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第五章 自动门控制系统软件的设计
5.1 PLC梯形图概述
梯形图程序设计语言是最常用的一种程序设计语言，它来源于继电器逻辑控制系统的描述。在工业过程控制领域，电气技术人员对继电器逻辑控制技术较为熟悉。因此，由这种逻辑控制技术发展而来的梯形图受到欢迎，并得到广泛的应用。
梯形图程序设计语言的特点是：
1. 与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性； 2. 与原有继电器逻辑控制技术相一致，易于掌握和学习；
3. 与原有的继电器逻辑控制技术的不同点是：梯形图中的能流（Power Flow）不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，因此应用时需与原有继电器逻辑控制技术的有关概念区别对待；
梯形图是使用得最多的图形编程语言，被称为PLC的第一编程语言。梯形图与电器控制系统的电路图很相似，具有直观易懂的优点，很容易被工厂电气人员掌握，特别适用于开关量逻辑控制。梯形图常被称为电路或程序，梯形图的设计称为编程。
5.2 自动门工作流程如下：
（1）按下启动按钮，当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关K1或K2时，开门执行机构KM1动作，电动机正转，到达开门限位开关K3位置时，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，关门执行机构KM2被起动，电动机反转，当门移动到关门限位开关K4位置时，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） 考虑到自动门若出现故障时，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。以上工作过程可用流程图表达如下图所示。
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图5-1 自动门工作流程图
5.3 自动门控制系统原理图
a.自动门控制系统主电路控制图：
图5-2 自动门控制系统主电路图
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b.继电器接触器控制图
图5-3 继电器接触器控制图
c.外围接线
图5-4 自动门控制系统外围接线图
5.4 工作过程的分析
根据本课题的控制要求和安全要求，所设计的程序按照下图所示的流程运行，已达到本系统的最佳设计要求和完成系统的最终设计，工作流程如下：
首先按下启动按钮，当传感器检测到能有人体信号时，电动机正传，带动自动
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门执行开门过程。
当门完全打开之后，使开门限位开关打开，此时自动门停止，进行8秒延时。 若此时感应器重新检测到有人体信号时，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，传感器重新检测到人体信号时，此时中断关门转向开门过程。
考虑到自动门若出现故障时，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。
5.5 梯形图的设计
自动门I/O地址分配表
表5-1自动门I/O地址分配表
PLC原件 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.O I1.1 具体梯形图程序见附录1 指令表见附录2
作用 门外光检测电开关 门内光检测电开关 开门限位电开关 关门限位电开关 过载保护开关 紧急停车开关 启动停止 手动开门 手动关门 5.6 过程分析
1.首先按下启动按钮使I0.7闭合，若外检测开关或内检测开关检测到有人体接近时将其转换成信号使I0.1或I0.2闭合。由于开门限位开关I0.3是常闭的，所以Q0.0线圈得电，由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闭合，此时电动机正转带动自动门扇移动，执行开门过程。
2.当门扇完全打开时，使开门限位开关I0.3打开，Q0.0线圈失电。电动机停止转动。
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3.当门扇停止移动时，由于开门限位开关的常闭变成断开，故使常开变闭合。此时进行8秒钟的延时，若此时外检测开关或内检测开关I0.1或I0.2检测到有人体信号，则使T0重新延时8秒钟。
4.当8秒的延时完毕后T0线圈通电，关门限位开关闭合，所以使Q0.1得电并自锁，电机反转执行关门过程。
5.在关门过程中，若外检测开关或内检测开关I0.1,I0.2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。
6.在此控制过程中，为了保证其安全性设置过载保护和紧急停车。
7.考虑到自动门若出现故障时，使用自动控制系统有所不适，避免造成不便和不必要故障，于是设置手动开门和手动关门。
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