s7200自动门控制系统设计
随着工业化进程不断推进，可编程控制器由于其可靠性高、功能强大等优点得到广泛应用。本文主要讲解的是通过运用S7-200可编程控制器来实现别墅车库门的自动控制。本文设计的自动门主要的组成部分有PLC、U型光电传感器、漫反射传感器、电机传动装置和驱动装置。使用一个管状电机，通过电机的正反转来实现卷帘门的打开和关闭。然后运用U型光电传感器作为卷帘门上/下限传感器来定位卷帘门的位置。另外，选用了三对分离式光电漫反射传感器主要是用来防止夹伤。汽车进门时的开启方式选用红外线遥控开启。当有物体在卷帘门下方时，漫反射传感器有感应时电机停止转动，物体通过后电机静止十五秒然后关闭卷帘门。最后，加装手动按钮防止遥控器失灵，加装漏电保护器保护电路安全。本文设计的自动门大大便利了私人车库门开启问题，提高人们的生活品质。
目 录
引 言 1
（一） 课题研究目的 1
（二）课题研究现状 1
一、 自动门系统的概述 2
二、材料选型 2
（一）PLC选型 2
（二）电机选型 2
（三）上/下限传感器选型 3
（四）防夹传感器选型 4
（五）红外线接收器选型 4
三、硬件设计 5
（一）自动门结构 5
（二）PLC硬件连接线路图 6
（三）开门逻辑图 6
（四）三位施工图 8
四、程序设计 9
（一） I/O口分配表 9
（二） 程序设计图 10
41 部分程序图 10
五、自动卷帘门日常维护 11
（一）电机日常维护及安全注意事项 11
（二）简单问题检测与处理 11
总 结 12
致 谢 13
参考文献 14
引 言
（一） 课题研究目的
随着中国经济的飞速发展，汽车开始普及。经过相关资料的查询2018年6月底全国的汽车拥有量达到3.19亿辆，导致的严 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
重问题就是私家车停车找不到停车位，随着汽车的增多这种问题日益严重，资料显示全国约有36个大中城市停车位满足率不足20%，一些家庭较为富裕的人家开始尝试在自家的院子里建造车库，传统车库门需要人为开关很是麻烦于是自动车库门这一行业开始兴起。早期的自动车库门采用的是继电器逻辑控制，由于其体积太大，稳定性不好后被淘汰。1969年随着可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller)的兴起它也被运用在了自动控制门上。它的特点是：具备逻辑控制、计数、定时等功能，因为它是模拟量控制，所以在体积方面也大大缩减。
（二）课题研究现状
对于现在来说自动车库门具有非常大的发展潜力和机遇，但市面上的大多自动卷帘门都缺乏自己的创新，很难吸引大家。并且由于私家车库门严格的节能法规和行业标准，很多厂家很难在其中谋得利润。这就催生了全自动控制技术的不断发展，以此来减少成本。
自动门系统的概述
现如今车库门大致分为遥控式、感应式、电动式、手动式四种。自动车库门根据打开的方式分为翻版式和卷帘式车库门。市面上的卷帘车库门有普通卷帘车库门、不锈钢卷帘车库门、铝合金卷帘车库门、发泡卷帘门、无机布防火卷帘门等。本文设计的是红外感应式自动卷帘门，考虑到家庭使用的持久性材料选用不锈钢。自动卷帘门最主要的方面是它完全不需要人为的控制，使车库完全实现自动化操作。它依靠传感器和电机之间的组合，再由PLC的逻辑控制使其自动化升降。当然家庭使用的卷帘门安全是最重要的，为了防止传感器损坏导致无法正常开门，必须附加手动开关门按钮和断电按钮。电机选用安全稳定式电机使其运行实现无噪音。由于其采用的是数字控制技术，抗干扰能力也大大增强运行更加稳定。当然为了考虑每个家庭孩子和宠物的安全性，确保他们在误闯正在关闭的卷帘门不会被卷帘门夹伤。我们在卷帘门下方添加分离式漫反射传感器，当传感器感应到有物体或人通过时电机会立刻反向转动升到顶端。物体通过后电机等待数秒后开始转动关闭卷帘门。卷帘门侧下方的钣金件遮挡住卷帘门框下方的U型传感器时电机会自动停止转动，卷帘门关闭。而且我准备将门框上的上/下限传感器设计成可以上下调整的，这样一来就可以控制卷帘门关闭的严密性。一个好的设计就必须考虑到方方面面尽可能的贴合用户的需求，现如今的自动车库门太多不实用的功能影响其稳定性，作为一个主打家庭使用的卷帘门其稳定性和安全性必定是放在首位的。
