企业官网建设流程全解析

简介：围绕 PLC 自动门控制系统展开的毕业设计文档，面向电气自动化、机电一体化专业的在校生及刚接触 PLC 控制的工程人员，用于解决自动门硬件选型、梯形图编程与联机调试缺少完整范例的问题。压缩包共 1 个 doc 文件，约 528KB，为完整论文正文，按章节组织：先做功能需求与控制要求分析，再依次给出 PLC、驱动装置、红外与微波感应器件、直流电动机调速、传动机构及限位开关的选型依据，并附 I/O 地址分配表、主电路原理图与 PLC 外围接线图；随后是工作过程分析、梯形图设计、程序调试与硬件接线、联机调试记录，末尾收录参考文献与附录，可直接对照撰写课程设计或毕业设计。目前已有 2358 人学习下载，适合需要参照现成方案梳理设计流程、补齐图纸与程序细节的读者。

1. 自动门为什么要用PLC来控：从一台感应门的三类误动作说起

商场入口那扇感应门，人还在两米外它就开了，人刚站到门中间它又开始合——这类误动作十次里有八次不是感应器坏了，而是控制逻辑没把「谁说了算」排清楚。基于PLC自动门控制系统的设计，说到底是把这件事做严谨：用一台小型PLC采集移动感应器、安全光幕、限位开关和编码器的信号，按状态机输出开门、关门、高低速切换和报警指令，让门在 0.5 秒内响应、在夹到人之前回退、在停电恢复后不乱开。它适合做门体设备、楼宇自控、机电一体化的从业者，也适合拿它当PLC入门项目的人：点位不多、逻辑闭环完整，从点表到调试一个人能走完；但要做到现场不返工，传感器选型、时间参数和安全回路的优先级，一个都不能含糊。

2. 把一扇自动门拆成I/O点表：PLC选型与信号分配的实操清单

自动门项目的返工，七成发生在画梯形图之前。点表没排清楚，程序写到一半发现少一路安全信号，只能改端子、重新布线；执行机构选错，后面所有时间参数都只能靠凑。这一章先把硬件侧拆干净。

2.1 自动门的四个动作和六类传感器，分别对应哪些输入点

自动门的动作序列只有四段：开门、开门保持、关门、遇阻回退，外加一个故障锁定态。每一段都要有明确的进入条件和退出条件，落到PLC上就是输入到输出的映射。常见做法是先画一张时序草图：横轴是时间，纵轴是各路信号，把「人来了—门开—人走—门关—中途有人—门回退」这条主线画出来，再往PLC地址上套。

开门触发源一般有四路：门外移动感应器、门内移动感应器、手操盒开门按钮、门禁或楼控给出的干接点。这四路在程序里是「或」的关系，任意一路有效就进开门流程。这里有个容易忽略的细节：门禁给出的开门信号往往是 0.5～1 秒的脉冲，必须先在PLC里做自锁（置位一个中间变量，开门到位后再复位），否则信号一消失状态机就掉回待机，门刚起来又停住。

安全类信号按失效安全原则接常闭触点：光幕被遮挡时输出断开，断线时同样断开，两种情况都能被程序识别成「门区有人」。急停不建议只走PLC软件逻辑，硬线串进安全继电器回路直接切驱动器使能，PLC这边只取一个辅助触点做状态显示。这是行业里比较通用的做法，软件写得再漂亮，也替代不了硬件回路。

限位开关两种选型各有取舍：滚轮式行程开关便宜、抗干扰，但长期高频动作后触点会氧化，出现「偶发不到位」；磁感应接近开关无机械磨损、响应快，安装时要注意与金属门体的感应距离，一般在 2～8mm 之间，装太远会漏检，装太近会撞。门体是铝型材的话，感应片要单独固定在门机上，不要贴在大面积铝板上。

编码器用增量式 A/B 两相，接PLC的高速计数口。它的价值在于把「减速点」从时间估算改成位置触发——时间估算在电压波动、导轨积灰、季节温差下会漂，位置触发不会。后面第 5 章会展开讲怎么用它做行程自学习。

