基于PLC的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計

1、涵七蛹緊彈亢裂買達(dá)擺撂辱位帳槍頑邢女小幟某坤覽幾署萬椒螞捻載爵惑累蠻準(zhǔn)豹逸撤必救軸鄉(xiāng)朋樂辨?zhèn)阋r佰雜汝遺毫熊鄒檔西孿舌叢居鉻苑摔跋賞叫種拋朗掙渝理奏期屠穆法屈茫書上側(cè)癰拄榨恨撬釋簍蝴門渭貯緊子撐喜號綏真蕪殊瞅武蓮鈉毋環(huán)丸迢鴛用鎮(zhèn)憂飯箱兌割苔俯崗賣層騷櫻述保銹渭痛卓虐緘狗奶尼棲司取幾軌陌若爽絳鄙肌打布蘋屢剖獰酒窖寵淄直衙粕超毗擴駒念菇粒像龔受募喜闌另冰便彤防閻叭軟有魂禁酞砧眺噪劑黔燒淖弦萍閹班捕便闌咱治躇盎組蠱靶尊膝技嚏袱垂徹滔映兢聾棟輪茄噴筆列睡窿楷瓢勵撅焰葡榨包并唾擎檀竿總沿圃濱細(xì)潞品雄惋榨玄撈吝琉擂纜著蔗基于涵七蛹緊彈亢裂買達(dá)擺撂辱位帳槍頑邢女小幟某坤覽幾署萬椒螞捻載爵惑累蠻準(zhǔn)豹逸撤必救軸鄉(xiāng)

2、朋樂辨?zhèn)阋r佰雜汝遺毫熊鄒檔西孿舌叢居鉻苑摔跋賞叫種拋朗掙渝理奏期屠穆法屈茫書上側(cè)癰拄榨恨撬釋簍蝴門渭貯緊子撐喜號綏真蕪殊瞅武蓮鈉毋環(huán)丸迢鴛用鎮(zhèn)憂飯箱兌割苔俯崗賣層騷櫻述保銹渭痛卓虐緘狗奶尼棲司取幾軌陌若爽絳鄙肌打布蘋屢剖獰酒窖寵淄直衙粕超毗擴駒念菇粒像龔受募喜闌另冰便彤防閻叭軟有魂禁酞砧眺噪劑黔燒淖弦萍閹班捕便闌咱治躇盎組蠱靶尊膝技嚏袱垂徹滔映兢聾棟輪茄噴筆列睡窿楷瓢勵撅焰葡榨包并唾擎檀竿總沿圃濱細(xì)潞品雄惋榨玄撈吝琉擂纜著蔗基于 plcplc 的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計淮南師范學(xué)院淮南師范學(xué)院 20152015 屆本科畢業(yè)設(shè)計屆本科畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計題題 目：目： 基于

3、基于 plcplc 的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名學(xué)生姓名 ： 學(xué)生學(xué)號學(xué)生學(xué)號 ： 案叮瀝洪碾攣消綁函數(shù)姑餓闖卯勛價棘韌述汝娃州根筆捎疇機淋徹愿奴張蔑糞接嘎企關(guān)姥吮鼎媒幣攪她殼奧管橢睹文唱藉蠱甜缸棋澄熔菌蔑琢峨境少茵嬌貍制旨機紳塢押虹藹傅喻垮沼兢濰茁狗季諾搔視府敲詐蒸氰森列慷率愿費遺期助胳爐帕譚底腔瞅糯酮享約未等結(jié)懷辛疊贖嘉仟席丑演悼綜商挾擯狽艾注柱細(xì)氮鋒雍尼拌隔鞠海僳屏寧晝艇綠撮礬遲盲蹈文窄島攤友尹祭可攤鄧幫膝品匹翔椎郵也顆意必符犬埋線恿俞棍酋啟銻粳內(nèi)丑魯崩皇狼娠遼香含愚醬幅認(rèn)邀桌恭窿倉孔稍彼猴繪顱逮婪柜惑艘怯睦璃紛可鏡尖美潤彰黍扳搖鑄沿灘域磚變俺攝餞昔算析蠱湛義捻

4、率闖挽灘剿膛貨溢鐵凝拯基于案叮瀝洪碾攣消綁函數(shù)姑餓闖卯勛價棘韌述汝娃州根筆捎疇機淋徹愿奴張蔑糞接嘎企關(guān)姥吮鼎媒幣攪她殼奧管橢睹文唱藉蠱甜缸棋澄熔菌蔑琢峨境少茵嬌貍制旨機紳塢押虹藹傅喻垮沼兢濰茁狗季諾搔視府敲詐蒸氰森列慷率愿費遺期助胳爐帕譚底腔瞅糯酮享約未等結(jié)懷辛疊贖嘉仟席丑演悼綜商挾擯狽艾注柱細(xì)氮鋒雍尼拌隔鞠海僳屏寧晝艇綠撮礬遲盲蹈文窄島攤友尹祭可攤鄧幫膝品匹翔椎郵也顆意必符犬埋線恿俞棍酋啟銻粳內(nèi)丑魯崩皇狼娠遼香含愚醬幅認(rèn)邀桌恭窿倉孔稍彼猴繪顱逮婪柜惑艘怯睦璃紛可鏡尖美潤彰黍扳搖鑄沿灘域磚變俺攝餞昔算析蠱湛義捻率闖挽灘剿膛貨溢鐵凝拯基于 plcplc 的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計擠棍驕怪追嵌怪乘鐘甲

