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1、摘要随着科学技术的发展，我们的生活发生了巨大的变化。一个智能化、 自动化的社会已经开始呈现于我们的眼前，这为我们提供了非常多的便 利。其中自动门就是自动化进程中的一个典型代表，此设计就是运用所 学的知识，结合实际需要而进行研究的。为了增强自动门运行的可靠性，提出了一种以S7-200可编程序控 制器（PLC）为核心的自动门控制系统。分析了该控制系统的工作原理， 描述了系统的硬件组成，介绍了人体感应探测、自动门运行位置检测、 门运行障碍检测等控制电路的工作过程，对PLC的选型及I/O点的确定 进行了说明。结合PLC的运行特点，对控制系统的工作流程作了合理的优化。在 此基础上，给出了控制系统软件设计
2、的程序流程图、顺序功能图、外部 端子接线图等。本设计介绍应用可编程控制器取代传统的继电器、接触 器控制系统，实现自动门控制的过程。关键词：可编程控制器； 自动门；控制系统序言5第一章自动门介绍61.1研究背景与研究意义61.2自动门的简介71.3自动门的组成及分类71.3.1自动门的组成71.3.2自动门的分类81.4本章小结8第二章PLC的介绍及选择92.1 PLC的简介92.2 PLC的主要功能及特点102.2.1 PLC的主要功能102.2.2 PLC 的特点112.3 PLC的组成112.4 PLC的工作原理132.5 本章小结13第三章 自动门控制系统的硬件设计错误!未定义书签。3.
3、1 PLC的选型错误!未定义书签。3.2驱动装置的选型错误!未定义书签。3.3感应器件的选型错误!未定义书签。3.4传动装置错误!未定义书签。3.5限位开关错误!未定义书签。3.6自动门控制系统I/O地址分配表错误!未定义书签。3.7自动门控制系统的原理图错误!未定义书签。3.7.1主电路图及供电线路错误!未定义书签。3.7.2 PLC的外接线路图错误!未定义书签。3.8本章小结错误!未定义书签。第四章自动门控制系统的软件设计204.1控制系统流程设计204.2 本章小结21结束语26致谢27参考文献28序言自动门控制系统，在现当代社会是一个应用非常广泛的设备，自动门已经广 泛应用于酒店、银行
4、、超市、停车场或公共建筑等入口，其主要核心部分一一自 动门控制系统正是我们这篇论文的主要研究讨论的课题。自动门是指:可以将人接近门的动作（或将某种入门授权）识别为开门信号 的控制单元，通过驱动系统将门开启，在人离开后再将门自动关闭，并对开启和 关闭的过程实现控制的系统。自动门的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可编 程控制器（以下简称PLC）,PLC是一种专门为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
5、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，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，能耗低等优点例如：各种用可识别 感应器控制的自动专用门。这是实现生活自动化进程的一个重要组成部分。自动门的问题研究，其控制系统可追溯到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。而基于PLC （可编程控制器，以下统一用“PLC”表 示）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。所以此设计中
6、，我以西门子公司S7-200系列PLC为控制系统的核心元 件，作信号的处理工作。而感应部分，采用BISS0001芯片与RE200B热释电元 件的组合，实现人或物体进出时的信号转换装置。而实现门的开与关，则用直流 电机作为动力装置，配以继电器控制来达到电机正反转动作，并加上行程开关作 为限位，以实现该功能，因为以上器件在生活中非常容易购买，且价格适宜，同 时也便于维护，非常适合广泛生产应用。本课题所研究的自动门控制系统，主要通过PLC作为控制基础，加上对红 外热释电传感器的应用，从而实现了门的“自动”功能，此设计拓展了 PLC的 应用层面，增加了实现自动门控制系统的选择性。第一章自动门的介绍本章
7、主要从自动门的研究背景与意义、自动门的介绍及起源、自动门的组成 及分类三个部分来对自动门进行简单的了解。1.1研究背景与研究意义21世纪的今天，门更加突出了安全理念，强调了有效性:有效的防范通行、 疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑艺术的理念，强调门与建筑 以及周围环境整体的协调、和谐。自动门大规模专业化生产始于150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现 出大批独具规模专业制造商。门的高级形式一一自动门起源在欧美，迅速发展至 今，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。大中型公共场所，为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿态。自动门从理论上理 解应该是门的使用观念的延伸，是人们
8、根据需要对门的功能的提升和完善。所以 对自动门的认识应该从人们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。由 于中国没有相关的自动门国家标准，导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没 有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门 品牌（目前有很多自动门品牌是有一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应 尽量避免购买此类产品）。不要认为样本上全是外国语，资料也是外国语的商品 就是进口商品，其实这样是违反国家规定的。