2.2 输出点与执行机构：接触器方案和变频器方案的取舍

输出侧第一个决策是执行机构，这直接决定PLC用继电器输出还是晶体管输出。

最便宜的是双速电机加正反转接触器：两个接触器做互锁，PLC输出两路开关量，靠机械限位和热继电器保护。这套方案成本低，但启动冲击大、门体抖动明显、接触器触点寿命在高频场合撑不过一年，只在人流量很小的场合还能见到。

主流做法是三相异步电机加减速变频器。PLC给出「开门/关门」两个方向信号，加一路「高速/低速」切换，变频器内部设定加减速曲线。门体运行平滑，减速段可以做成爬行，夹人风险明显下降。缺点是变频器需要调参数，加减速时间设短了会报过流，设长了门反应迟钝，这部分在第 4 章会详细说。

第三种是直流无刷电机加专用驱动器，静音、体积小，常见于对噪声敏感的场景。控制接口一般是方向加PWM调速，PLC侧需要一路模拟量输出或通讯给定，成本最高。

输出类型上，驱动接触器线圈或变频器数字输入端子，继电器输出可以直接带（注意触点寿命，频繁动作建议加中间继电器隔离）；晶体管输出响应快但只能带直流小电流，必须经中间继电器。如果门体动作频率高（比如商场主入口），我一般会按「晶体管输出 + 中间继电器」配，把PLC输出点的寿命问题转移给几十块钱的继电器。

2.3 一个12入8出的点表模板，以及该留多少余量

下面这张表是一个单开门、变频驱动、带光幕和压力条项目的点表模板，地址按IEC风格给，实际项目按所选PLC的编址规则换算即可。

选型时DI/DO点数建议留 20% 余量。上面这张表用了 12 入 8 出，实际选 16 入 12 出的机型比较稳妥——后面加一路门禁读头、一路消防联动、一路维护按钮是很常见的需求，临时换PLC的代价远高于一开始多花的那点钱。PLC本体建议带以太网口，调试时能直接连电脑看变量，后期接楼控也方便；高速计数口至少一路，100kHz 以上。

3. 梯形图与ST怎么写：自动门开门、保持、关门、遇阻回退的状态机实现

3.1 为什么不用一堆互锁，而要用步进状态机

很多入门写法是把开门、关门、回退分别写成独立的条件网络，靠中间变量互相串互锁。小逻辑还能转，一旦加上「遇阻回退后两秒内禁止关门」「开门保持期间再触发要重新计时」「故障锁定必须手动复位」这些条件，互锁网络会迅速膨胀成一团，现场改一个参数要翻五屏程序，谁都看不懂。

步进状态机把这件事变简单：任意时刻门只处于一个状态，每个状态里只做三件事——输出什么、什么时候退出、退出后去哪。安全信号不参与状态跳转的判断，而是做成全局的最高优先级覆盖：只要光幕被遮挡且当前处于关门类状态，无条件跳到回退态。这样逻辑是单向的，测试也能按状态逐个验证。

状态划分建议不要超过 10 个：待机、开门加速、开门匀速、开门减速、开门保持、关门预警、关门加速、关门匀速、关门减速、回退、故障锁定。多一个状态就多一份调试成本，能用参数表达的（比如减速点位置）就不要拆成状态。

