PLC自动门控制系统设计
琼州学院电子信息工程学院海南三亚572022
摘要本设计是关于自动门控制系统的设计 自动门系统主要由可编程控制器PLC 、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC PLC再综合收到的自动门状态信号作出判断而后发出控制信号使驱动装置运行在通过传动装置带动门的动作。
随着电子技术的发展 PLC不断的更新 PLC控制已成为自动控制中最常见的方式之
一。 自动门就是自动控制应用的以典型例子 由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性而且可以很简单的改变控制的方式 因此 自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。 目前自动门在日常生活中用越来越广泛。
关键词 自动门、 PLC、感应器件、驱动装置
1前言
在经济飞速发展的中国高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼 自动门已经随处可见。 自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入 当人走进自动门是感应开关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。当人通过之后再将门关上。 由于自动门在通电后可以实现无人管理不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、防尘、降低噪音等好处更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。
自动门在国外早已得到普遍的应用在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同 中国已迎来了自动们发展的黄金时期
自动门性能优劣主要取决于它的控制装置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、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。 目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是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。 目前他在机械制造、石油
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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。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性、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一定的经济和理论研究价值。
本课题主要介绍运用PLC为控制器的自动门控制系统的设计所有产品的开发都要讲究实用本课题开发的产品对许多场合都能适用而且能够简单化不论对于产品开发还是使用者来说都是最好的。此系统的设计既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。
2 国内外自动门发展
2. 1国内外自动门发展现状
在国外进入90年代以来 自动化技术发展很快技术已经很成熟并取得了惊人的成就 自动化技术是自动门的重要部分。在现在人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防尘、防风 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 自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、 、医院、商店等使用自动门。但在国内 自动门的自主研发尚处于初级阶段。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。
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、 自动折叠门等其中平开门用的场合较少旋转门由
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于昂贵而且非常庞大一般只使用余高档酒店宾馆 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。
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。
在智能控制器的选折上 自动门的主控制器有微电脑控制器控制和可编程控制器PLC控制微电脑控制主要有体积小、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。
2.2本课题研究的内容
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。
1 自动门类型的选择。
综合了自动门的简洁、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。
2 自动门硬件系统的设计
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本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需要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。在自动门的开关门速度控制上本设计以变频器作为调节器运用变频器的三段速控制实现自动门的转速控制 为了解决在频率很低时出现不稳定的问题驱动装置选用功率强大、稳定性好的自带减速装置的直流电动机在感应器方面运用了自动门专用的微波雷达感应器和在工业控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性好的接近传感器运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现PLC对自动门的控制。 由于本课题的具体需要在硬件系统的设计过程中主要考虑自动门的经济实用、稳定的需要。
3 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考虑到安全性和故障报警等问题梯形图的编写运用西门子自带的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。
2.3本课题研究的目的和意义
在超级市场、公共建筑、银行、医院入口经常使用自动门控制系统。使用自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘 同时可以使出口显得庄重高档 因此应用非常广泛。 自动平移门最常见的形式是自动门及门内外的光电开关 当人走进自动门时感应开关感应到人的存在给控制器一个开门的信号控制器通过驱动装置将门打开 当人通过门之后在将关闭。 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档次于是迅速在国内外建筑市场上得到了广泛应用。
自动门在国外早就得到了普遍应用在国内也逐渐得到了大家的认可 已经迎来了自动门发展的黄金时期。
早期自动门控制系统采用继电器逻辑控制造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已被逐渐淘汰。
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PLC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。他采用可以编程的存储器用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、和算数运算等操作指令并能通过数字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。 PLC具有可靠性高抗干扰能力强功能完善适用性强系统的设计、建造工作量小维护方便容易改造体积小重量轻能耗低等优点。 目前可编程控制器在机械制造、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。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性维修方便等优点。
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与整个自动门行业是一次技术革新提高了自动门的使用率 因此进行自动门的PLC控制系统的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。
3 自动门控制系统总体方案设计
3. 1在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。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
1开门和关门控制应有手动和自动方式
为了便于维护 自动门应具有手动和自动方式。当信号采集装置检测到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动作输出信号开控制点动机正转或者反转来开门或者关门。
2紧急停止
当自动门出现夹人现象时可闭合紧急停止开关 自动门自动进入开门过程。 自动门控制系统包含PLC控制和执行元件构成。采用自动和手动控制方式此种控制模式为目前大多自动门的控制方式。本课题所设计的自动门控制
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