自动门的PLC控制系统设计.docx

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

自动门的PLC控制系统设计

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

自动门的PLC控制系统设计

摘要：本文针对自动门控制系统设计，提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的自动门控制系统设计方案。首先分析了自动门的工作原理和控制要求，然后详细介绍了PLC控制系统的组成、工作原理和编程方法。接着，对自动门的硬件设计进行了详细阐述，包括传感器、执行器和PLC的选型及接线。在此基础上，设计了自动门的软件控制程序，实现了自动门的开关、速度控制、安全保护等功能。最后，通过实验验证了该控制系统的稳定性和可靠性。本文的研究成果为自动门控制系统的设计提供了有益的参考。

随着社会的发展和科技的进步，自动门在公共场所的应用越来越广泛。自动门作为一种现代化的门控设备，具有安全、便捷、节能等优点，能够有效提高人们的出行效率和生活质量。然而，自动门控制系统在设计和应用过程中存在诸多问题，如控制精度不高、响应速度慢、安全性差等。为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的自动门控制系统设计方案，旨在提高自动门的控制性能和可靠性。

一、自动门控制系统概述

1.自动门的工作原理

(1)自动门的工作原理主要基于感应技术，它能够实现门体的自动开关。当有人或物体靠近门体时，门体会通过内置的感应器检测到这一动作。感应器通常采用红外线或微波技术，当它们接收到反射回来的信号时，会触发门的开启程序。红外线感应器通过发射红外线束，当人体或其他物体进入探测范围时，会阻断红外线，从而触发门体的开启。微波感应器则通过发射微波，当微波遇到障碍物时会发生反射，感应器捕捉到反射的微波变化，从而判断有人靠近。

(2)自动门的控制系统主要由控制器、传感器、执行器和电源组成。控制器接收传感器的信号，根据预设的程序进行逻辑判断，控制执行器的动作。执行器通常是电动机或气缸，负责驱动门体的开启和关闭。电源为整个系统提供能源，确保自动门能够正常工作。在控制系统中，通常会设置一些保护措施，如反锁功能、紧急停止按钮等，以确保使用安全。

(3)自动门在开启过程中，门体会缓慢打开，直至完全开启，同时保持一定的开启角度，以方便行人通过。关闭时，门体会按照相同的路径缓慢关闭。为了提高使用体验，现代自动门通常具备速度调节功能，可以根据人流量自动调整门的开启速度。此外，一些高级的自动门还具备防夹手功能，当检测到有物体阻挡时，门体会自动停止关闭，避免造成伤害。通过这些功能，自动门在提供便利的同时，也确保了使用者的安全。

2.自动门控制系统的组成

(1)自动门控制系统的核心部件是可编程逻辑控制器（PLC），它负责接收传感器的输入信号，并根据预设的程序逻辑进行数据处理和输出控制信号。以一款常见的PLC为例，其输入输出点数可能达到256个，足以满足大多数自动门控制需求。例如，在一家大型商场，PLC可以同时控制多达20扇自动门，实现人流的合理分配。此外，PLC还具备较强的抗干扰能力，能在恶劣的环境下稳定运行。

(2)传感器是自动门控制系统中的重要组成部分，其主要作用是检测周围环境的变化，并将信号传递给PLC。常见的传感器包括红外传感器、微波传感器、光电传感器等。以红外传感器为例，其探测距离可达5米，适用于大多数公共场所。在实际应用中，红外传感器通常安装在门体的上方，当有人或物体进入探测范围时，传感器会立即发出信号，触发PLC开始控制门的开启。此外，传感器还需具备一定的抗干扰能力，以确保在强光、高温等恶劣环境下仍能正常工作。

(3)执行器是自动门控制系统的动力来源，其主要作用是驱动门体的开启和关闭。常见的执行器有电动机、气缸等。以电动机为例，其功率通常在0.75-4.0kW之间，足以应对大多数自动门的开启需求。在实际应用中，电动机需要与PLC进行通信，以便实时接收控制信号。此外，执行器还需具备一定的保护功能，如过载保护、短路保护等，以确保在异常情况下能够及时停止工作，避免造成损害。例如，在某机场的自动门系统中，采用了双电动机驱动，以确保在极端情况下仍能保持门的正常开启和关闭。

3.自动门控制系统的功能要求

(1)自动门控制系统的功能要求首先体现在对人流量的适应性上。以某商业中心的自动门为例，系统需能够处理每天超过2000人的流量，同时保持高效的开关速度。这要求控制系统具备快速响应能力，通常设定为在0.5秒内完成门的开启和关闭，确保行人流畅通过。此外，系统还应具备自动调节开启速度的功能，例如，在高峰时段自动降低开启速度，以减少等待时间。

(2)安全性是自动门控制系统设计的另一项关键要求。例如，在设计一个医院病房楼的自动门系统时，必须确保门体在关闭过程中如遇障碍物能够立即停止并