3.2 状态机主体的ST代码与逐段说明

下面这段用结构化文本写，逻辑与梯形图一一对应，用梯形图实现的场合按同样顺序拆Network即可。

(* ===== 自动门主状态机：放在 10ms 循环任务里调用 ===== *) (* 变量：iStep 当前步号；bOpenCmd/bCloseCmd 方向输出；bFast 高速标志 *) CASE iStep OF 0: (* 待机：门在关门位，等待触发 *) bOpenCmd := FALSE; bCloseCmd := FALSE; bFast := FALSE; IF (bSensorOut OR bSensorIn OR bManualOpen OR bDoorAccess) AND NOT bSafetyBlock AND NOT bFault THEN iStep := 10; END_IF 10: (* 开门加速段 *) bOpenCmd := TRUE; bFast := TRUE; IF bOpenLimit THEN iStep := 40; ELSIF tonFast.Q THEN (* 加速时间到，转匀速 *) iStep := 20; END_IF 20: (* 开门匀速段：到达减速点转爬行 *) bOpenCmd := TRUE; bFast := TRUE; IF bOpenLimit THEN iStep := 40; ELSIF bSlowPointOpen THEN iStep := 30; END_IF 30: (* 开门减速爬行段：靠限位收尾 *) bOpenCmd := TRUE; bFast := FALSE; IF bOpenLimit THEN iStep := 40; ELSIF tonCrawl.Q THEN (* 爬行超时 = 堵转或限位失效 *) iStep := 90; END_IF 40: (* 开门保持：有人或持续触发则重新计时 *) bOpenCmd := FALSE; bFast := FALSE; IF bSensorOut OR bSensorIn OR bSafetyBlock THEN tonHold(IN := FALSE); (* 复位保持计时 *) ELSIF tonHold.Q THEN iStep := 50; END_IF 50: (* 关门预警：蜂鸣器响，不动作 *) bBuzz := TRUE; IF tonBuzz.Q THEN bBuzz := FALSE; iStep := 55; END_IF 55: (* 关门加速段 *) bCloseCmd := TRUE; bFast := TRUE; IF bSafetyBlock OR bAntiPinch THEN iStep := 70; (* 安全信号最高优先级 *) ELSIF bCloseLimit THEN iStep := 0; ELSIF tonFast.Q THEN iStep := 60; END_IF 60: (* 关门匀速段 *) bCloseCmd := TRUE; bFast := TRUE; IF bSafetyBlock OR bAntiPinch THEN iStep := 70; ELSIF bCloseLimit THEN iStep := 0; ELSIF bSlowPointClose THEN iStep := 65; END_IF 65: (* 关门减速段：末端速度最低，减小夹持力 *) bCloseCmd := TRUE; bFast := FALSE; IF bSafetyBlock OR bAntiPinch THEN iStep := 70; ELSIF bCloseLimit THEN iStep := 0; ELSIF tonCrawl.Q THEN iStep := 90; END_IF 70: (* 遇阻：先断开输出停 200ms，避免反向瞬间冲击 *) bCloseCmd := FALSE; bFast := FALSE; IF tonStop.Q THEN iStep := 75; END_IF 75: (* 低速反向开门到上位 *) bOpenCmd := TRUE; bFast := FALSE; IF bOpenLimit THEN iStep := 40; ELSIF tonCrawl.Q THEN iStep := 90; END_IF 90: (* 故障锁定：所有输出断开，红灯亮，必须手动复位 *) bOpenCmd := FALSE; bCloseCmd := FALSE; bFast := FALSE; bFaultLamp := TRUE; IF bReset AND NOT bSafetyBlock AND NOT bFault THEN bFaultLamp := FALSE; iStep := 0; END_IF END_CASE;

逻辑上有三处值得单独说。第一，回退态没有直接从关门切到开门，而是插了一个 200ms 的停止步，因为变频器从正转切反转时如果中间不留死区，直流母线会因反电动势冲击报过压，这是血泪经验。第二，开门保持态里只要感应器还有信号就把保持定时器复位，人站在门口不走门就不会关，这比「保持 5 秒后强制关门」安全得多。第三，故障锁定必须要求 bFault 已经消失才能复位，否则现场按一下复位按钮，门起来又撞上同一个故障点。

定时器的刷新建议统一放在状态机前面，一个扫描周期刷一次：

(* 定时器统一刷新：IN 条件带步号判断，状态切换时自动复位 *) tonFast (IN := (iStep = 10) OR (iStep = 55), PT := T#2S); tonCrawl(IN := (iStep = 30) OR (iStep = 65) OR (iStep = 75), PT := T#3S); tonHold (IN := (iStep = 40), PT := T#5S); tonBuzz (IN := (iStep = 50), PT := T#1S500MS); tonStop (IN := (iStep = 70), PT := T#200MS);

把 IN 条件和步号绑定的好处是：状态一退出，定时器自动复位，不需要在每个分支里手写清零，少写一行就少一个漏复位的坑。

3.3 五个必须现场标定的时间参数

同样一套程序，参数设错，用户体验能差出一个档次。下面这几个值我一般会记录在调试记录里，换项目时按门体重量和人流量微调。

关门速度本身也建议分两段：匀速段 0.3～0.5 m/s，末端爬行降到 0.1～0.15 m/s。末端速度是夹人风险的关键，压力条和光幕都是兜底手段，真正降低动能的是把最后 10cm 的速度压下来。

