基于plc的自动门控制毕业论文(编辑修改稿)

基于plc的自动门控制毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

自动门微波传感器对物体的运动进行反应，灵敏度可调，性能稳定。 山东科技大学毕业论文 12 自动门加密遥控器聚多功能为一体，对感应门进行加密，可以避免工程上出现的赖账，呆账，等现象从而有效保护经销商的利益，同时可以实现遥控 开门、常开、上锁、开锁；具有连接卡片阅读机、指纹、出门按扭、电锁等外围设备的功能。 安全光线 可以有效克服感应探头感应不到的盲区，从而使感应门更安全。 自助银行刷卡机整体一机设计， ABS 电镀外壳坚固耐用方便安装，可搭配任何银行提款卡使用，无卡片容量限制，进口合金磁头灵敏度高、超耐磨、高抗 (400)或低抗 (300)Oe 磁卡均可使用；适用于自助银行。 自动门微波模块、踢脚开光、 ID 卡密码机、遥控收发模块、电动车报警器、伸缩门电子显示屏、摩托车报警器。 本课题研究的内容 综合了自动门的实 用、简洁、便捷、简单、的要求，在本课题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分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全和稳定性的要求。 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。 自动门类型的选择 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以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的影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和频繁使用 自动门。 综合了自动门的实用，简洁、便捷、简单的要求，在本课题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分时山东科技大学毕业论文 13 间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。 自动门的硬件设计 为满足日常的需要本课题设计的自动门要求有很高的稳定性，故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好的 德国西门子公司生产的 CPU224小型 PLC。 驱动装置选用稳定性较好、功率强大、自带减速装置的三相交流电机，在传感器运用自动门专用的微波雷达传 感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，运用传感器件感应到的开关量信号输入给 PLC，再由来 PLC 实现对自动门的控制。 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稳定、经济实用、方便、安全的需要。 自动门的软件设计 在本设计中选用了目前运用最多的 PLC 程序设计语言梯形图，梯形图能直观明了的设计出自动门的控制要求，并能更好的实现安全性和故障报警等问题，梯形图的编写运用西门子程序设计软件，此软件具有强大的诊断功能，能更快的查处故障原因，从而大大缩短 了维修时间。 山东科技大学毕业论文 14 第 2 章 PLC 控制系统 可程序设计控制器（ Programmable Controller 简称 PLC）。 PLC 是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置，目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。 可程序设计控制器具有能力强、可靠性高、配置灵活、程序设计简单等优点，是当代工业生产自动化的主要手段和重要的自动化控制设备。 由于 PLC 在自动化控制中的种种优势，因此被广泛的引用于自动门系统中。 PLC 的简介 由于 PLC 在不断发展，因此，对它进行确切的定义是比较困难的。 美国电气制造商协会（ NEMA）经过四年的调查工作，于 1980 年正式将可编程控器命名为 PC（ Programmable Controller），但为了与个人计算机 PC（ Personal Computer）相区别，常将可程序设计控制器简称为 PLC，并给PLC 作了定义：可编程控器是一种带有指令内存、数字的或模拟的输入∕输出接口，以位运算为主，能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能，用于控制器或产生过程的自动化控制装置。 1982 年，国际电 工委员会（ International Electrical Committee，IEC）颁布了 PLC 标准草案第一稿， 1985 年提交了第二稿，并在 1987 年的3 稿中对 PLC 作了如下的定义：“ PLC 是一种数字运算的电子系统，专为工业环境下应用而设计。 它采用可编程控器的内存，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入，控制各种类型的机械或生产过程。 可程序设计控制山东科技大学毕业论文 15 器及其有关的外围设备，都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。 ” 上述的定义表明， PLC 是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置，是以微处理器为基础，结合计算机技术、自动控制技术和通信技术，用面向控制过程、面向用户的“自然语言”程序设计是一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。 PLC 的主要功能及特点 PLC 的主要功能 这是 PLC 应用最广泛、最基本的场合。 它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制，从而可以实现各种控制要求。 （ A/D 和 D/A 控制） 在工业生产过程中，许多连续变化的需要进行控制 的物理量，如温度、压力、流量、液位等，这些都属于模拟量。 过去， PLC 长于逻辑运算控制，对于模拟量的控制主要靠仪表或分布式控制系统，目前大部分 PLC 产品都具备处理这类仿真量的功能，而且程序设计和使用方便。 /计数控制 PLC 具有很强的定时、计数功能，它可以为用户提供数十甚至上百个定时器与计数器。 对于定时器，定时间隔可以由用户加以设定；对于计数器，如果需要对频率较高的信号进行计数，则可以选择高速计数器。 4．