每周一个编程小例子：自动门控制系统

By jzgkchina

June 14, 2026

引言

在现代建筑中，自动门不仅提高了通行效率，还提升了用户体验。然而，如何确保自动门在安全和便利之间取得平衡，是设计和应用中的一大挑战。本文将介绍一种基于 PLC（可编程逻辑控制器）的智能自动门控制程序，该程序结合了运动传感器和安全传感器，实现了高效且安全的门控管理。通过对该程序的解析，读者将能够理解其工作原理及应用场景。

程序代码及介绍

下面是完整的 PLC 程序代码(代码基于 CodeSys 平台的 ST 语言)：


FUNCTION_BLOCK FB_AutomaticDoor
VAR_INPUT
    MotionSensor : BOOL;            // 运动传感器（检测行人）
    SafetySensor : BOOL;            // 安全传感器（防夹）
    ManualOpen : BOOL;              // 手动开门按钮
    ManualClose : BOOL;             // 手动关门按钮
    EmergencyStop : BOOL;           // 急停
END_VAR
VAR_OUTPUT
    DoorOpenMotor : BOOL;           // 开门电机
    DoorCloseMotor : BOOL;          // 关门电机
    OpenIndicator : BOOL;           // 门开指示灯
    ClosedIndicator : BOOL;         // 门关指示灯
    Alarm : BOOL;                   // 报警（门异常）
END_VAR
VAR
    State : (CLOSED, OPENING, OPEN, CLOSING);
    OpenTimer : TON;                // 开门保持时间
    SafetyTimer : TON;              // 安全传感器触发计时
    ClosingTimer : TON;
END_VAR
// 急停优先
IF EmergencyStop THEN
    State := CLOSED;
    DoorOpenMotor := FALSE;
    DoorCloseMotor := FALSE;
    Alarm := TRUE;
    RETURN;
END_IF
CASE State OF
    CLOSED:
        ClosedIndicator := TRUE;
        IF MotionSensor OR ManualOpen THEN
            State := OPENING;
        END_IF
    OPENING:
        DoorOpenMotor := TRUE;
        OpenTimer(IN := TRUE, PT := T#5s);
        IF OpenTimer.Q THEN
            DoorOpenMotor := FALSE;
            State := OPEN;
            OpenTimer(IN := FALSE);
        END_IF
        // 开门过程中遇到障碍物，停止并报警
        IF SafetySensor THEN
            DoorOpenMotor := FALSE;
            State := CLOSED;
            Alarm := TRUE;
        END_IF
    OPEN:
        OpenIndicator := TRUE;
        OpenTimer(IN := TRUE, PT := T#10s);  // 开门保持时间10秒
        IF OpenTimer.Q OR ManualClose THEN
            State := CLOSING;
            OpenTimer(IN := FALSE);
        END_IF
        // 在开门状态下检测到行人，重新计时
        IF MotionSensor THEN
            OpenTimer(IN := FALSE);
            OpenTimer(IN := TRUE, PT := T#10s);
        END_IF
    CLOSING:
        DoorCloseMotor := TRUE;
        IF SafetySensor THEN
            // 安全传感器触发，重新开门
            DoorCloseMotor := FALSE;
            State := OPENING;
            SafetyTimer(IN := TRUE, PT := T#2s);
            IF SafetyTimer.Q THEN
                Alarm := TRUE;  // 安全传感器持续触发，报警
            END_IF
        ELSE
            SafetyTimer(IN := FALSE);
            ClosingTimer(IN := TRUE, PT := T#5s);
            IF ClosingTimer.Q THEN
                DoorCloseMotor := FALSE;
                State := CLOSED;
            END_IF
        END_IF
END_CASE

程序结构解析

该程序通过不同的状态控制自动门的开关，并保障行人的安全。其主要结构包括：

输入变量：

MotionSensor: 检测是否有行人靠近的运动传感器信号。
SafetySensor: 用于防止夹伤的安全传感器。
ManualOpen和ManualClose: 分别用于手动开门和关门的按钮。
EmergencyStop: 紧急停止按钮，用于立即停止门的所有动作。

输出变量：

DoorOpenMotor和DoorCloseMotor: 控制开门和关门的电机状态。
OpenIndicator和ClosedIndicator: 指示门是否打开或关闭的指示灯。
Alarm: 当出现异常情况时触发的报警信号。

内部变量：

State: 表示自动门的当前状态，可以为 CLOSED（关闭）、OPENING（开门中）、OPEN（打开）和 CLOSING（关门中）。
OpenTimer、SafetyTimer和ClosingTimer: 定时器，用于控制门的开关时间及安全检测。

逻辑流程：

首先检查是否按下紧急停止按钮，若按下则立即停止门的所有动作，发出警报。
根据当前状态切换门的状态，处理行人接近、手动开关和安全传感器的反馈，确保门操作的安全性与及时性。

应用场景

该自动门控制程序适用于多个场景，例如：

商业建筑：如购物中心、大型超市等，通过自动门提高人流通行效率，同时保障顾客的安全。

办公楼：方便员工进出，提高工作效率，避免因手动开门导致的人流拥堵。

医院：在医疗场所中，自动门不仅提供便捷，还能有效减少交叉感染的风险。

拓展思考

在进一步的发展中，这一自动门控制系统可以扩展出更多的功能：

远程监控：将系统数据上传至云端，实现对门的实时监控和管理，便于维护和故障排查。

智能识别：结合人脸识别或 RFID 技术，实现更加智能化的门控管理，提升安全性和便捷性。

节能模式：根据人流量自动调整门的开关频率，减少不必要的能耗，达到节能效果。

总结

本文介绍了基于 PLC 的智能自动门控制系统，通过运动和安全传感器的结合，实现了高效、安全的门控管理。该系统不仅提升了通行效率，还注重了用户的安全需求。随着技术的发展，未来的自动门系统将更加智能化，为人们的生活带来更多便利。通过对该程序的学习，读者可以深入理解自动门的工作原理及其在日常生活中的重要性。

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