三菱PLC自動門設(shè)計

1、題目：三菱PLC的自動門設(shè)計三菱PLC自動門設(shè)計前言1自動門控制系統(tǒng)的簡介.1.1 自動門的介紹及應(yīng)用現(xiàn)狀1.2 自動門控制的意義1.3 本文研究的主要內(nèi)容2自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1 方案提出2.2 方案論證2.4 PLC的簡介與選型2.5 傳感器的介紹與選擇122.6 系統(tǒng)其他元器件的選擇133系統(tǒng)的控制要求和系統(tǒng)流程圖錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。3.1 系統(tǒng)的控制要求3.2系統(tǒng)總流程錯誤!未定義書簽。錯誤!未定義書簽。4系統(tǒng)的軟件設(shè)計及編程4,1 GX-Developer編程軟件相關(guān)介紹錯誤!未定義書簽。3.2 本系統(tǒng)控制順序功能圖錯誤！一定義15然二3.3 本系統(tǒng)的程序設(shè)計

2、 錯誤！未定義I友定5程序調(diào)試與實現(xiàn)錯誤！未定義B簽二6總結(jié)與展望 錯誤!未定義書簽。參考文獻 錯誤!未定義書簽。三菱PLC的自動門設(shè)計摘要：本設(shè)計是自動門控制系統(tǒng)，基于三菱PLC的SFC順序功能圖編程方式, 設(shè)計一種可以實現(xiàn)對自動門控制的系統(tǒng)。系統(tǒng)主要是利用行程開關(guān)控制 自動門運行的狀態(tài),傳感器用來接收和發(fā)送人員進出信號，利用三菱PLC 編程軟件GX-Developer軟件進行編程調(diào)試，實現(xiàn)自動門的運行及開關(guān)門 高低速切換。關(guān)鍵詞：SFC；順序功能圖；PLC設(shè)計語言；自動門控制Design of automatic door control system based on PLCAbstra

3、ct: This design is the automatic door control system, which based on the Mitsubishi SFC PLC sequence function chart programming way, and design a kind of can realize to the automatic door control system. This system is mainly use travel switch to control the automatic door running state, the sensor

4、is used to receive and send personnel in and out of the signal, the use of Mitsubishi PLC programming software GX developer software is programmed and debugged, automatic door switch operations and high speed switching.Keywords: SFC; sequential function chart; PLC programming language; automatic con

5、trol淮南師范學院2015屆本科畢業(yè)論文刖百人們越來越多的使用各種自動門，對自動門運行的正確使用要求我們必須 去了解它的工作原理，認識它的工作過程。在我們的現(xiàn)實工作生活中，自動門 是與我們的生產(chǎn)生活有著緊密聯(lián)系的，我們在各種商場、酒店、大廈、寫字樓 等娛樂辦公場所都能大量見到。全面深刻的掌握并理解自動門的產(chǎn)生原理，更 加有助于我們安全、快捷、方便地使用它進出上述那些場所，從而更好地服務(wù) 我們的日常生活。SFC順序功能圖是PLC程序設(shè)計語言之一，能簡單方便的看到裝置運行的動 作順序，是測試多種裝置性能的重要工具，廣泛應(yīng)用與各種領(lǐng)域，無論是在現(xiàn) 代化大生產(chǎn)中還是高校研究所的科學研究中，都或多或少

6、的接觸到SFC圖，所以 SFC圖具有廣闊的應(yīng)用前景。本次基于SFC的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計，以SFC狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖為核心，各部分 功能圖為補充，使得在自動門的整個運作過程中，實現(xiàn)其自動快關(guān)門，并且能 控制自動門開關(guān)門的速度。該自動門是利用紅外傳感器檢測是否有人靠近門， 然后再利用PLC進行控制。我們所用的編程和調(diào)試的工具是GXDeveloper仿真 軟件，此次方案可以確保設(shè)計要求得到滿足。1自動門控制系統(tǒng)的簡介1.1 自動門的介紹及應(yīng)用現(xiàn)狀如今，已進入了21世紀，安全和有效的理念越來越多的體現(xiàn)在各種自動化 設(shè)備中，自動門也不例外。能不能有效的防范各種未知的問題、有效的節(jié)約通 行的時間以及在遇到問題的

