PLC在自動(dòng)門控制中的應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上PLC在自動(dòng)門控制中的應(yīng)用摘 要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)門在人們的日常生活中得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)其性能和安全性等方面的要求也越來(lái)越高。本文介紹了西門子S7-226系列PLC和三菱E700系列變頻器在自動(dòng)門控制中的應(yīng)用，分析了自動(dòng)門的工作過(guò)程，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的梯形圖文件，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)門由開(kāi)啟、等待、關(guān)閉的全過(guò)程。關(guān)鍵詞:可編程控制器 光電開(kāi)關(guān) 限位開(kāi)關(guān) 自動(dòng)門在大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓，自動(dòng)門已經(jīng)是隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門不但能給我們帶來(lái)人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。早期的自動(dòng)門系統(tǒng)采用繼電器邏輯

2、控制，故障率高，可靠性差，維修困難，已被逐漸淘汰，PLC控制自動(dòng)門由于具有故障率低、可靠性高維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、自動(dòng)門控制裝置的硬件組成自動(dòng)門控制裝置由門內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)SQ1、關(guān)門到位限位開(kāi)關(guān)SQ2、減速限位開(kāi)關(guān)SQ3、三菱E700系列變頻器和西門子S7-226系列PLC等部件組成。2、功能器件的基本工作原理(1)自動(dòng)門感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理首先，平移式自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)組由以下部件組成：1）主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門扇

3、開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。2）感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。3）動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門門扇加速與減速運(yùn)行。4）自動(dòng)感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。5）門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。6）同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。7）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開(kāi)門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入

4、時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器識(shí)別后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉感應(yīng)門機(jī)使自動(dòng)感應(yīng)門扇開(kāi)啟；自動(dòng)感應(yīng)門扇開(kāi)啟后由控制器做出判斷。(2)行程開(kāi)關(guān)(限位開(kāi)關(guān))的工作原理在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)

5、。在電梯的控制電路中，還利用行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。(3)光電開(kāi)關(guān)工作原理工作原理光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。二、控制要求進(jìn)入開(kāi)門過(guò)程，電機(jī)以40HZ的頻率正轉(zhuǎn),門移到限位開(kāi)關(guān)SQ3時(shí),電第 1 頁(yè) 共 8 頁(yè) 行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。1、當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)

6、K1或K2是，機(jī)頻率減為20HZ,當(dāng)門移到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)SQ1,電機(jī)停止運(yùn)行。2、自動(dòng)門在開(kāi)門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，電機(jī)以40HZ的頻率反轉(zhuǎn)，門移到限位開(kāi)關(guān)SQ3時(shí)，電機(jī)頻率減為20HZ,當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)SQ2，電機(jī)停止運(yùn)行。3、在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。4、在門打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。5、當(dāng)自動(dòng)門的自動(dòng)控制部分出現(xiàn)故障時(shí),按下自動(dòng)與手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)SB5,通過(guò)手動(dòng)開(kāi)門開(kāi)

7、關(guān)SB3和手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)SB4能使自動(dòng)門系統(tǒng)正常工作。6、自動(dòng)門的開(kāi)門和關(guān)門過(guò)程不能同時(shí)動(dòng)作。三、I/O分配表根據(jù)控制要求給出I/O分配表，如表1所示。表1 I/O口分配表四、P LC與變頻器控制輸出輸入接線圖根據(jù)控制要求及I/O分配表，畫(huà)出PLC硬件接線圖，如圖1所示。第 2 頁(yè) 共 8 頁(yè)圖1 PLC硬件接線圖五、變頻器參數(shù)表根據(jù)控制要求列出變頻器參數(shù),如表2所示。表2 參數(shù)設(shè)定六、程序流程圖根據(jù)控制要求畫(huà)出程序流程圖，如圖2所示。第 3 頁(yè) 共 8 頁(yè)圖2 程序流程圖七、PLC控制梯形圖根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)PLC梯形圖如圖3所示。第 4 頁(yè) 共 8 頁(yè)圖3 PLC梯形圖控制過(guò)程分析如下：第 5

8、 頁(yè) 共 8 頁(yè)1、首先按下啟動(dòng)按鈕使i0.6閉合，使中間繼電器M0.0線圈得電,M0.0常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)有信號(hào)時(shí)i0.0或i0.1閉合,Q0.0線圈通電，有原理分析可知光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當(dāng)Q0.0線圈通電時(shí)Q0.0的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，Q0.2線圈得電，此時(shí)電動(dòng)機(jī)以40Hz正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。2、當(dāng)門移動(dòng)碰到限位開(kāi)關(guān)i0.4閉合,中間繼電器M0.1線圈得電,常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)打開(kāi),則Q0.2線圈失電,Q0.3線圈得電,電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)頻率減為20Hz。3、當(dāng)門扇完全打開(kāi)時(shí)，使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)i0.2打開(kāi)，Q0.0線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)

9、。4、當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí)，由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)的常閉變成常開(kāi)故使常開(kāi)閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，若此時(shí)外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)i0.1或i0.0有信號(hào)，則使T0重新延時(shí)。5、當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開(kāi)關(guān)關(guān)閉，所以使Q0.1通電并自鎖，Q0.1的常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,電動(dòng)機(jī)以40Hz反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。6、當(dāng)門移動(dòng)碰到限位開(kāi)關(guān)i0.4閉合,中間繼電器M0.1線圈得電,常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,常閉觸點(diǎn)打開(kāi),則Q0.2線圈失電,Q0.3線圈得電,電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)頻率減為20Hz。當(dāng)門扇完全閉合時(shí)，使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)i0.3打開(kāi)，Q0.1線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。7、在關(guān)門過(guò)程中，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)i0.1,i0.0有信

10、號(hào)又使Q0.0通電，由于在關(guān)門過(guò)程中Q0.0常閉，此時(shí)打開(kāi)并中斷關(guān)門過(guò)程，轉(zhuǎn)向開(kāi)門過(guò)程。、自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，按下自動(dòng)與手動(dòng)切換開(kāi)關(guān)使i1.1閉合，中間繼電器M0.4線圈得電自鎖，則M0.4常開(kāi)觸點(diǎn)閉合,此時(shí)按下手動(dòng)開(kāi)門開(kāi)關(guān)使i0.7得電閉合，Q0.0得電，電機(jī)正轉(zhuǎn)，執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程，按下手動(dòng)關(guān)門開(kāi)關(guān)使i1.0閉合，Q0.0線圈失電，Q0.1得電，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。八、結(jié)束語(yǔ)今天的可編程控制器正在成為工業(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在第 6 頁(yè) 共 8 頁(yè)世界各地發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會(huì)更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)和國(guó)際通用的重要組成部分，會(huì)在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越大的作用。自動(dòng)門工程在整個(gè)建筑投資中的比例雖然很小，但在建筑的日常使用和管理中卻占有很重要的地位，是建筑智能化水平的重要指標(biāo)。這篇論文中給出了控制流程圖和控制梯形圖，根據(jù)程序流程圖很容易編寫(xiě)梯形圖。為了解決門夾人的安全問(wèn)題，在門中安裝了光電傳感器，在程序設(shè)計(jì)中也考慮了安全問(wèn)題。由于PLC的高度可靠性和復(fù)雜的邏輯表達(dá)能力，該系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)工作穩(wěn)定而且可靠，深受用戶的好評(píng)。為了使系統(tǒng)更加可靠，安裝時(shí)要考慮到下雨