1、 毕 业 设 计题 目： 基于 PLC 控制自动门 作 者： 学 号： 系 部： 专 业： 班 级： 指导者： 讲师 评阅者： 讲师 2013 年 5 月摘要在超级市场、公共建筑、银行、医院等入口，经常使用自动门控制系统。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。PLC 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。由于直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。直流电动机过载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机。本论文主要是对门的自动开、关控制而论。自动门控制装置系统由检测元件光电传感器、继电器、可编程序控制器（PLC） 、电动机组成。
2、它主要是利用热释电人体光电传感器检测，有无人到门口的信号，再把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制直流电动机的转动。又由直流电动机带动门的开、关。当直流电动机正转时，门自动打开；当直流电动机反转时，门自动关闭。关键字：PLC 自动门 电动机正反转目录第一章 PLC 概述 .11.1 PLC 的定义 .11.2 PLC 的特点 .1第二章 三菱 FX2N-48MR PLC 介绍 .2第三章 自动门介绍 .33.1 平移式自动门机的基本组成简单说 明 .33.2 平移式自动门结构图 .43.3 行程开关(限位开关)的工
3、作原理 .53.4 光电开关介绍 .6第四章 基于三菱 FX2N-48MR PLC 的自动门控制要求 .84.1 自动门控制装置的硬件组成 .84.2 控制要求 .8第五章 PLC 系统的硬件设计 .95.1 自动门控制的 I|O 地址分配表 .95.2 PLC 外围接图 .95.3 主电路接线图 .10第六章 PLC 控制系统软件的设计 .116.1 程序思路 .116.2 梯形图的设计 .12第七章 程序调试 .157.1 联机模拟调试 .15总结 .16致谢 .17参考文献 .18南京铁道职业技术学院第 0 页 共 18 页第一章 PLC 概述1.1 PLC 的定义可编程控制器（简称 P
4、LC）是一种数字运算操作的电子系统，转为工业环境而设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和人输出，控制各种类型机械的生产过程。而有关的外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则来设计。1.2 PLC 的特点：1、抗干扰能力强，可靠性高；2、控制系统结构简单，通用性强；3、编程方便，易于使用；4、功能完善；5、设计、施工、调试的周期短；6、体积小，维护操作方便。1.3 PLC 的发展 PLC 技术随着计算机和微电子技术的发展而迅速发展，由最初的一位机发展为 8 位机。随着微处理器 CP
5、U 和微型计算机技术在 PLC 中的应用，现在的PLC 产品已使用了 16 位、32 位高性能微处理器，而且实现了多处理器的多通道处理，通信技术使 PLC 的应用得到进一步发展。如今，可编程控制器技术已非常成熟。南京铁道职业技术学院第 1 页 共 18 页第二章 三菱 FX2N-48MR PLC 介绍1.灵活的配置 除了具有满足特殊需求的大量特殊模块外,6 个基本单元中的每个单元可扩展至 256I/O 2.高速运算 基本指令:0.08us/指令,应用指令:1.52 至几百 us/指令 3.突出的寄存器容量 FX2N 系列包括 8K 步内置 RAM 寄存器,用一个寄存器盒可扩展到 16RAM 或
6、 EEPROM 4.丰富的元件资源 3072 点辅助继电器,256 点计时器,235 点计数器,8000数据存储器 FX2N-48ER 扩展 24 入 24 出继电器 FX1S-10MR-001 主机 6 入 4 出继电器 FX2N-32ER 扩展 16 入 16 出继电器 FX1S-30MR-D 主机 16 入 14 出继电器 FX2N-16ER 扩展 16 入 FX1S-20MR-D 主机 12 入 18 出继电器 FX2N-16EYR 扩展 16 出继电器 FX1S-14MR-D 主机 8 入 6 出继电器 FX2N 特殊扩展模块 FX1S-10MR-D 主机 6 入 4 出继电器 FX