7、時候?qū)θ巳哼M行有效的疏散等問題成為自動門設(shè)計 的重要考慮，同時，是否符合建筑藝術(shù)的美感、是否能將門的設(shè)計與周圍的建 筑環(huán)境進行有效的協(xié)調(diào)也是設(shè)計自動門時需要考慮的重要方面。現(xiàn)如今，自動 門之所以能在國內(nèi)外的建筑市場上得到較大普及，毋庸置疑，一定是因為它有 著讓人欣賞的種種優(yōu)點：1）可以更好的節(jié)約資源、能源，具備一定的防風和 防塵的能力，并且在自動門的運行過程中所產(chǎn)生的噪音比較??；2）當我們對 自動門進行通電以后，便可以不需要有人在旁邊看管，既方便快捷而且又有較 高的檔次。所以，在很多大都市中的大廈、酒店、賓館、銀行、商場、寫字樓 等娛樂辦公場所，它成為一項人們熱衷于裝備的自動化裝置。圖1為某一

8、商場的自動平移門:3淮南師范學院2015屆本科畢業(yè)論文自動門是現(xiàn)代化場所必需的設(shè)施之一。我們生活中己經(jīng)不可缺少自動門， 比如在去銀行取錢的時候，我們進去或者出來所遇到的那個可以自動開門和關(guān) 門的就是最常見的自動平移門設(shè)施。自動門裝置一般由行程開關(guān)、驅(qū)動裝置、傳感器和蜂鳴器等組成，用來辨 別檢測是否有人進出的信號并接收，然后送入處理中心進一步的信號處理的裝 置是控制裝置，根據(jù)檢測到的信號要求來控制自動門的運動,根據(jù)檢測信號判 斷，決定自動門是該關(guān)門還是開門、是快速關(guān)門還是快速開門以及是慢速開門 還是慢速關(guān)門。1.2 自動門控制的意義自動門能夠自動開關(guān)門的這個功能，很大程度上節(jié)約了人力成本，并且能

9、 提高效率。因為這些優(yōu)點它成為眾多場所必不可少的設(shè)備之一。(1)可以一直持續(xù)地、不間斷的工作。因為使用的工作方式是自動化作業(yè), 自動門不會受到各種自然因素和人為手動控制的不便等方面的影響，可以長時 間的連續(xù)地運行，且其壽命很長。(2)自動門的作業(yè)基本上已實現(xiàn)無人控制化。自動門控制系統(tǒng)設(shè)計的目的 之一就是為了在工作的過程中對人力的依賴，不會每個人來都要手動去開關(guān)門, 并提高工作的效率，因此自動門能減少人力的數(shù)量。自動門控制本身只需要靠 近門，由紅外感應(yīng)檢測信號，然后由PLC控制門的開關(guān)，人只需要考慮系統(tǒng)的 維護、設(shè)備檢修等。51.3 本文研究的主要內(nèi)容 對于自動門類型的選擇關(guān)于本課題所設(shè)計的自動

10、門控制系統(tǒng)，我們將自動平移門作為主要的研究 對象。一般而言，既是自動門，顧名思義，一定具有自動開關(guān)門的功能，而且 自動門也可以根據(jù)不同的時間段使用不同的控制方式，此外，還必須配備一些 后備電源等輔助性的裝置，可以在遇到停電等突發(fā)情況下啟動后備電源，以此 來保證自動門的正常運行。因而，自動平移門不僅具有了自動門本身的方便、 簡潔等特性，在效率和安全性等方面也能夠很大程度上滿足一些人流量較多的 場所。自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計在設(shè)計中所選用考慮到自動門對經(jīng)濟、實用和穩(wěn)定性的需要，本課題的設(shè) 計所用的硬件系統(tǒng)裝置包括控制器、感應(yīng)器、開關(guān)門速度調(diào)節(jié)器以及驅(qū)動裝置。首先，關(guān)于控制器方面，我們選擇三菱FX系列P

