利用PLC实现自动门控制.doc

可编程序控制器PLC在自动门控制上的应用

本文主要介绍运用FP1—C24可编程序控制器取代传统的继电器、接触器控制系统，实现自动门控制的过程。
关键词：PLC（可编程序控制器），自动门控制，梯形图
1序言
在银行、超市、办公楼、医院等公共建筑的入口，经常使用自动控制门控制系统，早期的制动门控制系统采用传统的继电器逻辑控制，由于这种控制方式存在许多弊端，随着PLC控制的兴起已逐渐被淘汰。
PLC英文全称Prougrammable Logic Controller，是一种数字运算操作系统，产生于20世纪60年代末期竞争激烈的美国汽车行业，是专为工业环境而设计的，它采用可编程的存储器，用来在其内部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数运算等操作命令，已不仅仅是继电器控制传统意义上的逻辑控制，它通过数字式、模拟式的输入和输出控制各种机械或生产过程。他由五部分组成：中央处理器CPU；存储器；输入/输出接口；电源；编程器组成。
目前，PLC在小型化、大型化、大容量、强功能等方面有了质的飞跃，使PLC从最初的逻辑控制、顺序控制发展成为具有逻辑判断、定时、计数、记忆和算数运算、数据处理、联网通信及PID回路调节功能的现代PLC，它采用自左至右、自上至下循环扫描的工作方式。
PLC之所以有生命力，在于它更加适合工业现场的要求，可靠性高，强抗各种干扰能力，编程简单，安装使用维修方便，价格低长寿命。
与继电器比较，继电器线路是通过许多硬继电器和它们之间的连线达到的，控制功能包含在固定的线路中，功能专一，系统扩充必须变更硬接线，故灵活性差。
而PLC采用软件编程完成控制任务，编程时所用到的继电器为内部软继电器（从理论上讲，其触点数量无限，使用次数任意）。外部只须在端子上接入相应的输入/输出信号即可。同一台PLC，不改变硬件仅改变软件，就可适用各种控制，故通用性强。
日本松下公司FP系列PLC进入国内市场较晚，但因其品种规格齐全，功能完善，因此具有较好的工作前景。本控制就是根据PLC的上述特点采用日本松下FP1-C24型PLC完成的。
2控制要求
2.1自动门的硬件组成：
经分析完成此自动门的实质就是控制电机的正、反转。要实现自动控制首先要具备以下功能部件：光电检测开关，限位开关和直流电机。由于直流电机的调速范围宽广，调速特性平滑，超载能力强，起动和制动转矩大，所以执行机构使用直流电动机。
自动门控制装置由门内光电探测开关K1,门外光电探测开关K2， 开门到限位开关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。考虑到自动控制门在出现故障时的维修方便所以增加了手动开门K5，手动关门K6。
2.2控制要求：
2.2.1当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或 K2时,0.5秒后开门,执行机构KM1动作电机正转,到达限位开关K3位置，电动机停止运行。
2.2.2自动门在开门位置停留5秒后，自动门探测到无人后自动关门，这时执行机构KM2被启动，电机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，电动机停止运行。
2.2.3在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关K2或K11位置时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。
2.2.4在门打开后5秒等待时间内若有人员由外至内或由内至外通过光电检测开关K2或K1时必须重新等待5秒再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。
其流程图为：

开 始
开 门
K3打开电机停止
延时5s
若K1，K2有信号
关 门
若K1，K2有信号
K4 打 开 电机 停 止
结 束
若K1，K2有信号延时0.5s
开 始
开 门
K3打开电机停止
延时5s
若K1，K2有信号
关 门
若K1，K2有信号
K4 打 开 电机 停 止
结 束
若K1，K2有信号延时0.5s
开 始
开 门
K3打开电机停止
延时5s
若K1，K2有信号
关 门
若K1，K2有信号
K4 打 开 电机 停 止
结 束
若K1，K2有信号延时0.5s

3主要功能器件的工作原理
3.1自感应门以平移为例，电器方面主要部件：
3.1.1主控器：选用日本松下FP1-C24型PLC的主控单元，它是自感应门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块发出相应的命令，指挥电机工作。同时通过主控器调节开启速度，开启幅度等参数。
3.1.2感应探测器：光电开关（接近开关的一种）负责采集外部件信号，如同人的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。
3.1.3电动机：提供开门与关门的主动力，控制自感应门扇加速与减速运行。
3.1.4行程开关（限位开关）：用于运动部件行程位置而切换电路，它的工作原理与按钮相似，用于控制机械设备的行程及限位保护，在实际生产中，将行程开关预先安排好位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关触点动作，实现电路切换。
3.1.5光电开关（光电传感器），是光电接近开关的简称，它是利用了被检测物体对光束的遮挡或反射，从而检测物体的有无。物体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测，光电检测开关将输入电流在发射器上转换成光信号射出，接收器再根据收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。
4继电器接触器控制图：
KM1
KM1
SB3
SB1

SB2
KT0
KM2
KM2
SB1
SB2
KT1
KT0
SQ1
KM2
SB4
KM1
KT1
SQ2
KM1
KM2
SB5
M

5PLC输入/输出分配及接线图

输入： X0-----SB1门外光检测开关 输出：Y0-----KM1电机正传
X1-----SB2门内光检测开关
X2-----SQ1开门限位开关 Y1------KM2电机反转
X3-----SQ2关门限位开关
X4-----SB3启动停止按钮
X5-----SB4手动开门
X6-----SB5手动关门
SB1
SB2

SQ2

SB3
SB4
SB5
X0
X1
X2
X3
X4
X5
X6
+ 24VDC

V DC
SQ1
=- COM--
COM
COM
Y0
Y1
KM1
KM2
N
L
FP1——C24
--——

6梯形图及指令表：
X0
X4
TX K5
0
X1
X0
X1
TX K50
1
T0
X2
Y1
Y0
Y0
X5
T1
X3
Y0
Y1
Y1
X6
（ED）

1 ST X0 12 AN/ X2
2 OR X1 13 AN/ Y1
3 AN X4 14 OR X5
4 TX 0 15 OT Y0
5 K5 16 ST T1
6 ST/ X0 17 OR Y1
7 AN/ X1 18 AN/ X3
8 TX 1 19 AN/ Y0
9 K50 20 OR X6
10 ST T0 21 OT Y1
11 OR Y0 22 ED
7过程分析：
7.1 和上启动按钮X4闭合，若外检测开关或内检测开关有信号时，定时器T0得电0.5
秒定时时间到后，Y0线圈通电并自锁，此时电动机正转开门。
7.2 当门扇完全打开后，使开门限位开关X2断开，Y0线圈断电，电动机停止转动。
7.3 当门扇停止移动时，由于开门限位开关的常闭变成常开故使常开触点闭合进行5
定时，若此时外检测开关或内检测开关X2和X1有信号，则使T0重新延时。
7.4 当5秒延时完毕后，T1线圈通电，关门限位开关闭合，使Y1线圈通电并自锁，电动机反转执行关门过程。
7.5在关门过程中，若外检测开关或内检测开关X0，X1有信号又使Y0通电，由于在关门 过成中Y0互锁此时打开并中断关门过程，转向开门过程。
7.6考虑到自动控制门在出现故障时的维修方便所以增加了手动开门K5，手动关门K6。
利用PLC实现自动门控制有着广泛的应用前景,在今后的应用中,还需要不断的创新和发展。

注：具体电器的容量及型号根据实际需要选定。
这是我个人的文本档不存在侵权