#自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)

1、中南民族大學(xué)設(shè)計(jì)報(bào)告題目自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院專業(yè)自動(dòng)化年級(jí)2018級(jí)姓名李楊學(xué)號(hào)姓名馬麗波學(xué)號(hào)姓名孔令鑫學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師陳勉、樊金榮2018 年 5 月 30 日指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：PPT40制作質(zhì)量 20完成效果 20報(bào) 告50方案論證 10 分析設(shè)計(jì) 20 總 結(jié) 10 規(guī) 范 性 10其 他10創(chuàng)新部分 10總分：指導(dǎo)教師簽名：目錄摘要 0引言 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。0 / 141、概述 3國(guó)內(nèi)外自動(dòng)門(mén)發(fā)展?fàn)顩r 3本課題研究目的和意義 42、自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 5自動(dòng)門(mén)的功能需求分析 5系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟 53、自動(dòng)門(mén)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 6控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6可編程控制器 PLC）的概

2、述 63.2.1PLC 的起源 63.2.2PLC 的功能 73.2.3PLC 的主要特點(diǎn) 73.2.4PLC 的聯(lián)絡(luò)與通信 73.2.5PLC 的發(fā)展 7功能器件的基本工作原理 8自動(dòng)感應(yīng)門(mén)機(jī)的工作原理 8行程開(kāi)關(guān) 限位開(kāi)關(guān)）的工作原理 8光電開(kāi)關(guān)介紹 84、自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 104.1 控制輸出輸入接線 10程序流程圖 11程序梯形圖 124.4I/O 分配表 13指令表 13分析過(guò)程 13人機(jī)界面設(shè)計(jì) 14結(jié)束語(yǔ) 15 參考文獻(xiàn) 15摘要 在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。早期 的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。 PLC 控制自動(dòng)門(mén)因?yàn)?/p>

3、具有 故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)的 調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動(dòng)機(jī)過(guò)載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大， 所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動(dòng)機(jī) . 本論文主要是對(duì)門(mén)的自動(dòng)開(kāi)、關(guān)控制而論。自動(dòng)門(mén) 控制裝置系統(tǒng)由檢測(cè)元件光電傳感器、繼電器、可編程序控制器PLC）、電動(dòng)機(jī)組成。它主要是利用熱釋電人體光電傳感器檢測(cè)，有無(wú)人到門(mén)口的信號(hào)，再把檢測(cè)到/ 14 的信號(hào)送入可編程序控制器 PLC）中，由可編程序控制器來(lái)對(duì)信號(hào)的處理，處理的 最后結(jié)果用繼電器輸出，從而達(dá)到控制直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。又由直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門(mén) 的開(kāi)、關(guān)。當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，門(mén)自動(dòng)打開(kāi)；當(dāng)直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)

4、，門(mén)自動(dòng)關(guān) 閉。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：自動(dòng)門(mén) PLC 控制程序關(guān)鍵詞 ：自動(dòng)門(mén) PLC 控制程序引言在經(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(xiě)字樓，自動(dòng)門(mén)以經(jīng)是隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門(mén)的工作方式是通過(guò)自動(dòng)門(mén)內(nèi)外兩側(cè)的 感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制 器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)。將人通過(guò)之后，再將門(mén)關(guān)閉。因 為自動(dòng)門(mén)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)出方便、節(jié)約空調(diào) 能源、防塵、防風(fēng)、降低噪音等好處，更令我們的大門(mén)增添了不少高貴典雅的氣 息。自動(dòng)門(mén)在國(guó)外早以得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)也以優(yōu)異的性能逐

5、步得到大家的認(rèn) 同，中國(guó)已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門(mén)發(fā)展的黃金時(shí)期。自動(dòng)門(mén)的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動(dòng)門(mén)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、不易維修的缺點(diǎn)已逐步被淘汰。目 前自動(dòng)門(mén)及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器 一下簡(jiǎn)稱 PLC）， PLC 是一種專門(mén)為工業(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。它采用可編程控 制器的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、算數(shù)運(yùn) 算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或邏輯式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控 制個(gè)種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，實(shí)用性 強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

