基于PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

..畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文題目：PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)__專業(yè)：學(xué)院：學(xué)習(xí)形式：助學(xué)單位：指導(dǎo)20XX8月畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文說(shuō)明書(shū)題目：PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院別：專業(yè)：班級(jí)：設(shè)計(jì)人：指導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文任務(wù)書(shū)姓名唐琨準(zhǔn)考證號(hào)自考班級(jí)設(shè)計(jì)〔論文題目題目：plc自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：畢業(yè)設(shè)計(jì)〔論文的主要內(nèi)容1、說(shuō)明部分：2、計(jì)算部分：；3、繪圖部分：任務(wù)下達(dá)日期20XX??月??日指導(dǎo)教師簽字????要求完成日期20XX??月??日評(píng)閱〔審人意見(jiàn)評(píng)閱人簽字：年月日專業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)負(fù)責(zé)人簽字：年月日備注..PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)摘要自動(dòng)門在人們的日常生活中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,同時(shí)人們對(duì)其性能和安全等方面的要求也越來(lái)越高。由于PLC的高穩(wěn)定性和對(duì)環(huán)境較強(qiáng)的適應(yīng)能力,使得PLC在自動(dòng)門控制裝置中的應(yīng)用也日益廣泛。本文圍繞自動(dòng)門控制系統(tǒng)展開(kāi)研究。首先分析了國(guó)內(nèi)外自動(dòng)門發(fā)展的趨勢(shì)和所采用的技術(shù),然后對(duì)PLC系統(tǒng)作了簡(jiǎn)要說(shuō)明。并按照自動(dòng)門控制裝置的要求,設(shè)計(jì)了相應(yīng)的梯形圖文件,實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)門由檢測(cè)到開(kāi)啟、計(jì)時(shí)等待、關(guān)閉的全過(guò)程。本設(shè)計(jì)主要的工作原理是通過(guò)信號(hào)采集裝置判定有無(wú)人經(jīng)過(guò)并將信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量信號(hào)傳到PLC,PLC根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)來(lái)控制變頻器的開(kāi)停和速度的變換,在由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)門運(yùn)動(dòng)隨著PLC不斷的更新,PLC控制已成為自動(dòng)控制中最常見(jiàn)的方式之一,由于可編程控制器可以很簡(jiǎn)單的改變控制方式。并且,PLC具有較高的穩(wěn)定性、可靠性、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。還具有良好的處理自動(dòng)門開(kāi)關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性,因此,此設(shè)計(jì)以PLC為基礎(chǔ),以傳感器為感應(yīng)裝置,電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力單元,從而達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。關(guān)鍵詞：PLC可編程控制器自動(dòng)門傳感器設(shè)計(jì)原理工作原理PLCautomaticdoorcontrolsystemAbstractAutomaticdoorshavebeenwidelyusedinthepeople'sdailylives,whileaboutitsperformance,andsecurityrequirementsandgettinghigher.DuetothehighstabilityofthePLCandstrongabilitytoadapttotheenvironment,makestheapplicationofPLCinauto-doorcontrolunitisalsoincreasinglywidespread.Thispaperstressesthestudyonauto-doorcontrolsystem.Developmenttrendofthefirstanalysisoftheautomaticdoorsathomeandabroadandthetechnologiesused,andthenprovidedabriefdescriptionofthePLCsystem.Andinaccordancewiththerequirementsofautomaticdoorcontroldevice,wasdesignedforladderdiagramfiles,enablingautomaticdooropening,detectedbytimedwait,shutdownthewholeprocess.Thisdesignworksmainlythroughthesignalacquisitiondevicejudgmentafterandconvertsthesignalswitchesquantitysignal,nouploadPLC,PLCtheswitchingsignaltocontrolthestartstopandspeedofthetransformationofafrequencyconverter,drivenbygeardoormovement.WiththecontinuousupdateofPLC,PLCautomaticcontrolofcontrolhasbecomeoneofthemostcommonway,becausechangingthecontrolmodeoftheprogrammablecontrollercanbeassimple.AndPLChasahighstability,reliability,easymaintenanceandsoon.Automaticdoorcontrolalsohasagooddealandgoodstability,therefore,thisdesignbasedonthePLC,sensorstosensors,motor-poweredunits,soastomeetthedesignrequirementsKeywords:PLCprogrammablecontrollerAutomaticdoorThesensorTheprincipleofdesignTheWorkingprinciple目錄PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)1摘要1Abstract2前言5第一章自動(dòng)門的概述61.1自動(dòng)門簡(jiǎn)介61.2自動(dòng)門的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀61.3本課題研究的內(nèi)容7自動(dòng)門類型的選擇71.3.2自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)71.3.3自動(dòng)門的軟件設(shè)計(jì)81.4本課題研究的背景和意義8第二章PLC的概述102.1PLC的定義102.2PLC的產(chǎn)生背景102.3PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介122.4PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理122.5PLC的特點(diǎn)122.6PLC的選型原則13第三章自動(dòng)門控制系統(tǒng)的整體方案153.1設(shè)計(jì)流程153.2自動(dòng)門的功能需求分析153.3自動(dòng)門的控制要求153.4自動(dòng)門技術(shù)參數(shù)163.5自動(dòng)門具體構(gòu)成16第四章硬件設(shè)計(jì)184.1可編程控制器的選型184.