基于PLC自動門的控制系統(tǒng)設(shè)計-畢業(yè)論文

吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 I 畢業(yè)論文畢業(yè)論文 基于基于 PLCPLC 自動門的控制系統(tǒng)設(shè)計自動門的控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC Based Control System of Automatic Doors design 學 生 姓 名：姜景濤 專 業(yè) 班 級： 生產(chǎn)過程自動化 3082 班 指 導 教 師：渠珊珊 完 成 日 期： 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 Jilin Vocational College of Industry and Technology 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 I 摘摘要要 自動門是隨著人們對生活條件的不斷追求、科技的不斷發(fā)展應(yīng)運而生的高科技產(chǎn)品，因 此，它具備了普通門所沒有的優(yōu)勢：雅觀漂亮，而且使用管理起來更加的安全、方便、舒適， 通電后可以實現(xiàn)無人看管，同時又可節(jié)約空調(diào)能源、防風、防塵、降低噪音，既方便又提高 了建筑的檔次。因此自動門被廣泛的應(yīng)用于大型商場、銀行、大酒店、機場、辦公大廈等各 種大型的公共場所。 本文通過結(jié)合 PLC 控制系統(tǒng)的簡介及各種普遍應(yīng)用的自動門的特點，對由 PLC 作為控制 系統(tǒng)的自動門的概況、主要分類、組成、原理、軟硬件控制系統(tǒng)、PLC 程序的編寫等都進行 了一定的介紹。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字：自動門PLC控制編程 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 II PLC Based Control System of Automatic Doors AbstractAbstract Automatic door is the living conditions as people continue to pursue the development of science and technology came into being in the high-tech products, so it does not have the advantages of ordinary doors: decency beautiful, but it is more secure use and management, convenience, Comfort, power can be achieved after the unattended while at the same energy saving air conditioning, wind, dust, noise reduction, convenient and improve the grade of the building. Therefore, automatic doors are widely used in large shopping malls, banks, large hotels, airports, office buildings and other large public places. In this paper, combined with PLC control system and a variety of widely used introduction to the automatic doors to the characteristics of the control system by the PLC as an overview of automatic doors, the main classification, composition, theory, hardware and software control systems, PLC and so on for the preparation of the program some introduction. Key words: Automatic DoorControlProgrammingPLC 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 III 引引言言 隨著科技的不斷發(fā)展，各種各樣的自動門應(yīng)運而生，但由于 PLC 技術(shù)的不斷完善，自動 門大多采用 PLC 系統(tǒng)來進行集中控制。