9、真正的知名品牌，合法的商品不会 这样做。自动门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
10、物体存在进行反应，不管人员是否移动，只要在处于传感器的 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出入的场所。1.2自动门的简介自动门 英文名：automatic door自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪二十年代以后。二十年代后期， 美国的超级市场的开放，自动门开始被使用，受此影响，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
11、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。现代自动门的操作主要有三种方。脚踏板式：在踏板之下装有压力开关。 光电束式：在门的附近设置光束发射装置和光电传感装置。按钮方式：用手 按类似开关的按钮使门扇打开。自动门以滑动、铰链或折叠等方式启闭门扇。为 了防盗，必须同时装有特殊的设备，例如家庭用的自动门就需要装设来人识别装 置或电视监视器等，对家庭以外的人员进行严格限制。自动门在商场、宾馆、饭 店、机
12、场、车站、银行等场合已得到广泛应用。1.3自动门的组成及分类1.3.1自动门的组成主控制器:它是自动门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块， 发出相应指令、指挥马达或电锁类系统工作；同时人们通过主控制器调节门扇开 启速度、开启幅度等参数。感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它 的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号；动力马达：提供开门与关门的主动力，控制门扇加速与减速运行。门扇行运轨道：就像火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方 向进行。门扇吊具走轮系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。同步皮带（有的厂家使用三角皮带）：用于传输
13、马达所产动力，牵引门扇吊 具走轮系统。下部导向系统：是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后 门体摆动。1.3.2自动门的分类自动门主要有:旋转自动门、弧形自动门、平滑自动门、平开自动门、折叠 自动门、重叠自动门、医用自动门、卷闸自动门、车库自动门、特种自动门等。1.4本章小结本章主要介绍了自动门控制系统的研究意义与背景、自动门的介绍与起源、 自动门的组成及分类。主要是对自动门的发展历史以及其基本概念有一个大致的 了解，为下面的设计打下一个基础。第二章PLC的介绍及选择可编程控制器(Programmable Controller简称PLC)。PLC是在传统的顺序 控制器的基础上引入
14、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，建立柔性的控制系统。可编程控制器具有能力强、可靠性高、配 置灵活、编程简单等优点，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。2.1 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年正式将可编程序控制 器命名为 PC ( Programmable Controller)，但为了与个人计算机
15、 PC ( Personal Computer)相区别，常将可编程控制器简称为PLC，并给PLC作了定义：可编 程序控制器是一种带有指令存储器、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。 它采用可编程序控制器的存储器，用来在其内部存储执行逻辑
16、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。可编程控制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”编程是一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通 用工业控制装置。2.2 PLC的主要功能及特点2.2.1 PLC的主要功能1. 开关逻辑和顺序控制这是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
17、和进行顺序逻辑控制，从而可以实现各种控制要求。2. 模拟控制(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模 拟量的功能，而且编程和使用方便。3. 定时/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
18、寄存器可方便地完成步进 控制功能。5. 运动控制在机械加工行业，可编程序控制器与计算机数控(CNC )集成在一起，用以 完成机床的运动控制。6. 数据处理大部分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。7. 通信联网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。2.2.2 PLC的特点1. 可靠性高，抗干扰能力强2. 配套齐全，功能完善，适用性强3. 易学易用，深受工程技术人员欢迎4