11、LC作為自動門的智能控 制器，較其他控制器而言，三菱FX系列PLC的穩(wěn)定性很好。其次，關(guān)于感應(yīng)器方面，我們選擇的是紅外線感應(yīng)器和接近傳感器，前者 是自動門常用的感應(yīng)器，后者由于其具有精密的測量精度、較好的穩(wěn)定性能以 及使用壽命較長等特點被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制領(lǐng)域，自然自動門控制也 不會例外，然后，感應(yīng)器會產(chǎn)生大量的開關(guān)量信號，PLC利用這種傳輸過來的 信號對自動門進行控制。然后，關(guān)于調(diào)節(jié)器方面，由于要對自動門的開關(guān)門的速度進行控制，所以 我們選擇的是開關(guān)門速度調(diào)節(jié)器，這種調(diào)節(jié)器能夠進行三段速控制，因而可以 很好的實現(xiàn)對自動門轉(zhuǎn)速的控制，以便使自動門在不同的位置以不同的速度移 動。最后，關(guān)于

12、驅(qū)動裝置方面，我們都知道，一般的電動機，在頻率處于較低 水平時，會產(chǎn)生各種不穩(wěn)定等問題，所以驅(qū)動裝置我們選用的是三相交流電機, 它不僅功率大、穩(wěn)定性好，而且自帶了減速裝置。自動門軟件的設(shè)計下面，我們需要對自動門的軟件部分進行設(shè)計，在征求了指導老師的意見 下，我們將利用PLC的順序功能流程圖語言來(SFC)進行設(shè)計，一方面，利 用這種編程語言所編出的順序功能流程圖可以充分的對我們設(shè)計的自動門控制 系統(tǒng)加以展現(xiàn)，另一方面，對于整個系統(tǒng)的安全性，該編程語言也能做到充分 考慮，在遇到其他因素干擾時會對出現(xiàn)的問題進行故障警報等。安徽中鴻電子 科技有限公司O考慮到能否適應(yīng)各種類型的三菱PLC、能否快速的查

13、找故障產(chǎn) 生的原因減少維修所用的時間等相關(guān)問題,我們利用三菱的GX -Developer編程 軟件進行順序功能流程圖的編寫。2自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.1方案提出方案一：使用單片機作為控制單元，主要控制自動門的運行，可編程性和 可擴展性強，而且單片機對數(shù)據(jù)的處理能力要強，可以使自動門與商場組成大 的智能的控制系統(tǒng)。如圖2所示：方案二：自動門運行中最重要的為控制部分，本方案中采用SFC做為編程 控制器。設(shè)備的動作順序能非常直觀地在SFC在程序中顯示出來,SFC編程相 對容易看明白，程序規(guī)律性較強是因為它是根據(jù)機械的運動順序來編寫的。如 圖3所示：3 PLC(SFC)控制系統(tǒng)2. 2方案論證方案

14、一中采用單片機，雖然單片機控制便宜，但是從檢修角度講用SFC更 方便。單片機要求要懂C語言，一般人即使會編程也不容易讀明白，并且單片 機系統(tǒng)一般設(shè)置了密碼，一點都看不到內(nèi)容；SFC是通用控制器，懂的人很多, 檢修調(diào)試都方便，一般很快就能知道故障出在哪里，故障停機時間段。方案二中利用PLC (SFC),為了實現(xiàn)自動門運行的自動控制，本設(shè)計用圖 形編程語言，在很大程度上提高了可靠性，而且控制系統(tǒng)構(gòu)成簡易，簡化了外 部線路。SFC編程可以達到各種復雜的控制系統(tǒng)要求，控制功能可以被方便地 增加或改變，能進行故障自動檢測以及報警顯示，系統(tǒng)運行安全性被提高，而 且容易檢修，不需要復雜的互鎖電路，更容易設(shè)計

15、和維護系統(tǒng)，滿足設(shè)計要求, 所以本文采用第二種方案。2.3自動門的功能需求分析根據(jù)上述方案二，我們提出本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的功能需求， 其結(jié)構(gòu)如圖4所示：Oxo自動門的功能需求2. 4 PLC的簡介與選型PLC的簡介可編程控制器，英文稱 Programmable Logic Controller,簡稱 PLC。PLC 是一種電控制器，主要用于各種工業(yè)現(xiàn)場當中，它會從流經(jīng)它的輸入電路的一 些信號得到的一些輸入信息，轉(zhuǎn)變成自己內(nèi)部所需要的輸出信號，然后再通過 自己的輸出電路輸出相關(guān)信息，利用自己已經(jīng)儲存的程序來實現(xiàn)對負載的控制。PLC是以電子計算機作為基礎(chǔ)的，但是與一般的計算機不同的是，它

