基于PLC的自動門設計

張宇飛 張艷玲 / 山東協和學院

基于PLC的自動門設計

張宇飛 張艷玲 / 山東協和學院

隨著計算機、網絡、通信技術的發展各種方便生活的自動控制系統逐步進入了人們的生活。自動門是隨著人們對條件的不斷追求、科技的不斷發展應而生的高科技產品。本文選用較為穩定，高可靠性，維護較為便利的PLC設計自動門控制的系統，而且對PLC進行了選型,使用PLC的外部硬件電路和滿足此控制系統梯形圖,克服了傳統繼電器邏輯控制上的不足。

自動門；PLC；PLC控制系統

引言

自動門性能的優劣主要由控制裝置性能決定，之前自動門的控制系統利用繼電器邏輯控制，即通過按鈕和復雜的接線安裝來控制。利用PLC來控制的自動門，能夠促進自動門行業成長也增加了PLC在自動門以及在整個自動化領域應用與進步[1]。文中設計方案簡單、實用、以PLC作為自動控制系統，具有很多其它控制系統所沒有的優點，可靠性高，耐用等,所以是一個較為經濟適用的產品。

1.自動門簡介

自動門產生在二十世紀三十至四十年代，二十世紀五十年代以后，自動門的使用逐漸普及并且迅速發展 。它在我國起步較晚，初期重點采用外國生產技術、設備進行創造，現在在國內已經有了足夠的技術力量、生產能力創造屬于自己的自動門。八十年代自動門迅速的發展，而且逐歩成為一個單獨行業[2]。

2.自動門的國內外發展現狀

隨著如今技術水平不斷進步，自動門存在我們日常中出現逐漸普遍，自動門主要在于酒吧、超市、市場、學校等。但在國內，自動門的自主研發尚處在初級階段。在自動門控制系統的設計中，穩定、節能、環保、安全及人性化是需要首先考慮的問題[3]。

3.本課題的研究背景和意義

本課題的自動門設計運用PLC做控制器能大大提高自動門的穩定性和經濟性，對于整個自動門行業是一次技術革新，提高了自動門的使用率。因此，進行自動門的PLC控制系統的設計，可以推動自動門行業的發展。隨著自動門的不斷發展和在人們生活中的普及，也同時增強了人們的防護意識和安全意識[4]。

4.自動門控制系統的整體方案

4.1 設計流程

（1）仔細分析了解自動門控制要求以及控制部件。

（2）鎖定I/O系統、依據自動門系統功能的需求，選擇系統需要的輸入輸出設備。

（3）根據I/O點數選擇合適的PLC類型。

（4）分配I/O點，調配PLC的輸入或輸出點，編輯輸入輸出的分配表/輸入輸出的端子接線圖。

（5）編輯自動門系統的梯形圖程序，依據工作的需求創造出合理的梯形圖程序，成為全部自動門控制系統創造的主要任務。

（6）將程序輸入到PLC實行軟件的調試，查找出問題，讓系統的程序成熟。

（7）自動門的系統整體調試，使PLC軟件硬件創造以及現場實施以后，能夠實現整體聯機進行調試，調試中發現缺點要及時處理，直到調試結束[5]。

圖1 自動門具體構成

由圖1可知，當感應器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給PLC，PLC根據已經采集的自動門狀態信號做出判斷進而發出控制信號，使驅動裝置帶動自動門的運行。

4.2 自動門的控制要求

自動門有以下功能：

4.2.1 開門和關門的控制要有手動和自動形式.

4.2.2 緊急停止。

（1）當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關時，開關上有電流通過，開門執行機構動作，電動機正轉，帶動制動們執行開門過程。到達開門限位開關位置時，電機停止運行。

（2）自動門在開門位置停留八秒后，自動進入關門過程，關門執行機構被起動，電動機反轉，當門移動到關門限位開關位置時，電機停止運行。

（3）在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關時，應立即停止關門，并自動進入開門程序，重新進行八秒延遲。

（4）在門打開后的八秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過光電檢測開關時，必須重新開始等待八秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。

4.3 過程分析

（1）先按下啟動開關讓I0.7關閉，假如外檢測開關感應到有人靠近時使其轉換成信號讓I0.1或I0.2關閉。因為開門的限位開關I0.3是經常關閉的狀態，因此Q0.0線圈得到電，經過分析原理得出光電的檢測開關是脈沖觸發，因此要求自鎖。讓Q0.0線圈通電時使Q0.0關閉，因此電動機正傳連帶自動門扇平移，實現開門過程。

（2）當門扇全部打開時，讓開門限位開關I0.3打開，使Q0.0線圈失電，電動機暫停運作。

（3）在門扇移動時，因為開門限位開關的常閉成為常開，因此讓常開變成為閉合。這時實施8秒延時，假如在這時外檢測開關I0.1/內檢測開關I0.2感應到人體的信號，那么再重新延時8秒鐘。

（4）在8秒的延時完成后，線圈開始通電使關門限位開關閉合，因此讓Q0.1得到電并且自動上鎖，電機反方向轉動從而實行關門的過程。

（5）關門過程中，假如外檢測開關I0.1/內檢測開關I0.2存在信號讓Q0.0通電，所以在關門的過程中Q0.0是常閉，在這時打開并中斷關門的過程，進而轉化為開門的過程。

（6）這個控制過程中，為保證安全性設置了過載保護以及緊急停車。

（7）自動門若出現故障時，利用自動控制系統不便，防止產生不便和故障，從而設置了手動開門和手動關門

5.S7-200PLC 自動門控制系統的仿真

5.1 仿真過程

（1）編輯程序，選擇CPU型號CPU224，導出編寫的程序進行保存（保存在容易找出的位置）。

（2）打開模擬仿真軟件，輸入SU 6596，選擇CPU224的型號進行確認。

（3）點擊下載，只選擇邏輯塊并進行確認，彈出的對話框選擇導出的文件。

（4）打開后會顯示一塊語句表，一塊梯形圖，然后進行模擬。

（5）CPU運行指示燈變綠運行，點擊虛擬的CPU下面的輸入點端子對應的指示燈會變綠。

5.2 過程中存在的問題

（1）保存的地點沒有在意，導出時出現找不到的問題。

（2）下載以后選擇了所有模塊，導致無法顯示。

（3）打開導出文件以后不顯示，采用點AWLKOP啟動按鈕得以解決。

[1]王永華.現代電氣控制及PLC應用技術[M].北京:航空航天大學出版社,2013:23-35.

[2]催堅.西門子工業網絡通信指南[M].北京:機械工業出版社,2005:41-70.

[3]張運剛,宋小春.從入門到精通—西門子工業網絡通信實踐[M].北京:北京人民郵電出版社,2007:72-83.

[4]劉敏.可編程控制器技術[M].北京:機械工業出版社,2001:73-80.

[5]湯自春.PLC原理及應用技術[M].北京:高等教育出版社,2006:77-90.