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型184.3感應(yīng)器件的選型184.4行程開(kāi)關(guān)<限位開(kāi)關(guān)>的工作原理194.5傳動(dòng)裝置19第五章自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)205.1PLC梯形圖概述205.2自動(dòng)門工作流程如下：205.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)原理圖215.4工作過(guò)程的分析225.5梯形圖的設(shè)計(jì)23自動(dòng)門I/O地址分配表235.6過(guò)程分析23總結(jié)25謝辭26參考文獻(xiàn)27前言在經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展的中國(guó),自動(dòng)門在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛,在一些正式的公共場(chǎng)合自動(dòng)門已經(jīng)隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門的工作方式是通過(guò)自動(dòng)門內(nèi)外兩側(cè)的感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入,當(dāng)內(nèi)外有人走近自動(dòng)門時(shí)感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到有人的存在,給控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào),控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi),計(jì)時(shí),在人通過(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,給我們的日常生活帶來(lái)很多的好處,比如進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、還有利于人力資源的節(jié)省,更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息,也顯示了一個(gè)國(guó)家的發(fā)展。自動(dòng)門最早應(yīng)用在國(guó)外,目前在我國(guó)也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同,自動(dòng)門在中國(guó)正走向發(fā)展的黃金時(shí)期?？刂蒲b置性能決定自動(dòng)門性能的優(yōu)劣,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,不穩(wěn)定,不易維修,體積大等缺點(diǎn)已經(jīng)逐漸被淘汰。目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的行業(yè)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。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)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)和算術(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,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。目前它在機(jī)械制造、自動(dòng)化、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。運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門具有較高的可靠性、穩(wěn)定性,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,具有很好的發(fā)展前景。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(kāi)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(kāi)門用的場(chǎng)合較少,旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大,一般只使用于高檔酒店賓館,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(kāi),這種門的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控,維護(hù)方便。本文所研究的對(duì)象就是自動(dòng)平移門。本課題主要介紹運(yùn)用PLC為控制器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),本課題開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品對(duì)許多場(chǎng)合都能適用,并滿足了自動(dòng)門的基本要求,還可以保證自動(dòng)門的穩(wěn)定性。研究本課題意味著產(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。第一章自動(dòng)門的概述1.1自動(dòng)門簡(jiǎn)介自動(dòng)門英文名：automaticdoor。自動(dòng)門從理論上理解應(yīng)該是門概念的延伸,是門的功能根據(jù)人的需要所進(jìn)行發(fā)展和完善。自動(dòng)門是指：可以將人或物接近門的動(dòng)作或某種入門授權(quán),轉(zhuǎn)換為開(kāi)門信號(hào),通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門開(kāi)啟,在人離開(kāi)后在將門自動(dòng)關(guān)閉,對(duì)門的開(kāi)啟和關(guān)閉的過(guò)程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。在二十世紀(jì)年以后,自動(dòng)門開(kāi)始在建筑物上使用。二十年代后期美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開(kāi)放,受此影響,自動(dòng)門開(kāi)始被使用,世界第一自動(dòng)門品牌多瑪在1945年開(kāi)發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門,新建大樓的正門也開(kāi)始使用了。到了1962年,電氣式已開(kāi)始出現(xiàn),之后伴隨著城市的建設(shè),自動(dòng)門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當(dāng)初,用供給建筑物用電源進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度控制很難,只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制,轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低,然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展,現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟,直接控制電動(dòng)機(jī)的電氣式自動(dòng)門逐漸成為主流。例如：各種用可識(shí)別控制的自動(dòng)專用門,如:感應(yīng)自動(dòng)門〔紅外感應(yīng),微波感應(yīng),觸摸感應(yīng),腳踏感應(yīng)、刷卡自動(dòng)門等。1.2自動(dòng)門的國(guó)內(nèi)外發(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)已經(jīng)很成熟,技術(shù)發(fā)展很快,并取得了驚人的成就,自動(dòng)門是自動(dòng)化技術(shù)的典型代表。在現(xiàn)在人們生活中自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源、防塵、防風(fēng)、降低噪音、同時(shí)可以使出入口顯得很莊重高檔,因此應(yīng)用非常廣泛。