搜索
1机电工程学院课程设计说明书设计题目:自动门控制系统设计学生姓名：学号：20094805专业班级：机制F09指导教师：2012年12月08日1内容摘要在当今社会自动门的应用也越来越广泛。它现在为许多宾馆、超市、百货大楼等现代建筑所使用，不仅可以美化出入口环境，而且具有节能、防尘、隔音等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。本课程设计的自动门控制系统是利用PLC为核心来控制实现的,其电路结构简单,程序运行可靠性高。PLC程序用梯形图语言设计完成,并采用模拟仿真软件测试PLC控制系统。本设计方案可靠性高在设计必要设计要求上又做了一定的功能加强，比如增加手动开关门功能，和禁止开关门功能使该自动门系统更加强大。关键字：PLC；控制；自动门1目录引言.......................................................................................................................................1第1章自动门的介绍....................................................................................................21.1自动门概述..............................................................................................................21.2自动门的组成..........................................................................................................21.3自动门行程开关及其工作原理..............................................................................31.4自动门光电开关介绍..............................................................................................3第2章PLC概述............................................................................................................5第3章总体方案设计....................................................................................................6第4章PLC控制系统设计...........................................................................................74.1系统主电路.............................................................................................................74.2控制流程图.............................................................................................................74.3控制系统硬件组成.................................................................................................94.4确定I/O点数..........................................................................................................94.5PLC的选型...............................................................................................................9第5章PLC控制程序设计.........................................................................................115.1PLC程序设计.........................................................................................................115.2PLC模拟调试.........................................................................................................13结论.....................................................................................................................................19设计总结...........................................................................................................................20致谢.....................................................................................................................................21参考文献...........................................................................................................................221引言这次课程设计是毕业前最后一次课程设计，也是机电方向唯一的一次机电综合课程设计，通过这次设计，将所学的东西融会贯通，系统的为毕业设计做一次练习。这此设计是以西门子S7-200为主要载体，结合与之相应的STEP7—Micro/WIN32编程软件和模拟仿真软件来对自动门的控制系统进行设计。自动门控制系统利用了西门子S7-200系列PLC，对光电开关、限位开关、电动机正反转等其他一些输入/输出进行控制,实现了门开关过程的自动化。本控制系统的硬件组成有：西门子S7-200（222）、门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、开门到位限位开关K3、关门到限位开关K4、开门执行机构KM1（使直流电动机正转）、关门执行机构KM2（使直流电动机反转）直流电动机等相关部件。根据设计任务书的要求自动门控制系统应满足以下控制要求：当有人由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。自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，关门执行机构KM2被起动，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。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。在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至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8秒后，再自动进入关门过程。根据设计任务书要求结合本程序实际情况选用西门子S7-200（222）做为该系统的控制核心。除满足上述基本要求外，考虑到自动门使用中的一些实际情况特别在系统中添加了手动开关门功能和门禁功能。2第1章自动门的介绍1.1自动门概述自动门英文名：automaticdoor。自动门从理论上理解应该是门的概念的延伸，是门的功能根据人的需要所进行的发展和完善。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。自动门开始在建筑物上使用，是在二十世纪年以后。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，电气式己开始出现，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。常用的自动门可分为推拉门、平开门、折叠门和旋转门。1.2自动门的组成以平移自动门感应门为例来介绍自动门的组成如下：1.主控制器：它是自动感应门的指挥中心，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；同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。2．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。3.动力马达：提供开门与关门的主动力，控制自动感应门门扇加速与减速运行。4.自动感应门扇行进轨道：就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。5.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。6.同步皮带（有的厂家使用三角皮带）：用于传输马达所产动力，牵引自动感应门扇吊具走轮系统。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。8.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3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，关闭自动感应门扇。1.3自动门行程开关及其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。1.4自动门光电开关介绍1.4.1.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。1.4.2．光电开关的分类及术语解释1.光电开关分类1）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