基于PLC的自動(dòng)門控制系統(tǒng)方案

1、基于PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要本文是關(guān)于自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動(dòng)門系統(tǒng)主要由可編程控制器 (PLC)、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置組成。主要工作原理是感應(yīng)器件 將檢測(cè)到的人體或物體信號(hào)傳送到PLC, PLC再綜合收到的自動(dòng)門狀態(tài)信 號(hào)作出判斷，而后發(fā)出控制信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，在通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng) 門的動(dòng)作。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PLC不斷的更新，PLC控制己成為自動(dòng)控制中 最常見的方式之一。自動(dòng)門就是自動(dòng)控制應(yīng)用的以典型例子，由于可編程 控制器具有很好的處理自動(dòng)門開關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，而且可以很簡(jiǎn)單 的改變控制的方式，因此，自動(dòng)門的生產(chǎn)商家很多都運(yùn)用PLC來(lái)做門的控 制器。目前自動(dòng)門在日

2、常生活中用越來(lái)越廣泛。PLC控制具有較高的可靠 性、穩(wěn)定性、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。本文分四個(gè)部分來(lái)介紹其軟、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理等，具體如下：第二章介紹自動(dòng)門的設(shè)計(jì)要求第三章介紹自動(dòng)門的硬件設(shè)計(jì)，PLC選型，驅(qū)動(dòng)裝置選型，感應(yīng)器件 的選型，第四章介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，PLC梯形圖設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)第五章介紹程序調(diào)試，硬件接線關(guān)鍵詞：自動(dòng)門、PLC、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置目錄摘要71-AZ- -rJU 口丄丄2國(guó)外自動(dòng)門的發(fā)展132.1國(guó)外自動(dòng)門的發(fā)展現(xiàn)狀132. 2本課題研究的容152. 3本課題研究的目的和意義163自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)173. 1自動(dòng)門的功能需求分析17的控制要求183.3自動(dòng)門控制系

3、統(tǒng)構(gòu)成19PLC概述193. 3. 2 具體構(gòu)成243.4自動(dòng)門的機(jī)械傳機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)254自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)264. 1 PLC 的選型264.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型304.3感應(yīng)器件的選型314.4直流電動(dòng)機(jī)的選型324.4.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速324.4.2直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)364.5傳動(dòng)裝置37位開關(guān)374. 7自動(dòng)門控制系統(tǒng)I/O地址分配表374. 8自動(dòng)門控制系統(tǒng)的原理圖384. 8. 1 主電路原理圖38PLC外圍接線圖395自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)403.1自動(dòng)門3. 3. 14.6限4. 8.25.2梯形405. 1工作過(guò)程分析圖程序415.2.1梯形圖的概述415.2.2梯形圖的設(shè)計(jì)

4、436程序調(diào)試466. 1硬件線路連接466. 2聯(lián)機(jī)調(diào)試477結(jié)束語(yǔ)49參考文獻(xiàn)50致52附錄153附錄254附錄3551前言在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、 銀行、商場(chǎng)、寫字樓，自動(dòng)門己經(jīng)隨處可見。自動(dòng)門的工作方式是通過(guò)自 動(dòng)門外兩側(cè)的感應(yīng)開關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門是感應(yīng)開關(guān)感應(yīng) 到人的存在，給控制器一個(gè)開門信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。當(dāng) 人通過(guò)之后，再將門關(guān)上。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，不但 能給我們帶來(lái)人員進(jìn)岀方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好 處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。自動(dòng)門在國(guó)外早已得到普遍的應(yīng)用，在我

5、國(guó)也以優(yōu)異的性能逐步得到 大家的認(rèn)同，中國(guó)己迎來(lái)了自動(dòng)們發(fā)展的黃金時(shí)期自動(dòng)門性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采 用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)己 逐漸被淘汰。目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是PLC,它是 一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。目前他 在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了 長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性、維修方便等優(yōu) 點(diǎn)。由此看來(lái)，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的 發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)