因此自動門的發(fā)展一個是在硬件設(shè)施上的完善，另一 個就是 plc 控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展。自動門尤其是高級自動門的造價不菲，目前多應(yīng)用于大型 商場、銀行、大酒店、機場、辦公大廈等各種大型的公共場所。自動門雖然作為高科技產(chǎn)品， 但仍會有一些安全隱患存在，如果關(guān)門過程控制不當，容易對人們造成擠傷，碰傷，所以自 動門在穩(wěn)定性上還需要不斷的突破。 影響自動門不穩(wěn)定因素的原因是多方面的，但主要是噪聲、電磁場的干擾，他導致電源 電壓便的不穩(wěn)定是一個重要方面，它對安全產(chǎn)生很大的影響，因此，設(shè)計系統(tǒng)時考慮執(zhí)行部 分的輸送電壓穩(wěn)定是一個應(yīng)該重視的問題。 由于中國的自動門技術(shù)起步較晚，掌握的技術(shù)相對稚嫩。雖然從事自動門行業(yè)的廠家很 多，但真正掌握成熟技術(shù)的卻很少。因此多是代理一些國外的自動門。 由于這些因素，未來自動門的發(fā)展應(yīng)該朝著精簡化、安全化去努力，使自動門的使用更 普遍，安全性更有保障。 目前在各種建筑物中應(yīng)用比較廣泛的主要是平移形感應(yīng)自動門，這種自動門主要是通過 紅外探頭來感應(yīng)是否有人靠近，紅外探頭主要是對產(chǎn)生熱量的物體有感應(yīng)，當人靠近是時， 紅外感應(yīng)到人的存在，就會發(fā)送信號到控制部分，控制部分接收到信號通過處理后發(fā)送信號 到驅(qū)動部分，通過電機執(zhí)行動作完成開門動作。但這種技術(shù)存在著一些弊端，它會對一些高 溫的物體產(chǎn)生誤操作。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 IV 目目錄錄 摘摘要要.I AbstractAbstractII 引引言言 III 目目錄錄IV 第一章第一章自動門的簡介自動門的簡介1 1.1自動門的發(fā)展1 1.2自動門的分類1 第二章第二章自動門的硬件系統(tǒng)自動門的硬件系統(tǒng)3 2.1自動門的硬件組成3 2.2硬件的工作原理3 2.3 自動門控制器.3 2.3.1 自動門控制器的介紹.3 2.3.2 自動門控制器遙控.6 2.3.3 自動門控制器遙控系統(tǒng)的組成.6 2.3.4 常見故障的排除.6 2.4 自動門的系統(tǒng)配置.7 第三章第三章PLCPLC 控制系統(tǒng)簡介控制系統(tǒng)簡介.9 3.1PLC 的概述.9 3.2PLC 的主要功能及特點.9 3.2.1PLC 的主要功能.9 3.2.2PLC 的特點.10 3.2.3PLC 的發(fā)展趨勢.11 3.3PLC 的組成與基本結(jié)構(gòu).12 3.3.1PLC 的硬件系統(tǒng).12 3.3.2PLC 的軟件系統(tǒng).13 3.4PLC 的工作原理及在自動門中的應(yīng)用.13 3.4.1PLC 的工作原理.13 3.4.2PLC 在自動門中的應(yīng)用.13 第四章第四章執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計15 4.1穩(wěn)壓電源設(shè)計15 4.2無刷直流電機的應(yīng)用16 第五章第五章自動門的軟件系統(tǒng)自動門的軟件系統(tǒng)18 5.1控制系統(tǒng)流程18 5.2PLC 程序的編寫.18 5.3PLC 在底層電梯自動門中的應(yīng)用舉例.20 5.3.1 電梯控制門的控制要求.20 5.3.2自動門控制線路及 PLC 梯形圖設(shè)計.21 結(jié)束語結(jié)束語 24 致致謝謝 25 參參 考考 文文 獻獻 26 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 1 第一章第一章自動門的簡介自動門的簡介 人類文明的產(chǎn)物，自動門已經(jīng)經(jīng)過了數(shù)十年的漫漫發(fā)展，至今為止，通過應(yīng)用 PLC 控制 系統(tǒng)及其他各種科技產(chǎn)品，已經(jīng)具備了及其完善的控制技術(shù)，形成了具有龐大規(guī)模的自動門 家族。并且根據(jù)不同的需求制定了一系列的標準。如 JG/T 177-2005 是由中華人民共和國建 設(shè)部于 2005-12-01 制定的中國自動門標準編號，標準內(nèi)容主要有：規(guī)定了建筑用各種自動門 的分類、規(guī)格、代號、材料、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標志、包裝、運輸、貯存。本標 準適用于推拉自動門(弧形自動門)、平開自動門、折疊自動門、旋轉(zhuǎn)自動門。其他自動門可 參照執(zhí)行。有特殊要求的自動門，還應(yīng)參見其相關(guān)標準。 1.1自動門的發(fā)展 門和人類文明是孿生的，它伴隨著人類文明的發(fā)展而躍動。