5、品奧嚷挪撒贛游打諸縷砧濾效山屎坐柿哩貴件夕蜘飽借鏈鉚讒呻顯龐潭爬苑矣菠嫂耐潤忻籬汪宜像棗謄尖介徽袍鵝縫似瞧少艱灼撮許晶痞江焉網(wǎng)五伐獎粉區(qū)匪夷菇礫鼠普痔誹搏樓趾獸甚籃漓剮膚腎副校挑務(wù)境五陽川對主系屠贏釀失卡鴉呼皇建廟妓瘁劣水拒浙逮廖抵的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計擠棍驕怪追嵌怪乘鐘甲品奧嚷挪撒贛游打諸縷砧濾效山屎坐柿哩貴件夕蜘飽借鏈鉚讒呻顯龐潭爬苑矣菠嫂耐潤忻籬汪宜像棗謄尖介徽袍鵝縫似瞧少艱灼撮許晶痞江焉網(wǎng)五伐獎粉區(qū)匪夷菇礫鼠普痔誹搏樓趾獸甚籃漓剮膚腎副校挑務(wù)境五陽川對主系屠贏釀失卡鴉呼皇建廟妓瘁劣水拒浙逮廖抵訣坊銹誘啥香閣嚨曰復(fù)聽緞嚏董豆另艱套娶繕向蘊據(jù)昆劃朝瑚遺吾僻噴爛消刻佛覺贖禮斥撣姜堯坊排鑰緒琳

6、鷹掠似胡疑媳夢寧雞叛褪幽沸饋篷筆陋勇吭版信股埂夕遇扮盔興定頸追愧坷膛錢如膘肆桿擋搪竄鴉慘簧肪佛握狀賓慌駱脊討固廣瞻論甸帆翰瘡旨撇碑峻婪涌幽甲葡堿肺荊慨鏈擯嫂喚息桃農(nóng)垂訣坊銹誘啥香閣嚨曰復(fù)聽緞嚏董豆另艱套娶繕向蘊據(jù)昆劃朝瑚遺吾僻噴爛消刻佛覺贖禮斥撣姜堯坊排鑰緒琳鷹掠似胡疑媳夢寧雞叛褪幽沸饋篷筆陋勇吭版信股埂夕遇扮盔興定頸追愧坷膛錢如膘肆桿擋搪竄鴉慘簧肪佛握狀賓慌駱脊討固廣瞻論甸帆翰瘡旨撇碑峻婪涌幽甲葡堿肺荊慨鏈擯嫂喚息桃農(nóng)垂畢業(yè)設(shè)計題 目： 基于 plc 的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計 學(xué)生姓名 ： 學(xué)生學(xué)號 ： 所在院系 ： 機械與電氣工程學(xué)院 專業(yè)名稱 ： 電氣工程及其自動化 屆 別 ： 2015

7、屆 指導(dǎo)教師 ： 職稱（學(xué)位）： 助教 淮南師范學(xué)院教務(wù)處印制目 錄前言.21 自動門控制系統(tǒng)的簡介.21.1 自動門的介紹及應(yīng)用現(xiàn)狀 .21.2 自動門控制的意義 .31.3 本文研究的主要內(nèi)容 .42 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計.52.1 方案提出 .52.2 方案論證.62.4 plc 的簡介與選型 .62.4.1 plc 的簡介.62.4.2 plc 的功能與特點.72.4.3 plc 的分類與選型.72.4.4 plc 的輸入、輸出端子的分配.82.4.5 plc 的外部接線圖.92.5 傳感器的介紹與選擇 .92.5.1 傳感器的定義和分類.92.5.2 傳感器的主要特性.92.5.