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技水平的飛速發(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)門適用于各種大型公共場(chǎng)所。但在國(guó)內(nèi),自動(dòng)門的自主研發(fā)技術(shù)尚不成熟。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。自動(dòng)平移門最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門內(nèi)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PLC控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào),控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)。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)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。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)雜的接線安裝來(lái)控制；還有智能控制器控制,即通過(guò)運(yùn)行現(xiàn)代自動(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)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。在智能控制器的選擇制主要有體積小、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。1.3本課題研究的內(nèi)容綜合了自動(dòng)門的實(shí)用、簡(jiǎn)潔、便捷、簡(jiǎn)單、的要求,在本課題中主要研究自動(dòng)平移門,本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門具有手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)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、高安全和穩(wěn)定性的要求。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。1.3.1自動(dòng)門類型的選擇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(kāi)門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等綜合了自動(dòng)門的實(shí)用,簡(jiǎn)潔、便捷、簡(jiǎn)單的要求,在本課題中主要研究自動(dòng)平移門,本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門具有手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)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。1.3.2自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為滿足日常的需要本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門要求有很高的穩(wěn)定性,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。驅(qū)動(dòng)裝置選用穩(wěn)定性較好、功率強(qiáng)大、自帶減速裝置的三相交流電機(jī),在感應(yīng)器運(yùn)用自動(dòng)門專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在工業(yè)自動(dòng)控制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性能好的接近傳感器,運(yùn)用感應(yīng)器件感應(yīng)到的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入給PLC,再由來(lái)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)門的控制。本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮了自動(dòng)門的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便、安全的需要。1.3.3自動(dòng)門的軟件設(shè)計(jì)在本設(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)出自動(dòng)門的控制要求,并能更好的實(shí)現(xiàn)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。1.4本課題研究的背景和意義21世紀(jì)的今天,門更加突出了安全理念,強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散,同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念,強(qiáng)調(diào)門與周圍建筑的風(fēng)格的整體的協(xié)調(diào)與和諧。在大中型公共場(chǎng)所,自動(dòng)門為這些建筑增添了時(shí)尚,高貴的姿彩。自動(dòng)門從理論上理解應(yīng)該是門的使用觀念的延伸,是人們根據(jù)需要對(duì)門的功能的進(jìn)一步提升和完善。所以對(duì)自動(dòng)門的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從人對(duì)門功能的要求開(kāi)始。作為建筑物一部分的門,從最基本的意義上講,要同時(shí)滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。因此門體本身應(yīng)牢固、密封。自動(dòng)門的普及和應(yīng)用,改變了人們的防護(hù)意識(shí),提升了人們的安全觀念。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(kāi)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(kāi)門用的場(chǎng)合較少,旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常寵大,一般只用于有需要的高檔賓館,自動(dòng)平移門使用得最廣泛,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。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管,同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音,既方便又提高了建筑的檔次,于是迅速在國(guó)內(nèi)外的建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。同時(shí)也幾乎成為了銀行,寫字樓,酒店等辦公娛樂(lè)場(chǎng)所裝修必不可少的一項(xiàng)配置。自動(dòng)平移門最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達(dá),當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí),雷達(dá)感應(yīng)到人的存在,給控制器一個(gè)開(kāi)門信號(hào),控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門打開(kāi)。當(dāng)人通過(guò)門之后,再將門關(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)門的開(kāi)門信號(hào)是觸點(diǎn)信號(hào),微波雷達(dá)和紅外傳感器是常用的兩種信號(hào)源。微波雷達(dá)是對(duì)物體的位移反應(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,它的特點(diǎn)是一旦在門附近的人員不想出門而靜止不動(dòng)后,雷達(dá)便不再反應(yīng),自動(dòng)門就會(huì)關(guān)閉,對(duì)門機(jī)有一定的保護(hù)作用。