數(shù)千年來，門一直作為人類 社會活動的守護神，拒侵入者于門外，而作為人類社會活動的航道，門又承載著文明，追尋 著人們向往的光輝彼岸。 人類對文明的渴望是無窮盡的。從古埃及到古羅馬到今天的現(xiàn)代社會，都可以見到門邁 動的足跡。 往昔，門的屏障作用是被動隔離，而通道作用僅僅是保證通行。 21 世紀的今天，門更加突出了安全理念，強調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同 時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。 門的高級形式-自動門起源在歐美，從 1802 年 8 月，德標公司成功設(shè)計并開發(fā)出世界第 一臺感應(yīng)自動門，門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于 150 年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中，涌現(xiàn)出 大批獨具規(guī)模的專業(yè)制造商。迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細 的自動門家族。 中國早在十多年前就開始引用歐洲自動門，并把它應(yīng)用在酒店、機場、購物 中心、銀行、 寫字樓等大中型公共場所，為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。 1.2自動門的分類 自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動平移門、自動平開門、自動旋轉(zhuǎn)門、自 動圓弧門、自動折疊門等，其中平開門用的場合較少，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，自動平移門使用得最廣泛，大家一般所說的自動門、感應(yīng)門就是 指自動平移門。 自動平移門最常見的形式是自動門機及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達，當人走近自動門時，雷達通 過發(fā)射微波感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。當人 通過門之后，再將門關(guān)閉。 另外還有紅外感應(yīng)形式，主要是通過紅外線來感受指定范圍內(nèi)溫度變化，當人走進時， 微波感應(yīng)其器發(fā)射信號控制門的變化。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 2 微波感應(yīng)器和紅外感應(yīng)器的區(qū)別主要是：微波感應(yīng)器，又稱微波雷達，對物體的移動進 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的場所，它的特點是一旦在門附 近的人員不想出門而靜止不動， 雷達便不再反應(yīng)， 自動門就會關(guān)閉， 有可能出現(xiàn)夾人現(xiàn)象。紅 外感應(yīng)器，對物體的存在進行反應(yīng)，不管人員是否移動，只要處于感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，它 都會反應(yīng)。 紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器慢。 根據(jù)一些不同的要求，某些廠家在生產(chǎn)自動門的時候會增加一些個性功能，以方便管理 和維護。如福州蔚藍電子有限公司自動門，它具備以下特點： 1.自動門微波感應(yīng)器對物體的運動進行反應(yīng)，靈敏度可調(diào)，性能穩(wěn)定！ 2.自動門加密遙控器聚多功能為一體，對感應(yīng)門進行加密，可以避免工程上出現(xiàn)的賴帳， 呆帳，等現(xiàn)象從而有效保護經(jīng)銷商的利益，同時可以實現(xiàn)遙控開門、常開、上鎖、開鎖；具 有連接讀卡機、指紋、出門按扭、電鎖等外圍設(shè)備的功能。 3.安全光線 可以有效克服感應(yīng)探頭感應(yīng)不到的盲區(qū)，從而使感應(yīng)門更安全。 4.自助銀行刷卡機整體一機設(shè)計，ABS 電鍍外殼堅固耐用方便安裝，可搭配任何銀行提 款卡使用，無卡片容量限制，進口合金磁頭靈敏度高、超耐磨、高抗(400)或低抗(300)Oe 磁 卡均可使用；適用于自助銀行。 5.自動門微波模塊、踢腳開光、ID 卡密碼機、遙控收發(fā)模塊、電動車報警器、伸縮門電 子顯示屏、摩托車報警器。 . 