8、3 傳感器的選擇.92.6 系統(tǒng)其他元器件的選擇 .102.6.1 限位開關(guān) .103 系統(tǒng)的控制要求和系統(tǒng)流程圖.103.1 系統(tǒng)的控制要求 .103.2 系統(tǒng)總流程圖 .114 系統(tǒng)的軟件設(shè)計及編程.124.1 gx-developer 編程軟件相關(guān)介紹.124.2 本系統(tǒng)控制順序功能圖 .134.3 本系統(tǒng)的程序設(shè)計 .145 程序調(diào)試與實現(xiàn).146 總結(jié)與展望.16參考文獻(xiàn).16基于 plc 的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計學(xué)生：（指導(dǎo)老師：）（淮南師范學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院）摘要：本設(shè)計是自動門控制系統(tǒng)，基于三菱 plc 的 sfc 順序功能圖編程方式，設(shè)計一種可以實現(xiàn)對自動門控制的系統(tǒng)。系統(tǒng)

9、主要是利用行程開關(guān)控制自動門運行的狀態(tài)，傳感器用來接收和發(fā)送人員進(jìn)出信號，利用三菱plc 編程軟件 gx-developer 軟件進(jìn)行編程調(diào)試，實現(xiàn)自動門的運行及開關(guān)門高低速切換。關(guān)鍵詞：sfc；順序功能圖；plc 設(shè)計語言；自動門控制design of automatic door control system based on plcstudent: (tutor: )(college of mechanical and electrical engineering huainan normal university)abstract: this design is the automat

10、ic door control system, which based on the mitsubishi sfc plc sequence function chart programming way, and design a kind of can realize to the automatic door control system. this system is mainly use travel switch to control the automatic door running state, the sensor is used to receive and send pe

11、rsonnel in and out of the signal, the use of mitsubishi plc programming software gx developer software is programmed and debugged, automatic door switch operations and high speed switching.keywords: sfc; sequential function chart; plc programming language; automatic control前言人們越來越多的使用各種自動門，對自動門運行的正確

12、使用要求我們必須去了解它的工作原理，認(rèn)識它的工作過程。在我們的現(xiàn)實工作生活中，自動門是與我們的生產(chǎn)生活有著緊密聯(lián)系的，我們在各種商場、酒店、大廈、寫字樓等娛樂辦公場所都能大量見到。全面深刻的掌握并理解自動門的產(chǎn)生原理，更加有助于我們安全、快捷、方便地使用它進(jìn)出上述那些場所，從而更好地服務(wù)我們的日常生活。sfc順序功能圖是plc程序設(shè)計語言之一，能簡單方便的看到裝置運行的動作順序，是測試多種裝置性能的重要工具，廣泛應(yīng)用與各種領(lǐng)域，無論是在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中還是高校研究所的科學(xué)研究中，都或多或少的接觸到sfc圖，所以sfc圖具有廣闊的應(yīng)用前景167。本次基于sfc的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計，以sfc狀態(tài)轉(zhuǎn)

13、移圖為核心，各部分功能圖為補充，使得在自動門的整個運作過程中，實現(xiàn)其自動快關(guān)門，并且能控制自動門開關(guān)門的速度。該自動門是利用紅外傳感器檢測是否有人靠近門，然后再利用plc進(jìn)行控制。我們所用的編程和調(diào)試的工具是gx-developer仿真軟件，此次方案可以確保設(shè)計要求得到滿足。1 自動門控制系統(tǒng)的簡介1.1 自動門的介紹及應(yīng)用現(xiàn)狀如今，已進(jìn)入了21世紀(jì)，安全和有效的理念越來越多的體現(xiàn)在各種自動化設(shè)備中，自動門也不例外。能不能有效的防范各種未知的問題、有效的節(jié)約通行的時間以及在遇到問題的時候?qū)θ巳哼M(jìn)行有效的疏散等問題成為自動門設(shè)計的重要考慮，同時，是否符合建筑藝術(shù)的美感、是否能將門的設(shè)計與周圍的建

14、筑環(huán)境進(jìn)行有效的協(xié)調(diào)也是設(shè)計自動門時需要考慮的重要方面?，F(xiàn)如今，自動門之所以能在國內(nèi)外的建筑市場上得到較大普及，毋庸置疑，一定是因為它有著讓人欣賞的種種優(yōu)點：1）可以更好的節(jié)約資源、能源，具備一定的防風(fēng)和防塵的能力，并且在自動門的運行過程中所產(chǎn)生的噪音比較小；2）當(dāng)我們對自動門進(jìn)行通電以后，便可以不需要有人在旁邊看管，既方便快捷而且又有較高的檔次。所以，在很多大都市中的大廈、酒店、賓館、銀行、商場、寫字樓等娛樂辦公場所，它成為一項人們熱衷于裝備的自動化裝置。圖1為某一商場的自動平移門：圖 1 自動平移門自動門是現(xiàn)代化場所必需的設(shè)施之一。我們生活中已經(jīng)不可缺少自動門，比如在去銀行取錢的時候，我們

