应门

PLC在自动门控制中的应用

摘要:随着科学技术的不断发展，自动门在人们的日常生活中得到了

广泛的应用，同时对其性能和安全性等方面的要求也越来越高。本文

介绍了西门子S7-226系列PLC和三菱E700系列变频器在自动门控制

中的应用，分析了自动门的工作过程，设计了相应的梯形图文件，实

现了自动门由开启、等待、关闭的全过程。

关键词:可编程控制器光电开关限位开关自动门

在大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门已经是随处

可见。自动门不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防风、

防尘、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。

早期的自动门系统采用继电冬去春来 器逻辑控制，故障率高，可靠性差，维修

困难，已被逐渐淘汰，PLC控制自动门由于具有故障率低、可靠性高

维修方便等优点，因而得到广泛的应用。

一、系统结构

1、自动门控制装置的硬件组成

自动门控制装置由门内光电探测开关K1、门外光电探测开关K2、

开门限位开关SQ1、关门到位限位开关SQ2、减速限位开关SQ3、三

菱E700系列变频器和西门子S7-226系列PLC等部件组成。

2、功能器件的基本工作原理

(1)自动门感应门机的基本工作原理

首先，平移式自动感应门机组由以下部件组成：

1）主控制器：它是自动感应门的指挥中心，通过内部编有指令

程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作；

同时人们通过主控器幼儿学习故事 调节门扇开启速度壁纸照片 、删除文本框 开启幅度等参数。

2）感应探测器：负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移

动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号。

3）动力马达：提供开门与关门的主动力，控制自动感应门门扇

加速与减速运行。

4）自动感应门扇行进轨道：就像火车的铁轨，约束门扇的吊具

走轮系统，使其按特定方向行进。

5）门扇吊具走轮系统：用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下

带动门扇运行。

6）同步皮带：用于传输马达所产动力，牵引自动感应门扇吊具

走轮系统。

7）下部导向系统：是自动感应门门扇下部的导向与定位装置，

防止门扇在运行时出现前后门体摆动。

当自动感应门门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下：感

应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器识别后

通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和

进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同

步带，再由同步带将动力传给吊具系应门，通知马达作反向运动，关

闭感应门机使自动感应门扇开启；自动感应门扇开启后由控制器做出

判断。

(2)行程开关(限位开关)的工作原理

行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。

在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械

运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路

的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路

的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起

重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，

还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的

上、下限位保护。

(3)光电开关工作原理

工作原理光电开关（光电传感器）是光电接近开关的简称，它是

利用被检测物对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电路，从而检测

物体有无的。物成家立业 体不限于金属，所有能反射光线的物体均可被检测。

光电开关将输入电流在发射器上转换为光信号射出，接收器再根据接

收到的光线的强弱或有无对目标物体进行探测。

二、控制要求

1、当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2是，

进入开门过程，电机以40HZ的频率正转,门移到限位开关SQ3时,电

机频率减为20HZ,当门移到关门限位开关SQ1,电机停止运行。

2、自动门在开门位置停留8秒后，自动进入关门过程，进入关

门过程，电机以40HZ的频率反转，门移到限位开关SQ3时，电机频