6、 濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值。木課題主要介紹運(yùn)用PLC為控制器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，所有產(chǎn) 品的開發(fā)都要講究實(shí)用本課題開發(fā)的產(chǎn)品對(duì)許多場(chǎng)合都能適用，而且能夠 簡(jiǎn)單化，不論對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)還是使用者來(lái)說(shuō)都是最好的。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既 滿足了自動(dòng)門的基木要求，還可以保證自動(dòng)門的穩(wěn)定性。研究木課題意味 著產(chǎn)品成本的下降，效益提高。因此是一個(gè)比較實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。2國(guó)外自動(dòng)門發(fā)展2.1國(guó)外自動(dòng)門發(fā)展現(xiàn)狀在國(guó)外，進(jìn)入90年代以來(lái)，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)己經(jīng)很成 熟，并取得了驚人的成就，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門的重要部分。在現(xiàn)在人們 生活中自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防塵、防風(fēng)，同時(shí)可以使出 入口顯得很莊重高檔，因此應(yīng)

7、用非常廣泛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣 泛，自動(dòng)門適合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等，使用自 動(dòng)門。但在國(guó)，自動(dòng)門的自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè) 計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。由于門體的重量及體積不同會(huì)對(duì)自動(dòng)門驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)提出不同的 要求，所以各種自動(dòng)門又可以分為重型自動(dòng)門和輕型自動(dòng)門?？土髁康牟町悤?huì)對(duì)自動(dòng)門的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動(dòng)門還 可以分為一般自動(dòng)門和頻繁使用自動(dòng)門。自動(dòng)門根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開 門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等，其中平開門用的場(chǎng)合較少, 旋轉(zhuǎn)

8、門由于昂貴而且非常龐大，一般只使用余高檔酒店賓館，自動(dòng)平移門 使用的最廣泛，大家一般所說(shuō)的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門，目前 市場(chǎng)上流行的平移型自動(dòng)門一般是兩開，這種門的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控，維護(hù) 方便。自動(dòng)平移門最常見的形式是自動(dòng)門外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走進(jìn)門 時(shí)，感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開門信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝 置將門打開。當(dāng)人通過(guò)之后，再將門關(guān)上。由于自動(dòng)平移門在通電后可以 實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)外建筑市場(chǎng)上 得到大圍的普及。自動(dòng)門的控制方法有很多，從控制器的不同來(lái)說(shuō)，有繼電器控制, 即通過(guò)按鈕和復(fù)朵的接線安裝來(lái)控制；智能控制器控制，即通過(guò)運(yùn)行現(xiàn)代 自

9、動(dòng)化設(shè)備來(lái)控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)廠商 所運(yùn)用。由于繼電器邏輯控制的自動(dòng)門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控 制器的自動(dòng)門所淘汰。在智能控制器的選折上，自動(dòng)門的主控制器有微電腦控制器控制和 可編程控制器(PLC)控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等特點(diǎn), 目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動(dòng)門，PLC控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定型高、 維護(hù)方便，目前許多大型商場(chǎng)的自動(dòng)門都是有這種方式來(lái)控制的。2. 2本課題研究的容本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對(duì)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。1. 自動(dòng)門類型的選擇。綜合了自動(dòng)門的簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)單的要求，在本課題中主要研究自動(dòng)平移 門,木課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門具有手

10、動(dòng)和自動(dòng)開門功能和分時(shí)間段控制功 能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來(lái)滿足商場(chǎng)等人流眾多 的場(chǎng)所的高效率、高安全性的要求。2. 自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)木課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門要求有很高的穩(wěn)定性來(lái)滿足日常的需要，故在 本設(shè)計(jì)中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的 CPU224小型PLC。在自動(dòng)門的開關(guān)門速度控制上本設(shè)計(jì)以變頻器作為調(diào)節(jié) 器，運(yùn)用變頻器的三段速控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的轉(zhuǎn)速控制，為了解決在頻率很 低時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問(wèn)題，驅(qū)動(dòng)裝置選用功率強(qiáng)大、穩(wěn)定性好的自帶減速裝 置的直流電動(dòng)機(jī),在感應(yīng)器方而運(yùn)用了自動(dòng)門專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在 工業(yè)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定

