2022年PLC编程控制自动门 .pdf
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1、1 摘要门是伴随着人们的文明而诞生的,随着科学的发展,门的种类越来越多,技术也越来越复杂。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸,是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门,从最基本的意义上讲,要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。自动门是随着人们对生活条件的不断追求、科技的不断发展应运而生的高科技产品,因此,它具备了普通门所没有的优势:雅观漂亮,而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适,通电后可以实现无人看管,同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音,既方便又提高了建筑的档次。因此自动门被
2、广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点,对由PLC作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC程序的编写等都进行了一定的介绍。关键字:自动门 PLC 控制编程名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 29 页 - - - - - - - - - 2 目录内容摘要 . 1目录. 2前言 . 4第一章自动门的简介. . 51.1 自动门的发展 . 5
3、1.2 自动门的分类 . 6第二章 PLC 控制系统简介. 72.1 PLC的概述. 72.2 PLC的主要功能及特点 . 82.21 PLC的主要功能. 82.22 PLC的特点 . . 92.3 PLC的组成与基本结构 . 10 2.31 PLC的硬件系统. 10 2.32 PLC的软件系统. 11 2.4 PLC的工作原理及在自动门中的应用 . 11 2.41 PLC的工作原理. 11 2.42 PLC在自动门中的应用. 12 第三章自动门的硬件系统 . 14 3.1 自动门的硬件组成. 14 3.2 硬件的工作原理 . 14 3.3 自动门的系统配置. 15 第四章执行机构的设计. 1
4、7 4.1 稳压电源设计 . 17 4.2 无刷直流电机的应用. 19 第五章自动门的软件控制系统及举例. 21 5.1 控制系统流程 . 21 5.2 PLC程序的编写. 21 5.3 PLC在底层电梯自动门中的应用举例 . 23 5.31 电梯控制门的控制要求. 23 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 29 页 - - - - - - - - - 3 5.32 自动门控制线路及PLC 梯形图设计. 25 5.33 结语 . 29 结语 . 29 名师资料
5、总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 29 页 - - - - - - - - - 4 前言随着科技的不断发展,各种各样的自动门应运而生,但由于PLC技术的不断完善,自动门大多采用 PLC系统来进行集中控制。 因此自动门的发展一个是在硬件设施上的完善, 另一个就是 plc 控制系统的不断发展。 自动门尤其是高级自动门的造价不菲,目前多应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。 自动门虽然作为高科技产品, 但仍会有一些安全隐患存在,如果关门过程控制
6、不当, 容易对人们造成挤伤, 碰伤,所以自动门在稳定性上还需要不断的突破。影响自动门不稳定因素的原因是多方面的,但主要是噪声、电磁场的干扰,他导致电源电压便的不稳定是一个重要方面,它对安全产生很大的影响,因此,设计系统时考虑执行部分的输送电压稳定是一个应该重视的问题。由于中国的自动门技术起步较晚,掌握的技术相对稚嫩。虽然从事自动门行业的厂家很多,但真正掌握成熟技术的却很少。 因此多是代理一些国外的自动门。由于这些因素,未来自动门的发展应该朝着精简化、安全化去努力,使自动门的使用更普遍,安全性更有保障。目前在各种建筑物中应用比较广泛的主要是平移形感应自动门,这种自动门主要是通过红外探头来感应是否
7、有人靠近,红外探头主要是对产生热量的物体有感应,当人靠近是时,红外感应到人的存在,就会发送信号到控制部分,控制部分接收到信号通过处理后发送信号到驱动部分,通过电机执行动作完成开门动作。但这种技术存在着一些弊端,它会对一些高温的物体产生误操作。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 29 页 - - - - - - - - - 第 1 章自动门的简介人类文明的产物,自动门已经经过了数十年的漫漫发展,至今为止,通过应用 PLC控制系统及其他各种科技产品, 已经具备了及
8、其完善的控制技术,形成了具有庞大规模的自动门家族。 并且根据不同的需求制定了一系列的标准。如 JG/T 177-2005 是由中华人民共和国建设部于2005-12-01 制定的中国自动门标准编号,标准内容主要有:规定了建筑用各种自动门的分类、规格、代号、材料、要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本标准适用于推拉自动门( 弧形自动门 )、平开自动门、 折叠自动门、旋转自动门。 其他自动门可参照执行。有特殊要求的自动门,还应参见其相关标准。1.1 自动门的发展( 顶格 )门和人类文明是孪生的,它伴随着人类文明的发展而跃动。数千年来,门一直作为人类社会活动的守护神,拒侵入者于门外,而作