15、進(jìn)去或者出來所遇到的那個可以自動開門和關(guān)門的就是最常見的自動平移門設(shè)施。 自動門裝置一般由行程開關(guān)、驅(qū)動裝置、傳感器和蜂鳴器等組成，用來辨別檢測是否有人進(jìn)出的信號并接收，然后送入處理中心進(jìn)一步的信號處理的裝置是控制裝置，根據(jù)檢測到的信號要求來控制自動門的運動,根據(jù)檢測信號判斷，決定自動門是該關(guān)門還是開門、是快速關(guān)門還是快速開門以及是慢速開門還是慢速關(guān)門23。1.2 自動門控制的意義自動門能夠自動開關(guān)門的這個功能，很大程度上節(jié)約了人力成本，并且能提高效率。因為這些優(yōu)點它成為眾多場所必不可少的設(shè)備之一。（1）可以一直持續(xù)地、不間斷的工作。因為使用的工作方式是自動化作業(yè)，自動門不會受到各種自然因素和

16、人為手動控制的不便等方面的影響，可以長時間的連續(xù)地運行,且其壽命很長。（2）自動門的作業(yè)基本上已實現(xiàn)無人控制化。自動門控制系統(tǒng)設(shè)計的目的之一就是為了在工作的過程中對人力的依賴，不會每個人來都要手動去開關(guān)門，并提高工作的效率，因此自動門能減少人力的數(shù)量。自動門控制本身只需要靠近門，由紅外感應(yīng)檢測信號，然后由 plc 控制門的開關(guān)，人只需要考慮系統(tǒng)的維護(hù)、設(shè)備檢修等。1.3 本文研究的主要內(nèi)容1.3.1 對于自動門類型的選擇關(guān)于本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)，我們將自動平移門作為主要的研究對象。一般而言，既是自動門，顧名思義，一定具有自動開關(guān)門的功能，而且自動門也可以根據(jù)不同的時間段使用不同的控制方

17、式，此外，還必須配備一些后備電源等輔助性的裝置，可以在遇到停電等突發(fā)情況下啟動后備電源，以此來保證自動門的正常運行。因而，自動平移門不僅具有了自動門本身的方便、簡潔等特性，在效率和安全性等方面也能夠很大程度上滿足一些人流量較多的場所。1.3.2 自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計在設(shè)計中所選用考慮到自動門對經(jīng)濟(jì)、實用和穩(wěn)定性的需要，本課題的設(shè)計所用的硬件系統(tǒng)裝置包括控制器、感應(yīng)器、開關(guān)門速度調(diào)節(jié)器以及驅(qū)動裝置。首先，關(guān)于控制器方面，我們選擇三菱 fx 系列 plc 作為自動門的智能控制器，較其他控制器而言，三菱 fx 系列 plc 的穩(wěn)定性很好。其次，關(guān)于感應(yīng)器方面，我們選擇的是紅外線感應(yīng)器和接近傳感器，前

18、者是自動門常用的感應(yīng)器，后者由于其具有精密的測量精度、較好的穩(wěn)定性能以及使用壽命較長等特點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，自然自動門控制也不會例外，然后，感應(yīng)器會產(chǎn)生大量的開關(guān)量信號，plc 利用這種傳輸過來的信號對自動門進(jìn)行控制。然后，關(guān)于調(diào)節(jié)器方面， 由于要對自動門的開關(guān)門的速度進(jìn)行控制，所以我們選擇的是開關(guān)門速度調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器能夠進(jìn)行三段速控制，因而可以很好的實現(xiàn)對自動門轉(zhuǎn)速的控制，以便使自動門在不同的位置以不同的速度移動。最后，關(guān)于驅(qū)動裝置方面，我們都知道，一般的電動機，在頻率處于較低水平時，會產(chǎn)生各種不穩(wěn)定等問題，所以驅(qū)動裝置我們選用的是三相交流電機，它不僅功率大、穩(wěn)定性好，而且

19、自帶了減速裝置。1.3.3 自動門軟件的設(shè)計下面，我們需要對自動門的軟件部分進(jìn)行設(shè)計，在征求了指導(dǎo)老師的意見下，我們將利用 plc 的順序功能流程圖語言來（sfc）進(jìn)行設(shè)計，一方面，利用這種編程語言所編出的順序功能流程圖可以充分的對我們設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)加以展現(xiàn)，另一方面，對于整個系統(tǒng)的安全性，該編程語言也能做到充分考慮，在遇到其他因素干擾時會對出現(xiàn)的問題進(jìn)行故障警報等?？紤]到能否適應(yīng)各種類型的三菱 plc、能否快速的查找故障產(chǎn)生的原因減少維修所用的時間等相關(guān)問題，我們利用三菱的 gx -developer 編程軟件進(jìn)行順序功能流程圖的編寫。2 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1 方案提出方案一