19、. 系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5. 体积小，重量轻，能耗低2.3 PLC的组成1. PLC的基本结构明显示5S一心身录灯-CPU模块-I/O模块-编程器-电源-接口手功开美-1一涂电停管鹑卜一接近升美一p一编诅器-L一数字g电源p策蜷程斤中夬您亶睾元_L_用户程序EPSON 囹 PLC2. CPU模块CPU即中央处理器(Central Processing Unit)，是PLC的核心部件，由运 算器和控制器组成。主要用于：接收并存储从编程器输入的用户程序；检 查编程过程是否出错；进行系统诊断；解释并执行用户程序；完成通信及 外设的某些功能。3. I/O模块I/O模块，即输入/
20、输出模块，是PLC与外界连接的借口。输入模块：输入模块是用来接收和采集两种类型输入信号的模块，一类 是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、 数字拨码开关等一系列开关的开关量输入信号。另一类是由电位器、测 速发电机和各种变送器等模拟量输入信号。输出模块：输出接口是用来连接被控制对象中各种执行元件，如接触器、 电磁阀、指示灯、调节阀、调速装置等。4. 编程器编程器是PLC最重要的外围设备，是PLC不可缺少的部分。编程器 的作用是输入和编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。编程器一般有有两种类型：简易编程器和图形编程器。简易编程器 体积小，便宜，合适小型PLC，但是需要
21、联机编程；图形编程器是指带 有显示屏的编程器，有液晶显示（LCD）和阴极射线式（CRT）两种， 可用指令语句编程，也可用梯形图编程，可联机编程也可脱机编程。不 但操作方便、功能强大，还可与打印机、绘图仪等设备相连。但是价格 较高，不适用于小型PLC。随着PLC联网功能的增强，出现了第三种编程方式，即计算机辅助 编程。由于计算机操作简易，编程量和工作效率远比前两种编程器要高。 因此，越来越多的用户更愿意采取这种编程方式。5. 电源模块PLC内部配有开关式稳定电源的电源模块，用来将外部宫殿电源转变成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流断电 源。2.4工作原理PLC有两种工
22、作状态，运行状态（RUN）和停止状态（STOP）。在运行状 态中，PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制。为了使PLC的输出及时地 响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断的重复 执行，直到PLC停机或者切换停止工作状态。除了执行用户程序外，每次循环 过程中，PLC要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段：开始f诊断f与编程器通信读入程序f执行程序f输出结果f开始PLC这种周而复始的循环工作方式被称为“扫描工作方式”。在工作状态 下，这种工作方式所需要的时间被称为“扫描周期”。其典型值为1-100ms。2.5本章小结本章主要介绍了 PLC的基本概念
23、、PLC的主要功能及特点、PLC的组成与 基本结构、PLC的工作原理四个方面的内容。通过对PLC的了解，掌握其基本 功能，将其运用到自动门控制系统中去。第三章自动门控制系统的硬件设计自动门的硬件根据不同的类型各有不同，此以平移型感应门为例子介绍它 的硬件，主要有：自动感应门主控制器，自动感应探测器，自动感应门动力马达， 自动感应门门扇行进轨道，门扇吊具走轮系统，同步皮带，自动感应门下部导向 系统：是门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。3.1 PLC的选择在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计 选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依
24、据。因此工程设计选型和 估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需 要的操作和动作，然后根据控制要求，估计输入输出点数、所需存储器的容量、 确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计 相应的控制系统。1. 输入输出（I/O）点数的估算I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，在增加 10%到20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需 根据制造厂商PLC的产品特点对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法故本 课题的I/O点数为输入14点，输出10点。2. 存储器容量的选择存储器容量是可编程序控制器
25、本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量 是存储器中用户应用项目实用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器的容 量。设计阶段，由于用户程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的， 须在程序调试之后才知道。为了设计选型时，能对程序容量有一定估算，通常采 用存储器容量的估算来代替，存储器内存容量的估算没有固定的形式，许多文献 资料中给出了不同的公式，大体上都是按数字量I/O点数的10到15倍，加上模 拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按次数 的25%考虑余量。因此本课题的PLC内存容量选择应能存储索要储存的程序， 这样才能在以后的改造过程中有足够的空间。3.