6、、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、輕工業(yè)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(mén)具有較高的可靠性，維 修方便等特點(diǎn)，因此，進(jìn)行自動(dòng)門(mén)的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的發(fā) 展，擴(kuò)大 PLC 在自動(dòng)化行業(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。1 概述1.1國(guó)內(nèi)外自動(dòng)門(mén)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)已經(jīng)相對(duì)成熟，取得了 驚人的成就，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門(mén)的重要部分。在現(xiàn)代人們生活中自動(dòng)門(mén)可以節(jié)約 空調(diào)能源，降低噪音，防風(fēng)，防塵，同

7、時(shí)可以使出入口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非 常廣泛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動(dòng)門(mén)在人門(mén)的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)門(mén) 適用于賓館，酒店，銀行，寫(xiě)字樓，醫(yī)院，商店等，使用自動(dòng)門(mén)。但在國(guó)內(nèi)，自動(dòng)/ 14 門(mén)的自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(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。因?yàn)殚T(mén)體的重量及體積不同會(huì)對(duì)自動(dòng)門(mén)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)系統(tǒng)提出不同的要求，所以 各種自動(dòng)門(mén)又可以分為重型自動(dòng)門(mén)和輕型自動(dòng)門(mén)。 客流量的差異會(huì)對(duì)自動(dòng)門(mén)的使用 產(chǎn)生很大影響，因此，自動(dòng)門(mén)還可以分為一般自動(dòng)門(mén)和可頻繁使用的自動(dòng)門(mén)。自動(dòng)門(mén)根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門(mén)，自動(dòng)平開(kāi)門(mén)，自動(dòng)旋 轉(zhuǎn)門(mén)，自

8、動(dòng)圓弧門(mén)，自動(dòng)折疊門(mén)，其中平開(kāi)門(mén)用的場(chǎng)合較少，旋轉(zhuǎn)門(mén)因?yàn)榘嘿F而且 非常龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動(dòng)平移門(mén)使用得最廣泛，大家一般所 說(shuō)的自動(dòng)門(mén)，感應(yīng)門(mén)就是指自動(dòng)平移門(mén)，目前市場(chǎng)上流行的平移型自動(dòng)門(mén)一般是兩 開(kāi)，這種門(mén)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控，維護(hù)方便。自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人們走進(jìn)自動(dòng)門(mén)時(shí)， 感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)。 當(dāng)人們通過(guò)之后，將門(mén)關(guān)上。因?yàn)樽詣?dòng)平移門(mén)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)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。 自動(dòng)門(mén)的 控制方法很多，從控制的不同來(lái)分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即

9、通過(guò)按鈕和復(fù)雜的接 線安裝來(lái)控制，智能控制器，即通過(guò)運(yùn)用線的自動(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)商所運(yùn)用。因?yàn)槔^電器邏輯控制的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)因 存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自動(dòng)門(mén)所淘汰。在智能控制的選擇上，自動(dòng)門(mén)的主控器有微電腦控制器和可編程控制器 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(mén)， PLC 控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定性高，維護(hù)方便，目前許多大型的商場(chǎng)的自動(dòng)門(mén) 都是由這種方式來(lái)控制。1.2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)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。使用 自動(dòng)門(mén)，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低

10、噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以使出入口顯的莊重 高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)門(mén)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)機(jī)及門(mén)內(nèi)外兩側(cè)加 光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)人走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén) 信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)，當(dāng)人通過(guò)之后，再將門(mén)關(guān)閉。因?yàn)樽詣?dòng)平移 門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，即方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外建 筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。自動(dòng)門(mén)在國(guó)內(nèi)外早已得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)也逐步得到大家的認(rèn)同，已經(jīng)迎來(lái) 了自動(dòng)門(mén)發(fā)展的黃金時(shí)期。PLC 是一種專門(mén)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。它采 用可以編制程序的儲(chǔ)存器，用來(lái)在其內(nèi)部?jī)?chǔ)存執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)

11、時(shí)、計(jì) 數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入 和輸出，控制個(gè)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/ 14 能完善，實(shí)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、輕工業(yè)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(mén)具有較 高的可靠性，維修方便等特點(diǎn)，因此運(yùn)用 PLC 控制自動(dòng)門(mén)具有較高的可靠性，維護(hù) 方便等特點(diǎn)。本課題的自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)運(yùn)用 PLC 作控制器能大大提高自動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性， 對(duì)于整個(gè)自動(dòng)門(mén)行業(yè)是一次技術(shù)革新，