二、材料选型
（一）PLC选型
设计选用的是西门子S7200系列PLC。S7200是西门子一款小型的可编程控制器（如图21、22），适合在小型的控制系统上使。它的强大功能能使它无论是独立运行还是在复杂的控制环境下都可以游刃有余。价格也不是很贵，因此极高的性价比让我立刻选择了这一款。S7200主要优点体现在以下几个方面：可靠性、指令丰富、操作便捷。
图21 S7200PLC 图22 S7200PLC内部机构图
（二）电机选型
选用卷闸门专用电机铜芯600公斤，型号DS600KG1P 功率：370W 电压：220V 最大提升力600KG 最大提升高度6M 性能足以满足大部分家庭需求。该电机体积小，重量轻，便捷静音强效的刹车系统更加安全震动小，运行平稳等优点非常适合家用方面，具有手动操作按钮。电机过热保护自动断电系统大大减少了对家庭的危害，实物图如图23所示。
图 23 电机实物图
（三）上/下限传感器选型
上/下限传感器为了安装方便选用了E3SGS30E4槽型光电开关直流三线NPN常开U型对射传感器。（规格接线图见图24） 工作原理：光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电，从而检测物体的有无。物体不限于金属，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，接收器在根据接收的光线强弱或有无对目标进行探测，这种传感器其特点是抗干扰能力强，由红外线发射管和红外线接收管组成。其工作原理是发射管发射红外线，接收管负责接收形成光柱当物体阻断光柱时会产生一个电信号，由于光的特性因此传感器安全可靠，灵敏度高。缺点是不可受强光照射因此安装时注意安装遮挡阳光。因为其外形像一个U型因此又被称作U型传感器
目 录
引 言 1
（一） 课题研究目的 1
（二）课题研究现状 1
一、 自动门系统的概述 2
二、材料选型 2
（一）PLC选型 2
（二）电机选型 2
（三）上/下限传感器选型 3
（四）防夹传感器选型 4
（五）红外线接收器选型 4
三、硬件设计 5
（一）自动门结构 5
（二）PLC硬件连接线路图 6
（三）开门逻辑图 6
（四）三位施工图 8
四、程序设计 9
（一） I/O口分配表 9
（二） 程序设计图 10
41 部分程序图 10
五、自动卷帘门日常维护 11
（一）电机日常维护及安全注意事项 11
（二）简单问题检测与处理 11
总 结 12
致 谢 13
参考文献 14
引 言
（一） 课题研究目的
随着中国经济的飞速发展，汽车开始普及。经过相关资料的查询2018年6月底全国的汽车拥有量达到3.19亿辆，导致的严 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
重问题就是私家车停车找不到停车位，随着汽车的增多这种问题日益严重，资料显示全国约有36个大中城市停车位满足率不足20%，一些家庭较为富裕的人家开始尝试在自家的院子里建造车库，传统车库门需要人为开关很是麻烦于是自动车库门这一行业开始兴起。早期的自动车库门采用的是继电器逻辑控制，由于其体积太大，稳定性不好后被淘汰。1969年随着可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller)的兴起它也被运用在了自动控制门上。它的特点是：具备逻辑控制、计数、定时等功能，因为它是模拟量控制，所以在体积方面也大大缩减。