26、 控制功能的选择该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速 度等性能的选择。根据本课题所设计的自动门控制系统的要求，主要介绍一下几 种功能的选择。1）控制功能PLC主要用于顺序逻辑控制，因此，大多数场合常采用单回路或多回路控制 器解决模拟量的控制，有时也采用专用的智能输入输出单元完成所需要的控制功 能，提高PLC的处理速度和节省存储器容量。2）编程功能离线编程方式：PLC和编程器共用一个CPU，编程器在编程模式时，CPU 只为编程器提供服务，不对现场设备进行控制。完成编程后，编程器切换到运行 模式，CPU对现场设备进行控制，不能进行编程。离线编程方式可降低系统成 本，但
27、使用和调试不方便。在编程方式：CPU和编程器有各自的CPU，主机CPU 负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器进行数据交换，编程器把在线编制 的程序或数据发送到主机，下一扫描周期，主机就根据新收到的程序运行。这种 方式成本较高，但系统调试和操作方便，在大中型PLC中常采用。五种标准化变成语言：顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能模块图（FBD） 三种图形化语言和语言表（IL）、结构文本（ST）两种文本语言。选用的编程语 言应遵守标准（IEC6113123），同时，还应支持多种语言变成方式，如C，Basic 等，以满足特殊控制场合的控制要求。3）诊断功能PLC的诊断功能爆孔硬件和软键的诊
28、断。硬件诊断通过硬件的逻辑判断确定 硬件的故障位置，软件诊断分内诊断和外诊断。通过软件对PLC内部的性能和 功能进行诊断是内诊断，通过软键对PLC的CPU玉外部输入输出等部件信息叫 唤功能进行诊断是外诊断。PLC的诊断功能的强弱，直接影响对操作和维护人员 技术能力的要求，并影响平均维修时间。4. 机型的选择1）PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块两类型型，按应用环境分为现场安装和控制室 安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用 角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/0点数固定， 因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型P
29、LC提供多种I/0卡件或 插卡，因此用户可较合理的选择和配置系统控制的I/0点数，功能扩展方便灵活， 一般用于大中型控制系统。2）经济的考虑选择PLC时，应考虑性能价格比。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。5.对PLC响应时间
30、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受频率 过高或持续时间小于扫描周期的输入信号，当有此类信号输入时需要选用扫描速 度高的PLC或快速响应模块和中断输入模块。综合以上因素，本课题的设计采用德国西门子公司生产的CPU224小型PLC 来实现整个系统的控制。3.2驱动装置的选型自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障。在本设计中是运用直流无刷 电机。直流无刷电机功率密度高，噪音极小、调速性能好，即具备交流电动机的 结构简单、运行可靠、维护方便等优点，又具备直流电动机线性机械特性、调速 范围宽、启
31、动转矩大、运行效率高等诸多优点。是应用于“轻、小、薄、安静、 精密、可靠”等场合的最佳选择本设计选用的是亚坦电机控制有限公司生产的 45BLDC系列直流无刷电机，电机直径645，额定转数4000转，额定扭矩 0.036N.m，功率 15W100W。额定电压 24V DC。3.3感应器件的选型目前自动门行业运用的感应器件主要有微波感应器、红外感应器等。微波感 应器，又称微波雷达，对物体的移动进行反应，因而反应速度快，适用于行走速 度正常的人员通过的场所，微波感应器是以微波多普勒原理为基础，平面型天线 昨感应系统，以微处理器作控制。整机关键元器件均为进口器件，方案设计选择 器件均确保了产品可靠性。
