自動門控制裝置設(shè)計論文

1.目錄………………12.自動門控制裝置設(shè)計…………22.1設(shè)計題目………22.2設(shè)計目的………23．設(shè)計任務(wù)…………23.1自動門控制裝置的硬件組成…………………33.2控制要求………34.設(shè)計序言…………45.PLC的主要特點……………………46.功能器件的基本工作原理…………46.1自動感應(yīng)門機的基本工作原理………………46.2行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理…………66.3光電開關(guān)介紹………………77．方案說明…………97.1Ｉ／Ｏ地址分配表…………108．主電路接線圖………………109．Plc控制輸出輸入接線…………1010．程序流程圖………1211．梯形圖……………1312參考文獻…………1413結(jié)束語……………15自動門控制裝置設(shè)計2.1設(shè)計題目：基于PLC的自動門控制裝置設(shè)計2.2設(shè)計目的：1、為了加強學(xué)生智能的培養(yǎng)，更好的使理論與實踐相結(jié)合，真正做到增長知識與發(fā)展能力的統(tǒng)一，本次課程設(shè)計的基本任務(wù)，是著重培養(yǎng)學(xué)生在電力電子技術(shù)方面的實踐能力和科學(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用理論知識解決實際問題的能力。通過本次課程設(shè)計，初步掌握工程實踐方法和組織實踐的基本技能，逐漸熟悉開展科學(xué)實踐的程序和辦法。2、通過本次課程設(shè)計應(yīng)做到如下要求：（1）初步掌握一般電氣控制技術(shù)、PLC應(yīng)用技術(shù)和設(shè)計的基本方法（2）培養(yǎng)一定的自學(xué)能力和獨立分析問題、解決問題的能力。（3）鞏固常用電子儀器的正確使用方法。（4）通過嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計實踐，逐步樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實事求是的科學(xué)作風(fēng)；培養(yǎng)學(xué)生在工作中具有一定的生產(chǎn)觀點、經(jīng)濟觀點和全局觀點。3設(shè)計任務(wù)：自動門控制裝置設(shè)計3.1自動門控制裝置的硬件組成：自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機構(gòu)KM1（使直流電動機正轉(zhuǎn)）、關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2（使直流電動機反轉(zhuǎn)）等部件組成。3.2控制要求：1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機構(gòu)KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān)K3位置時，電機停止運行。2）自動門在開門位置停留8秒后，自動進入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)KM2被起動，電動機反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機停止運行。3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。4設(shè)計序言:在超級市場、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動門控制系統(tǒng)。早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。PLC控制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點，因而得到廣泛的應(yīng)用。由于直流電動機的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動機超載能力較強，熱動和制動轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機構(gòu)使用直流電動機5.PLC的主要特點1)、可靠性高。PLC的MTBF一般在40000～50000h以上，有的在10~20萬h，且均有完善的自診斷功能。2)、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機床，組合式適于集控制系統(tǒng)。最少的PLC只有6點，而AB的ControlLogix系統(tǒng)的容量達128000點。3)、功能強大。4)、編程方便?？刂凭哂袠O大靈活性。5)、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。6)、安裝、維修簡單7)、與DCS相比，價格低。8)、當(dāng)前PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場總線的發(fā)展潮流。6.功能器件的基本工作原理6.1，自動感應(yīng)門機的基本工作原理首先，平移式自動感應(yīng)門機組由以下部件組成：（1）主控制器：它是自動感應(yīng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。（2）感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號；（3）動力馬達：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門門扇加速與減速運行。（4）自動感應(yīng)門扇行進軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進。（5）門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。（6）同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。（7）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。當(dāng)自動感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達運行，同時監(jiān)控馬達轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達在一定時候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做正向運行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門扇開啟；自動感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動感應(yīng)門，通知馬達作反向運動，關(guān)閉自動感應(yīng)門6.2.