11、性好的接近傳感器, 運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)自動(dòng)門的控制。由于木 課題的具體需要在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮自動(dòng)門的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn) 定的需要。3. 自動(dòng)門的軟件設(shè)計(jì)在木設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語(yǔ)言梯形圖，梯形圖能 直觀明了的設(shè)計(jì)岀自動(dòng)門的控制要求,并能更好的考慮到安全性和故障報(bào) 警等問(wèn)題，梯形圖的編寫運(yùn)用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強(qiáng)大的 診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時(shí)間。2. 3本課題研究的目的和意義在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門控制系 統(tǒng)。使用自動(dòng)門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以 使岀口

12、顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)平移門最常見的形式是自 動(dòng)門及門外的光電開關(guān)，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在, 給控制器一個(gè)開門的信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開，當(dāng)人通過(guò)門之 后，在將關(guān)閉。由于自動(dòng)平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提 高了建筑檔次，于是迅速在國(guó)外建筑市場(chǎng)上得到了廣泛應(yīng)用。自動(dòng)門在國(guó)外早就得到了普遍應(yīng)用，在國(guó)也逐漸得到了大家的認(rèn) 可，已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門發(fā)展的黃金時(shí)期。早期自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、 不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已被逐漸淘汰。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子 裝置。他采用可以編程的存儲(chǔ)器，用來(lái)

13、在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn) 算、計(jì)時(shí)、和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過(guò)數(shù)字式和開關(guān)量的邏輯控制 的輸入和輸岀，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有可靠性高，抗 干擾能力強(qiáng)，功能完善，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方 便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。目前，可編程控制器在 機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng) 足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。本課題的自動(dòng)門設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC做控制器能大大提高自動(dòng)門的穩(wěn)定性 和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)與整個(gè)自動(dòng)門行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了自動(dòng)門的使用率, 因此，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

14、，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展, 擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理 論研究?jī)r(jià)值。3自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3. 1在自動(dòng)門的功能需求分析木設(shè)計(jì)而向商場(chǎng)入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場(chǎng)中對(duì) 自動(dòng)門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門應(yīng)由以下功能：（1）開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)方式為了便于維護(hù)，自動(dòng)門應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。當(dāng)信號(hào)采集裝置檢 測(cè)到有人接近門口且門未打開或者檢測(cè)到己無(wú)人接近門口且門未 關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)開控制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)開門或者關(guān) 門。（2）緊急停止當(dāng)自動(dòng)門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開關(guān)，自動(dòng)門自動(dòng)進(jìn)入 開門過(guò)程。自動(dòng)門控制系

15、統(tǒng)包含PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手 動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。本課題 所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而 控制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。3.2自動(dòng)門的控制要求（1）當(dāng)有人由到外或由外到通過(guò)光電檢測(cè)開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停 止運(yùn)行。（2）自動(dòng)門在開門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)， 電機(jī)停止運(yùn)行。（3）在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到或由到外通過(guò)光電檢測(cè)開關(guān)K2或 K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)

16、入開門程序。（4）在門打開后的8秒等待時(shí)間，若有人員由外至或由至外通過(guò)光電檢 測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò) 程，以保證人員安全通過(guò)。3.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含PLC控制和動(dòng)作執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng) 電動(dòng)控制方式，此種控制方式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。木課題所設(shè) 計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的 開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。3. 3.1PLC 概述可編程控制器，英文Programmable Controller,簡(jiǎn)稱PLC,木課 題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于 繼電器控制技術(shù)，

17、但基于電子計(jì)算機(jī)。它以微處理器為核心，集自動(dòng) 化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過(guò)運(yùn)行儲(chǔ)存在其存中的 程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸 出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入 出信息交換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過(guò)程一般不考 慮的。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性、以及信息的實(shí)際 使用。特別要考慮怎樣適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝便于門外感應(yīng)采 集信號(hào)，便于維修和抗干擾等問(wèn)題，入出信息變換及可靠地物理實(shí)現(xiàn), 可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基木點(diǎn)。PLC可以通過(guò)他的外設(shè)或通

18、信 接口與外界交換信息。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強(qiáng)得多。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有 大容量的存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基木功能：（1）邏輯處理功能；（2）數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；（3）準(zhǔn)確定時(shí)功能；（4）高速計(jì)數(shù)功能；（5）中斷處理（可以實(shí)現(xiàn)各種外中斷）功能；（6）程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；（7）聯(lián)網(wǎng)通信功能；（8）自檢測(cè)、自診斷功能?？梢哉f(shuō)，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎都可以做到。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒(méi)有的，更是傳 統(tǒng)的繼電器控制電路所無(wú)法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提 供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程