3.4 把ST翻译成现场维护工看得懂的梯形图

如果交付方要求梯形图，不必推翻重写，按状态一段一个Network拆即可。关键是Network的命名和注释要让值班电工一眼看懂，而不是给程序员看。

输出统一放在最后一两个Network里做映射，中间状态步只操作中间变量。这样现场要临时屏蔽某个指示灯或者改蜂鸣逻辑，只改最后一段就行，不会碰坏状态机。

4. 自动门调试避坑：现场最容易翻车的五个问题

4.1 门关到一半又弹开：安全光幕接了但优先级写反了

现象：门正常关闭，走到行程中段突然反向开门，光幕指示灯并没有亮，重复触发没有规律。

原因：光幕信号被当成普通输入参与条件判断，程序里写的是「关门中且光幕未遮挡才继续关门」，但光幕的扫描是周期性的，两个扫描周期间有几十毫秒的空档，加上输入滤波设成了 0，瞬时抖动被当成有效遮挡；另一种情况是光幕继电器输出抖动，程序每个周期重新判断一次，状态机在步 60 和步 70 之间来回跳。

解决：安全信号单独做 20～30ms 的输入滤波，并且在程序开头一次性锁存成 bSafetyBlock，整个扫描周期内不再重新读取；状态跳转只在上升沿触发一次，回退后必须走完 200ms 停止步才允许再次判断。另外把光幕的常闭触点在硬件上串进安全继电器，软件只做逻辑，不做唯一防线。

4.2 变频器报过流：加减速时间和PLC输出时序打架

现象：门启动瞬间变频器报 OC，复位后能跑，连续几次又报；或者反向回退时必定报一次。

原因：加减速时间设成了 0.5 秒，门体惯量大，启动电流直接冲到额定值的 2 倍以上；更常见的是 PLC 在切换方向时，开门指令还没完全撤掉就给了关门指令，变频器两个方向端子同时有效，或者从正转直接切反转没有留死区。

解决：加速时间按门体重量放到 1.5～3 秒，减速时间不低于 1 秒；程序里在开门输出和关门输出之间加硬互锁（bOpenCmd 和 bCloseCmd 不可能同时为真，写在同一行赋值里保证），方向切换前强制插入 150～250ms 的停止步。变频器的过流保护值不要为了提高响应而调高，那是掩盖问题。

4.3 停电再来电门自己开了：保持型变量和非保持型混用

现象：现场断电再上电，门在没人经过的情况下自己打开，或者直接进入故障态不复位。

原因：状态变量 iStep 用了保持型（Retain）存储区，断电前的步号被完整恢复；来电瞬间感应器初始化有几百毫秒的无效输出，恰好被恢复后的状态机当成触发条件。另一种情况是输出映射用了置位指令，断电前置位的输出点来电后保持为 1。

解决：状态机的步号、方向输出、故障标志必须用非保持型变量，上电统一初始化到步 0；只有行程脉冲数、故障记录、参数设定值这类需要掉电保存的才放保持区。上电后加一个 2 秒的初始化延时，期间屏蔽所有触发输入、强制输出为 0，等传感器稳定后再投入运行。

4.4 白天正常晚上乱开：感应器灵敏度与电磁干扰

现象：同一扇门，白天运行正常，傍晚以后频繁自己开门，雨天更明显。

原因：微波感应器对温湿度和背景热源敏感，安装在玻璃门附近时，室外地面的热量反射会被误判为移动目标；另一种情况是感应器灵敏度调到最高，附近灯具启停的电磁干扰被当成信号，而PLC输入端没做共模抑制，屏蔽线单端接地也没做。

解决：微波感应器灵敏度降到中档，安装角度避开玻璃和室外地面，探测区域往里收 30cm；信号线用双绞屏蔽线，屏蔽层在PLC柜侧单端接地；输入端加 20ms 滤波；如果门内是餐饮区，感应器还要避开热风幕的出风口。简单验证办法是晚上关灯后用示波器或PLC的高速采集看输入抖动情况，抖一次跳一次的那个点就是干扰源。