12、提高了自動(dòng)門(mén)的使用率，因此，進(jìn)行自動(dòng)門(mén) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動(dòng)門(mén)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。自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1自動(dòng)門(mén)的功能要求分析1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)上有電流通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)是脈沖觸發(fā)須對(duì)其自鎖）因?yàn)殚_(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)常閉，所以線圈上有電通過(guò)，電動(dòng) 機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。2）當(dāng)自動(dòng)門(mén)到開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)位置時(shí)啟動(dòng)延時(shí)定時(shí)器 8 秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，電 動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3）關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)

13、開(kāi)關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān) 門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。4）門(mén)打開(kāi)后的 8 秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) 時(shí)，必須重新開(kāi)始等待 8 秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。5）自動(dòng)門(mén)在出現(xiàn)故障或在維修的時(shí)候，用自動(dòng)控制從在一定的問(wèn)題，最后決定加增 手動(dòng)開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)開(kāi)關(guān)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān) K1、門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān) K2、開(kāi)門(mén)到位限位 開(kāi)關(guān) K3、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān) K4、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門(mén)執(zhí)行 機(jī)構(gòu) KM2使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。 控制要求：1）外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) K1 或 K2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1動(dòng)作

14、，電動(dòng)機(jī)正 轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān) K3 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。2）位置停留 8 秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)， 當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān) K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3）中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) K2 或 K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān) 門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。4）的 8 秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2 或 K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待 8 秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。自動(dòng)門(mén)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)/ 14自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān) 、門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)、開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi) 關(guān)、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)、開(kāi)門(mén)執(zhí)行

15、機(jī)構(gòu) 使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)）、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 使直流 電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成 PLC 控制自動(dòng)門(mén)因?yàn)榫哂泄收下实?、可靠性高、維修方便 等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。 直流電動(dòng)機(jī)超載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動(dòng)機(jī)。可編程控制器 PLC）的概述3.2.1PLC 的起源PLC是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。自 1836 年繼電器問(wèn)世，人們就開(kāi) 始用導(dǎo)線將它同開(kāi)關(guān)器件巧妙地連接，構(gòu)成用途各異的邏輯控制或順序控制。上世 紀(jì) 60 年代末，它不斷吸收微電腦技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任 務(wù) 。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)

16、通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)， 以及流程加工行業(yè) 如汽車制造業(yè)）對(duì)生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求， PLC 技術(shù)出 現(xiàn)并快速發(fā)展。目前， PLC 在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期 的 PLC 從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶 和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及 PID 回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代 PLC。但是，仍然 沿用著順序掃描、程控等基本模式及 CPU+通信 +I/O 的基本結(jié)構(gòu)。PLC 之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)的要求：高可靠性、強(qiáng) 抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡(jiǎn)便、低價(jià)格長(zhǎng)壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn) 場(chǎng)設(shè)備，

17、不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時(shí)間和成 本。 PLC的下端 （輸入端 為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面 向用戶的微型計(jì)算機(jī)。人們?cè)趹?yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門(mén)培訓(xùn)，就 能對(duì)可編程控制器進(jìn)行操作及編程。3.2.2PLC 的功能 、1、數(shù)據(jù)采集與輸出。2、控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。3、數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對(duì)字節(jié)的運(yùn)算、 PID 運(yùn)算、濾波等。4、輸入/ 輸出接口調(diào)理功能。 具有 A/D、D/A 轉(zhuǎn)換功能，通過(guò) I/O 模塊完成對(duì)模擬 量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動(dòng)等測(cè)量接口。5、通信、聯(lián)網(wǎng)功能。 現(xiàn)代 PL

18、C 大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有 RS232 或 RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程 I/O 控制，多臺(tái) PLC 可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一 臺(tái)或多臺(tái)可編程控制器的信號(hào)處理單元之間，實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、 數(shù)據(jù)文文件轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。在系統(tǒng)構(gòu)成時(shí)，可由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與多臺(tái)PLC構(gòu)成 集中管理、分散控制 的分布式控制網(wǎng)絡(luò)，以便完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制。通常所說(shuō)的 SCADA系統(tǒng)，現(xiàn)場(chǎng)端和遠(yuǎn)程端也可以采用 PLC作現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。6、支持人機(jī)界面功能。提供操作者以監(jiān)視機(jī)器 / 過(guò)程工作必需的信息。允許操作者/ 14 和PC 系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便作決策和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)的分散和集中 操作