率减为20HZ,当门移动到关门限位开关SQ2，电机停止运行。

3、在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测

开关K2或K1时，应立即停止关门，并自动进入开门程序。

4、在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内至

外通过光电检测开关K2或K1时，必须重新开始等待8秒后，再自动

进入关门过程，以保证人员安全通过。

5、当自动门的自动控制部分出现故障时,按下自动与手动切换开

关SB5,通过手动开门开关SB3和手动关门开关SB4能使自动门系统

正常工作。

6、自动门的开门和关门过程不能同时动作。

三、I/O分配表

根据控制要求给出I/O分配表，如表1所示。

表1I/O口分配表

输入输出

I0.0门内光电检测开关K1Q0.0电机正转线圈

I0.1门外光电检测开关K2Q0.1电机反转线圈

I0.2开门限位开关SQ1Q0.2加速线圈

I0.3关门限位开关SQ2亲近 Q0.3减速线圈

I0.4限位开关SQ3

I0.5紧急停车开关SB1

I0.6启动开关SB2

I0.7手动开门开关SB3

I1.0手动关门开关SB4

I1.1切换开关SB5

四、PLC与变频器控制输出输入接线图

根据控制要求及I/O分配表，画出PLC硬件接线图，如图1所示。

图1PLC硬件接线图

五、变频架的成语 器参数表

根据控制要求列出变频器参数,如表2所示。

表2参数设定

参数设定值

Pr.1120Hz

Pr.20Hz

Pr.350Hz

Pr.440Hz

Pr.520Hz

Pr.72S

Pr.82S

Pr.793

六、程序流程图

根据控制要求画出程序流程图，如图2所示。

图2程序流程图

七、PLC控制梯形图

根据控制要求设计PLC梯形图如图3所示。

图3PLC梯形图

控制过程分析如下：

1、首先按下启动按钮使i0.6闭合，使中间继电器M0.0线圈得

电,M0.0常开触点闭合,若外检测开关或内检测开关有信号时i0.0或

i0.1闭合,Q0.0线圈通电，有原理分析可知光电检测开关的触发方式

是脉冲触发所以需要自锁。当Q0.0线圈通电时Q0.0的常开触点闭合，

Q0.2线圈得电，此时电动机以40Hz正转带动自动门扇移动，执行开

门过程。

2、当门移动碰到限位开关i0.4闭合,中间继电器M0.1线圈得电,

常开触点闭合,常闭触点打开,则Q0.2线圈失电,Q0.3线圈得电,电动

机的正转频率减为20Hz。

3、当门扇完全打开时，使开门限位开关i0.2打开，Q0.0线圈

断电，电动机停止转动。

4、当门扇停止移动时，由于开门限位开关的常闭变成常开故使

常开闭合。进行8秒的延时，若此时外检测开关或内检测开关i0.1

或i0.0有信号，则使T0重新延时。

5、当8秒的延时完毕后T0线圈通电，关门限位开关关闭，所以

使Q0.1通电并自锁，Q0.1的常开触点闭合,电动机以40Hz反转执行

关门过程。

6、当门移动碰到限位开关i0.4闭合,中间继电器M0.1线圈得电,

常开触点闭合,常闭触点打开,则Q0.2线圈失电,Q0.3线圈得电,电动

机的反转频率减为20Hz。当门扇完全闭合时，使开门限位开关i0.3

打开，Q0.1线圈断电，电动机停止转动。

7、在关门过程中，若外检测开关或内检测开关i0.1,i0.0有信

号又使Q0.0通电，由于在关门过程中Q0.0常闭，此时打开并中断关

门过程，转向开门过程。

８、自动门若出现故障时，使用自动控制系统有所不适，按下自

动与手动切换开关使i1.1闭合党员除名 ，中间继电器M0.4线圈得电自锁，则

M0.4常开触点闭合,此时按下手动开门开关使i0.7得电闭合，Q0.0

得电，电机正转，执行开门过程，按下手动关门开关使i1.0闭合，

Q0.0线圈失电，Q0.1得电，电雷锋精神论文 动机反转，执行关门过程。

八、结束语

今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在

世界各地发挥着越来越大的作用。计算机技术的新成果会更多地应用

于可编程控制器的设计和制造上，伴随着计算机网络的发展，可编程

控制器作为自动化控制网络和国际通用的重要组成部分，会在工业及

工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。自动门工程在整个建筑投

资中的比例虽然很小，但在建筑的日常使用和管理中却占有很重要的

地位，是建筑智能化水平的重要指标。

这篇论文中给出了控制流程图和控制梯形图，根据程序流程图很

容易编写梯形图。为了解决门夹人的安全问题，在门中安装了光电传

感器，在程序设计中也考虑了安全问题。由于PLC的高度可靠性和复

杂的逻辑表达能力，该系统在现场工作稳定而且可靠，深受用户的好

评。为了使系统更加可靠，安装时要考虑到下雨天避免雨水进人控制

系统的措施，行人所接触到的按键也一定要保证安全。

九、参考文献

1、《可编程序控制器原理及应用》孙平高等教育出版社2003年

2、《电气控制与PLC原理及应用》李道霖电子工业出版社2005年

3、《S7-200可编程序控制器手册》西门子公司

4、《PLC应用技术》徐铁中国劳动社会保障出版社2007年