紅外傳感器對(duì)物體存在進(jìn)行反應(yīng),不管人員移動(dòng)與否,只要處于傳感器的掃描范圍內(nèi),它都會(huì)反應(yīng)即傳出觸點(diǎn)信號(hào)。缺點(diǎn)是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢,適用于有行動(dòng)遲緩的人員進(jìn)入的場(chǎng)所。本文擬使用微波雷達(dá)傳感器設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)門控制器系統(tǒng)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)于整個(gè)自動(dòng)門行業(yè)是一次技術(shù)的革新,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)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)濟(jì)和理論研究?jī)r(jià)值第二章PLC的概述2.1PLC的定義國(guó)際電工委員會(huì)〔InternationalElectricalCommittee于1987年頒布了可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)及其定義："可編程控制器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。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)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)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。"定義強(qiáng)調(diào)了PLC應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境,它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力,廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。定義還強(qiáng)調(diào)了PLC是"數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)"它也是一種計(jì)算機(jī),它是專業(yè)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用"面向用戶指令",因此編程方便。它能完成邏輯運(yùn)算,順序運(yùn)算,定時(shí),計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作,它還具有"數(shù)字量和模擬量輸入和輸出"的能力,并且非常容易與"工業(yè)控制系統(tǒng)"聯(lián)成一體,易于"擴(kuò)充"。2.2PLC的產(chǎn)生背景可編程控制器是基于微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備,在其早期主要應(yīng)用于開(kāi)關(guān)量的邏輯控制。機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。在可編程控制器問(wèn)世以前,工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo)地位的。這種由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)存在明顯的缺點(diǎn),尤其是對(duì)生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性較差。1968年,美國(guó)通用汽車公司〔GM根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)與生產(chǎn)發(fā)展的需要,為了完成"多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號(hào)"的戰(zhàn)略,提出了研制新型邏輯順序控制裝置來(lái)取代繼電器控制裝置。第2年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司〔DEC就研制出了第一臺(tái)PLC,將其應(yīng)用于美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配生產(chǎn)線上,并取得了極大的成功。此后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的不斷進(jìn)步,PLC也迅速發(fā)展起來(lái)。PLC初創(chuàng)階段的代表產(chǎn)品有MODICON公司的084、AB公司的PDQIl、DEC的PDP．14和日立公司的SCY．022等。該時(shí)期PLC產(chǎn)品的主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、邏輯運(yùn)算、定時(shí)和計(jì)數(shù)等。它的CPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成,在I／O接口電路上做了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求,它的控制功能比較簡(jiǎn)單。在軟件編程上,采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。20世紀(jì)20年代起,人們把各種繼電器,定時(shí)器,接觸器及觸電按一定的邏輯關(guān)系連接起來(lái),組成控制系統(tǒng),控制各種生產(chǎn)機(jī)械,這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電器接觸控制系統(tǒng),由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,容易掌握,價(jià)格便宜,在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求,因而使用面甚廣。在工業(yè)領(lǐng)域控制中一直占主導(dǎo)地位。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點(diǎn)：設(shè)備體積大,可靠性差,動(dòng)作速度慢,功能少,難以實(shí)現(xiàn)交復(fù)雜的的控制,特別是由于它是靠硬件連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)接線復(fù)雜,當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r(shí),原有的接線和控制盤就要更換,所以通用性和靈活性較差。20世紀(jì)60年代末期,美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈,各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新,它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變,以及對(duì)整個(gè)開(kāi)展系統(tǒng)從新配置。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛,適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求,1968年美國(guó)通用汽車公司公開(kāi)向社會(huì)招標(biāo),對(duì)汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求,歸納起來(lái)是;〔1編程方便,可現(xiàn)場(chǎng)修改程序〔2維修方便,采用插件式結(jié)構(gòu)〔3可靠性高于繼電器控制裝置〔4體積小于繼電器控制盤〔5數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)〔6成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng)〔7輸入可以是交流150V以上〔8輸出為交流115V,容量要求在2A以上,可直接驅(qū)動(dòng)接觸器,電磁閥等〔9擴(kuò)展時(shí)原裝系統(tǒng)改變最小〔10用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)展到4KB十項(xiàng)指針的核心要求是采用軟布線〔編程方程代替繼電器控制的硬接線方式,實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。