19、化、信息化、智能化創(chuàng)造了 條件?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)朵多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不相 同。PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程人員 的歡迎。其主要特點(diǎn)有：(1) 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性能高(2) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)(3) 編程方便，易于使用(4) 功能強(qiáng)大，成本低(5) 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短(6) 維護(hù)方便(1) PLC與其它典型控制系統(tǒng)的區(qū)別繼電器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸 點(diǎn)。是設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系 統(tǒng)可靠性差。a. 控制邏輯繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串 聯(lián)或并聯(lián)，及時(shí)間繼電

20、器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、 功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想在改變或增加功能都很困難。另 外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有4-8對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很 差，而PLC采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式儲(chǔ)存在存中，要改變 控制邏輯，只需要改變程序即可，因此靈活性和擴(kuò)展性很好。b. 工作方式電源接通時(shí)，繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)處于受控制狀態(tài)，它屬 于并行方式。而PLC得控制邏輯中，各部期間都處于周期性掃描過(guò)程中, 各種邏輯、數(shù)值輸出地結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算出來(lái)的，它 屬于串行方式。PLC有微型計(jì)算機(jī)的許多特點(diǎn)，但他的工作方式卻與微機(jī)有很大不 同。微機(jī)一般

21、采用等待命令的工作方式。而PLC則采用不斷循環(huán)的順序掃 描的工作方式。每次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第 一條指令開始，按順序逐條的執(zhí)行用戶程序知道用戶程序結(jié)束，然后返回 第一條指令開始新一輪的掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始的重復(fù)上述循環(huán)掃 描的，這種工作方式是在系統(tǒng)的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用 戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，所以他的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)的工 作原理基礎(chǔ)上的，即通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是 CPU是分時(shí)操作方式來(lái)處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件 事，所以程序的執(zhí)行是按程序

22、順序一次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，便成為時(shí) 間上的串行。由于運(yùn)算速度極高，各電器的動(dòng)作似乎是同時(shí)完成的，但實(shí) 際輸入輸出的響應(yīng)是有滯后的。c. 控制速度繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開 閉動(dòng)作一般幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題；而PLC 是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快, 一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。（2）與單片機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別a. 本質(zhì)區(qū)別單片機(jī)控制系統(tǒng)是基于芯片級(jí)的系統(tǒng)，而PLC控制系統(tǒng)是基于板級(jí) 或模塊級(jí)的系統(tǒng)。其實(shí)PLC本身就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，他是己經(jīng)開發(fā)好的 單片機(jī)產(chǎn)品。開發(fā)單片機(jī)控制系統(tǒng)

23、屬于底層開發(fā)，而設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)是 在產(chǎn)品的單片機(jī)控制系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)。b. 使用場(chǎng)合單片機(jī)控制系統(tǒng)適合于家電產(chǎn)品、智能化的儀器儀表、玩具和批量生 產(chǎn)的控制器產(chǎn)品等場(chǎng)合使用；而PLC控制系統(tǒng)適合在單片機(jī)電氣控制系 統(tǒng)、工業(yè)控制領(lǐng)域的制造業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程中使用。c. 使用過(guò)程設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng),需要先設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，畫硬件電路圖, 制作印刷電路板，購(gòu)置各種所需要的電子元件，焊接電路板，進(jìn)行硬件調(diào) 試，進(jìn)行抗干擾等大量工作需要專門的開發(fā)裝置和低級(jí)編輯語(yǔ)言控制程 序，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；而PLC不必操心部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否可靠和他們的抗 干擾能力，軟件設(shè)計(jì)使用工業(yè)編程語(yǔ)言，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單。進(jìn)行系統(tǒng)