行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機械設(shè)備的行程及限位保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機械運動部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關(guān)廣泛用于各類機床和起重機械，用以控制其行程、進行終端限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護。滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動復(fù)位和雙滾輪(羊角式)非自動復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。6.3、光電開關(guān)介紹1）、工作原理光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強弱或有無對目標(biāo)物體進行探測。2）、光電開關(guān)的分類及術(shù)語解釋:（1）、分類:①漫反射式光電開關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測物體經(jīng)過時，物體將光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)被檢測物體的表面光亮或其反光率極高時，漫反射式的光電開關(guān)是首選的檢測模式。②鏡反射式光電開關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過且完全阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測開關(guān)信號③對射式光電開關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進入接收器，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)信號。當(dāng)檢測物體為不透明時，對射式光電開關(guān)是最可靠的檢測裝置。④槽式光電開關(guān)：它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測物體經(jīng)過U型槽且阻斷光軸時，光電開關(guān)就產(chǎn)生了開關(guān)量信號。槽式光電開關(guān)比較適合檢測高速運動的物體，并且它能分辨透明與半透明物體,使用安全可靠。⑤光纖式光電開關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來引導(dǎo)光線，可以對距離遠的被檢測物體進行檢測。通常光纖傳感器分為對射式和漫反射式。（2）術(shù)語①檢測距離：是指檢測體按一定方式移動，當(dāng)開關(guān)動作時測得的基準(zhǔn)位置（光電開關(guān)的感應(yīng)表面）到檢測面的空間距離。額定動作距離指接近開關(guān)動作距離的標(biāo)稱值。②回差距離：動作距離與復(fù)位距離之間的絕對值。③響應(yīng)頻率：在規(guī)定的1s的時間間隔內(nèi)，允許光電開關(guān)動作循環(huán)的次數(shù)。④輸出狀態(tài)：分常開和常閉。當(dāng)無檢測物體時，常開型的光電開關(guān)所接通的負(fù)載由于光電開關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測到物體時，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得電工作。⑤檢測方式：根據(jù)光電開關(guān)在檢測物體時發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對射式等。⑥輸出形式：分NPN二線、NPN三線、NPN四線、PNP二線、PNP三線、PNP四線、AC二線、AC五線（自帶繼電器），及直流NPN/PNP/常開/常閉多功能等幾種常用的輸出形式。⑦指向角7．方案說明經(jīng)分析設(shè)計任務(wù)，可知完成任務(wù)的實質(zhì)就是控制電機的正反轉(zhuǎn)。要實現(xiàn)自動控制首先要具備以下功能部件：光電檢測開關(guān)，限位開關(guān)，超載保護開關(guān)，直流電機?，F(xiàn)確定電機與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)——開門，電機反轉(zhuǎn)——關(guān)門。1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)時，開關(guān)上有電流通過（光電檢測開關(guān)是脈沖觸發(fā)須對其自鎖）由于開門限位開關(guān)常閉，所以線圈上有電通過，電動機正轉(zhuǎn)，到達開門限位開關(guān)位置時，電機停止運行。2）當(dāng)自動門到開門限位開關(guān)位置時啟動延時定時器8秒后，自動進入關(guān)門過程，電動機反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)時，電機停止運行。3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。4）在門打開后的8秒等待時間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。5）考慮到自動門在出現(xiàn)故障或在維修的時候，用自動控制從在一定的問題，最后決定加增手動開門和關(guān)門開關(guān)。7.1PLC控制系統(tǒng)的Ｉ／Ｏ地址分配表：I0.1門外光檢測電開關(guān)I0.2門內(nèi)光檢測電開關(guān)I0.3開門限位開關(guān)I0.4關(guān)門限位開關(guān)I0.7過電流保護開關(guān)I0.5手動開門I0.0啟動停止I0.6手動關(guān)門Q0.0電機正轉(zhuǎn)Q0.1電機反轉(zhuǎn)8．主電路接線圖9．Plc控制輸出輸入接線(Plc控制輸出輸入接線)10．程序流程圖11．梯形圖結(jié)論本設(shè)計完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過這次設(shè)計使我學(xué)會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時，更重要的