摘要：以传统门为基础对象，对其结构和工作方式进行一系列的了解，分析其运行流程上存在的安全问题后，采用三菱PLC取代其传统的控制方式，对传统门进行改造。依据三菱PLC的自动控制为基本原理，该设计通过对自动门系统的分析确定以三菱中型号FX 2N-16M PLC为主控制器，基于GX works2软件，程序设计采用SFC编程方式编写，用顺序控制的设计思路来控制程序，并且逐步介绍程序设计所能实现的功能，实现传统门的自动开关功能。通过PLC的自动控制功能，使门变得更加方便和安全，论证了PLC控制技术在自动门领域的可行性。
关键词：自动门；PLC；顺序控制；SFC图
引言：自动门是一种高效率、自动化的常用设备，自动门就是指可以将人进出门的动作识别成为开关门信号的控制单元，通过驱动自动控制系统进而将门开关，实现对门进行自动控制的系统，具备了普通传统门所没有的故障率低、维修简单、效率高等优点。该自动门具有快慢速开关门的功能，在特定位置调节速度从而起到保护使用人员和设备的作用。因此采用PLC（Program-mable Logic Controller）来构成系统的控制核心，达到按照使用需要的顺序控制过程，采用PLC技术通过修改存储器中放置的程序来改变工艺的控制程序，满足多种情形下的自动控制，设计了三菱FX2N-16M系列的PLC I/O分配和外部接线图，并按照实际的工作过程及要求，对所编制程序进行了现场调试，其运行结果与实际要求一致。
图1 自动门流程图
一、分析系统结构和控制要求
该自动门适用于公司、超市商场、机场车站、小区、银行等场所，可高效持续的帮助人们出入上述等场所。其工作循环为：检查是否有人—指示绿灯闪烁0.5s—高速开门—减速开门—全开延时2s—高速关门—减速关门—指示红灯闪烁0.5s—全关。技术要求如下：
（1）检查是否有人
启动机器 ，感应探测器检查是否有人，若无人进入门保持全关，若有人则进入下一工作过程。（2）指示绿灯闪烁0.5s感应探测器检查到有人，指示绿灯闪烁0.5s后进入下一工作过程。（3）高速开门立即高速开门，进入下一工作过程。（4）减速开门当未触发减速开门限位开关，继续高速开门；当触发减速开门限位开关时，由高速开门状态转化为减速开门状态，门减速开启，进入下一工作过程。（5）全开延时2s当未触发极限开门限位开关，继续减速开门；当触发极限开门限位开关时，自动门全开2s，进入下一工作过程。（6）高速关门无人进入，高速关门，进入下一工作过程。（7）减速关门当感应探测器检查有人时，延时一秒，回到（4）进行循环，继续运行；当检测无人时，未触发减速关门限位开关，继续高速关门，当触发时，由高速关门状态转化为减速关门状态，门减速关闭，进入下一工作过程。（8）指示红灯闪烁0.5s当感应器检查到有人时，延时一秒，回到（3）进行循环，继续运行；当检查无人时，指示红灯闪烁0.5s，进入下一工作过程。（9）全关指示灯闪烁后，门全关闭。完成工序，并开始自动循环整个流程，达到自动开关门的目的。
二、2 I/O口的确定与分配
2.1 I/O口估算根据前文中所述系统控制的要求，估算出该系统约有4个输入端子，7个输出端子。表1为I/O分布表及其对应实际现场器件。
2.2PLC的选型
三菱PLC具有小型化、高速度、高性能等优点。由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进抗干扰技术，具有很高的可靠性，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。该系统需要11个I/O，根据PLC选用原则，点数上留大约10%的余量，查三菱PLC用户手册可知，选用FX 2N-16M PLC便能满足需求，FX2N-16M有8个输入点，8个输出点，且为继电器输出，正好符合了该自动门的要求。系统的外部接线图如图2所示。
三、控制程序控制
控制程序基于三菱FX2N-16M PLC，使用了三菱GX works2编程软件，采用了SFC的编程方式，如图3所示，程序描述如下：（1）指示绿灯闪烁0.5s当感应检测器检测有人时，对应内部继电器地址X000置1，其对应输出Y000置1，指示绿灯闪烁0.5s；若检测无人，门继续保持关闭，则无法进入下一流程。（2）高速开门指示绿灯闪烁0.5s后，对应输出Y001置1，门开始高速打开。（3）减速开门当门高速打开经过减速开门处时，触发减速开门限位开关，对应的X001置1，其对应输出Y002置1，Y001置0，门开始减速开门。（4）门全开当门减速打开经过极限开门处时，触发极限开门限位开关时，内部继电器地址X002置1，对应输出Y001置0，Y002置0，门处于全开状态。（5）高速关门当门处于全开状态，无人经过时，延时2s后，对应的输出Y003 置 1，门开始高速关闭。（6）减速关门当门开始高速关闭后，若有人出现，即内部继电器地址X000 置 1，延时 1s 后回到（3）减速开门进行一个小循环。若无人出现，当门高速关门经过减速关门处时，触发减速关门极限开关，内部继电器地址X003置1，对应的Y003置0，Y004置1，门开始减速关闭。（7）指示红灯闪烁0.5s当门减速关闭后，若有人出现，即内部继电器地址X000置1，延时 1s 后回到（2）高速开门进行一个循环。当无人出现，即内部继电器地址 X000 置 0，输出 Y005 置 1，指示红灯开始闪烁0.5s。（8）门全关指示红灯闪烁0.5s后，输出Y006置1，门处于全关状态。当有人出现时，即X000置1时，开启整个循环工作。
结束语：
该自动门是基于PLC的自动控制系统的设计，本文主要讲述了自动门控制系统的设计理念和实现方法，包括硬件设计和软件设计，不仅在理论上论证了该系统实施的可行性，而且在实验中进行了模拟调试，设计的最终结果是使自动门能按照预设的控制要求稳定运行。该PLC控制系统是强电和弱电的相互转换混合控制的系统，为了减少电磁的干扰，动力线与PLC的输入，输出线弱电线分开，接触器、开关等应与PLC相隔一段距离。本自动门可以应用于服务行业场所，如商场、银行、医院和公司等。本门可以实现自动的高低速开合，在提供通行的前提下，方便了人们的生活，减少了人力与物力付出，同时在安全方面也体现了PLC控制的可靠性，解决了传统门存在的一些弊端，虽然该自动门也存在一些弊端，但相比较而言，PLC控制的自动门具有很好的未来发展前景。
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论文作者:邓洪杰
论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期
论文发表时间:2018/10/1
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