基于plc的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計

張恒洋 李樺芃

摘要：本文是關(guān)于自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計，自動門系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)器件、驅(qū)動裝置和傳動裝置組成。為增強(qiáng)自動門運行的可靠性，在此提出了一種以可編程序控制器（PIC）為核心的自動門控制系統(tǒng)。以傳感器為輔，本文分析了自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計要求，系統(tǒng)軟件設(shè)計，PLC梯形圖設(shè)計，軟件設(shè)計，程序調(diào)試，硬件接線等多方面內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：自動門;可控制編程器;梯形圖

1.緒論

隨著生活水平的提高和社會的發(fā)展，人們越來越重視生活的舒適性、建筑物的安全和環(huán)境保護(hù)。它的的出現(xiàn)改變的一個時代，加快了這個時代的進(jìn)步和發(fā)展，它的便捷方便間接加快了人們工作效率和心情讓我們帶有好心情工作。促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

2.系統(tǒng)的設(shè)計

本課題設(shè)計的自動門應(yīng)該具有以下功能：

1）加減速功能

當(dāng)行人靠近自動門時，自動門打開時加速打開，并留下8秒的空檔期，關(guān)門的緩慢關(guān)門，防止夾到來往行人。

2）緊急停止功能

當(dāng)自動門出現(xiàn)緊急情況時，如火災(zāi)，夾人事故和系統(tǒng)開關(guān)門遲鈍可以人工緊急停止，方便維修和救援。

3）蜂鳴提示功能

當(dāng)自動門關(guān)門時，蜂鳴器提示附近的行人注意安全。當(dāng)行人進(jìn)出入門時監(jiān)測到溫度過高報警，進(jìn)出入門數(shù)達(dá)到2000時蜂鳴器報警。

4）開關(guān)門控制應(yīng)該有手動和自動功能

當(dāng)PLC控制的傳感器監(jiān)測到人到達(dá)門口未自動打開時，可以調(diào)成手動控制。自動門正常工作時調(diào)成自動控制，控制自動門打開和關(guān)閉。

3.PLC程序的設(shè)計

梯形圖：梯形圖是PLC使用最多的圖形編程語言也稱lad圖。操作起來像繼電器，具有形象、直觀、實用等特點，工作人員更容易認(rèn)識和辨別接受，它是當(dāng)前世界上使用最廣泛的PLC編程語言。在PLC程序圖中，左右母線看起來像是控制電源線的繼電器和接觸器，輸出線圈看起來像是電氣設(shè)備，而輸入觸電看起來像是開關(guān)。梯形圖包含幾個級別。配置從上到下進(jìn)行組織。每個級別均從左側(cè)的母線開始，經(jīng)過電擊和線圈，并在右側(cè)的母線結(jié)束。下圖中的程序基于對自動門控制程序進(jìn)行編程的梯形圖。通常，控制電路按鈕，室內(nèi)/室外光學(xué)感應(yīng)開關(guān)，限位開關(guān)等。它們被視為定序器輸入信號，而驅(qū)動電機(jī)交流接觸器被視為輸出目標(biāo)。該系統(tǒng)包括一個用于內(nèi)門，外門檢測開關(guān)，內(nèi)門檢測開關(guān)，開門器，限位開關(guān)，手動開門器，開門器，關(guān)門執(zhí)行器的系統(tǒng)。總共需要9個輸入點、3個輸出點，見表3-1。

如上圖3-2所示KA1，KA2是感應(yīng)器控制的兩個繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時會自動閉合，SQ1、SQ2是開門、關(guān)門到位行程開關(guān)，檢測開

關(guān)門是否到位檢，SQ3、SQ4分別是開門和關(guān)門時減速行程開關(guān)。

梯形圖的設(shè)計步驟：

1）首先要根據(jù)設(shè)計的內(nèi)容來進(jìn)行編程，要注意思考的內(nèi)容是否準(zhǔn)確無誤，在想需要那個型號的PLC合適，最后就是進(jìn)行梯形圖的設(shè)計。