19、與監(jiān)視系統(tǒng)。7、編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。3.2.3PLC 的主要特點(diǎn) 1、可靠性高。 PLC的 MTBF一般在 4000050000h 以上，有的在 1020萬(wàn) h，且均 有完善的自診斷功能。2、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于 集控制系統(tǒng)。最少的 PLC只有 6 點(diǎn)，而 AB 的 ControlLogix 系統(tǒng)的容量達(dá) 128000 點(diǎn)。3、功能強(qiáng)大。4、編程方便?？刂凭哂袠O大靈活性。 5、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以及電磁干擾環(huán)境。 6、安裝、維修簡(jiǎn)單7、與 DCS相比，價(jià)格低。8、當(dāng)前 PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展

20、潮流。3.2.4PLC 的聯(lián)網(wǎng)與通信PLC的通信包括 PLC之間、 PLC與上位計(jì)算機(jī)之間以及 PLC與其它智能設(shè)備間的 通信。 PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可以直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)接器相連構(gòu)成 網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成 集中管理、分散控制 的分布式控制系統(tǒng)，滿 足工廠自動(dòng)化 （FA系統(tǒng)發(fā)展的需要，各 PLC 系統(tǒng)或遠(yuǎn)程 I/O 模塊按功能各自放置在 生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)分散控制，然后采用網(wǎng)絡(luò)連接構(gòu)成集中管理的分布式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前各廠 商都主推各自的總線標(biāo)準(zhǔn)，如西門(mén)子 Profibus 、A-B ControlNet 及 DeviceNet 、莫 迪康 Modbus等等。但其構(gòu)成的 集中管理、

21、分散控制 分布式控制方式是十分類似 的。如 ROCKWELLA）-B推出了 全方位自動(dòng)化 的理念，推薦三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即 1） 設(shè)備 層DeviceNet 為代表） ； 2 ）控制層ControlNet 為代表） ；3）管理層 EtheNet）。3.2.5PLC 的發(fā)展1. 與 DCS的差別。集散系統(tǒng) DCS從工業(yè)自動(dòng)化儀表控制系統(tǒng)發(fā)展到以工業(yè)控制計(jì)算 機(jī)為中心的集散系統(tǒng)，所以其在模擬量處理、回路調(diào)節(jié)方面具有一定優(yōu)勢(shì)，初期主 要用在連續(xù)過(guò)程控制，側(cè)重回路調(diào)節(jié)功能，滿足快速大量數(shù)據(jù)處理要求。硬件結(jié)構(gòu) 方面，總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支 持，故對(duì)要求快速、實(shí)時(shí)性

22、強(qiáng)、模型復(fù)雜和計(jì)算工作量大的工業(yè)對(duì)象的控制占有優(yōu) 勢(shì)。PLC 是由繼電器邏輯系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)，主要用在離散制造、工序控制，初期主要 是代替繼電器控制系統(tǒng)，側(cè)重于開(kāi)關(guān)量順序控制方面。 PLC 在自身發(fā)展同時(shí)，也在 吸收 DCS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)。 PLC 在過(guò)程控制的發(fā)展將是與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)結(jié)合，發(fā)展向下 拓展功能，開(kāi)放總線。/ 14 2.市場(chǎng)占有率。 1987年世界 PLC的銷售額為 25 億美元，此后每年以 20%左右的速度 遞增。進(jìn)入 90 年代以來(lái)，世界 PLC的年平均銷售額在 55 億美元以上，其中我國(guó)約 占 1%。當(dāng)前， PLC 在國(guó)際市場(chǎng)上已成為最受歡迎的工業(yè)控制暢銷產(chǎn)品，用 PLC設(shè)計(jì) 自動(dòng)控

23、制系統(tǒng)已成為世界潮流。功能器件的基本工作原理自動(dòng)感應(yīng)門(mén)機(jī)的基本工作原理首先，平移式自動(dòng)感應(yīng)門(mén)機(jī)組由以下部件組成：1 ) 主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬 達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門(mén)扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。 2) 感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的 工作范圍時(shí)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)； 3 ) 動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的 主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇加速與減速運(yùn)行。 4 ) 自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇行進(jìn)軌道：就 象火車的鐵軌，約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。 5 ) 門(mén)扇吊具 走