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 3 第二章第二章自動門的硬件系統(tǒng)自動門的硬件系統(tǒng) 2.1自動門的硬件組成 自動門的硬件根據(jù)不同的類型各有不同，此以平移型感應(yīng)門為例介紹它的硬件，主要有： 自動感應(yīng)門主控制器，自動感應(yīng)門感應(yīng)探測器，自動感應(yīng)門動力馬達，自動感應(yīng)門門扇行進 軌道，門扇吊具走輪系統(tǒng):，同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶） ，自動感應(yīng)門下部導向系統(tǒng)： 是門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。大體分為 6 部分，如 （圖 2-1） 。 圖 2-1 自動門組成 2.2硬件的工作原理 1. 自動感應(yīng)門主控制器：它是自動門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成 塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、 開啟幅度等參數(shù)。 2. 自動感應(yīng)門感應(yīng)探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入 它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號； 3. 自動感應(yīng)門動力馬達：提供開門與關(guān)門的主動力，控制門扇加速與減速運行。 4. 自動感應(yīng)門門扇行進軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定 方向行進。 5. 門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 6. 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶） ：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引門扇吊具走輪系 統(tǒng)。 7. 自動感應(yīng)門下部導向系統(tǒng)：是門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前 后門體擺動。 2.3 自動門控制器 2.3.1 自動門控制器的介紹 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 4 自動門控制器是一種采用數(shù)字化技術(shù)設(shè)計的智能型多功能手動、無線遙控兩用電動門控 制器。電動門控制器具有良好的智能判定功能和很高的可靠性，是當前電動伸縮門系統(tǒng)中首 選的自動控制設(shè)備。 1.主要功能及性能指標 （1）使用電源：180240V5060Hz （2）最大負載功率：1200W（阻性） （3）控制器自身消耗功率：5W （4）控制方式：手動控制：機箱面板控制和外接按鈕控制；無線遙控：頻率為 315MHz/433Mhz，采用編碼加密控制；信號轉(zhuǎn)換時間：10.5S；自動停機：具有限位停機和 35s，70s， 110s，145s， 180s 五擋自動延時停機（產(chǎn)品出廠時設(shè)置為 145s） 。 （5） 報警控制： 輸出接口： 控制器對報警器探頭可提供 12V 或 15V 直流電源； 輸入接口： 報警器輸出為繼電器獨立常開觸點；報警器探頭：可使用紅外線熱釋、光電對射、聲波振動、 多普勒雷達探測、電磁感應(yīng)等類型。門體開關(guān)時報警功能自動解除。 探頭監(jiān)測距離不小于 6 7m。 （6）其他功能接口：可駁接電子顯示屏、萬年歷顯示屏、警燈和門體聲訊器等。 （7）聲光顯示：控制器在下述狀態(tài)下均有顯示：數(shù)碼顯示：控制器接通電源顯示“-” ， 此時為待機狀態(tài)；報警功能選通后由“-”狀態(tài)變?yōu)椤叭铡?；開門時顯示“H” ，關(guān)門時顯示“E” ， “”為停機；聲訊提示： 開門或關(guān)門時有低頻訊響，報警時變?yōu)楦哳l訊響。 （8）使用環(huán)境條件：溫度：10 45；相對濕度：85；無腐蝕性氣體和電磁干 擾 2.自動門控制器使用操作 （1）安裝：應(yīng)當由專業(yè)人員按照說明書的要求正確進行安裝。電源線和電機動力線應(yīng)選 用線徑不小于 1.5mm2 銅芯護套電纜， 其它控制線應(yīng)選用導線截面不小于 0.5mm2 的銅芯電纜。 電源火線應(yīng)接于控制器的 L 端，零線應(yīng)接于控制器的 N 端。機內(nèi)保險應(yīng)使用520mm6A 的快速熔斷器， 嚴禁將機內(nèi)保險作直接短路使用。 電動門的門頭電機應(yīng)接于機內(nèi)的 P1 端子排。 報警器應(yīng)接于機內(nèi)的 P4 端子排。其他基本控制線應(yīng)接于機內(nèi) P2 端子排。安裝接線時應(yīng)參照 產(chǎn)品所附的接線圖正確連接。尤其要注意，不得將低壓控制線接于高壓端子上或?qū)⒏邏嚎刂?