9、为人类社会活动的航道,门又承载着文明,追寻着人们向往的光辉彼岸。人类对文明的渴望是无穷尽的。 从古埃及到古罗马到今天的现代社会,都可以见到门迈动的足迹。往昔,门的屏障作用是被动隔离,而通道作用仅仅是保证通行。21 世纪的今天,门更加突出了安全理念,强调了有效性:有效地防范、通行、疏散,同时还突出了建筑艺术的理念,强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。门的高级形式 - 自动门起源在欧美,从1802 年 8 月,德标公司成功设计并开发出世界第一台感应自动门,门大规模专业化生产始于150 年前,在不断发展和完善的过程中, 涌现出大批独具规模的专业制造商。迅速发展至今天, 已经形成了种类齐全、功能
10、完善、造工精细的自动门家族。中国早在十多年前就开始引用欧洲自动门,并把它应用在酒店、 机场、购物中心、银行、写字楼等大中型公共场所,为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿彩。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 29 页 - - - - - - - - - 6 1.2 自动门的分类自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等,其中平开门用的场合较少,旋转门由于昂贵而且非常宠大, 一般只用于有需要的高档宾馆,自动平移门
11、使用得最广泛, 大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门。自动平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达,当人走近自动门时,雷达通过发射微波感应到人的存在,给控制器一个开门信号, 控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后,再将门关闭。另外还有红外感应形式,主要是通过红外线来感受指定范围内温度变化,当人走进时,微波感应其器发射信号控制门的变化。微波感应器和红外感应器的区别主要是:微波感应器,又称微波雷达,对物体的移动进行反应,因而反应速度快,适用于行走速度正常的人员通过的场所,它的特点是一旦在门附近的人员不想出门而静止不动,雷达便不再反应, 自动门就会关闭,有可能出现夹人现象。红外感应
12、器,对物体的存在进行反应,不管人员是否移动,只要处于感应器的扫描范围内,它都会反应。红外感应器的反应速度比微波感应器慢。根据一些不同的要求,某些厂家在生产自动门的时候会增加一些个性功能,以方便管理和维护。如福州蔚蓝电子有限公司自动门,它具备以下特点:1,自动门微波感应器对物体的运动进行反应,灵敏度可调,性能稳定! 2 ,自动门加密遥控器聚多功能为一体, 对感应门进行加密, 可以避免工程上出现的赖帐,呆帐,等现象从而有效保护经销商的利益,同时可以实现遥控开门、常开、上锁、开锁;具有连接读卡机、指纹、出门按扭、电锁等外围设备的功能。 3 ,安全光线 可以有效克服感应探头感应不到的盲区,从而使感应门
13、更安全。 4 ,自助银行刷卡机整体一机设计, ABS电镀外壳坚固耐用方便安装,可搭配任何银行提款卡使用,无卡片容量限制,进口合金磁头灵敏度高、超耐磨、高抗(400) 或低抗(300)Oe 磁卡均可使用;适用于自助银行。 5 ,自动门微波模块、踢脚开光、ID卡密码机、遥控收发模块、电动车报警器、伸缩门电子显示屏、摩托车报警器。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 29 页 - - - - - - - - - 7 第二章 PLC控制系统简介可编程控制器( Progr
14、ammable Controller简称 PLC ) 。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、 自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。可编程控制器具有能力强、可靠性高、配置灵活、编程简单等优点, 是当代工业生产自动化的主要手段和重要的自动化控制设备。由于 PLC在自动化控制中的种种优势, 因此被广泛的引用于自动门系统中。2.1 PLC的概述由于 PLC在不断发展,因此,对它进行确切的定义是比较困难的。美国电气制造商协会 (NEMA) 经过四年的调查工作,于1980 年正式将可编
15、程序控制器命名为 PC(Programmable Controller), 但为了与个人计算机PC (Personal Computer)相区别,常将可编程序控制器简称为PLC ,并给 PLC作了定义:可编程序控制器是一种带有指令存储器、数字的或模拟的输入/ 输出接口,以位运算为主,能完成逻辑、顺序、定时、计数和运算等功能,用于控制机器或生产过程的自动化控制装置。1982 年,国际电工委员会 (International Electrical Committee,IEC)颁布了 PLC标准草案第一稿,1985 年提交了第 2 稿, 并在 1987 年的第 3 稿中对 PLC作了如下的定义:“P
16、LC 是一种数字运算的电子系统,专为工业环境下应用而设计。它采用可编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备,都应按照易于与工业控制系统形成一个整体、易于扩展其功能的原则而设计。”上述的定义表明, PLC是一种能直接应用于工业环境的数字电子装置,是以微处理器为基础, 结合计算机技术、 自动控制技术和通信技术, 用面向控制过程、面向用户的“自然语言”编程的一种简单易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工业控制装置。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下
17、载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 29 页 - - - - - - - - - 8 2.2 PLC的主要功能及特点2.21 PLC的主要功能1. 开关逻辑和顺序控制这是 PLC应用最广泛、最基本的场合。它的主要功能是完成开关逻辑运算和进行顺序逻辑控制,从而可以实现各种控制要求。2. 模拟控制(A/D 和 D/A 控制)在工业生产过程中,许多连续变化的需要进行控制的物理量,如温度、压力、流量、液位等,这些都属于模拟量。过去,PLC长于逻辑运算控制,对于模拟量的控制主要靠仪表或分布式控制系统,目前大