24、輪系統(tǒng) : 用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。6) 同步皮帶 有的廠家使用三角皮帶)：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇吊具走輪系 統(tǒng)。 的工作原理行程開(kāi)關(guān)又稱限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn) 中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行 程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn) 動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用 于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路 中，還利用行程開(kāi)關(guān)來(lái)控制開(kāi)關(guān)轎門(mén)的速度、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)的限位，轎廂的上、下

25、限 位保護(hù)。 滾輪式行程開(kāi)關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位和雙滾輪 (羊角式 非自動(dòng)復(fù)位式， 雙滾輪行移開(kāi)關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡(jiǎn)化線 路。光電開(kāi)關(guān)介紹1. 工作原理光電開(kāi)關(guān) 光電傳感器)是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光 束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬， 所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)/ 14 射 出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。2. 光電開(kāi)關(guān)的分類及術(shù)語(yǔ)解釋 1）、分類漫反射式光電開(kāi)關(guān)：它是一種集發(fā)射器 和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，物體

26、將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)射的 足夠量的光線反射到接收器，于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表 面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。鏡反射式光 電開(kāi)關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反 射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信 號(hào)。對(duì)射 式光電開(kāi)關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接收器，發(fā)射 器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線 時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可 靠的檢測(cè)裝置。槽式光電開(kāi)關(guān)：它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的U 字

27、型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于 U 型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò) U 型槽且阻斷光軸 時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體， 并且它能分辨透明與半透明物體 , 使用安全可靠。光纖式光電開(kāi)關(guān)：它采用塑料或 玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。通常光纖傳感 器分為對(duì)射式和漫反射式。 2）術(shù)語(yǔ)檢測(cè)距離：是指檢測(cè)體按一定方式移動(dòng)，當(dāng) 開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)測(cè)得的基準(zhǔn)位置 光電開(kāi)關(guān)的感應(yīng)表面）到檢測(cè)面的空間距離。額定動(dòng)作 距離指接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作距離的標(biāo)稱值?；夭罹嚯x：動(dòng)作距離與復(fù)位距離之間的絕對(duì) 值。響應(yīng)頻率：在規(guī)定的 1s 的時(shí)間間隔內(nèi)，允許光

28、電開(kāi)關(guān)動(dòng)作循環(huán)的次數(shù)。輸 出狀態(tài)：分常開(kāi)和常閉。當(dāng)無(wú)檢測(cè)物體時(shí)，常開(kāi)型的光電開(kāi)關(guān)所接通的負(fù)載因?yàn)楣?電開(kāi)關(guān)內(nèi)部的輸出晶體管的截止而不工作，當(dāng)檢測(cè)到物體時(shí)，晶體管導(dǎo)通，負(fù)載得 電工作。檢測(cè)方式：根據(jù)光電開(kāi)關(guān)在檢測(cè)物體時(shí)發(fā)射器所發(fā)出的光線被折回到接 收器的途徑的不同，可分為漫反射式、鏡反射式、對(duì)射式等。輸出形式：分 NPN 二線、 NPN三線、 NPN四線、 PNP二線、 PNP三線、 PNP四線、 AC二線、 AC五線自 帶繼電器），及直流 NPN/PNP常/ 開(kāi)/ 常閉多功能等幾種常用的輸出形式。指向角自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.1Plc 控制輸出輸入接線/ 149 / 144.3 程序梯形圖

29、10 / 144.4I/O分配表/OBBBI元SSS123分KM2PXXX元C123L000XXXX0506Y0電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器KM1Y1電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器Y2保護(hù)接觸11 / 144.5 指令表指令LODRX0 X10 2LODU T X Y030AANNYY02OORR YX0026AOONRRIYY02AANNII XX0012AND X07AONUDT YX0027ANIY2AONUIT X T002EONUDT Y02AONRD X X1007LODU T T T0 0AONUIT XY0041ENDOR X10ANI X03LD T0OR Y01OUT Y01LD X054.6 過(guò)程分析1 首先按下啟動(dòng)按鈕使 x007 閉合，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)有信號(hào)時(shí) x001 或 x002 閉合。因?yàn)殚_(kāi)門(mén)限位