2.3PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介可編程控制器,英文ProgrammableController,簡(jiǎn)稱PLC,本課題中用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),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)存在其內(nèi)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,有大容量的內(nèi)存,有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)?？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)雜多樣的,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),由于這些特點(diǎn),可編程控制器問(wèn)世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎,并得到迅速的發(fā)展。目前,可編程控制器已成為工廠自動(dòng)化的強(qiáng)有力工具,得到了廣泛的應(yīng)用。2.4PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理目前PLC種類繁多,功能和指令系統(tǒng)也都個(gè)不相同但都一微處理器為核心用微工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī),所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大至相同,硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似,主要包括中央處理單元CPU存儲(chǔ)器RAM和ROM,輸入輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部識(shí)別接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。PLC控制系統(tǒng)由輸入量—PLC—輸出量組成,外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為PLC的輸入量,他們經(jīng)PLC外部輸入端子,作為PLC的輸出量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。由此可見(jiàn),PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。2.5PLC的特點(diǎn)PLC作為一種專用于工業(yè)環(huán)境的、具有特殊結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī),有其顯著的特點(diǎn)。具體特點(diǎn)如下:〔1可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)〔2硬件配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)〔3易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎〔4安裝方便,擴(kuò)展靈活〔5系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小,維護(hù)方便,容易改造〔6體積小,重量輕,能耗低2.6PLC的選型原則當(dāng)某一個(gè)任務(wù)決定由PLC來(lái)完成后,選擇PLC就成為最重要的事情。再PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定控制方案,一方面工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(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)該詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn),控制要求,明確控制任務(wù)和范圍,確定需要的操作和動(dòng)作,然后根據(jù)控制要求估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù),確定PLC的功能外部設(shè)備等內(nèi)存有多大。第一個(gè)問(wèn)題,首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析,把所有的I/O點(diǎn)找出來(lái),包括開(kāi)關(guān)量I/O和模擬量I/O,以及輸出量是用繼電器還是晶體管或可控硅型?？刂葡到y(tǒng)輸出點(diǎn)的類型非常關(guān)鍵,如果他們之中既有交流220V的接觸器,電磁閥,又有24V指示燈,則最后選用的PLC的輸出點(diǎn)數(shù)有可能大于實(shí)際點(diǎn)數(shù)。因?yàn)镻LC的實(shí)際點(diǎn)數(shù),因?yàn)镻LC的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組公用一個(gè)公共端,這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)。所以一旦他們是交流220V的負(fù)載使用。則直流24V的負(fù)載智能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點(diǎn)浪費(fèi),增加成本。所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載。第二個(gè)問(wèn)題,則有以下幾個(gè)方面要考慮〔1功能方面所有PLC一般都具有常,規(guī)的功能,但對(duì)某些特殊要求,就要知道所發(fā)用的PLC是否有能力控制任務(wù)。如PLC的計(jì)算速度。用戶程序容量等有特殊要求。該選擇包括運(yùn)算功能,控制功能,通信功能,編輯功能,診斷功能和處理速度等性能的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的要求主要有一下幾種功能的選擇：a.控制功能b.編輯功能c.診斷功能d.機(jī)型的選擇 e.對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求〔2價(jià)格方面不同廠家的PLC產(chǎn)品價(jià)格相差很大,有些功能類似,質(zhì)量相當(dāng),I/O點(diǎn)數(shù)相當(dāng),PLC價(jià)格卻相差很大在使用PLC較多情況下,這樣的差價(jià)是必須考慮的因素。綜合以上因素,本課題的設(shè)計(jì)采用智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的控制。第三章自動(dòng)門控制系統(tǒng)的整體方案3.1設(shè)計(jì)流程1.深入了解和分析自動(dòng)門的控制要求和控制部件。2.確定I/O設(shè)備。根據(jù)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的功能要求,確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等,常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。3.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。4.分配I/O點(diǎn),分配PLC的輸入輸出點(diǎn),編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。5.設(shè)計(jì)自動(dòng)門系統(tǒng)的梯形圖程序,根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)出周密完整的梯形圖程序,這是整個(gè)自動(dòng)門系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。6.將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測(cè)試,查找錯(cuò)誤,使系統(tǒng)程序更加完善。7.