are growing. It is not surprising that automatic doors are installed in these buildings. As a kind of automatic control object, automatic door can sense the entry and exit of moving objects through sensors, and it can be used for people’s travel. This paper will use the theory of PLC to design the automatic door control system with PLC as the controller.
Keywords: PLC, Automatic Door, Control system
一、绪论
(一)背景及意义
改革开放以后，社会主义经济的迅速发展，人民手中的经济实力也是不断地增强。对生活质量的要求也是有所提高。自动门作为一种依靠感应器的自动化电子产品具备它独特的作用，是其他产品无法代替的。自动门现在普遍运用于酒店、大厦、大型事业单位等，它具有严格谨慎的结构，把过去的老式的自动门技术与现在在的控制系统结合起来，让它只做到把室内和室外完全的隔开，在它透露着豪华的外观面前做到了防尘、隔音、保温的效果，以及它的安保设施，让它成为酒店的之类场所装饰的做最好的选择。可是在人们关注它带来的美观和便利的时候，忽视它的带来的安全隐患，所以，现在我们要设计出一种保留它原来所具有的美观并且提高它的安全的可靠性的自动门。
过去的是依靠一个有微型计算机为主的控制器，由他接受传感器的信号，让操作者完成门的开关。这种自动门安装复杂，耗时耗力，而且具有很大的安全隐患已经可以被淘汰了，所以现在通过对PLC原理的理解设计出一种适合现代人们需求的自动门。
PLC(可编程逻辑控制器)是使用了一种可以编程的存储器，采用这种存储器的原来自身带有的存储程序执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC的具有鲜明的特点：方便使用，编程简单，性价比高，适应性强，系统简单，安全性高等。
这次将自动门和PLC结合起来，可以大大的提高自动门的安全性能，带来不错的经济效益，因此对自动门的设计是必要的。
(二)国内外的研究现状和发展趋势
进入二十一世纪以来，国外的自动化技术的发展迅速，技术也是相比较国内来说是成熟的了，而且取得了让国内叹为观止的成绩。自动门的技术就包含着自动化技术的把内容。在现在布满自动化技术的生活中，自动门技术可以带来了许多便利，如减少空调的电力消耗，减少噪音污染，防风防尘。而且突出了门口的庄重，所以从它一出来就被广泛使用。
可是在国内，自动门的自主研发依旧出于刚开始的阶段。对于自动门的自主设计考虑的不是很全面，通过我的研究和观察发现在自动门控制系统设计中自动门的稳定性、节能性、环保性、安全性、以及个性化都是需要在设计过程中考虑的因素。
目前我们所采用的自动门多是用智能控制这种方法，而对于智能控制器上的选择还要考虑是选择微计算机控制器还是PLC控制，当然我们处于安全和稳定性的考虑会选择PLC的。
二、自动门控制系统的总体方案
(一)功能分析
这次的设计重点是针对商场的入口处，商场的人流量过大，因此对自动门的安全性能和可靠性能要求会更高，对此我根据商场对自动门的要求设计出来下面几点功能：
1)开关门的控制可分为自动和手动两种，原因是可以方便维护，当信号采集装置检测门口有活动物体的时候但是门没有打开或者没有活动物体接近但是门开了，可以通过PLC输出信号控制门的开关。
2)紧急停止功能
当活动物体没有通过门口时候，门就已经关上，并且会对活动物体造成伤害的时候，可以闭合紧急停止开关，
(二)控制要求
1）当有人通过光电检测开关K1或开关K2的时候，开门执行器KM1开始执行这时电动机开始工作，当它运作到开关K3位置，电动机停止工作。
2）自动门会保持8秒的开门时间后，会自动开启关门。关闭执行器KM2启动，电机反转。当门移到关闭限位开关的4个位置时，电机停止运行。
3）当关门的时候，有活动物体通过光电检测开关K2或开关K1的时候，可以马上感应到停止关门，自动开启开门程序。
4）在开门8秒等待时间里，若有活动物体通过光电检测开关K2或1K，一定要重新启动8秒的等待时间，然后自动开启关门程序，确保人身安全通过。
(三)控制系统的构成
本设计主要是有两个部分构成的：PLC控制和动作执行元件构成。使用自动和手动电动控制这两个方法，实现了把PLC用作控制枢纽来控制传动机构的法子完成对门开、关的自动控制。
1)PLC简述
PLC多用于工业生产的电控制器，它是从继电器控制技术发展出来，又结合计算机技术。以微处理器为核心，把自动化技术，计算机技术，通信技术结合为一体它利用它的内存的程序把输入的电路通过物理过程转化为信息，进而再利用输出电路的物理过程对门的控制来实现的。
2)具体结构
如下图:
由上图可知，当感应器件感应到活动物体的时候将信号传给PLC,PLC根据受到的信号发出控制信号指示驱动装置运行，通过传动装置带动自动门的运行。
(一)传动机构的设计
本文主要是针对人流量较多的商场，需要对周围环境进行分析，对自动门的传动机构考虑了下面几点：
（1）传动机构的零件包括安装板、轨道、门机、皮带、吊挂件等。