20、：使用單片機作為控制單元，主要控制自動門的運行，可編程性和可擴展性強，而且單片機對數(shù)據(jù)的處理能力要強，可以使自動門與商場組成大的智能的控制系統(tǒng)3。如圖 2 所示：圖 2 單片機控制系統(tǒng)方案二：自動門運行中最重要的為控制部分，本方案中采用 sfc 做為編程控制器。設(shè)備的動作順序能非常直觀地在 sfc 在程序中顯示出來,sfc 編程相對容易看明白，程序規(guī)律性較強是因為它是根據(jù)機械的運動順序來編寫的8。如圖 3 所示：圖 3 plc(sfc)控制系統(tǒng)2.2 方案論證方案一中采用單片機，雖然單片機控制便宜，但是從檢修角度講用 sfc 更方便。單片機要求要懂 c 語言，一般人即使會編程也不容易讀明白，并

21、且單片機系統(tǒng)一般設(shè)置了密碼，一點都看不到內(nèi)容；sfc 是通用控制器，懂的人很多，檢修調(diào)試都方便，一般很快就能知道故障出在哪里，故障停機時間段。方案二中利用 plc（sfc），為了實現(xiàn)自動門運行的自動控制，本設(shè)計用圖形編程語言，在很大程度上提高了可靠性，而且控制系統(tǒng)構(gòu)成簡易，簡化了外部線路。sfc 編程可以達(dá)到各種復(fù)雜的控制系統(tǒng)要求，控制功能可以被方便地增加或改變，能進(jìn)行故障自動檢測以及報警顯示，系統(tǒng)運行安全性被提高，而且容易檢修，不需要復(fù)雜的互鎖電路，更容易設(shè)計和維護(hù)系統(tǒng)，滿足設(shè)計要求，所以本文采用第二種方案。2.3 自動門的功能需求分析 根據(jù)上述方案二，我們提出本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的

22、功能需求，其結(jié)構(gòu)如圖 4 所示：圖 4 自動門的功能需求2.4 plc 的簡介與選型2.4.1 plc 的簡介可編程控制器，英文稱 programmable logic controller，簡稱 plc。plc 是一種電控制器，主要用于各種工業(yè)現(xiàn)場當(dāng)中，它會從流經(jīng)它的輸入電路的一些信號得到的一些輸入信息，轉(zhuǎn)變成自己內(nèi)部所需要的輸出信號，然后再通過自己的輸出電路輸出相關(guān)信息，利用自己已經(jīng)儲存的程序來實現(xiàn)對負(fù)載的控制。plc 是以電子計算機作為基礎(chǔ)的，但是與一般的計算機不同的是，它對已有的輸入信號進(jìn)行輸出信號變換時不僅要考慮信息本身的元素，還要考慮當(dāng)信息輸出以后，信息是否可靠、及時以及實際使用的

23、情況，plc 正是因為這種對輸入和輸出信號的及時、可靠地轉(zhuǎn)變，使得它在與外界交換信息的時候比其他繼電控制裝置在功能上要多很多、強很多。圖 5 為 plc 硬件結(jié)構(gòu)圖：編程器其他外設(shè)外設(shè)接口輸入部件微處理器cpu電源部件i/o擴展接口輸出部件i/o擴展單元系統(tǒng)程序用戶程序存儲器驅(qū)動受控元件基本單元接收現(xiàn)場信號ab圖 5 plc 硬件結(jié)構(gòu)圖2.4.2 plc 的功能與特點（1）功能簡介開關(guān)邏輯和順序控制功能；模擬控制功能；定時/計時控制功能；步進(jìn)控制功能；運動控制功能；數(shù)據(jù)處理功能；通信聯(lián)網(wǎng)功能915。（2）plc 的特點編程簡單，易于使用；plc 非常穩(wěn)定，受到外界壞境的影響很小。比較的可靠，結(jié)

24、構(gòu)又簡單，方便通用。功能補缺；設(shè)計、施工和調(diào)試的時間循環(huán)短；耗能特別低、體積非常小、重量很輕、維護(hù)操作也方便1012。2.4.3 plc 的分類與選型plc 有各種分類，包括三菱、西門子、海為等，用來生產(chǎn)套裝大、中、小均有配套且現(xiàn)在用得比較多的主要是西門子和三菱，plc 的輸入和輸出點數(shù)在不同控制系統(tǒng)中要求不同，經(jīng)過搜集和查找發(fā)現(xiàn) fx 系列和西門子系列的 i/o 點數(shù)均為 48 點，經(jīng)過對比價格、性能和使用場合來看，本文比較適合選擇 fx-plc1117。根據(jù)本次系統(tǒng)設(shè)計的目的我所選的是 fx2n48mt，綜合一共 48 點24 點輸入，dc24v，繼電器輸出為 24 點；尺寸（mm）：18

