基于PLC的自动门控制系统设计毕业论文.doc

图书分类号：密 级：毕业设计(论文)基于plc的自动门控制系统设计desing of automatic door control system based on plc学生姓名班 级学院名称专业名称指导教师 毕业设计(论文)学位论文原创性声明本人郑重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名： 日期： 年 月 日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。论文作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日ii摘要自动门是采用先进的感应技术，通过电脑可编程控制器(plc)和减速机控制系统控制机电执行机构使门体自动启闭的一种门系统。随着科学技术的不断发展，自动门控制系统的技术正在逐步完善。本设计将以可编程控制器（plc）与电动机相结合的自动门控制系统来加强自动门运行时的稳定性。设计说明书包含了控制系统工作原理的分析，系统硬件和软件的设计，控制电路的工作过程分析以及plc、传感器、电动机等部件的选型。毕业设计会根据自动门的运行过程和所需的控制要求，给出相关的程序流程图和梯形图。另外，说明书也会按照自动门的特点和结构附上机械图。关键词 自动门；可编程控制器；传感器abstractautomatic door is a door system with using the advanced sensor technology. the control system controls electromechanical actuator to make a door opening and closing automatically through the computer programmable logic controller and the retarder.with the continuous development of science and technology, automatic door control system technology is gradually improving. the application of automatic door is spreading widely and gradually and the automatic door is in mass production. this design will use a programmable logic controller (plc) and the motor control automatic door control system to enhance the reliability of automatic door operation.the design specification contains the analysis of control system working principle ,the design of the system hardware and software,analysis of the control circuit to run the working process and the selection of the plc,sensors,motor and other components.graduation design will give the relevant program flow chart and ladderlogic programming language (lad) according to the running process and control requirements . in addition, the specification will attach the mechanical drawing according to the characteristics and structure of the automatic door.keywords automatic door programmable logic controller sensor 毕业设计(论文)目 录摘要iabstractii目 录i1 绪论11.1 自动门概述11.1.1 自动门的简介及发展11.1.2 自动门的基本构成11.1.3 自动门的分类21.2 自动门的研究背景及意义21.3 自动门的发展前景22 总体方案设计42.1 自动门的方案分析42.1.1 自动门的类型分析42.1.2 自动门的功能分析42.1.3 自动门控制系统设计主要步骤52.1.4 自动门的部件组成52.2 自动门的驱动方案63 自动门机械结构设计73.1 门体的设计73.1.1 门体的构成73.1.2 门形式的选择73.1.3 门体以及门扇材料的选择73.1.4 门体的相关参数8 3.2 自动门驱动以及传动机构83.2.1 自动门运行的阻力的计算83.2.2 自动门驱动功率的计算93.3 齿带传动的设计103.4 齿带传动张紧部件的设计163.5 门吊件的设计163.6 平滑门止摆部件的选择174 自动门硬件系统设计184.1 低压电器的选择184.1.1 熔断器的选择184.1.2 接触器的选择184.1.3 直流电源的选择194.2 传感器的选择194.2.1 感应探测器的选择194.2.2 防夹人保护传感器的选择204.3 运行位置检测204.4 故障监测与报警214.5 plc的选型214.5.1 plc的概述214.5.2 plc的选型224.6 plc的i/o分配235 自动门软件系统设计255.1 程序流程图255.2 plc梯形图265.2.1 梯形图的概述265.2.2 梯形图的设计26结论29致谢30参考文献3191 绪论1.1 自动门概述1.1.1 自动门的简介及发展用各种信号控制自动开关的单扇、双扇或多扇的门称为自动门1。