（2）使用零件都是插入式零件，易于安装。
（3）使用功率大的可调性强的直流电动机。
（4）采用水平双导轨的方式，让它正悬挂着，可以保证自动门的安全性
（5）使用具有强度高，耐磨度好以及减少震动的尼龙滑轮，
（6）用齿形皮带，将它的截面设计为曲面，可以抬高齿形的高度，延长了皮带的使用时间。
三、控制系统的硬件设计
(一)PLC的选择
在设计PLC系统的时候要考虑下面几点:第一步要确定好控制方案，然后对PLC的设计和选择。在设计和选择的时候要考虑PLC的特点、控制要求、任务、范围、操作和行动。接着依据控制方案的要求，估算输入输出（I/O）点数、所需存储器容量、PLC功能和外部设备特性。最后要选择性能好的PLC及设计相对的控制系统。
1.输入输出（I/O）点数的估算
在估算I/O点时，应采用适量原则。一般来说，根据统计I/O点数，把扩展性提高到10%-20%。剩下的点数应作为I/O点数估算数据。依据实际订货量，I/O点数的选择应依据生厂商PLC的产品特性进行确证。因此依据上述估算的方法，本文的I/O点数的输入、出都为12。
2. 存储器容量的选择
存储器容量是为编程控制器提供的存放数据和系统的多少。程序容量是存储器中实际用的存储多少，所以程序容量小于存储器容量。在设计阶段，因为用户程序没有编制，所以在设计阶段的时候程序容量是不知道的多少，必须在程序调试后才能知道它的具体容量。为了在设计的选择中能够估计程序容量，一般使用存续器容量的估算取代。但是存储器的容量估计没有一个公认的公式。在大多数的文献中提出了不同的公式，一般为I/O点数的10～15倍加上模拟I/O点数的100倍，便可以作为存储器中的总字数以16位一个字。此外，按次数的25%的剩下的量数。对于文中PLC的存储容量选择适合它的储存的程序，以便在未来的转换过程中有足够的空间。
3.控制功能的选择
对于这个的选择包括运算功能、控制功能、通讯功能、编程功能、诊断功能和处理速度等，依据需要的设计的自动门控制系统的要求，主要介绍了几种功能的选择。
1）控制功能
PLC用的是顺序逻辑控制。在大多数情况下，通常使用单回路或多回路控制器解决控制模拟信号。也可使用专门的智能I/O完成所需的控制功能，可以提高PLC的处理速度，节省存储器容量。
2）编程功能
离线编程方式：因为PLC和编程器共用一个处理器。当编程器处于编程模式时，处理器只服务于编程器，不能控制现场设备。在完成编程后，编程器切换到运行模式，处理器开始对现场设备控制，没有办法编程。离线编程可以降低系统运行成本，可是对使用和调试时是不方便的。
编程方法：CPU和编程器有自己的CPU，主机CPU负责在扫描周期内与编程器进行现场控制和数据交换。编程器将在线编制或数据发送到主机上，在下一个扫描周期中，主机依据新接收的程序运行。该方法成本高，可是在系统调试和运行方便。它常用于大中型PLC中。
五种标准化语言：顺序功能图、梯形图、功能模块图，三种图形化语言和语言表、结构文本两种文本语言。选用的编程语言应遵守标准（IEC61131）
3）诊断功能
PLC的诊断功能是对于硬件和软件进行诊断。硬件诊断利用硬件的逻辑判断出现故障地方，软件诊断包括内部诊断和外部诊断。内部诊断是经过软件对PLC的内部性能和功能进行诊断，外部诊断是通过软件对PLC的处理器的外部输入、输出等部件的信息唤醒功能进行诊断。PLC的诊断功能对操作人员和维修人员的技术能力和维护时长有所要求。
4.机型的选择
1)PLC类型
按结构分：整体型和模块；
按应用分：现场安装和控制室安装；
按CPU字长分：1位、4位、8位、16位、32位、64位等。
如果考虑应用这个方面的话，一般采用根据控制功能或I/O点数选择型号。然而对于作为整体型的PLC的I/0点数是固定的，对此用户可以不需要考虑这个方面，因为他主要在小型控制系统上使用；而模块型PLC可以提供多种I/0卡件或插卡，用户可以合理的选择和配置系统控制的I/0点数，它的功能无论是在开括还是使用上都是方便灵活，大部分在大中型控制系统上使用。
2）经济的考虑
选择PLC时，应考虑性价比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出比较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。点当数增加到一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对PLC选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本课题所设计的自动门属于小型控制系统，结合经济性的考虑因此选用整体型PLC。
对PLC的选择，还要从性能、价格方面进行比较。在考虑价格时，还应考虑使用的可扩展性等因素，进行比较并加以考虑，最后选择一种最为合适的。I/O点数对价格有直接影响。当点数增加到数值时，相应的内储存量容量相应上升。所以，点数的增加对PLC的选择、储存量容量、控制功能范围等都有影响。为了使整个控制系统具有合理的性价比，应充分考虑系统的估计和选择。文中设计的自动门属于小型控制系统。综合考虑经济性，选用整体型的PLC。
5. 对PLC响应时间的要求
对于多数场合，PLC的相应时间基本上能满足控制要求。响应时间包括输入滤波时间，输出滤波时间和扫描周期。PLC的工作方式决定了他不能接