24、調(diào) 試時(shí)，因?yàn)橛泻玫墓こ坦ぞ邘椭?，所以非常容易?.3. 2具體構(gòu)成自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖:由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測(cè)到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給PLC, PLC根據(jù)己經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出控制信號(hào)，是驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過(guò)傳動(dòng) 裝置帶動(dòng)自動(dòng)門的運(yùn)行。3.4自動(dòng)門的機(jī)械傳機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在木課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門針對(duì)人流較多的商場(chǎng),應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面：1. 自動(dòng)門的傳動(dòng)主要包括安裝版，軌道，門機(jī)，皮帶，吊 掛件等。2. 所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)單。3. 電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用64V直流電動(dòng)機(jī)，功率大，可調(diào)性 強(qiáng)。4. 導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式

25、正懸掛，解決了側(cè)擺得問(wèn) 題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷， 形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對(duì)導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn) 了維護(hù)方便的特點(diǎn)。5. 滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí) 還有一定的減震效果。6. 皮帶：采用齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設(shè)計(jì)，增 加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動(dòng)齒輪的吻合度，從 而提高了使用壽命。4自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1 PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程 設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì) 選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和 圍確定所需要的

26、操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所 需存儲(chǔ)器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性 能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（1）輸入輸岀（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù), 在增加10%到20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。 實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn) 行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入12點(diǎn)，輸出 12點(diǎn)。（2）存儲(chǔ)器容量的選擇存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器木身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序 容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小

27、于 存儲(chǔ)器的容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè) 計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)，能對(duì)程序 容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)代替，存儲(chǔ)器存容量的估 算沒(méi)有固定的形式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù) 字量I/O點(diǎn)數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為存的 總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按次數(shù)的25%考慮余量。因此木課題的 PLC存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)索要儲(chǔ)存的程序，這樣才能在以后的改造過(guò)程中 有足夠的空間。（3）控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和 處理速度等性能的選擇。根

28、據(jù)木課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的要求，主 要介紹一下幾種功能的選擇。a控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回 路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所 需要的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。b編程功能離線編程方式：PLC和編程器共用一個(gè)CPU,編程器在編程模式時(shí), CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器 切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方 式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在編程方式：CPU和編程器有 各自的CPU,主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期與編

29、程器進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主 機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成木較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便, 在大中型PLC中常采用。五種標(biāo)準(zhǔn)化變成語(yǔ)言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模 塊圖（FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)言表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語(yǔ) 言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123）,同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ) 言變成方式，如C, Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。c診斷功能PLC的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判 斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì)PLC部的 性能和功

30、能進(jìn)行診斷是診斷，通過(guò)軟鍵對(duì)PLC的CPU玉外部輸入輸出等部 件信息叫喚功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì) 操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。（4）機(jī)型的選擇a. PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和 控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64 位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。整體型 PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模 塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng) 控制的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于

31、大中型控制系統(tǒng)。b經(jīng)濟(jì)的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的 可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出比 較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。點(diǎn)當(dāng)數(shù)增加到一數(shù)值后, 相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)PLC選用、存儲(chǔ)器容量、 控制功能圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系 統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。木課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié) 合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選用整體型PLCo(5) 對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求對(duì)于多數(shù)場(chǎng)合，PLC的相應(yīng)時(shí)間基木上能滿足控制要求。響應(yīng)時(shí)間 包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。P

32、LC的工作方式?jīng)Q定了他 不能接受頻率過(guò)高或持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)，當(dāng)有此類信號(hào)輸 入時(shí)需要選用掃描速度高的PLC或快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。綜合以上因素，本課題的設(shè)計(jì)采用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的CPU224小 型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。4. 2驅(qū)動(dòng)裝置的選型自動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門能否良好工作的保障。在本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用 直流無(wú)刷電機(jī)。直流無(wú)刷電機(jī)功率密度高，噪音極小、調(diào)速性能好，即具 備交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng) 機(jī)線性機(jī)械特性、調(diào)速圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。是應(yīng) 用于“輕、小、薄、安靜、精密、可靠”等場(chǎng)合的最佳選擇本設(shè)計(jì)選用的 是亞坦電

33、機(jī)控制生產(chǎn)的45BLDC系列直流無(wú)刷電機(jī)，電機(jī)直徑445,額定 轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn)，額定扭矩0. 036N. m,功率15W100Wo額定電壓24V DC。4. 3感應(yīng)器件的選型目前自動(dòng)門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器 等。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度 快，適用于行走速度正常的人員通過(guò)的場(chǎng)所，微波感應(yīng)器是以微波多普勒 原理為基礎(chǔ)，平而型天線昨感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。整機(jī)關(guān)鍵元器 件均為進(jìn)口器件，方案設(shè)計(jì)選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。微波感應(yīng)器的特點(diǎn)：微波感應(yīng)器是以10. 525GHz微波頻率發(fā)射、接收。其探測(cè)方式具 體如下優(yōu)點(diǎn)：（1）非接觸探測(cè)。（