（二）课题研究现状
对于现在来说自动车库门具有非常大的发展潜力和机遇，但市面上的大多自动卷帘门都缺乏自己的创新，很难吸引大家。并且由于私家车库门严格的节能法规和行业标准，很多厂家很难在其中谋得利润。这就催生了全自动控制技术的不断发展，以此来减少成本。
自动门系统的概述
现如今车库门大致分为遥控式、感应式、电动式、手动式四种。自动车库门根据打开的方式分为翻版式和卷帘式车库门。市面上的卷帘车库门有普通卷帘车库门、不锈钢卷帘车库门、铝合金卷帘车库门、发泡卷帘门、无机布防火卷帘门等。本文设计的是红外感应式自动卷帘门，考虑到家庭使用的持久性材料选用不锈钢。自动卷帘门最主要的方面是它完全不需要人为的控制，使车库完全实现自动化操作。它依靠传感器和电机之间的组合，再由PLC的逻辑控制使其自动化升降。当然家庭使用的卷帘门安全是最重要的，为了防止传感器损坏导致无法正常开门，必须附加手动开关门按钮和断电按钮。电机选用安全稳定式电机使其运行实现无噪音。由于其采用的是数字控制技术，抗干扰能力也大大增强运行更加稳定。当然为了考虑每个家庭孩子和宠物的安全性，确保他们在误闯正在关闭的卷帘门不会被卷帘门夹伤。我们在卷帘门下方添加分离式漫反射传感器，当传感器感应到有物体或人通过时电机会立刻反向转动升到顶端。物体通过后电机等待数秒后开始转动关闭卷帘门。卷帘门侧下方的钣金件遮挡住卷帘门框下方的U型传感器时电机会自动停止转动，卷帘门关闭。而且我准备将门框上的上/下限传感器设计成可以上下调整的，这样一来就可以控制卷帘门关闭的严密性。一个好的设计就必须考虑到方方面面尽可能的贴合用户的需求，现如今的自动车库门太多不实用的功能影响其稳定性，作为一个主打家庭使用的卷帘门其稳定性和安全性必定是放在首位的。
二、材料选型
（一）PLC选型
设计选用的是西门子S7200系列PLC。S7200是西门子一款小型的可编程控制器（如图21、22），适合在小型的控制系统上使。它的强大功能能使它无论是独立运行还是在复杂的控制环境下都可以游刃有余。价格也不是很贵，因此极高的性价比让我立刻选择了这一款。S7200主要优点体现在以下几个方面：可靠性、指令丰富、操作便捷。
图21 S7200PLC 图22 S7200PLC内部机构图
（二）电机选型
选用卷闸门专用电机铜芯600公斤，型号DS600KG1P 功率：370W 电压：220V 最大提升力600KG 最大提升高度6M 性能足以满足大部分家庭需求。该电机体积小，重量轻，便捷静音强效的刹车系统更加安全震动小，运行平稳等优点非常适合家用方面，具有手动操作按钮。电机过热保护自动断电系统大大减少了对家庭的危害，实物图如图23所示。
图 23 电机实物图
（三）上/下限传感器选型
上/下限传感器为了安装方便选用了E3SGS30E4槽型光电开关直流三线NPN常开U型对射传感器。（规格接线图见图24） 工作原理：光电开关是光电接近开关的简称，它是利用被检测物体对光束的遮挡或反射，由同步回路选通电，从而检测物体的有无。物体不限于金属，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，接收器在根据接收的光线强弱或有无对目标进行探测，这种传感器其特点是抗干扰能力强，由红外线发射管和红外线接收管组成。其工作原理是发射管发射红外线，接收管负责接收形成光柱当物体阻断光柱时会产生一个电信号，由于光的特性因此传感器安全可靠，灵敏度高。缺点是不可受强光照射因此安装时注意安装遮挡阳光。因为其外形像一个U型因此又被称作U型传感器
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