PLC办公楼自动门课程设计

创新型课程设计报告

设计题目：办公楼自动门的控制系统设计

班级: 09 级机械设计制造及其自动化

姓名学号：张凯098321122

指导教师：徐文权老师

物理与电气工程学院

2012年12月30日

引言

随着生产力和科学技术的不断发展，人们的日常生活和生产活动大量的使用自动化控制，不仅节约了人力资源，而且很大程度的提高了生产效率，又进一步的促进了生产力快速发展，并不断的丰富着人们的生活。

早期的自动控制系统是依靠继电-接触器来实现的，其特点是：结构简单、价格低廉、抗干扰能力强，可以实现集中控制和远距离控制，但是其采用固定接线，通用性

和灵活性差；又采用触点的开关动作，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。

1969年，出现了可编程逻辑控制器PLC ( Programmable Logic Controller),其特点

是：具备逻辑控制、定时、计数等功能，编程语言采用直观的梯形图语言，软件更改方便，通用性和灵活性好。

目前，可编程控制器PLC 主要是朝着小型化、廉价化、标准化、高速化、智能化、大容量化、网络化的方向发展，与计算机技术相结合，形成工业控制机系统、分布式控制系统

DCS(Distributed Control System)现场总线控制系统FCS(Field bus Control System),这将使PLC的功能更强，可靠性更高，使用更方便，适用范围更广。

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。

本论文主要是对门的开、关控制而论。自动门控制装置系统由继电器、可编程序控制器(PLC)、电动机组成。它主要是通过开门开关、关门开关、停止开关、限位开关以及安全压力开关，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，从而达到控制电动机的转动。又由电动机带动门的开、关。当电动机正转时，门自动打开，到达开门限位开关时，门停止运动；当电动机反转时，门自动关闭，到达关门限位开关时，门停止运动。

摘要 (4)

第一章办公楼自动门控制系统的设计任务 (4)

1.1 自动门控制硬件组成

1.2 自动门控制设计要求 (4)

第二章办公楼自动门控制系统框图与原理.................... .5

2.1自动门控制原理图 (5)

2.1.1 主电路图 (5)

2.1.2 控制电路图 (6)

2.2 自动门控制系统的工作原理 (6)

第三章办公楼自动门控制系统程序 (7)

3.1 PLC输入输出接线图 (7)

3.2 梯形图程序 (8)

3.3 程序指令 (8)

3.4 程序分析 (9)

3.5 系统调试 (9)

设计体会 (10)

参考文献 (11)

随着经济的发展和人们生活水平的提高，自动门的应用也越来越广泛。它现在为许多酒店、医院、企业单位、政府部门等现代建筑所必备，不仅可以美化出入口环境，而且具有节能、防尘等功能，同时也是建筑物智能化的重要指标。本文所设计的自动门是基于三菱FX系列PLC，应用PLC自动控制技术实现了办公楼自动门的打开和关闭其电路结构简单，单元电路分别通过原理图设计、由梯形图语言设计完成，利用试验室所提供的条件来模拟和验证程序，并利用模拟电机正反转实现系统功能，非常适用于日常生活控制场合。

自动门从理论上讲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。PLC控制系统替代传统继电器系统必须要明确工作的流程，了解各自工作时所起的作用、功能。我将采用三菱FX系列PLC来应用到电动伸缩门控制系统中的方案，将会有效提高控制的性能。三菱FX系列PLC具有优良的性价比，是我国较为广泛应用的PC机型之一。

关键词：PLC控制，自动门，原理图，梯形图

第一章自动门控制装置的设计任务

1.1 自动门控制硬件组成

自动门控制装置由停止开关SB1、开门开关SB2、关门开关SB3、安全压力开关SB4、开门到位限位开关SQ1、关门到位限位开关SQ2、开门指示灯L1、关门指示灯L2、开门执行机构KM1（使三相交流电动机正转）、关门执行机构KM2（使三相交流电动机反转）以及中间继电器等部件组成。

1.2 自动门控制设计要求

1：门卫在警卫室通过开门开关、关门开关和停止开关控制大门。

2：当门卫按下开门开关后，指示灯开始亮，5s 后，开门接触器闭合，门开始打开，直到碰到开门限位开关（门完全打开）时，门停止运动，指示灯熄灭。

3：当门卫按下关门开关时，指示灯开始亮，5s 后，关门接触器闭合，门开始关闭，直到碰到关门限位开关（门完全关闭）时，门停止运动，指示灯熄灭。

4：在门运动过程中，任何时候只要门卫按下停止开关，门马上停止在当前位置，指示灯熄灭。5：关门过程中，只要门夹住人或物品，安全压力挡板就会受到额定压力，门立即停止运动，以防止发生伤害。

6：开门开关和关门开关都按下时，两个接触器都不动作，并进行错误提示。

第二章办公楼自动门控制系统框图与原理2.1 自动门控制原理框图

2.1.1 主电路图：

接触器KM1常开触点控制三相交流电机正转，接触器 KM2常开触点控制三相交 流电机反转，FU1为熔断器，FR1为热继电器。

2.1.2控制电路图：

KM2

U V W

SB1停止开关SB2开门开关

SB3关门开关SB4安全压力开关

SQ1开门限位开关SQ2关门限位开关

KM1接触器KM2接触器

L1开门指示灯L2关门指示灯

FU2熔断器FR1热继电器常闭触点

2.2自动门控制系统的工作原理

1 .开门动作

当警卫按下开门开关SB2时，信号传送到PLC,由PLC传出指令，开门指示灯L1亮，接触器KM1通电，与开门开关并联的KM1常开触点闭合实现自锁，同时定时器T1倒计时5s，5s钟到时主电路KM1常开触点闭合，电机驱动门向开启方向运动。当门运动到开门限位开关SQ1位置时，门停止运动，开门指示灯L1熄灭。

2. 关门动作

当警卫按下关门开关SB3时，信号传送到PLC由PLC传出指令，关门指示灯L2 亮，接