步进控制 PLC 为用户提供了一定数量的位移寄存器，用位移寄存器可方便地完成步进控制功能。 动控制 在机械加工行业，可编程控器与计算机数控（ CNC）集成在一起，用以山东科技大学毕业论文 16 完成机床的运动控制。 大部分 PLC 都具有不同程度的数据处理能力，它不仅能进行算术运算、数据传送，而且还能进行数据比较、数据转换、数据显示打印等操作，有些 PLC 还可以进行浮点运算和函数运算。 PLC 具有通信联网的功能，它使 PLC 与 PLC 之间、 PLC 与计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。 PLC 的特点 ，抗干扰能力强 ，功能完善，适用 性强 ，深受工程技术人员欢迎 、建造工作量小，维护方便，容易改造 ，重量轻，能耗低 PLC 的组成与基本结构 PLC 是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物，从广义上讲， PLC也是一种计算机系统，只不过它比一般计算器具有更强的与工业过程相连接的输入 /输出接口，具有更适用于控制要求的程序设计语言，具有更适应于工业环境的抗干扰性能。 因此， PLC 是一种工业控制用的专用计算机，它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。 PLC 的硬件系统 PLC 的硬件系统由主机系统（如图 ）、输入 /输出扩展环节及外部设备组成。 山东科技大学毕业论文 17 图 21 PLC硬件主机系统图 PLC 的工作原理 可程序设计控制器是一种专用的工业控制计算机，其工作原理与计算机控制系统的工作原理基本相同。 PLC 是采用周期循环扫描的工作方式， CPU 连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。 CPU 对用户程序的执行过程是 CPU 的循环扫描，并用周期性的地集中采样、集中输出的方式来完成。 一个扫描周期（工作周期）主要成分为以下几个阶段： 这是第一个集中批处理过程， PLC 按顺序逐个采集所有输入端子上的信号，不论输入端子上是否接线， CPU 顺序读取全部输入端，将所有采集到的一批输入信号写到输入映像寄存器中，在当前的扫描周期内，用户程序用到的输入信号的状态是否变化。 即使此时外部输入信号的状态发生了变化，山东科技大学毕业论文 18 也只能在下一个扫描周期的输入采样扫描阶段去读取，对于这种采集输入信号的批处理，虽然严格上说每个信号被采集的时间有先有后，但由于 PLC的扫描周期很短，这个差异对一般工程应用可忽略，所以可以认为这些采集到的输入信息是同时的。 是 第二个集中批处理过程，在执行用户程序阶段， CPU 对用户程序按顺序进行扫描。 如果程序用梯形图表示，则总是按先上后下、从左到右的顺序进行扫描，每扫描到一条指令，所需要的输入信息的状态均从输入映像寄存器中去读取，而 不是直接使用现场的立即输入信号。 对其他信息，则是从 PLC 的原件映射寄存器 中去读取，在执行用户程序中，每一次运算的中间结果都立即写入组件映像寄存器中，对输出继电器的扫描结果，也不是马上去驱动外部负载，而是将其结果写入到输出映射寄存器中。 在此阶段，允许对数字量 I/O 指令和不设置数字滤波的模拟量 I/O 指令进行 处理，在扫描周期的各个部分，均可对中断事件进行响应。 在这个阶段，除了输入映射寄存器外，各个组件映像寄存器的内容是随着程序的执行而变化的。 这是第三个集中批处理过程，当 CPU 对全部用户程序扫描结束后，将组件映像寄存器中各输出继电器的状态同时送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载。 第 3 章 自动门控制系统总体方案设计 本章从自动门的功能需求、控制要求、系统组成、机械传动等方面系统介绍了自动门控制系统方案设计应考虑的问题及解决办法。 山东科技大学毕业论文 19 自动门的功能需求分 析 本设计面向商场入口的应用，需要有安全性和可靠性。 结构如图 31 所示： 图 31 自动门结构示意图 根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应由以下功能： 开门和关门控制应具有手动和自动方式 为了便于维护，自动门应具有手动和自动方式。 手动和自动转换开关来控制，当转换开关拨向手动位置时，门可以手动调节开或者关。 当转换开关拨向自动位置时，手动开门失效，由感应探测器检测有人接近门口且门未打开或者检测到已无人接近门口且门未关闭， PLC 动作输出信号给变频器来控制电机的正转或者反转来实现开门或者 关门。 山东科技大学毕业论文 20 防夹人功能 为了杜绝自动门的夹人事件，在门两侧安装主动式红外线防夹传感器，一防止停留在门附近的人被门所夹住。 蜂鸣器提示功能 当自动门出现夹人意外状况时， PLC 输出信号给蜂鸣器，蜂鸣器响以提示管理人员的注意。 自动门控制系统包含 PLC 控制和动作执行组件构成。 采用自动和手动点动控制方式，此种控制模式为目前大多数自动门的控制方式。 本设计所设计的自动门控制系统采用 PLC 为控制中心来控制传动机构从而控制门的开和关实现门的自动化控制。 自动门的控制要求 测器检测开关 SBl或 SB2时，开门执行机构 KMl、 KM2 动作，电动机正转，当门到达开门减速开关 SB3 位置时，电机开始减速，门到达开门限位开关 SB4 位置时，电机停止运行。 8 秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM KM4 被起动，电动机反转，当门移动到关门减速开关 SB5 位置时，电机开始减速，门移动到关门限位开关 SB6 位置时，电机停止运行。 3. 在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过感应探测器检测开关 SBl 或 SB2 时，门立即停止且停止 秒后，自动进入开门程序。 4. 在门打 开后的 8 秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至外通过感应探测器检测开关 SBl 或 SB2 时，必须重新开始等待 8 秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。 ，感应探测器检测开关 SBl 或 SB2 就会一直检测到信号，定时器处于循环定时状态。 山东科技大学毕业论文 21 自动门控制装置由门外感应探测器检测开关 SBl、门内感应探测器检测开关 SB开门减速开关 SB开门到限位开关 SB关门减速开关 SB关门到限位开关 SB开门执行机构 KMl/KM2(使直流电动机正转 )、关门执行机构 KM3/KM4(使直流电动机反转 )。