自動(dòng)門系統(tǒng)的整體調(diào)試,在PLC軟硬件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工完成后,就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試,調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題要逐一排除,直至調(diào)試成功。3.2自動(dòng)門的功能需求分析本設(shè)計(jì)面向商場(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(kāi)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。手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)門方式由手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向手動(dòng)位置時(shí),門可以手動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí),手動(dòng)開(kāi)門失效,由感應(yīng)器檢測(cè)到有人接近門口且門未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門且門未關(guān)閉,PLC動(dòng)作輸出信號(hào)給變頻器來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門或者關(guān)門?！?>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(kāi)關(guān),自動(dòng)門自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門過(guò)程。PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動(dòng)門控制系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成。采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式,此種控制模式為自動(dòng)門的主要控制方式。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(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。3.3自動(dòng)門的控制要求經(jīng)分析設(shè)計(jì)任務(wù),可知完成任務(wù)的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制首先要具備一下功能部件：微波檢測(cè)開(kāi)關(guān),限位開(kāi)關(guān),超載要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正保護(hù)開(kāi)關(guān)。先確定電機(jī)與門扇軌道組成的系統(tǒng),要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)—開(kāi)門,電機(jī)反轉(zhuǎn)—關(guān)門。首先按下啟動(dòng)按鈕,當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體通過(guò)信號(hào)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)需對(duì)其自鎖所以線圈上有電流通過(guò),電動(dòng)機(jī)正傳,帶動(dòng)自動(dòng)門執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。當(dāng)門完全打開(kāi)之后,使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi),此時(shí)自動(dòng)門停止,延時(shí)8秒。若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測(cè)到有人體信號(hào)時(shí),則在重新進(jìn)行8秒延時(shí)。當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。在關(guān)門過(guò)程中,傳感器重新檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí),此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開(kāi)門過(guò)程?？紤]到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障或維修的時(shí)候,使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適,于是設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)關(guān)門。3.4自動(dòng)門技術(shù)參數(shù)表3-1自動(dòng)門技術(shù)參數(shù)單扇門的最大承重〔kg1x120kg單扇開(kāi)啟最大寬度〔mm1250mm高度〔mm2500mm開(kāi)/關(guān)門速度〔cm/s32.5cm/s開(kāi)啟保持時(shí)間〔s8S可編程控制器〔PLC電源220VAC,50-60Hz驅(qū)動(dòng)器電源380VAC,50Hz驅(qū)動(dòng)器輸出額定功率120W3.5自動(dòng)門具體構(gòu)成自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖：PLC自動(dòng)門感應(yīng)器件驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置圖3-1自動(dòng)門系統(tǒng)組成由上圖可知,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)已經(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。第四章硬件設(shè)計(jì)4.1可編程控制器的選型在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)用要求是設(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)和范圍確定所需要的操作和動(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)。綜合PLC的選型標(biāo)準(zhǔn),本課題的設(shè)計(jì)采用智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的控制圖4-1PLC硬件結(jié)構(gòu)圖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。結(jié)合安全穩(wěn)定的考慮,在本設(shè)計(jì)中選用天津安全電機(jī)生產(chǎn)的型號(hào)為YSM100/112、W、S的3相380V交流電機(jī),此電機(jī)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)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。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。結(jié)合本課題的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門的人員檢測(cè)上運(yùn)用微波雷達(dá)傳感器為自動(dòng)門感應(yīng)器微波感應(yīng)器的特點(diǎn):〔1非接觸探測(cè)〔2不受溫度,濕度,噪音影響4.4行程開(kāi)關(guān)<限位開(kāi)關(guān)>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)轎門的速度、自動(dòng)開(kāi)關(guān)門的限位,轎廂的上、下限位保護(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4.5傳動(dòng)裝置在本課題設(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)主要包括安裝板,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)便。3．