32、微波感应器是以10.525GHz微波频率发射、接收。其探测方式具体如下优 点.：1. 非接触探测。2. 不受温度、湿度、噪音。红外感应器，是对物体的存在进行反应，不管人员是否移动，只要处于感应 器的扫描范围内，它都会反应，另外，红外感应器的反应速度比微波感应器慢。根据不同的功能和性能运用在各类不同场合的自动控制系统中，是自动门系 统的关键部位，其性能直接影响自动门系统的安全及稳定，如在高档酒店、写字 楼，可以选择高灵敏度的感应器；在人行道边上的银行、商店等经常有人路过的 地方，选择窄区域的感应器。3.4传动装置本控制系统所用到的传动装置具体包括如下：1自动门扇行进轨道：就像火车的铁轨，约束门扇
33、的吊具走轮系统，使其按 特定方向进行。2自动门扇吊具走论系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇 运行。3同步皮带：用于传输电机所产动力，牵引自动门吊具走论系统。3.5限位开关限位开关又称行程开关，是一种利用生产机械某些运动部件的碰撞来发出控 制命令的主令电器。用于控制生产机械的运动方向、速度、行程大小或位置的一 种自动控制器件。限位开关广泛应用于各类机床、起重机械以及轻工机械的行程控制。当生产 机械运动到某一运动位置时，行程开关通过机械可动部分的动作，将机械信号转 化为电信号，以实现对生产机械的控制，限制它们的动作和位置，借此对生产机 械给以必要的保护。3.6自动门控制系统I/0地址
34、分配表I/0分配表示编写PLC程序首先要做的前提条件，也是现场接线和调试的重 要依据。输入/输出信号在PLC接线端子的地址分配是进行PLC控制系统设计基础。 对软件设计来说，I/O地址分配以后才可进行编程；对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根 据线路图来安装控制柜I/O地址分配是编写PLC程序首先要做的前提条件，也 是现成接线和调试的重要依据。PLC控制系统的I/O地址分配如下表4-1：表4-1 I/O地址分配表名称代码地址编号输入信号门内光电检测开关SQ1I0.1门外光电检测开关SQ2I0.2开门限位开关SB3I0.3关门限位开关
35、SB4I0.4过载保护开关SR5I0.5紧急停止开关SB6I0.6启动停止SB7I0.7手动开门SB10I1.0手动关门SB11I1.1输出信号开门执行机构KM0Q0.0关门执行机构KM1Q0.1短接启动电阻接触器KM2Q0.23.7自动门控制系统的原理图3.7.1主电路及供电线路3.7.2 PlC控制输出输入接线SE1SB2SB3SE4SB5SB6豚7SB10SB111010.0.10.210.30.110,410,510.610.711.011.1CUMCDM3.8本章小结本章主要是在上一章执行机构设计的基础上对自动门的硬件系统进行选择 与设计。其中主要是从以下几个方面进行硬件设计：驱动装
36、置的选型、感应器件 的选型、自动门控制系统I/O地址的分配等。使我对这些硬件有了更深的了解。第四章自动门控制系统的软件系统本章主要是对自动门控制系统的软件部分进行设计。通过上章对自动门控制 系统的硬件部分的设计本章软件采用MCGS组态软件、IPC和PLC构成监控系统。 首先提出系统控制要求，然后对自动门对象进行分析，确定控制方案。4.1控制系统流程设计当门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如图4-1所示：图4-1自动门系统流程图框图说明如下：（1）当有人有内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行 机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，电机停止运行。（2）自动门在