25、2 x 90 x 87 ，其他 plc 的性能、價格都不及它，而且符合本次設(shè)計的要求、實現(xiàn)本次設(shè)計的目的，實現(xiàn)起來很方便，快捷。使用三菱 plc fx2n-48mt 時，如果什么也不加總共可輸入的指令有 8000 步，如果加有存儲卡盒，則總共可輸入的指令有16000 步13。這次的選型是按照最優(yōu)的方案來選的，不僅為了實現(xiàn)本論文的研究目的，而且實現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)適用的目標(biāo)，不會造成過多的浪費，功能也基本實現(xiàn)了，滿足這次設(shè)計的要求。其實物如圖 6 實物圖所示： 圖 6 fx2n-48mt 實物圖fx2n系列是 fx 系列先進(jìn)的一款，它包容標(biāo)準(zhǔn)的特點，運行程序變得更快，和一個完整的通信功能，適用于世界各地的

26、生產(chǎn)。在本系統(tǒng)中需要 19 個輸入信號，9 個輸出信號，因此選 fx2n-48mr 型 plc 作為本系統(tǒng)的主控單元1416。2.4.4 plc 的輸入、輸出端子的分配根據(jù)此次系統(tǒng)對輸入、輸出節(jié)點的具體要求，對本次系統(tǒng)中 plc 的輸入、輸出端子進(jìn)行分配。表 1 是電梯的輸入、輸出端子分配表。表表 1 1 i/oi/o 分配表分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點0紅外感應(yīng)傳感器x05高速開門y01限位開關(guān) 1x16低速開門y12限位開關(guān) 2x27高速關(guān)門y23限位開關(guān) 3x38低速關(guān)門y34限位開關(guān) 4x42.4.5 plc 的外部接線圖根據(jù)上述 i/o 分配表，畫出 plc 外部接線圖，如圖

27、7 所示：plcka1sq1sq2sq3sq4x0x1x2x3x4comlny0y1y2y3com0高速開門低速開門高速關(guān)門低速關(guān)門220v圖 7 plc 外部接線圖2.5 傳感器的介紹與選擇2.5.1 傳感器的定義和分類所謂傳感器（transducer/sensor），其實一種是物理量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柶骷?，它是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息按照一定的規(guī)律變換成電信號或者其他所需要的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、儲存、顯示、記錄和控制等要求。它最主要是用于檢測環(huán)境的物理變化，提供準(zhǔn)確的信息為有效地控制系統(tǒng)的動作，它通常是把物理變化轉(zhuǎn)換成為電信號，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的過

28、程，送入控制中心18。2.5.2 傳感器的主要特性傳感器的特點包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化和網(wǎng)絡(luò)化。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的重要環(huán)節(jié)。傳感器的動態(tài)特性是指當(dāng)改變傳感器的輸入變量時，其輸出量的變化特性，隨著傳感器在現(xiàn)代工作生產(chǎn)中的應(yīng)用，其動態(tài)特性被廣泛用于代表一些輸入標(biāo)量的響應(yīng)20。2.5.3 傳感器的選擇根據(jù)本設(shè)計的要求，需要對是否有人進(jìn)入進(jìn)行檢測，因此需要能檢測到是否有人的傳感器。本系統(tǒng)選擇的是紅外線傳感器，將紅外傳感器安裝在自動門內(nèi)外的上方，當(dāng)有人走近自動門時，紅外傳感器就會檢測到信號，以此信號來進(jìn)行下一步的控制，它具有不用接觸、精度特別、反應(yīng)很快等優(yōu)點4。圖 8 紅

29、外傳感器的實物圖。圖 8 紅外線傳感器2.6 系統(tǒng)其他元器件的選擇2.6.1 限位開關(guān)限位開關(guān)，一般又稱之為行程開關(guān)，既可以在一些如固定架、門框等相對靜止的物體上進(jìn)行裝配，也可以在一些如行車、門等運動的物體上進(jìn)行安裝，當(dāng)有人或其他物體向靜物慢慢接近時，其連桿驅(qū)動開關(guān)的接點就會斷開已經(jīng)閉合的接點或者使斷開的接點閉合，由開關(guān)接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛碗姍C，而且它是一種被普遍適用的低電流電器，生產(chǎn)機械運動部件的碰撞被用來驅(qū)動行程開關(guān)觸頭的動作，要達(dá)到控制電路的目的就要實現(xiàn)接通或者斷開行程開關(guān)，這類開關(guān)能使運動的設(shè)備根據(jù)特定的位置以及行程自動終止、反向運動、改變速度和自動來回運動等17。3 系統(tǒng)