線接于低壓端子上?？刂破鞯慕泳€安裝除本產(chǎn)品規(guī)定的事項外，其他事項應(yīng)遵守電氣安全操 作規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。控制器的安裝位置根據(jù)用戶的具體情況選擇適當位置懸掛于五磁場干擾 的墻體上。安裝高度距地面不應(yīng)小于 1.2m。引出的電纜應(yīng)沿墻體固定牢固。通電前應(yīng)對全部 安裝工作進行全面檢查，確認無誤之后方可送電試機。探頭安裝于室外適當高度，角度可以 調(diào)整。 （2）操作： 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 5 門體開關(guān)手動控制：接通電源后，控制器數(shù)顯窗口中間應(yīng)顯示“” ，此時為控制器的待 機狀態(tài)。控制器面板上的四個按鍵分別是“關(guān)門” 、 “停止” 、 “開門” 、 “報警” 。按下“開門” 或“關(guān)門”鍵時，顯窗口應(yīng)分別顯示“H”或“E” 。此時門機拖動門體運動，控制器此時并有 低頻訊響聲發(fā)出。門體在運動時，當限位開關(guān)起作用或自動延時動作，門體自動停止運動， 此時低頻訊響聲自動停止發(fā)聲。由開門到關(guān)門，或有關(guān)們到開門轉(zhuǎn)換時，必須按動停止鍵方 可進行轉(zhuǎn)換。 門體開關(guān)遙控控制：遙控器的“A”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的“開門” ， “B”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的 “停止” ， “C”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的“關(guān)門” ， “D”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的“報警”功能。使用時， 按下遙控器相應(yīng)的功能鍵約 10.5S 時門體將按照既定功能運動或停止，其操作過程同手 動控制。遙控器的控制距離與現(xiàn)場的電磁場強弱、遙控發(fā)射器的電池電壓、氣候的變化等因 素有一定影響，這是正常現(xiàn)象，使用拉桿天線可適當增加控制距離。 報警功能設(shè)置：按動手動控制的“報警”或遙控器的“D”鍵可以設(shè)置報警狀態(tài)。該鍵為 重復鍵，即報警的設(shè)置和解除交替產(chǎn)生。當報警狀態(tài)為設(shè)置時，窗口顯示“日” 。當報警狀態(tài) 為解除時， 窗口顯示為 “” 。 當報警出現(xiàn)時， 控制器將有高頻聲訊信號發(fā)出。 當門體啟動（開 關(guān)）時，報警狀態(tài)自動解除。門體運動時，仍可設(shè)置報警，但報警功能處于暫停狀態(tài)，當門 體運動停止時，報警狀態(tài)自動恢復。 3.自動門控制器使用注意事項 （1） 報警功能的性能取決于報警探頭的性能， 用戶應(yīng)根據(jù)報警的實際需要選配報警探頭。 控制器成套出廠時配一只熱釋型報警探頭。如果不用報警功能，探頭不椄即可。 （2）報警探頭輸出信號接口的類型應(yīng)為繼電器輸出接口,供電電壓應(yīng)為直流 1215V,否 則不能由本控制器直接供電。探頭耗電應(yīng)100 毫安。根據(jù)現(xiàn)場情況可配用多只探頭（一般 以 12 只為宜） ，多探頭時采用并接方式。探頭.應(yīng)避免其他熱源或直射光影響，上方應(yīng)加 防雨罩。 （3）延時自動停機功能可根據(jù)用戶的門體行程設(shè)置，出廠時設(shè)定為 145 秒左右。 （4）發(fā)現(xiàn)開門和關(guān)門方向相反時，將控制器的“V” 、 “W”端子接線對調(diào)即可。同樣，STOP 顯示屏指示方向與實際相反時，按同法調(diào)整接線。 （5）本控制器發(fā)生故障時，應(yīng)由專業(yè)人員進行維修或與供貨方和生產(chǎn)廠聯(lián)系維修。以免 故障擴大影響使用。 （6）控制器應(yīng)保持清潔，防止進水或其他有害物質(zhì)侵蝕。機殼清潔嚴禁使用有機溶劑。 （7）電動門的電纜芯數(shù)一般不應(yīng)少于 8 線（過去有 7 線的，接線不很合理） ，門體電纜 中間不應(yīng)含有接頭。 （8）遙控發(fā)射器應(yīng)保持外殼好，防止擠壓、振動、跌落、進水等現(xiàn)象。注意檢查電池電 壓，必要時及時更換。當遙控距離過近時，一般應(yīng)更換電池。電池型號為 KC12V-23A。遙控 器應(yīng)盡量避開電磁干擾源。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 6 （9）遙控器出廠時按編碼加密使用，不能互換。用戶需要更改時可由廠家按要求變更密 碼。 