電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用380V三相交流電機(jī),功率大,可調(diào)性強(qiáng)。4．導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu),形成正懸掛,解決了側(cè)擺的問(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)方面的特點(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：用于傳輸電機(jī)所產(chǎn)動(dòng)力,牽引自動(dòng)門吊具走論系統(tǒng),采用齒形皮帶,齒形皮帶的齒形截面為曲線設(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,從而提高了機(jī)械效率。皮帶底部采用尼龍加強(qiáng),減少了齒距變形,提高了使用壽命。7．馬達(dá)皮帶輪直徑為5cm,皮帶滑輪內(nèi)徑為13.5cm,外徑為28.5cm。第五章自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)5.1PLC梯形圖概述梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(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,并得到廣泛的應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：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.與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是：梯形圖中的能流〔PowerFlow不是實(shí)際意義的電流,內(nèi)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；梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言,被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似,具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn),很容易被工廠電氣人員掌握,特別適用于開(kāi)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自動(dòng)門工作流程如下：〔1按下啟動(dòng)按鈕,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)K1或K2時(shí),開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行?！?自動(dòng)門在開(kāi)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(kāi)關(guān)K4位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行?！?在關(guān)門過(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)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí),應(yīng)立即停止關(guān)門,并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序?！?在門打開(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)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)門過(guò)程,以保證人員安全通過(guò)。〔5考慮到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí),使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適,于是設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)關(guān)門。以上工作過(guò)程可用流程圖表達(dá)如下圖所示。圖5-1自動(dòng)門工作流程圖5.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)原理圖a.自動(dòng)門控制系統(tǒng)主電路控制圖：圖5-2自動(dòng)門控制系統(tǒng)主電路圖b.繼電器接觸器控制圖圖5-3繼電器接觸器控制圖c.外圍接線圖5-4自動(dòng)門控制系統(tǒng)外圍接線圖5.4工作過(guò)程的分析根據(jù)本課題的控制要求和安全要求,所設(shè)計(jì)的程序按照下圖所示的流程運(yùn)行,已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì),工作流程如下：首先按下啟動(dòng)按鈕,當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體信號(hào)時(shí),電動(dòng)機(jī)正傳,帶動(dòng)自動(dòng)門執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。當(dāng)門完全打開(kāi)之后,使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)打開(kāi),此時(shí)自動(dòng)門停止,進(jìn)行8秒延時(shí)。若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測(cè)到有人體信號(hào)時(shí),則在重新進(jìn)行8秒延時(shí)當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。在關(guān)門過(guò)程中,傳感器重新檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí),此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開(kāi)門過(guò)程?？紤]到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí),使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適,于是設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門和手動(dòng)關(guān)門。5.5梯形圖的設(shè)計(jì)自動(dòng)門I/O地址分配表表5-1自動(dòng)門I/O地址分配表PLC原件作用I0.1門外光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)I0.2門內(nèi)光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)I0.3開(kāi)門限位電開(kāi)關(guān)I0.4關(guān)門限位電開(kāi)關(guān)I0.5過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)I0.6緊急停車開(kāi)關(guān)I0.7啟動(dòng)停止I1.O手動(dòng)開(kāi)門I1.1手動(dòng)關(guān)門具體梯形圖程序見(jiàn)附錄1指令表見(jiàn)附錄25.6過(guò)程分析1.首先按下啟動(dòng)按鈕使I0.7閉合,若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)到有人體接近時(shí)將其轉(zhuǎn)換成信號(hào)使I0.1或I0.2閉合。由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)I0.3是常閉的,所以Q0.0線圈得電,由原理分析可知光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā),所以需要自鎖。當(dāng)Q0.0線圈通電時(shí)Q0.0閉合,此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng),執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。2.當(dāng)門扇完全打開(kāi)時(shí),使開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)I0.3打開(kāi),Q0.0線圈失電。電動(dòng)機(jī)停