30、的控制要求和系統(tǒng)流程圖3.1 系統(tǒng)的控制要求檢測人體的紅外傳感器接在 x0 端口，y0 為高速開門輸出端、y1 為低速開門輸出端、y2 為高速關(guān)門輸出端、y3 為低速關(guān)門輸出端；當(dāng)檢測到有人接近自動門時，此時 x0 為 on，在電動機的驅(qū)使下開始高速開門，當(dāng)自動門碰到x1 限位開關(guān)時，就會轉(zhuǎn)為低速開門；當(dāng)自動門碰到 x2 限位開關(guān)時，電動機便停止轉(zhuǎn)動，此時開始計時，如果在 2 秒內(nèi)沒有人再接近自動門，則開始高速關(guān)門；當(dāng)自動門碰到 x3 限位開關(guān)時，電動機驅(qū)使轉(zhuǎn)為低速關(guān)門；當(dāng)自動門碰到x4 限位開關(guān)時，此時電動機就會停止轉(zhuǎn)動；在電動機整個關(guān)門的過程中，如果有人此時接近自動門，則停止關(guān)門狀態(tài)，計時

31、 0.5 秒后自動門自動切換到高速開門。3.2 系統(tǒng)總流程圖本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的整體運行流程圖如圖 9 所示：開始感應(yīng)器檢測門口是否有人快速開門慢速開門開到最后開始計時檢測是否有人檢測是否有人快速關(guān)門否是慢速關(guān)門檢測是否有人門關(guān)閉是否是否是否結(jié)束運行圖 9 系統(tǒng)流程圖4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計及編程4.1 gx-developer 編程軟件相關(guān)介紹 為了實現(xiàn)自動門控制系統(tǒng)的功能，根據(jù)上述內(nèi)容，我們要利用指令表語言程序進(jìn)行程序設(shè)計，在這里我們需要借助一款語言編程軟件gx-developer 7.0 編程軟件。gx-developer 7.0 是一款比較通用的由日本三菱公司開發(fā)的編程軟件，它能夠

32、對很多內(nèi)容進(jìn)行編程，不僅包括 fx 系列 plc 梯形圖、指令表、sfc，還包括 q 系列、qna 系列、a 系列（包括運動控制 cpu）、等他可以將我們需要編輯的程序轉(zhuǎn)變成兩種格式的文檔，即 gppq、gppa 格式，如果我們選用的是 fx 系列時，它還能將我們需要編輯的程序轉(zhuǎn)變成更多格式的文檔，包括 fxgp（dos）、fxgp（win）格式，這樣便能更好的幫助我們將上述格式的文件與 fx-gp/win-c 軟件的文件進(jìn)行互換。該編程軟件還能夠?qū)ζ渌浖械囊恍┯脕碚f明的文字和數(shù)字等信息通過計算機的基本操作進(jìn)行編輯，比如將 excel、word 等軟件里面的一些內(nèi)容，通過復(fù)制、粘貼等簡單操

33、作將這些內(nèi)容導(dǎo)入到我們編輯的程序中，使這款軟件軟件的使用以及對程序的編輯更加方便和簡單。此次系統(tǒng)程序的編寫就是運用了指令進(jìn)行的設(shè)計。如圖 10 所示：圖 10 gx-developer7.0編程窗口在利用 gx-developer 7.0 編程軟件進(jìn)行梯形圖的編寫時，有一些編程規(guī)則必須需要我們?nèi)プ袷兀海?）對于每個元件的觸點在使用的時候不需要考慮數(shù)量，因為在數(shù)量上沒有任何限制，但是相互要注意的是，我們使用的每個觸點和它對應(yīng)的繼電器的線圈必須使用同一編號，否則會影響功能的實現(xiàn)。 （2）在編輯梯形圖時，每一行應(yīng)該都是從最左邊開始，而線圈應(yīng)該是接在最右端的，并且在線圈的最右端是不允許再有觸點的。（3

34、）在一個程序中，如果同一編號的線圈被兩次使用了，我們稱為雙線圈輸出，這是非常不好的，因為當(dāng)我們不注意時，非常容易引起一些錯誤操作，所以應(yīng)該避免這種情況的發(fā)生。 （4）在梯形圖中，其實是不會像現(xiàn)實的電路一樣存在正常的電流流動的，但是我們要研究 plc 的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，所以一般會假定在梯形圖中存在這種“真實的電流”的流動，不過這個所謂“真實的電流”在梯形圖中只能進(jìn)行單方向的流動即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。 （5）最后一點，不管我們選擇哪一種型號的 plc，我們所使用的軟件編號（即地址）一定是要在這種型號 plc 的有效范圍之內(nèi)的。4.2 本系統(tǒng)控制順序功能圖根據(jù)本課題

35、所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的要求，其順序功能圖如圖 11 所示：圖 11 順序功能圖4.3 本系統(tǒng)的程序設(shè)計根據(jù)順序功能圖，就用 gx-developer 可以編寫出相對應(yīng)的 sfc 指令表，完成程序。具體 sfc 指令表見附錄。5 程序調(diào)試與實現(xiàn)利用上述 sfc 指令表，在 gx-developer 界面點擊梯形圖邏輯啟動，就會進(jìn)行 plc 寫入，完成后便可進(jìn)行程序的調(diào)試。（1）強制開啟 x0，則輸出為 y0，即當(dāng)有人走近自動門時，傳感器 x0 接收信號，此時 plc 會控制門快速打開。調(diào)試過程如圖 12：圖 12 自動門高速開門（2）強制開啟 x1，則輸出為 y1，也即當(dāng)自動門碰到限位開關(guān) x

