自动门电气控制系统设计

东北林业大学

机电设备控制技术

课程设计说明书

设计题目：自动门电气控制系统设计学生：

指导教师：副教授

学院：机电工程学院

专业：机械电子2009级3班

2012年7 月13日

《机电设备控制技术》课程设计任务书

题目名称：自动门电气控制系统设计

概述：

自动门控制装置由门光电探测开关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。

控制要求：

1）当有人由到外或由外到通过光电检测开关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，当有人员由外到或由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，若有人员由外至或由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。

任务容：

1．采用继电器-接触器控制，设计自动门电气控制系统。

（1）根据控制要求设计主电路；

（2）根据主电路的控制要求设计控制电路；

（3）根据照明、指示、报警等要求设计辅助电路；

（4）正确、合理地选择各电器元件，编制元件目录表。

（5）按GB6988《电气制图》标准绘制电气原理线路图，并按GB5094《电气技术中的项目代号》要求标注器件的项目代号。

2．采用PLC控制，设计自动门电气控制系统。

1)根据控制要求选择PLC型号，并分配I/O端口；

2)设计I/O电路、选择电气元件。

3)绘制控制程序梯形图，编制用户程序语句表并进行模拟调试。

3．撰写课程设计说明书（按东北林业大学毕业论文格式撰写）。

主要包括以下容：

①总体方案的选择说明。

②原理线路设计说明(各控制要求如何实现)。

③主要参数计算及主要电器元件选择说明，编制元件明细表。

④附上控制原理图、梯形图等设计图纸。

（注：要求提交纸质文件和电子版各一份）

设计参考资料

电气控制原理与设计、机电传动控制及其他有关教材；电工手册；工厂常用电气设备手册；低压电器手册；PLC编程手册；其他设计手册等。

目录

1 自动门控制系统总体方案设计 (1)

1.1自动门控制装置的构成 (1)

1.2 自动门的控制要求 (1)

1.3方案的选择 (1)

2 自动门接触器继电器控制系统 (2)

2.1 主电路及控制电路 (2)

2.1.1 主电路 (2)

2.1.2控制电路 (2)

2.1.3照明电路 (3)

2.2电气元件的选型 (3)

2.2.1确定电机及功率 (3)

2.2.2熔断器的选择 (4)

2.2.3直流接触器的选择 (4)

2.2.4热继电器的选择 (4)

2.2.5继电器的选择 (4)

2.2.6开关选择 (4)

3 PLC控制系统设计 (5)

3.1 PLC控制系统的硬件设计 (5)

3.1.1 PLC的选型 (5)

3.1.2 PLC的外部接线图 (6)

3.2 PLC控制系统的软件设计 (6)

3.2.1 PLC的I/O地址分配表 (6)

4 结束语 (7)

参考文献

自动门电气控制系统设计

1 自动门控制系统总体方案设计

1.1 自动门控制装置的构成

自动门控制装置由门光电探测开关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。

1.2 自动门的控制要求

（1）当有人由到外或由外到通过光电检测开关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，当有人员由外到或由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，若有人员由外至或由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。

1.3 方案的选择

分析自动门控制装置的构成及控制要求，可分别采用继电器-接触器控制和PLC控制实现其动作。电机选用直流电动机，可进过接线实现其正反转，从而实现开门和关门。

采用继电器-接触器控制时，可利用接近开关代替光电探测开关K1及K2，用行程开关代替限位开关，通过开关的闭合及断开控制接触器线圈通电或断电，使接触器主触点闭合或断开，实现电动机的通断电。

采用PLC控制时，信号通过计时器和开关来产生，经过分配，放大和解析后，信号最终传送至PLC通过PLC实现对电机的控制。PLC设计方案图如图1-1。

图1-1 PLC设计方案

2 自动门接触器继电器控制系统

2.1主电路及控制电路

2.1.1主电路

主电路有一个直流电机，由接触器KM1和KM2控制，通过控制直流电机M的正反转来控制自动门的开启与关闭。M由热继电器FR作过载保护，熔断器FU1作短路保护。

交流电通过组合开关QS引入，经整流器变为220V直流电供给直流电机及控制电路。

主电路原理图如下图2-1所示。

图2-1 自动门接触器继电器控制系统主电路部分

2.1.2控制电路

当有人由到外或由外到通过接近开关QS1或QS2时，QS1或QS2闭合，接触器KM1线圈得电，位于主电路的主触点闭合，电动机正传，同时，辅助触点闭合实现自锁。到达开门限位开关SL1位置时，中间继电器线圈得电，KA1的动断触点断开，KM1线圈断电，电机停止运行。

同时，通电延时时间继电器KT得电，8秒后时间继电器触电闭合，接触器KM2通电，KM2主触点闭合电动机反转，同时辅助触点闭合实现自锁。当门移动到关门限位开关SL2位