2）再根據(jù)I/O分配表進(jìn)行編程，注意編程時程序由左到右進(jìn)行編程，先考慮使用什么樣的傳感器在考慮設(shè)定多少延遲時間比較合適行人進(jìn)出。

3）要注意編寫完程序要在仿真軟件當(dāng)中模擬實驗一下，防止編程錯誤最后在實體當(dāng)中運行錯誤，影響行人安全。

3.1系統(tǒng)調(diào)試及仿真

根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計的程序按照下圖所示的流程運行，已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計。本次選用的仿真軟件為S7-200的仿真軟件，根據(jù)課題要求選用該仿真軟件。

第一步：選擇CPU型號配置。如圖3-3。

第二步：載入所編輯好的程序，如圖3-5，在裝入CPU時選擇所有，然后打開仿真程序文件的位置既可。

第四步：選擇相應(yīng)參數(shù)。

接下來進(jìn)行仿真步驟調(diào)試操作：

首先啟動開關(guān)按鈕I0.6閉合，屋外光電開關(guān)I0.0屋內(nèi)光電開關(guān)I0.1或者表示有人出現(xiàn)時，此時電機(jī)正轉(zhuǎn)開門Q0.0得電自鎖，同時中間繼電器M0.0閉合，M0.0閉合后，換速接觸器Q0.2得電閉合，電機(jī)的正轉(zhuǎn)開門速度加快。

當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門到達(dá)開門減速開關(guān)時，I0.4閉合，I0.4閉合后，中間繼電器M0.4得電閉合，換速接觸器Q0.2失電斷開。

當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門Q0.0運行到限位開關(guān)位置時，這時，人已經(jīng)走過去，即I0.0斷開，開門到位限位開關(guān)I0.2閉合，同時M0.1閉合，當(dāng)M0.1閉合后，定時器T37開始計時8秒。

當(dāng)T37計時時間到時，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門Q0.1閉合開始關(guān)門，同時Q0.1自鎖，中間繼電器M0.3得電閉合，同時Q0.3蜂鳴器在關(guān)門的同時發(fā)出警報聲。

在中間繼電器M0.3閉合后，換速接觸器Q0.2的得電閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門Q0.1的關(guān)門速度加快。

當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)碰到關(guān)門減速行程開關(guān)時，I0.5閉合，此時Q0.2換速接觸器斷開，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門速度減慢，同時Q0.3蜂鳴器在關(guān)門的同時發(fā)出警報聲。

當(dāng)關(guān)門到限位開關(guān)位置時，關(guān)門限位開關(guān)I0.3得電閉合，中間繼電器M0.2得電，此時Q0.1電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門失電，電機(jī)不再反轉(zhuǎn)。

在任何時候按下急停按鈕I0.7，自動門都會停止運動。

4結(jié)論

1）本課題設(shè)計沒有考慮到人臉識別和指紋識別（這兩個要建立一個數(shù)據(jù)庫）。還有金屬檢測功能。對自動門設(shè)計處理不到位，以后還要加以改正以求更加合理的編輯程序。

2）當(dāng)前操作系統(tǒng)應(yīng)該存在各種各樣的小問題，并不是各個方面都完美無懈可擊。所以有些情況處理不周，以后加以改正以求更好。

3）本課題設(shè)計的控制系統(tǒng)的主要參照平移門，并進(jìn)行操作控制，盡管它可以滿足所有系統(tǒng)要求，但也有其缺點。我們尚未充分考慮系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保。我們將繼續(xù)在這方面加強(qiáng)研究，并將努力改善系統(tǒng)的各種功能和實用性。

通過這次課題設(shè)計加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力，這次設(shè)計學(xué)習(xí)的知識更加加深在自己的腦海當(dāng)中，以后會更加努力學(xué)習(xí)，提高自身能力，向夢想前進(jìn)。

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