自动门的运行动作是靠驱动装置提供动力的，一般使用电能作为其动力源。当传感器工作时，有任何活动物体进入其探测区域便会立即采集信号传送并传送给控制器，门扇会按照控制系统发出的信号自动开启；若无人出入时，门扇会自动关闭。自动门起源于20世纪30年代的美国，伴随着美国超级市场的迅速兴起，自动门随即得到相对的应用。刚一开始，自动门主要应用于军事仓库、重要工厂等需要安全系数高的场所，为的是防弹、防火和开关门方便。随着自动门的研发和改进，20世纪50年代后，自动门应用的场所更加广泛，其产量也日渐增多。最先采用自动门作为其出入口设备的是一些大型公共场合。接着世界第一个自动门品牌创立了，相继研发部门研发了油压式、气压式自动门等新型产品。其后自动门在日本和欧洲迅速发展和推广，也推动着自动门进入全世界的市场。20世纪70年代以后，自动门真正有了大规模的生产和应用。为了因地制宜，自动门的技术也在不断地改进和创新。因为电气控制感应技术，变频技术产品和先进的制作工艺，促使自动门技术成熟应用。国际上自动门已经在许多发达国家投入生产并使用，然而中国却还没有了解其相关知识和技术，自动门在我国是20世纪70年代后期才开始投入使用的。我国是从日本整体进口自动门安装于在一些大型建筑物。随着大量国际知名品牌进入大陆市场，自动门行业的竞争异常激烈。中国为了能追赶上其他国家自动门技术的水平，不断努力研究，取得了相当的成果。1.1.2 自动门的基本构成自动门的种类多种多样，结构型式也各不相同，但其基本结构是相同的，主要有三大部分，分别是门体门框部分、驱动和传动部分、控制和传感器检测部分1。（1）门体的构成自动门的门体是其主要框架，支撑稳固了整体部件。因为自动门的种类不同，所以其特点有所区别。如果想要构建合适的门体，必须结合设计要求和运动特性合理设计。（2）驱动装置和传动机构驱动装置是整个自动门的关键部件之一，其作用决定了自动门能否正常运行。自动门的驱动装置一般要选择合适的驱动马达，其工作状态会依照控制系统的指令。驱动装置运行产生的动力通过传动机构传递到活动门扇。传动机构一般可以选用常见的齿轮传动、链条传动，也可以选用高效率的同步带传动1。（3）控制器和传感器检测装置控制器是将外部的各种信号收集起来分析结果，然后发出相关指令来改变电路，最终控制机械运行的主令装置。传感器是自动检测进入其感应工作范围的人体或活动物体并将检测信号传递到控制器。1.1.3 自动门的分类自动门可根据不同特点进行分类。综合门的结构特点和用途，自动门主要分为以下八大类1。(1） 自动旋转门；(2） 圆弧形自动门；(3） 商用平滑自动门；(4） 折叠自动门；(5） 平开自动门；(6） 车库自动门；(7） 庭院自动门；(8） 自动挡车器。1.2 自动门的研究背景及意义随着时代的飞速发展，自动门的发展也应该与时俱进，追求与现代建筑物能更加融为一体，同时还需不断增强其安全性，稳定性和智能性。许多大型的公共场合为了增加建筑物整体的美感，添加时尚元素，会选择较大型的自动门。这类自动门不仅可以提供无人自动的服务，还不会与外界隔断。这些场所所需求的自动门必须有较高的安全性，防止意外事故发生。与此同时门的密封性能和自动化，减少了室内空调能源的流失，防风，防尘和降低噪音。拥有节约能源的和降低噪音污染的效果，这也是自动门在餐馆、写字楼、酒店等娱乐场所迅速普及的原因。我国在自动门控制系统方面的技术还不能与其他发达国家相提并论，并且存在许多需要改进的问题，所以目前至关重要的事加强、加快关于控制系统技术的研究。自动门的发展也会带动其他相关技术的发展，相互结合的技术会使自动门产业向前更进一步。1.3 自动门的发展前景现在市面上的自动门产品众多，虽然总体构造相似，但是不同厂家的技术标准不同。因此会使对自动门行业不利，无法稳步发展。为了能更好地竞争与发展，今后一定会将技术指标更加统一。自动门为了能与时代的发展接轨，必须与时俱进，今后的自动门会朝以下的趋势发展。(1) 智能控制，功能多样：自动门行业还会在人工智能方面加强改进，安装先进的智能系统，使自动门的智能程度得到提高，能灵敏地应对各种问题。自动门的制造商会给自动门添加多种多样，新颖智能地功能以供买家选择。(2) 种类多样，外观美化：设计师会对自动门的外观进行精心的设计，提高其品味，使之与建筑物更加融合。(3) 故障预防：当遇到故障时，可以自动进行调整，减少使用过程中的维护工作。(4) 性能可靠，运行平稳：可靠性是自动门主要的性能指标，这也是用户选择自动门非常关注的一个关键点，自动门行业将会针对这方面加大投入力度，加强发展。2 总体方案设计2.1 自动门的方案分析自动门控制系统的程序梯形图如图5-2所示。图5-2 梯形图结论本设计主要是对平移自动门的控制系统进行了研究，使用plc作为其主要控制器，加之一些传感器的应用，使自动门可以安全、可靠、灵敏地运行。通过对自动门的机械结构设计，整体构建出了自动门的结构并画了出传动结构的装配图。自动门控制系统中，结合了自动门的特点和工作要求，选择了合适可靠的硬件设备。设计中采用减速电机将自动门高速运行自动转为减速运行，更加人性化。最后根据控制要求，设计出了符合正确的程序，并画出相应的流程图和梯形图。本设计也有一些不足之处，对于自动门的故障监测方面，无法实现实时灵敏检测。今后的研究方向将会针对自动门出现的各种故障可以提前预防或及时诊断处理，使自动门更加智能化，提高其安全性能。致谢参考文献 1 李鸿勋主编.自动门工程：设计加工安装m.北京：中国水利水电出版社.2009 2 刘美俊主编.电气控制与plc应用m.北京：机械工业出版社.2011 3 熊芝耀,蒋文科,崔国庆,谭志源,李苏. 基于plc控制的四开平移自动门j. 实验室研究与探 索,2006,12:1501-1503. 4 刘生建. 浅谈控制系统中plc的合理选择j. 龙岩学院学报,2005,03:59-61. 5 汪道辉主编.逻辑与可编程控制系统m.北京: 机械工业出版.2001 6 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