成绩
课程设计报告
题目：基于PLC的自动门控制系统设计
学生姓名：
学生学号：
系别：电气信息工程学院
专业：电气工程及其自动化
届别： 2015届
指导教师：
电气信息工程学院制
2014年3月
基于PLC的自动门控制系统设计
学生：
指导老师：
电气信息工程学院电气工程及其自动化专业
1 课程设计的任务与要求
1.1 课程设计的任务
本设计是基于可编程控制器（PLC）的自动门控制系统的设计，其主要任务就是充分运用所学的可编程控制器（PLC）的基本理论知识，学会应用可编程控制器（PLC）的编程思想，掌握可编程控制器（PLC）的编程语言。通过了解自动门的基本理论，利用可编程控制器（PLC）编程相关控制程序来控制自动门的开与关。
1.2 课程设计的要求
本设计主要是对门的自动开、关控制而论。自动门控制装置系统由检测元件光电传感器、继电器、可编程序控制器（PLC）、电动机组成。它主要是利用热释电人体光电传感器检测，有无人到门口的信号，再把检测到的信号送入可编程序控制器（PLC）中，由可编程序控制器来对信号的处理，处理的最后结果用继电器输出，从而达到控制直流电动机的转动。又由直流电动机带动门的开、关。当直流电动机正转时，门自动打开；当直流电动机反转时，门自动关闭。
2 基于PLC的自动门设计方案制定
2.1 设计的原理
经分析设计任务，可知完成任务的实质就是控制电机的正反转。要实现自动控制首先要具备一下功能部件：微波检测开关，限位开关，超载要实现电机正保护开关。先确定电机与门扇轨道组成的系统，要实现电机正转—开门，电机反转—关门。
首先按下启动按钮，当传感器检测到小车通过的信号时，开关上有电流通过，（光电检测开关是脉冲触发需对其自锁）所以线圈上有电流通过，电动机正传，带动自动门执行开门过程。
当门完全打开之后，使开门限位开关由闭合到断开，此时自动门停止，延时8秒。若此时感应器重新检测到有小车信号时，则在重新进行8秒延时。
当8秒的延时完毕后，电动机反转执行关门过程。在关门过程中，传感器重新检测到小车信号时，此时中断关门转向开门过程。
考虑到自动门若出现故障或维修的时候，使用自动控制系统有所不适，于是设置手动开门和手动关门。
2.2 设计的技术方案
2.2.1 方案的提出
方案一：基于PLC的自动门控制系统
基于PLC的自动门控制系统组成如下图：
图1 总体设计结构图
由上图可知，当小车行驶到自动门前时，感应器件会检测到小车的信号，并且将信号传给PLC，PLC根据已经采集的信号发出控制信号，是驱动装置运行，通过传动装置带动自动门的运行。
方案二：基于单片机的自动门控制系统
基于单片机的自动门控制系统组成如下图：
本系统主要由单片机及其外围电路、红外检测电路、直流电机控制电路等组成。正常工作时,单片机循环检测红外检测电路输出信号，据此产生直流电机控制信号，电动机带动门运行，当系统检测到控制方式发生改变时，系统进入相应式。如门在的控制方关门过程中遇到人或其他障碍物时门无条件朝相反方向打开。
2.2.2 方案的比较
单片机控制：优点，经济实惠，成本相对较低；缺点，用单片机制作的主控板受制版工艺、布局结构、器件质量等因素的影响导致抗干扰能力差，故障率高，不易扩展，对环境依赖性强,开发周期长。一个采用单片机制作的主控板不经过很长时间的实际验证很难形成一个真正的产品。
PLC控制：优点：PLC是经过几十年实际应用中检验过的控制器，其抗干扰能力强，故障率低，易于设备的扩展，便于维护，开发周期短。缺点：成本相对单片机要高。
2.2.3方案论证
在实际电路设计中，需要先通过仿真软件测试电路以及编译的程序，检查外围电路设计是否合理，软件编译是否正确，以及软件和硬件电路能否正常配合工作，能否准确的实现所设计的功能。如果测试通过，电路仿真没有问题能完全实现功能的话就可以实际的做板子的焊接工作了。在老师的指导下我选择了常用的PLC“FX-TRN-BEG-C”仿真软件进行仿真。
2.2.4 方案选择
考虑到PLC的优点、器件的熟悉程度和应用泛围，我们选择了我们所熟悉的PLC来完成此次设计。
3 基于PLC的自动门设计方案实施
3.1 单元模块功能及电路设计
控制顺序单元：自动门控制顺序功能图如图2。
M0
M1 M2 M3
Y000
T0
Y001 M8002 X7
X1+X2
X3
T0
X4
X1+X2
图2自动门控制顺序功能
外部接线单元：自动门控制PLC外部接线图如3
图3自动门控制PLC外部接线图
继电器接触控制单元：继电器接触控制如图4所示
图4 继电器接触控制图
3.2 电路参数计算及元器件选择
3.2.1 电路参数的估算
I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，在增加10%到20%的可扩展。余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点对输入输出点数进行圆整。根据估算的方法故本课题的I/O点数为输入12点，输出12点。
3.2.2 PLC机型的选择
PLC按结构分为整体型和模块两类型型，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/0点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/0卡件或插卡，因此用户可较合理的选择和配置系统控制的I/0点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出比较满意的产品。输入输出点数对价格有直接影响。点当数增加到一数值后，相应的存储器容量相应增加，因此，点数的增加对PLC选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。本