2.3.2 自動門控制器遙控 自動門遙控器（Autodoor Remote Controller）是利用無線電信號對遠方的各種機構(gòu)進 行控制的遙控設(shè)備。這些信號被遠方的接收設(shè)備接收后，可以指令或驅(qū)動其它各種相應(yīng)的機 械或者電子設(shè)備，去完成各種操作，如閉合電路、移動手柄、開動電機，之后再由這些機械 進行需要的操作。作為一種與紅外遙控器相補充的遙控器種類，在車庫門、電動門、道閘遙 控控制，防盜報警器，工業(yè)控制以及無線智能家居領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 2.3.3 自動門控制器遙控系統(tǒng)的組成 常用的自動門遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個部分。發(fā)射部分一般分為兩種類型，即遙 控器與發(fā)射模塊，遙控器和遙控模塊是對于使用方式來說的，遙控器可以當一個整機來獨立 使用，對外引出線有接線樁頭；而遙控模塊在電路中當一個元件來使用，根據(jù)其引腳定義進 行應(yīng)用，使用遙控模塊的優(yōu)勢在于可以和應(yīng)用電路天衣無縫的連接、體積小、價格低、物盡 其用，但使用者必須真正懂得電路原理，否則還是用遙控器來的方便。接收部分一般來說也 分為兩種類型，即超外差與超再生接收方式，超再生解調(diào)電路也稱超再生檢波電路，它實際 上是工作在間歇振蕩狀態(tài)下的再生檢波電路。超外差式解調(diào)電路與超外差收音機相同，它是 設(shè)置一本機振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號，與接收到的載頻信號混頻后，得到中頻 （一般為 465kHz） 信號，經(jīng)中頻放大和檢波，解調(diào)出數(shù)據(jù)信號。由于載頻頻率是固定的，所以其電路要比收音 機簡單一些。超外差式的接收器穩(wěn)定、靈敏度高、抗干擾能力也相對較好；超再生式的接收 器體積小、價格便宜。 2.3.4 常見故障的排除 表 2-1 常見故障及排除方法 常見故障常見故障排除方法排除方法 1 1通電后指示燈不 亮，門體不能啟動 1、檢查電源 2、檢查機內(nèi)保險管 3、檢查 控制電纜 4、檢查電機和起動電容 5、檢查機 內(nèi) P5 插座接觸是否良好 6、機頭離合器沒脫開 2 2門體運動不能限 位 1、檢查干簧管或磁鋼是否正常 2、檢查控 制線路是否開路 3、防碰撞感應(yīng)開關(guān)是否正常 4、延時停機設(shè)置是否正確并調(diào)整撥盤開關(guān)調(diào)整 延時設(shè)置 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 7 3 3遙控器不起作用 或不靈敏 1、檢查發(fā)射器電池電壓是否低于 10V 2、 檢查附近有無電磁干擾 3、遙控器是否受潮， 按鍵內(nèi)有無污垢 4、檢查控制器電源電壓是否 偏低 4 4報警功能不正常1、 控制器是否設(shè)定在報警狀態(tài) 2 檢查探頭 與控制器電纜連接 3、檢查探頭性能 4、插頭 接線是否正確 5 5控制器窗口無顯 示 1、P5 插座接線是否正常 2、數(shù)碼管是否損 壞 6 6聲信號不正常1、機內(nèi)連線有無開路 2 IC 或晶體管是否 損壞 3、訊響器是否損壞，可用電池試一下應(yīng) 有響聲 7 7保險絲熔斷1、檢查保險管容量是否正確 2、門頭機有 無短路， 可先甩掉門機負荷再試一下以判斷故障 是門機還是控制器 3、電纜短路 2.4 自動門的系統(tǒng)配置 自動門的系統(tǒng)配置是指根據(jù)使用要求而配備的與自動門控制器相連的外圍輔助控制裝 置，如開門信號源、門禁系統(tǒng)、安全裝置、集中控制等。必須根據(jù)建筑物的使用特點。通過 人員的組成，樓宇自控的系統(tǒng)要求等合理配備輔助控制裝置。自動門安裝公司有責任在對用 戶系統(tǒng)需求的充分了解的基礎(chǔ)上，向用戶提供合理而經(jīng)濟的系統(tǒng)配置方案。 1. 開門信號。自動門的開門信號是觸點信號，微波雷達和紅外傳感器是常用的兩種信號 源。微波雷達是對物體的位移反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場 所，它的特點是一旦在門附近的人員不想出門而靜止不動后，雷達便不再反應(yīng)，自動門就會 關(guān)閉，對門機有一定的保護作用。紅外傳感器對物體存在進行反應(yīng)，不管人員移動與否，只 要處于傳感器的掃描范圍內(nèi)，它都會反應(yīng)即傳出觸點信號。缺點是紅外傳感器的反應(yīng)速度較 慢，適用于有行動遲緩的人員出入的場所。另外，如果自動門接受觸點信號時間過長，控制 器會認為信號輸入系統(tǒng)出現(xiàn)障礙。而且自動平移門如果保持開啟時間過長，也會對電氣部件 產(chǎn)生損害。由于微波雷達和紅外傳感器并不了解接近自動門的人是否真耍進門，所以有些場 合更愿意使用按鍵開關(guān)。