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摘要：PLC憑借其高穩(wěn)定性與對環(huán)境較強的適應(yīng)能力，使得其在自動門控制裝置領(lǐng)域中應(yīng)用日益廣泛。本文圍繞自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計展開探究。首先對PLC系統(tǒng)的概念作簡要的介紹，再探討其硬件及軟件的設(shè)計過程，以供參考。

關(guān)鍵詞：PLC；自動門控制系統(tǒng)；設(shè)計

前言

利用PLC控制自動門具有較高的可靠性和穩(wěn)定性、便于維修等優(yōu)點。進(jìn)行自動門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應(yīng)用，具有很好的發(fā)展前景。

1.PLC概念

可編程控制器，英文Programmable Controller，簡稱PLC，PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器，它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。它以微處理器為核心，集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運行儲存在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負(fù)載的控制。

2.自動門控制系統(tǒng)的整體方案

2.1設(shè)計流程

（1）深入了解和分析自動門的控制要求和控制部件。

（2）確定I/O設(shè)備。根據(jù)自動門控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。

（3）根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。

（4）分配I/O點，分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。

（5）設(shè)計自動門系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個自動門系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。

（6）將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。

（7）自動門系統(tǒng)的整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試，調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。

2.2自動門的功能需求分析

本設(shè)計面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計的自動門應(yīng)由以下功能：

2.2.1開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式

為了便于維護(hù)，自動門應(yīng)具有手動和自動方式。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向手動位置時，門可以手動調(diào)節(jié)開或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時，手動開門失效，由感應(yīng)器檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門且門未關(guān)閉，PLC動作輸出信號給變頻器來控制電機的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)開門或者關(guān)門。

2.2.2緊急停止

當(dāng)自動門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進(jìn)入開門過程。PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動門控制系統(tǒng)的兩個重要組成。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為自動門的主要控制方式。本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來控制傳動機構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。

2.2.3自動門的控制要求

要實現(xiàn)自動控制首先要具備一下功能部件：微波檢測開關(guān)，限位開關(guān)，超載要實現(xiàn)電機正保護(hù)開關(guān)。先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。

首先按下啟動按鈕，當(dāng)傳感器檢測到能有人體通過信號時，開關(guān)上有電流通過，（光電檢測開關(guān)是脈沖觸發(fā)需對其自鎖）所以線圈上有電流通過，電動機正傳，帶動自動門執(zhí)行開門過程。

門完全打開之后，使開門限位開關(guān)由閉合到斷開，此時自動門停止，延時8秒。若此時感應(yīng)器重新檢測到有人體信號時，則在重新進(jìn)行8秒延時。

當(dāng)8秒的延時完畢后，電動機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時，此時中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。

2.3自動門具體構(gòu)成

自動門系統(tǒng)的具體組成如下圖：

圖1自動門系統(tǒng)組成

由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給PLC，PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動裝置運行，通過傳動裝置帶動自動門的運行。

3.硬件設(shè)計

3.1可編程控制器的選型

在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。

3.2驅(qū)動裝置的選型

自動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障。結(jié)合安全穩(wěn)定的考慮，在本設(shè)計中選用天津某公司生產(chǎn)的型號為YSM100/112、W、S的3相380V交流電機，此電機噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點，又具備直流電動機線性機械特性、調(diào)速范圍寬、啟動轉(zhuǎn)矩大、運行效率高等諸多優(yōu)點。

3.3感應(yīng)器件的選型

目前自動門行業(yè)運用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對物體的移動進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所。結(jié)合本課題的實際需要在設(shè)計自動門的人員檢測上運用微波雷達(dá)傳感器為自動門感應(yīng)器。

4.軟件工作過程的設(shè)計分析

根據(jù)本設(shè)計和安全要求，所設(shè)計的程序按照下列流程運行，已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計，主要的工作流程如下：

首先按下啟動按鈕，當(dāng)傳感器檢測到能有人體信號時，電動機正傳，帶動自動門執(zhí)行開門過程。

當(dāng)門完全打開之后，使開門限位開關(guān)打開，此時自動門停止，進(jìn)行8秒延時。若此時感應(yīng)器重新檢測到有人體信號時，則在重新進(jìn)行8秒延時

當(dāng)8秒的延時完畢后，電動機反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時，此時中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。

考慮到自動門若出現(xiàn)故障時，使用自動控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門。

5.總結(jié)語

本設(shè)計基本上達(dá)到了設(shè)計目的，利用PLC實現(xiàn)自動門的控制系統(tǒng)。通過對PLC概念的介紹，再進(jìn)行合理的軟硬件設(shè)計，提高了自動門的可靠運行。改善了自動門的舒適感，并節(jié)約了電能。給人們帶來了極大的方便。用可編程控制器對自動門進(jìn)行控制的同時實施實時故障監(jiān)測，準(zhǔn)確可靠，實時性好，便于維修。

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