PLC的自动门控制
ABSTRACT
In order to enhance the reliability of automatic door, put forward a kind of S7-200 programmable controller ( PLC ) as the core of the automatic door control system. Analysis of the working principle of the control system, describes the hardware composition of the system, introduces the human body induction detection, automatic door operation position detection, door operation obstacle detection control of the working process of the circuit, the selection of PLC and I/O point determination are described. Combined with the PLC operating characteristics, in the work process of the control system for optimization. On this basis, using a structured programming method, gives the main program module, open, closed subroutine subprogram module module program flow diag *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ¥351916072¥
ram. The system has been adopted in hardware and software debugging, in the actual obtained in application. The application results show that, the system has perfect function, reliable performance.
Keywords: intelligent PLC
一、引言
自动门起源于20世纪30到40年代,当时主要用于军事仓库、重要工厂,为的是防火、防弹及开门方便。20世纪50年代后,自动门应用日渐广泛,形成批量生产。许多大型银行、宾馆、酒店、大厦为提高档次和服务水平,为了与高层次的建筑相匹配,竞相采用自动门,促进了自动门的迅速发扎。真正较大规模生产和应用时70年代以后的事。目前自动门的主要生产国是美国、德国、意大利、荷兰和日本等发达国家。自动门工程包括建筑物配套的自动旋转门、圆弧行自动门、平滑自动门、平开自动门、折叠自动门、车库自动门、庭院自动门和自动挡车器的设计、制造和安装。自动门工程师综合性的边缘产业,它综合了建筑技术、电子控制、机械设计、和制造技术、计算机技术及建筑装饰技术。它将会有广阔的发展空间。
国内基于PLC的自动门现状:(1)厂家多,规模小5~6年来几年来,自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计,目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家,但普遍生产规模小,自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。(2)专业化分工趋势显现早期的生产厂家,一般是自主研发和生产,顶多委托代加工部分零部件。近两年来,出现了专门生产主要部件的厂家,如电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家,这一趋势使生产的门槛降低,进入的厂家进一步增多,导致竞争更加激烈。(3)高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势,占据了高端市场,目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能,但生产工艺略嫌粗糙,质量水平参差不齐,整体档次较低,主要集中在低端市场。(4)产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重,加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品,所以价格因素占的比重较大,加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格,导致利润微薄。同时,由于价格过低,也使产品的持续改进和发展受到限制。本课题所研究的自动门控制系统,主要通过PLC作为控制基础,加上对红外热释电传感器的应用,从而实现了门的“自动”功能,次设计拓展了PLC的应用层面,增加了实现自动门控制系统的选择性。
二、 PLC概述
(一) PLC定义
PLC 是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC 及其有关的外围设备都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。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、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
(二)PLC特点
PLC 作为一种专用于工业环境的、具有特殊结构的计算机,其有以下显著特点:①可靠性高,抗干扰能力强;②硬件配套齐全,功能完善,适用性强;③易学易用,深受工程技术人员欢迎;④安装方便,扩展灵活;⑤系统的设计、安装、调试工作量小,维护方便,容易改造;⑥体积小,重量轻,能耗低;⑦与 DCS 相比,价格低。
(三)PLC基本结构
PLC基本组成如图一所示:
图一 PLC结构示意图
由上图可知,PLC由CPU模块、I/O模块、编程器、电源以及接口组成,其中CPU即中央处理器(central processing unit),是整个部件的核心部分,主要由运算器和控制器组成,用于接收并存储从编程器输入的用户程序;检查编程过程是否出错;进行系统诊断;解释并执行用户程序;完成通信以及外设的某些功能。I/O模块即为输入/输出模块,是PLC与外界连接的接口。编程器是PLC最重要的外围设备,是PLC不可缺少的部分。编程器的作用是输入与编辑用户程序、调试程序和监控程序的执行过程。电源模块用来将外部供电电源转变成供PLC内部的CPU、存储器和I/O接口等电路工作所需要的直流电源。
(四) PLC基本工作原理
PLC有两种工作状态,即运行状态(run)和停止状态(stop)。在运行状态中,PLC通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制。是为了是PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号,用户程序不是执行一次,而是反复不断地重复执行,直到PLC要完成内部处理、通信处理等工作,一次循环分为5个阶段:
图三 主程序流程
首先进行系统初始化,包括表示开关门过程各阶段的变量的初始化、中断设置等,然后PLC根据输入信号进行不同的处理。当按下停止按钮, PLC不响应
开关门请求,使电机停止工作,门静止不动。当按下启动按钮,PLC开始响应开关门请求:若按下手动开门按钮,调用开门子程序;若按下手动关门按钮,调用关门子程序;若收到人体感应信号,先调用开门子程序,在确认没有人的情况下,延时一段时间后,调用关门子程序。由于PLC采用扫描的工作方式,程序反复执行。每次执行,都检测上述条件,满足哪一个,转向相应的控制,所以可实现手动与自动控制的实时切换。
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