18、部分 PLC产品都具备处理这类模拟量的功能,而且编程和使用方便。3. 定时/ 计数控制 PLC具有很强的定时、计数功能,它可以为用户提供数十甚至上百个定时器与计数器。对于定时器,定时间隔可以由用户加以设定;对于计数器,如果需要对频率较高的信号进行计数,则可以选择高速计数器。 4. 步进控制PLC为用户提供了一定数量的移位寄存器,用移位寄存器可方便地完成步进控制功能。 5运动控制在机械加工行业,可编程序控制器与计算机数控(CNC )集成在一起,用以完成机床的运动控制。6. 数据处理大部分 PLC都具有不同程度的数据处理能力,它不仅能进行算术运算、数据传送,而且还能进行数据比较、数据转换、数据显示
19、打印等操作,有些PLC还可以进行浮点运算和函数运算。 7. 通信联网 PLC具有通信联网的功能,它使PLC与 PLC 之间、 PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 29 页 - - - - - - - - - 9 2.22 PLC的特点 PLC 能如此迅速发展的原因,除了工业自动化的客观需要外,还有许多独特的优点。它较好地解决了工业控制领域中普遍关心的可靠、安全、灵活、方便
20、、经济等问题。其主要特点如下:1. 可靠性高可靠性指的是可编程控制器平均无故障工作时间。由于可编程序控制器采取了一系列硬件和软件抗干扰措施,具有很强的抗干扰能力, 平均无故障时间达到数万小时以上, 可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场。可编程序控制器已被广大用户公认为是最可靠的工业控制设备之一。2. 控制功能强一台小型可编程序控制器内有成百上千个可供用户使用的编程元件,可以实现非常复杂的控制功能。 与相同功能的继电器系统相比,它具有很高的性能价格比。可编程序控制器可以通过通信联网,实现分散控制与集中管理。3. 用户使用方便可编程序控制器产品已经标准化、系列化、模块化, 配备有品种齐全的各种硬件
21、装置供用户选用, 用户能灵活方便地进行系统配置,组成不同功能、 不同规模的系统。 可编程序控制器的安装接线也很方便,有较强的带负载能力, 可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。硬件配置确定后,可以通过修改用户程序,方便快速地适应工艺条件的变化。4. 编程方便、简单梯形图是可编程序控制器使用最多的编程语言,其电路符号、 表达方式与继电器电路原理图相似。梯形图语言形象、直观、简单、易学,熟悉继电器电路图的电气技术人员只要花几天时间就可以熟悉梯形图语言,并用来编制用户程序。5. 设计、安装、调试周期短可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件,使控制柜的
22、设计、安装、接线工作量大大减少,缩短了施工周期。 可编程序控制器的用户程序可以在实验室模拟调试,模拟调试好后再将 PLC控制系统在生产现场进行安装和接线, 在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决,大大缩短了设计和投运周期。6. 易于实现机电一体化名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页,共 29 页 - - - - - - - - - 10 可编程序控制器体积小、重量轻、功耗低、抗振防潮和耐热能力强,使之易于安装在机器设备内部,制造出机电一体化产品。目前
23、以PLC作为控制器的 CNC设备和机器人装置已成为典型。2.3 PLC的组成与基本结构PLC是微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物,从广义上讲,PLC也是一种计算机系统, 只不过它比一般计算机具有更强的与工业过程相连接的输入/ 输出接口,具有更适用于控制要求的编程语言,具有更适应于工业环境的抗干扰性能。因此, PLC是一种工业控制用的专用计算机,它的实际组成与一般微型计算机系统基本相同,也是由硬件系统和软件系统两大部分组成。2.31 PLC的硬件系统PLC的硬件系统由主机系统(如图1) 、输入/ 输出扩展环节及外部设备组成。图 1 名称主 机电 源微 处 理 器 (CPU)运 算 器控 制
24、 器输入单元存 储 器EPROM( 系 统 程 序 )RAM( 用 户 程 序 )外 设I/O接 口I/O扩 展接 口用户输入设备输出单元用户输出设备I/O扩 展接 口PLC 或 上 位 计 算 机图 形 监 控 系 统EPROM写 入 器打 印 机盒 式 磁 带 机编 程 器外部设备名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页,共 29 页 - - - - - - - - - 11 2.32 PLC的软件系统PLC的软件系统主要包括系统程序和用户程序。2.4 PLC的工
25、作原理及在自动门中的应用2.41 PLC的工作原理可编程控制器是一种专用的工业控制计算机,其工作原理与计算机控制系统的工作原理基本相同。PLC是采用周期循环扫描的工作方式,CPU 连续执行用户程序和任务的循环序列称为扫描。 CPU对用户程序的执行过程是CPU的循环扫描,并用周期性地集中采样、集中输出的方式来完成的。一个扫描周期(工作周期)主要分为以下几个阶段:1. 输入采样扫描阶段这是第一个集中批处理过程,在这个阶段中,PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号,不论输入端子上是否接线,CPU 顺序读取全部输入端,将所有采集到的一批输入信号写到输入映像寄存器中,在当前的扫描周期内, 用户程序用到
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