16、對已 有的輸入信號進行輸出信號變換時不僅要考慮信息本身的元素，還要考慮當信 息輸出以后，信息是否可靠、及時以及實際使用的情況，PLC正是因為這種對 輸入和輸出信號的及時、可靠地轉(zhuǎn)變，使得它在與外界交換信息的時候比其他 繼電控制裝置在功能上要多很多、強很多。圖5為PLC硬件結(jié)構(gòu)圖：9編程器其他外設(shè)電源部件輸出 部件I/O 擴展 接口外設(shè) 接口接收現(xiàn)場信號%本單元驅(qū)動殳控元件用戶程序 涔 -;，,J 系統(tǒng)程序I/O擴展單元圖5 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖PLC的功能與特點(1)功能簡介開關(guān)邏輯和順序控制功能；模擬控制功能；定時/計時控制功能；步進控制 功能；運動控制功能；數(shù)據(jù)處理功能；通信聯(lián)網(wǎng)功能閶。(2)

17、 PLC的特點編程簡單，易于使用；PLC非常穩(wěn)定，受到外界壞境的影響很小。比較的 可靠，結(jié)構(gòu)又簡單，方便通用。功能補缺；設(shè)計、施工和調(diào)試的時間循環(huán)短； 耗能特別低、體積非常小、重量很輕、維護操作也方便加。PLC的分類與選型PLC有各種分類，包括三菱、西門子、海為等，用來生產(chǎn)套裝大、中、小 均有配套且現(xiàn)在用得比較多的主要是西門子和三菱，PLC的輸入和輸出點數(shù)在 不同控制系統(tǒng)中要求不同，經(jīng)過搜集和查找發(fā)現(xiàn)FX系列和西門子系列的I/O點 數(shù)均為48點，經(jīng)過對比價格、性能和使用場合來看，本文比較適合選擇 FX-PLCCu17o根據(jù)本次系統(tǒng)設(shè)計的目的我所選的是FX2N_48MT,綜合一共48點24點輸入

18、，DC24V,繼電器輸出為24點；尺寸(mm)： 182 x 90 x 87 ,其他 PLC的性能、價格都不及它，而且符合本次設(shè)計的要求、實現(xiàn)本次設(shè)計的目的, 實現(xiàn)起來很方便，快捷。使用三菱PLC FX2N_48MT時，如果什么也不加總共可輸入的指令有8000步，如果加有存儲卡盒，則總共可輸入的指令有16000步13 o這次的選型是按照最優(yōu)的方案來選的，不僅為了實現(xiàn)本論文的研究目的，而且實現(xiàn)了經(jīng)濟適用的目標，不會造成過多的浪費，功能也基本實現(xiàn)了，滿足這次設(shè)計的要求。其實物如圖6實物圖所示：6 FX2N-48MT 實物圖FX2N系列是FX系列先進的一款，它包容標準的特點，運行程序變得更快, 和一

19、個完整的通信功能，適用于世界各地的生產(chǎn)。在本系統(tǒng)中需要19個輸入信 號，9個輸出信號，因此選FX2N48MR型PLC作為本系統(tǒng)的主控單元回向。 PLC的輸入、輸出端子的分配根據(jù)此次系統(tǒng)對輸入、輸出節(jié)點的具體要求，對本次系統(tǒng)中PLC的輸入、 輸出端子進行分配。表1是電梯的輸入、輸出端子分配表。表1 I/O分配表序號名稱輸入點序號名稱輸出點0紅外感應(yīng)傳感器X05高速開門Y01限位開關(guān)1XI6低速開門Y12限位開關(guān)2X27高速關(guān)門Y23限位開關(guān)3X38低速關(guān)門Y34限位開關(guān)4X4LC的外部接線圖圖7 PLC外部接線圖2. 5傳感器的介紹與選擇傳感器的定義和分類所謂傳感器(Transducer/Sensor)，其實一種是物理量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柶?件，它是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息按照一 定的規(guī)律變換成電信號或者其他所需要的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、 儲存、顯示、記錄和控制等要求