34、2）不受溫度、濕度、噪音。紅外感應(yīng)器，是對(duì)物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動(dòng)，只要 處于感應(yīng)器的掃描圍，它都會(huì)反應(yīng)，另外，紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波 感應(yīng)器慢。根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場(chǎng)合的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是 自動(dòng)門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動(dòng)門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，如在 高檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器；在人行道邊上的銀行、商店等經(jīng)常有人路過(guò)的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。結(jié)合木課題的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門的人員檢測(cè)上運(yùn)用順安達(dá)門業(yè)裝飾的微波自動(dòng)門感應(yīng)器WB-3004,其規(guī)格如下：型號(hào)WB-3004供電電壓AC DC 12V AC/DC 24V工作頻率范國(guó)50llz v 6

35、0股感應(yīng)探頭工作頻率10. 525Gllz (9.00GH212. 00GHz)工作指示方式LED感應(yīng)時(shí)間/延時(shí)時(shí)間REAL TIME / 0.5 SBC感應(yīng)范IUI.OWCI) X 3. OM(D)靜態(tài)功If:200冊(cè) 12Y工作功耗：550nrtM2V探頭可調(diào)節(jié)角度40。、1609工作溫摩世圉-2$ r曲剖對(duì)濕度0 95 %安裝方式1AI.L4.4直流電動(dòng)機(jī)的選型4. 4.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速并勵(lì)或他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與交流異步電動(dòng)機(jī)相比，雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià) 格高，維修也不方便，但是在調(diào)速性能上有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槭蠡\式電 動(dòng)機(jī)在一般情況下是不能調(diào)速的，更不能無(wú)級(jí)調(diào)速，因此，對(duì)調(diào)速要求高 的設(shè)備，均

36、采用直流電動(dòng)機(jī)。這是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)能無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)械傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式:n= (U-IaRa) /KE可知，Ra和U中的任意一個(gè)值，都可使轉(zhuǎn)速改變，改變電樞電路中 外電阻的方法也可進(jìn)行調(diào)速。但其缺點(diǎn)是耗電多，電機(jī)機(jī)械特性軟，調(diào)速 圍小，且只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，故這種方法目前己較少采用?，F(xiàn)常用的對(duì)直 流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有調(diào)磁法和調(diào)壓法。（1）調(diào)磁法即改變磁通量。當(dāng)保持電源電壓U為額定值時(shí)，調(diào)節(jié)Rf,改變勵(lì)磁 電流If以改變磁通量，如圖13所示。由于n=U/KEO-Ra/KTKEO T可知磁通減少時(shí)，nO升高，轉(zhuǎn)速降增大，但后者與2成反比， 所以磁通愈小，機(jī)械特性曲線愈陡，但仍具

37、有一定硬度，如圖14所示。 在一定負(fù)載下，愈小，則n愈高。由于電動(dòng)機(jī)在額狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，它的磁 路已接近飽和，所以通常都是減小磁通（even）,將轉(zhuǎn)速往上調(diào)（n nn）o調(diào)速的過(guò)程是：當(dāng)電壓U保持恒定時(shí)，減小磁通。由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn) 速產(chǎn)立即發(fā)生變化，于是反電動(dòng)勢(shì)E二KE n就減小，k隨之增加。 由于la增加的影響超過(guò)減小的影響，所以轉(zhuǎn)矩TKTOla也就增加。如 果阻轉(zhuǎn)矩Tc未變，貝ljTTc轉(zhuǎn)速n上升。隨著n的升高，反電動(dòng)勢(shì)E增 大，k和T也著減小，直到T二Tc時(shí)為止。但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來(lái)升高了。必須指出，若電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行，則電樞電流la為額定值， 如果調(diào)速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍舊保持不變（為額定值）