37、开门位置停留8s后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2 被启动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4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光电检测开关K2 或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。（4）在门打开后的8s等待时间内，若有人员由外到内或由内至外通过光电 检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8s后，再自动进入关门过程，以保证 人员安全通过。4.2本章小结本章通过对自动门软件部分的设计，完成了对自动门控制系统的设计。本 章主要从MCGS工控组态、PLC两个软件进行设计的。加深了我对这两个软件的 了解，也了解到了工控组态、PLC编辑的一些注意
38、事项。结束语本设计研究了 PLC的自动门控制系统的设计原理与实现方法，包括硬件设计 与软件设计，将PLC应用到自动门控制系统中，充分发挥PLC高可靠性和抗干扰 性特点，外部接线简单、灵活，维修方便。采用了双元件型红外线光电感应器防 止夹人（或物）的情况出现。传感器灵敏可靠，不受环境因素的干扰，具有较高的 适用性。但在实际应用中还应结合实际情况，考虑各部分的容量及其实际的技术参 数，供电电源的设计、系统接地问题、电缆设计与铺设、PLC输出端保护等问题， 已使系统达到安全可靠的工作，所以要想用于实际中，必须得通过现场调试。这 就又给我们提出了更高层次的问题，毕竟一个较好的和较完善的应用软件不是在
39、短时间内就可以完成它的需要，要不断的完善和发展，需要我们做大量的工作和 时间的检验。现在的系统还没有达到真正的智能化，还需要增加很多新的功能和 先进的科学技术，才能达到真正意义上的智能化控制。虽然现在自动门广泛地使用PLC作为控制元件，但单片机等更为便宜，所以， 应该在现有的基础上开发利用单片机等控制的自动门系统。而且现有的故障诊断 很不全面，应该增加主动性预防诊断，可使系统在发生故障之前，我们就可以预 见故障、排除故障，使运行中的故障率降低到最低水平，保障自动门安全可靠运 转。最终，就是以信息技术为主，通过先进使用技术，提升传统自动门制造业， 强化产、学、研的有效结合，尽快实现技术引进和自主
40、创新相结合的模式，建立 和完善技术开发体系，全力提升自动门制造层次和水平。致谢随着本次毕业设计的结束，三年的大学生活也即将画上句号。回首三年前， 初入校园的情景仍然历历在目，看着离校日期的日益临近，不免感慨光阴易逝、 韶华难追。然而这三年带给我的美好记忆以及在三年里给予我无数帮助和关怀的 老师和同学是我永远不会遗忘的。在此，我向你们致以最真诚的谢意！首先，我要感谢本次毕业设计的指导老师一汤煊琳老师。感谢您在这宝贵的 几个月中对我无微不至的关怀和照顾;感谢您的兢兢业业、孜孜不倦和无怨无悔; 感谢您在每个时期给我们的帮助和支持；感谢您在大学三年中带给我们的无价的 知识财富在此我向汤老师您致以诚挚的
41、谢意和崇高的敬意，祝愿汤老师身体 健康，工作顺利！此外，我还要感谢在大学期间教过我的所有老师，是您们的细心教导、言传 身教才有了我学业的进步和学识的丰富，谢谢您们的帮助与教导感谢您们！最后，对各位老师审阅我的毕业设计表示感谢，毕业设计中存在不足之处希 望各位老师给予批评和指导。参考文献【1】王宗才.机电传动鱼控制.北京：电子工业出版社，2011:161-295.【2】孙振强.可编程控制器原理及应用教程M. 2版.北京：清华大学出版社.2008: 41-44.【3】钟肇新.可编程控制器原理及应用M.广州：华南理工大学出版社.1988.【4】张万忠.PLC应用及维修技术M.北京：化学工业出版社.2006: 7-22.【5】田瑞庭.可编程控制器应用技术.机械工业出版社.1993.【6】黎虎，游有朋.基于PLC和变频器的直线电机驱动门控制系统期刊论文.电机技术. 2008(4).