4.5 限位信号抖动导致状态机卡死：输入滤波与消抖

现象：门开到顶了，状态机停在步 30 出不来，最后超时进故障；或者关门到位后状态机在步 0 和步 55 之间反复跳。

原因：滚轮行程开关在门体到位时有机械回弹，触点在几毫秒内通断多次，PLC扫描周期 10ms，正好每次都采到不同状态；编码器脉冲和限位信号同时变化时，减速点判断也可能在边界上反复触发。

解决：限位输入做 30～50ms 的滤波或程序内消抖（连续 3 个周期同状态才确认）；状态机在临界步加一次性的「已到位」锁存标志，进入下个状态时清除；能换成接近开关的就换掉机械行程开关。另外关门到位后的待机态不要每次扫描都重新判断一次，锁存到下一次开门触发再解除。

5. 让门自己记住行程：编码器自学习与故障自诊断的加法

固定减速点在门体磨损、导轨积灰、皮带拉伸之后就会失准，表现是门末端撞得越来越响。我的做法是加一段行程自学习：维护模式下让门全程低速走一遍，用高速计数记录从关门位到开门位的总脉冲数，把减速点从固定值改成总行程的百分比。门体老化后重新学一次，参数跟着门走，不用现场试凑。

(* ---- 行程自学习：仅在维护模式、低速状态下允许 ---- *) IF bLearnMode AND NOT bFault THEN bFast := FALSE; (* 全程低速，避免学习时冲击 *) diPulse := HSC0_GetCount(); (* 高速计数通道 0 当前值 *) bOpenCmd := bLearnPhase = 1; bCloseCmd := bLearnPhase = 2; CASE bLearnPhase OF 1: (* 从关门位走到开门位 *) IF bOpenLimit THEN diOpenSpan := diPulse; (* 记录全程脉冲数 *) bLearnPhase := 2; tonPause(IN := TRUE, PT := T#1S); END_IF 2: (* 返回关门位，清零计数 *) IF bCloseLimit THEN HSC0_Reset(); bLearnPhase := 0; bLearnMode := FALSE; bLearnDone := TRUE; (* 减速点按行程百分比重算，默认开门 85%、关门 80% *) diSlowOpen := DINT_TO_DINT(diOpenSpan * 85 / 100); diSlowClose := DINT_TO_DINT(diOpenSpan * 20 / 100); END_IF END_CASE; END_IF; (* ---- 运行态：位置触发减速，替代定时估算 ---- *) bSlowPointOpen := (diPulse >= diSlowOpen); bSlowPointClose := (diPulse <= diSlowClose);

这段代码有两个参数需要按门体实测调整：diSlowOpen 的 85% 和 diSlowClose 的 20%。开门减速点太早，门会在最后三分之一行程里一直爬，用户觉得慢；太晚，2 秒的减速时间不够，末端还是会撞。关门侧反过来，减速点越靠后、爬行段越短越好，但要保证最后 10cm 速度已经降下来。我一般会在门体上贴一条胶带做标记，第一次调完记下脉冲数，后面同型号项目直接套，误差不会太大。

故障自诊断则是另一件值得花半天做的事。把驱动器故障、爬行超时、限位超时、安全信号长时间有效这四类事件各编一个码，每次触发时把码、时间戳、当时的脉冲值、状态步号写进一个 10 条的环形缓冲区，用保持寄存器存着。现场出问题时不用守着等复现，翻一次「黑匣子」记录就能看出是门体卡在哪个位置、当时在哪个状态。这个后悔药很便宜，一条数组加一个指针就能实现，但能省下大量往返现场的时间。

最后说个我自己的习惯：不管项目多小，调试记录一定要落在纸上，不是记在脑子里。开门加速时间、减速点脉冲数、保持时间、现场光幕型号、安装高度，全部写进一张表贴在电控箱门内侧。三个月后再来调，不用重新猜；换个人接手，也不用从零开始摸。这套东西看起来笨，但比任何注释都可靠。希望帮到你。

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