38、，由于KTOIa,故減小 磁通量后b必然超過(guò)額定值，因此調(diào)速后負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須減小。這種調(diào) 速方法適用于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比而輸出功率基本不變（恒功率調(diào)速）的場(chǎng) 合。這種調(diào)速方法有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）調(diào)速平滑，可無(wú)級(jí)調(diào)速；（2）調(diào)速經(jīng)濟(jì)，控制方便；（3）機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。這種調(diào)速方法的局限是轉(zhuǎn)速只能升高，即調(diào)速后的轉(zhuǎn)速要超過(guò)額定轉(zhuǎn) 速。因?yàn)殡姍C(jī)不允許超速太多，因此限制了它的調(diào)速圍。在實(shí)際工作中, 這種方法常作為電壓調(diào)速的一種補(bǔ)充手段。（2）調(diào)壓法即改變電壓U。當(dāng)保持他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If為額定值時(shí)，降低電樞電壓U,則由n=U/KT O-Ra/KE KT 2 T可見，nO變低了，但未改變。因此改變

39、U可得出一組平行的機(jī)械特 性曲線。在一定負(fù)載下，U愈低 則n愈低。由于改變電樞電壓只能向小 于電動(dòng)機(jī)額定電壓的方向改變，所以轉(zhuǎn)速將下調(diào)（nn）o調(diào)速的過(guò)程是：當(dāng)磁通保持不變時(shí)，減小電壓U由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā) 生變化，反電動(dòng)勢(shì)E便暫不變化，于是電流la減小，轉(zhuǎn)矩T也減小。如 果阻轉(zhuǎn)矩Tc未變，則T 梯形圖(ladder diagram) 功能塊圖(function black diagram) 指令表(Instruction list)結(jié)構(gòu)文木(strured text )o 梯 形圖和功能塊圖為圖形語(yǔ)言，指令表和結(jié)構(gòu)文木為文字語(yǔ)言，功能表是一 種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形

40、符號(hào)來(lái)描述程序的一種設(shè) 計(jì)語(yǔ)言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描 述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事 件發(fā)生的條件表示在左面，事件的結(jié)果表示在右而。梯形圖設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常見的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它來(lái)源于繼電器邏 輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控 制技術(shù)較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來(lái)的梯形圖受到歡迎, 并得到廣泛應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)：1. 與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；2. 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于掌握和學(xué)習(xí)；3. 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是：梯形圖中的能流(

41、Power Flow) 不是實(shí)際意義的電流，部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應(yīng)用時(shí) 需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待；梯形圖是使用的最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言 梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被 工廠電器人員掌握，特別適用于開關(guān)開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電 路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。5.2.2梯形圖的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)梯形圖的基木方法和步驟：（1）首先根據(jù)工藝過(guò)程控制要求，畫出控制流程圖，力求表達(dá)清 晰、準(zhǔn)確。必要時(shí)可以把控制系統(tǒng)分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，盡量簡(jiǎn) 化，利于編程（2）將所有的輸入信號(hào)（按鍵，行程限位開關(guān)，壓力開

42、關(guān)，壓力、 速度、時(shí)間等傳感器）和輸出控制對(duì)象（接觸器、電磁閥、電動(dòng)機(jī)、指 示燈等）分別列出，按被采用的PLC型號(hào)部邏輯元件編號(hào)圍，對(duì)I/O端 子做出相應(yīng)的分配和安排。（3）根據(jù)控制流程圖，有規(guī)律的分配和利用PLC部有關(guān)的邏輯 元件（如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）構(gòu)成相應(yīng)的基木回路。（4）以梯形圖的形式來(lái)描述控制要求，繪制梯形圖要遵循編程 原則。（5）編寫程序清單時(shí)，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編 排順序（由上而下，從左到右）依次進(jìn)行。本系統(tǒng)的程序軟件采用西門子公司設(shè)計(jì)開發(fā)的STEP-Micro/WIN, 選擇他的梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)則:1. 每個(gè)繼電器的線圈和他的觸點(diǎn)均用同一個(gè)編號(hào)，每個(gè) 元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制。2. 梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線 圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。3. 線圈不能直接接在左邊的母線上。4. 在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，他很容易引起誤操作，應(yīng)避免。5.在梯形圖中沒(méi)