目录
1. 目录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
2. 自动门控制装置设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 2
2.1 设计题目 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.2 设计目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
3． 设计任务 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
3.1自动门控制装置的硬件组成„„„„„„„„„„„„„ 3
3.2 控制要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3
4. 设计序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4
5. PLC的主要特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
6. 功能器件的基本工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„4
6.1自动感应门机的基本工作原理„„„„„„„„„„„„4
6.2行程开关(限位开关) 的工作原理„„„„„„„„„„6
6.3 光电开关介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7
7． 方案说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9
7.1 Ｉ／Ｏ地址分配表„„„„„„„„„„„„„„„„10
8． 主电路接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
9． Plc控制输出输入接线„„„„„„„„„„„„„„„„10
10．程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
11．梯形图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 12 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
13 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 自动门控制装置设计
2.1 设计题目：基于PLC 的自动门控制装置设计
2.2设计目的：
1、 为了加强学生智能的培养，更好的使理论与实践相结合，真正做到增长知识与发展能力的统一，本次课程设计的基本任务，是着重培养学生在电力电子技术方面的实践能力和科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过本次课程设计，初步掌握工程实践方法和组织实践的基本技能，逐渐熟悉开展科学实践的程序和办法。
2、 通过本次课程设计应做到如下要求：
（1）初步掌握一般电气控制技术、PLC 应用技术和设计
的基本方法
（2）培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的
能力。
（3）巩固常用电子仪器的正确使用方法。
（4）通过严格的科学训练和工程设计实践，逐步树立严
肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风；培养学生在工作中具有一定的生产观点、经济观点和全局观点。
3 设计任务：
自动门控制装置设计
3.1自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关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）等部件组成。
3.2 控制要求：
1）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。
2）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。
3）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。
4）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，以保证人员安全通过。
4 设计序言:
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。直流电动机超载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机
5 .PLC的主要特点
1) 、可靠性高。PLC 的MTBF 一般在40000～50000h 以上，有的在10~20万h ，且均有完善的自诊断功能。2) 、结构形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少的PLC 只有6点，而AB 的ControlLogix 系统的容量达128000点。3) 、功能强大。4) 、编程方便。控制具有极大灵活性。5) 、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。6) 、安装、维修简单 7) 、与DCS 相比，价格低。8) 、当前PLC 产品紧跟现场总线的发展潮流。
6 .功能器件的基本工作原理
6.1，自动感应门机的基本工作原理
首先，平移式自动感应门机组由以下部件组成： （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。 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
6.2. 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。
6.3、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:
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。
②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
③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。
④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。
⑤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①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。②回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值。
③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数。
④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。
⑤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。
⑥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。⑦指向角
7． 方案说明
经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。
现确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转——开门，电机反转——关门。
1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门
限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。
2）当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行。
3）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，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
4）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时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定的问题，最后决定加增手动开门和关门开关。
7.1 PLC控制系统的Ｉ／Ｏ地址分配表：
I0.1 门外光检测电开关 I0.2 门内光检测电开关
I0.3 开门限位开关 I0.4 关门限位开关
I0.7 过电流保护开关 I0.5 手动开门
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1. 目录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1
2. 自动门控制装置设计„„„„„„„„„„„„„„„„ 2
2.1 设计题目 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
2.2 设计目的 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
3． 设计任务 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2
3.1自动门控制装置的硬件组成„„„„„„„„„„„„„ 3
3.2 控制要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3
4. 设计序言„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4
5. PLC的主要特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4
6. 功能器件的基本工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„4
6.1自动感应门机的基本工作原理„„„„„„„„„„„„4
6.2行程开关(限位开关) 的工作原理„„„„„„„„„„6
6.3 光电开关介绍„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7
7． 方案说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 9
7.1 Ｉ／Ｏ地址分配表„„„„„„„„„„„„„„„„10
8． 主电路接线图„„„„„„„„„„„„„„„„„„10
9． Plc控制输出输入接线„„„„„„„„„„„„„„„„10
10．程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12
11．梯形图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 12 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14
13 结束语„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 自动门控制装置设计
2.1 设计题目：基于PLC 的自动门控制装置设计
2.2设计目的：
1、 为了加强学生智能的培养，更好的使理论与实践相结合，真正做到增长知识与发展能力的统一，本次课程设计的基本任务，是着重培养学生在电力电子技术方面的实践能力和科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过本次课程设计，初步掌握工程实践方法和组织实践的基本技能，逐渐熟悉开展科学实践的程序和办法。
2、 通过本次课程设计应做到如下要求：
（1）初步掌握一般电气控制技术、PLC 应用技术和设计
的基本方法
（2）培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的
能力。
（3）巩固常用电子仪器的正确使用方法。
（4）通过严格的科学训练和工程设计实践，逐步树立严
肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风；培养学生在工作中具有一定的生产观点、经济观点和全局观点。
3 设计任务：
自动门控制装置设计
3.1自动门控制装置的硬件组成：
自动门控制装置由门内光电探测开关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）等部件组成。
3.2 控制要求：
1）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。
2）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。
3）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。
4）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，以保证人员安全通过。
4 设计序言:
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。直流电动机超载能力较强，热动和制动转矩较大，所以执行机构使用直流电动机
5 .PLC的主要特点
1) 、可靠性高。PLC 的MTBF 一般在40000～50000h 以上，有的在10~20万h ，且均有完善的自诊断功能。2) 、结构形式多样，模块化组合灵活。有固定式适于小型系统或机床，组合式适于集控制系统。最少的PLC 只有6点，而AB 的ControlLogix 系统的容量达128000点。3) 、功能强大。4) 、编程方便。控制具有极大灵活性。5) 、适应工业环境。适应高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境以及电磁干扰环境。6) 、安装、维修简单 7) 、与DCS 相比，价格低。8) 、当前PLC 产品紧跟现场总线的发展潮流。
6 .功能器件的基本工作原理
6.1，自动感应门机的基本工作原理
首先，平移式自动感应门机组由以下部件组成： （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。 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
6.2. 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。
6.3、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:
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。
②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
③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。
④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。
⑤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①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。②回差距离：动作距离与复位距离之间的绝对值。
③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数。
④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。
⑤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。
⑥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。⑦指向角
7． 方案说明
经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关，超载保护开关，直流电机。
现确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转——开门，电机反转——关门。
1）当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过（光电检测开关是脉冲触发须对其自锁）由于开门
限位开关常闭，所以线圈上有电通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行。
2）当自动门到开门限位开关位置时启动延时定时器8秒后，自动进入关门过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行。
3）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，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
4）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时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
5）考虑到自动门在出现故障或在维修的时候，用自动控制从在一定的问题，最后决定加增手动开门和关门开关。
7.1 PLC控制系统的Ｉ／Ｏ地址分配表：
I0.1 门外光检测电开关 I0.2 门内光检测电开关
I0.3 开门限位开关 I0.4 关门限位开关
I0.7 过电流保护开关 I0.5 手动开门