7、2N-CNV-BDFX0N 适配器连接用模块 FX2N 特殊功能单元 FX2N-CNV-BC 扩展电缆转换器 FX2N-2DA2 通道模拟量输出块 FX2N-CNV-IF 扩展电缆转换器 FX2N-2AD2 通道模拟量输入模块 FX2N-8AV-BD8 通道模拟量设定模块 FX2N-4DA4 通道模拟量输出模块 FX2N-232-BDRS-232 接口 1 通道FX2N-4AD2 通道模拟量输入模块。南京铁道职业技术学院第 2 页 共 18 页第三章 自动门介绍3.1 平移式自动门机的基本组成简单说明1、自动门控制器：它是整套自动门的电脑，数据传输、开关门的指令、各项动作的完成等都是由它来控制
8、，是整套自动门不可或缺的组成部分。2、马达：是自动门的动力装置，分无碳刷和有刷两种。3、导轨：通常都是铝合金材料，具有寿命长，不易变形的特点，是门扇能够安全来回移动的保证。4、皮带：是自动门的传动装置。5、吊轮：是自动门的活动门扇能在轨道上运行的连接配件。6、尾轮(张紧轮) ：调节皮带松紧的作用。7、下部导向系统：是自动感应门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。 当自动感应门门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下： 感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电
9、流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使自动感应门扇开启；自动感应门扇开启后由控制器作出判断，如需关自动感应门，通知马达作反向运动，关闭自动感应门南京铁道职业技术学院第 3 页 共 18 页3.2 平移式自动门结构图图 3-1 平移式自动门结构图南京铁道职业技术学院第 4 页 共 18 页3.3 行程开关 (限位开关)的工作原理行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它
10、的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路。南京铁道职业技术学院第 5 页 共 18 页3.4 光电开关介绍1、工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测物体有无的。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。光电开关将输入电流在发射器上
11、转换为光信号射出，接收器再根据接收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。2、光电开关的分类及术语解释（1）分类漫反射式光电开关：它是一种集发射器和接收器于一体的传感器，当有被检测物体经过时，物体将光电开关发射器发射的足够量的光线反射到接收器，于是光电开关就产生了开关信号。当被检测物体的表面光亮或其反光率极高时，漫反射式的光电开关是首选的检测模式。镜反射式光电开关：它亦集发射器与接收器于一体，光电开关发射器发出的光线经过反射镜反射回接收器，当被检测物体经过且完全阻断光线时，光电开关就产生了检测开关信号。对射式光电开关：它包含了在结构上相互分离且光轴相对放置的发射器和接收器，发射器发出的光线直接
12、进入接收器，当被检测物体经过发射器和接收器之间且阻断光线时，光电开关就产生了开关信号。当检测物体为不透明时，对射式光电开关是最可靠的检测装置。槽式光电开关：它通常采用标准的 U 字型结构，其发射器和接收器分别位于 U 型槽的两边，并形成一光轴，当被检测物体经过 U 型槽且阻断光轴时，光电开关就产生了开关量信号。槽式光电开关比较适合检测高速运动的物体，并且它能分辨透明与半透明物体,使用安全可靠。光纤式光电开关：它采用塑料或玻璃光纤传感器来引导光线，可以对距离远的被检测物体进行检测。通常光纤传感器分为对射式和漫反射式。（2）术语检测距离：是指检测体按一定方式移动，当开关动作时测得的基准位置（光电开
13、关的感应表面）到检测面的空间距离。额定动作距离指接近开关动作距离的标称值。回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值。响应频率：在规定的 1s 的时间间隔内，允许光电开关动作循环的次输出状态：分常开和常闭。当无检测物体时，常开型的光电开关所接通的负载由于光电开关内部的输出晶体管的截止而不工作，当检测到物体时，晶体管导通，负载得电工作。检测方式：根据光电开关在检测物体时发射器所发出的光线被折回到接收器的途径的不同，可分为漫反射式、镜反射式、对射式等。南京铁道职业技术学院第 6 页 共 18 页输出形式：分 NPN 二线、NPN 三线、NPN 四线、PNP 二线、PNP 三线、PNP 四线、AC 二线、AC 五线（自带继电器），及直流 NPN/PNP/常开/常闭多功能等几种常用的输出形式。