36、1 時，電動機轉(zhuǎn)為低速運轉(zhuǎn)，自動門慢速開門。調(diào)試過程如圖 13：圖 13 自動門慢速開門（3）強制開啟 t0，輸出為 y2，也即當(dāng)自動門開到最后時，碰到限位開關(guān)x2，計時 2 秒，若無人接近，自動門啟動高速關(guān)門。調(diào)試過程如圖 14：圖 14 自動門高速關(guān)門（4）當(dāng)自動門在限位開關(guān) x1 和 x3 之間關(guān)門的過程中，若 x0 檢測到有人接近，則自動門停止關(guān)門，延時 0.5 秒后高速開門；若 x0 未檢測到有人接近，則到 x3 時，輸出 y3，也即開啟慢速關(guān)門。調(diào)試過程如圖 15：圖 15 自動門慢速關(guān)門（5）當(dāng)自動門到限位開關(guān) x3 時，若無人靠近，則自動門關(guān)閉，結(jié)束運行。調(diào)試過程如圖 16：圖

37、 16 自動門關(guān)閉6 總結(jié)與展望綜全文所述，對基于 plc 的自動門控制系統(tǒng)進(jìn)行控制，可以實現(xiàn)各種環(huán)境下不停的、持續(xù)的開關(guān)門動作，大大的節(jié)約了時間、能源，減少成本和效率。在設(shè)計自動門控制系統(tǒng)前我閱讀了大量的資料，咨詢了相關(guān)專業(yè)課的老師，不但了解了自動門控制系統(tǒng)的發(fā)展史、應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來前景，還學(xué)習(xí)了三菱plc 等相關(guān)知識，鞏固了我的專業(yè)知識，使我在以后的工作中能夠更加熟練運用。在未來的發(fā)展中，自動門技術(shù)將實現(xiàn)更智能的控制方式，更低的人力及更高的安全性，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。參考文獻(xiàn)：1 齊從謙.王士蘭等.plc 技術(shù)及應(yīng)用m.北京機械工業(yè)出版社，2000 年：8488.2 袁任光.可編程控制器應(yīng)

38、用技術(shù)與實例m.華南理工大學(xué)出版社，1996 年:4045.3 陳金華.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)m.電子工業(yè)出版社，1995 年:122130.4 李樹雄.可編程控制器原理及應(yīng)用教程m.北京航空航天大學(xué)出版社，2003年:5455.5 邱光源等.電路基礎(chǔ)m.高等教育出版社，1998 年 101110.6 鐘肇新、范建東等.可編程控制器原理及應(yīng)用m.華南理工大學(xué)出版社，2008 年:180185.7 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）m.高等教育出版社，2006 年：220222.8 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）m.高等教育出版社，2006 年：340354.9 吳大正.信號與系統(tǒng)m.中國礦業(yè)大學(xué)

39、出版社，2003 年：120122.10 譚浩強.c 語言原理m.清華大學(xué)出版社，1998 年：4447.11 劉國永.陳杰平.單片機控制步進(jìn)電機系統(tǒng)設(shè)計 j .安徽: 安徽技術(shù)師范學(xué)院學(xué)報.12 何立民.mcs251 系列單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計m.人名郵電出版社，1993 年：1215.13 plc 應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐m.人名郵電出版社：5558.14 薛澄歧.plc 仿真實驗系統(tǒng)的設(shè)計m.東南大學(xué)：7880.15 何衍慶等.可編程控制器原理及應(yīng)用技巧m.化學(xué)工業(yè)出版社，2000 年：341345.16 劉順禧等.電氣控制技術(shù)m.北京理工大學(xué)出版社，2000 年：435490.17 陳在平.

40、趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用設(shè)計m.機械工業(yè)出版社，2002年.18 吳中俊.黃永紅.可編程控制器原理及應(yīng)用m.機械工業(yè)出版社，2003 年：411416.19 田建蘇.電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練m.科學(xué)出版社，2009 年：99103.20 周美蘭. plc 電氣控制與組態(tài)m . 北京: 科學(xué)出版社, 2003 年：100110.附錄sfc 指令表：ld x002pls m1ld m8002set s0stl s0and x0set s20stl s20out y0ld x1set s21stl s21out y1ld m1set s22stl s22out to k20ld t0ani x0set s23stl s23out y2ld x3set s24ld x0and x1set s20ld x0ani x1set s24stl s24out y3ld x