基于plc自动门控制的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于plc自动门控制的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

金时期。 控制装置性能决定自动门性能的优劣，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制 ,造成安装繁琐 , 不稳定，不易维修，体积大等缺点已经逐渐被淘汰。 目前自动门及其自动化行业最稳定的行业是 PLC，它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内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，并能通过数字式或模拟式 和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 目前它在机械制造、自动化、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻化工等领域的应用都得到了长足的发展。 运用 PLC 控制自动门具有较高的可靠性、稳定性，维修方便等优点。 由此看来，进行自动门的 PLC 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，具有很好的发展前景。 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、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较 少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只使用于高档酒店宾馆，自动平移门使用的最广泛，大家一般所说的自动门、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。 本文所研究的对象就是自动平移门。 本课题主要介绍运用 PLC200 为控制器的自动门控制系统的设计，本课题开发的产品对许多场合都能适用，并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，因此是一个比较实用且经济的产品。 6 第一章 自动门的概述 自动门简介 自动门英文名： automatic door。 自动门从理论上理解应该是门概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行发展和完善。 自动门是指：可以将人 或物 接近门的动作或某种入门授权， 转换为开门信号 ，通过驱动系统将门开启，在人离开后在将门自动关闭，对 门的 开启和关闭的过程实现控制的系统。 在二十世纪年以后 ，自动门开始在建筑物上使用。 二十年代后期美国的超级市场的开放，受此影响， 自动门开始被使用， 世界第一自动门品牌多玛在 1945 年开发出油压式、空气式自动门，新建大 楼的正门也开始使用了。 到了 1962 年，电气式已开始出现，之后伴随着城市的建设，自动门技术的领域每年都在增加。 当初，用供给建筑物用电源进行电动机的速度控制很难，只好进行油压、空压速度控制，转换但因能源利用效率很低，然而伴随着电气控制的技术发展 ,现在电气控制技术已经成熟，直接控制电动机的电气式自动门逐渐成为主流。 例如：各种用可识别控制的自动专用门，如 :感应自动门（红外感应 ,微波感应 ,触摸感应 ,脚踏感应）、刷卡自动门等。 自动门的国内外发展现状 在国外 ,进入 90 年代以来，自动化技术已经很成熟 ，技术发展很 快， 并取得了惊人的成就， 自动门是自动化技术的典型代表。 在现在人们生活中自动门可以节约空调能源、防尘、防风 、降低噪音、 同时可以使出入口显得很庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济 和科技水平 的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛 ，自动门适用于各种大型公共场所。 但在国内，自动门的自主研发技术尚不成熟。 在自动门控制系统设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人走进门时，感应器感应到人的存在，给 PLC 控制器一个开门信号，控制器通过驱 动装置将门打开。 当人通过之后，再将门关上。 由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法有很多，从控制器的不同来说，有继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制； 还有 智能控制器控制，即通过运行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存在许多缺陷而逐步被智能控制器的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择制主要有体积小、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，目前许多大型商场的自动门都是有这种方式来控制的。 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 7 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。 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、自动圆弧门、自动折叠门等 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、高安全性的要求。 自动门硬件系统的设 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 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 编程语言梯形图，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 编程软件，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。 本课题研究的背景和意义 21 世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性：有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与周围建筑的风格的整体的协调与和谐。 在大中型公共场所，自动门为这些建筑增添了时尚，高贵的姿彩。 自动门从理论上理解应该是 门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的进一步提升和完善。 所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。 作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。 因此门 8 体本身应牢固、密封。 自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。 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、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常宠大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的 自动门、感应门就是指自动平移门。 由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得到大范围的普及。 同时也几乎成为了银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。 自动平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达，当人走近自动门时，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。 当人通过门之后，再将门关闭。 由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建 筑市场上得到大范围的普及。 自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。 微波雷达是对物体的位移反应，因而反应速度快，适用于行走速度正常的人员通过的场所，它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动后，雷达便不再反应，自动门就会关闭，对门机有一定的保护作用。 红外传感器对物体存在进行反应，不管人员移动与否，只要处于传感器的扫描范围内，它都会反应即传出触点信号。 缺点是红外传感器的反应速度较慢，适用于有行动迟缓的人员进入的场所。 本文拟使用微波雷达传感器设计一个自动门控制器系统 本课题的 自动门设计运用 PLC 做控制器能大大提高自动门的稳定性和经济性，对于整个自动门行业是一次技术的革新，提高了自动门的使用率，因此，进行自动门的PLC 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 9 第二章 PLC 的概述 PLC 的定义 国际电工委员会（ International Electrical Committee）于 1987 年颁布了可编程控制器的标准及其定义：“可编程控制器是一种专门为在工业环境下应用 而设计的数字运算操作的电子装置。 它采用可以编制程序的存储器，用来在其内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，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。 可编程控制器及其有关的外围设备都应该按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。 ” 定义强调了 PLC 应直接应用于工业环境，它必须具有很强的抗干扰能力，广泛的适应能力和应用范围。 这也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。 定义还强调了 PLC 是“数字运算操作的电子系统”它也是一种计算机，它是专业在工业环境下应用而设计的工业计算机。 这种工业计算机采用“面向用户指令”，因此编程方便。 它能完成逻辑运算，顺序运算，定时，计数和算数运算等操作，它还具有“数字量和模拟量输入和输出”的能力，并且非常容易与“工业控制系统”联成一体，易于“扩充”。 PLC 的产生背景 可编程控制器是基于微型计算机技术的通用工业自动控制设备，在其早期主要应用于开关量的逻辑控制。 机械或生产过程。 PLC 及其有关的外围设备都应该按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。 在可编程控制器问世以前，工业控制领域中 是以继电器控制占主导地位的。 这种由继电器构成的控制系统存在明显的缺点，尤其是对生产工艺多变的系统适应性较差。 1968 年，美国通用汽车公司（ GM）根据市场形势与生产发展的需要，为了完成“多品种、小批量、不断翻新汽车品牌型号”的战略，提出了研制新型逻辑顺序控制装置来取代继电器控制装置。 第 2 年，美国数字设备公司（ DEC）就研制出了第一台PLC，将其应用于美国通用汽车自动装配生产线上，并取得了极大的成功。 此后随着计算机技术、半导体集成技术、控制技术、数字技术、通信网络技术等高新技术的不断进步， PLC 也迅速发展起来。 PLC 初创阶段的代表产品有 MODICON 公司的 08 AB 公司的 PDQIl、 DEC 的 PDP． 14和日立公司的 SCY． 022 等。 该时期 PLC 产品的主要功能是执行原先由继电器完成的顺序控制、逻辑运算、定时和计数等。 它的 CPU 由中小规模的数字集成电路组成，在I／ O 接口电路上做了改进以适应工业控制现场的要求，它的控制功能比较简单。 在软件编程上， 采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式 — 梯形图。 20 世纪 20 年代起，人们把各种继电器，定时器，接触器及触电按一定的逻辑关。