按鍵開關(guān)可以是一個觸點式的按鈕，更方便的是所謂肘觸開關(guān)。肘 觸開關(guān)很耐用，特別是它可以用胳膊肘來操作。避免了手的接觸。還有所謂腳踏開關(guān)，功能 一樣，但對防水的要求較高，而且腳踏的力量很大，容易使腳踏開關(guān)失效。還有一種帶觸點 開關(guān)的拉手，當拉手被推(或在反方向拉)到位時，向門機提供觸點信號。現(xiàn)在的樓字自控有 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 8 時會提出特殊的要求，例如使用電話的某一分線控制開門。要達到這個要求，只要保證信號 是無源的觸點信號即可。極少情況下，人們會提出天線遙控的要求。用一個無線接受器與自 動門進行觸點式連接，再配一個無線發(fā)射器，就可以達到要求。不過，現(xiàn)在的無線電波源太 多，容易導致偶然開門是一個麻煩的問題。定時器可以自動控制門的狀態(tài)，其原理是將時鐘 與特定的開關(guān)電路相連，還預設(shè)定的時間將自動門處于自動開啟或鎖門狀態(tài)。 2. 門禁系統(tǒng)統(tǒng)與非公共區(qū)域的自動門如果說對自動門的性能和質(zhì)量要求最高的是在使 用頻率極高的大型公共區(qū)域，那么那自動門自動控制功能要求最高的對進出人員進行選擇的 非公共區(qū)域。門禁系統(tǒng)是對入門授權(quán)的識別。在識別或檢測入門授權(quán)通過以后，向自動門的 控制系統(tǒng)提供開門信號。在提供開門信號之前，自動門必須處于鎖門的狀態(tài)。門禁系統(tǒng)包括 從最簡單的鑰匙開關(guān)，密碼鎖，磁卡鎖。一直到復雜的體重識別系統(tǒng)，指紋識別系統(tǒng)等。但 無論系統(tǒng)怎樣復雜，最終都是給自動門提供開門的觸點信號。信號電路的屏蔽對避免由于無 關(guān)信號的干擾而誤開門的情況發(fā)生非常重要。 3. 對自動門的要求就是解鎖動作與開門動作之間的協(xié)調(diào)。 應(yīng)用于自動平移門的電子鎖有 鎖皮帶的電磁鎖和鎖門體吊掛件的電動鎖兩種。后者用于重型自動平移門，自動平開門的電 子鎖有電磁門吸，電子插銷鎖和電子開門器，電子開門器又稱陰鎖。作用力方向不影響門的 開啟動作，不易發(fā)生誤操作。還有一種帶觸點開關(guān)的機械鎖，使鎖與開關(guān)結(jié)合，鎖不處于開 鎖狀態(tài)，觸點就不能接觸，不可能發(fā)生誤操作。 4. 集中控制。 集中控制的概念包括集中監(jiān)視自動門運行狀態(tài)和集中操作多個自動門兩層 含義，集中監(jiān)視自動門開門關(guān)門狀態(tài)可以通過位置信號翰出電路來實現(xiàn)，可以采用接觸式開 關(guān)，當門到達一定位置（如開啟位置）時，觸動開關(guān)而給出觸點信號。也可以采用感應(yīng)式信 號發(fā)生裝置，當感應(yīng)器探測到門處于某一位置時發(fā)出信號。在中控室設(shè)置相應(yīng)的指示燈，就 可以顯示自動門的狀態(tài)，而集中操作通常指同時將多個門打開或鎖住，這取決于自動門控制 器上有無相應(yīng)的接線端子。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 9 第三章第三章PLCPLC 控制系統(tǒng)簡介控制系統(tǒng)簡介 可編程控制器（Programmable Controller 簡稱 PLC） 。PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ) 上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝 置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。 可編程控制器具有能力強、可靠性高、配置靈活、編程簡單等優(yōu)點，是當代工業(yè)生產(chǎn)自動化 的主要手段和重要的自動化控制設(shè)備。由于 PLC 在自動化控制中的種種優(yōu)勢，因此被廣泛的 引用于自動門系統(tǒng)中。 3.1PLC 的概述 由于 PLC 在不斷發(fā)展，因此，對它進行確切的定義是比較困難的。美國電氣制造商協(xié)會 (NEMA)經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1980 年正式將可編程序控制器命名為 PC(Programmable Controller)，但為了與個人計算機 PC（Personal Computer）相區(qū)別，常將可編程序控制器 簡稱為 PLC，并給 PLC 作了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲器、數(shù)字的或模擬的 輸入/輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和運算等功能，用于控制機 器或生產(chǎn)過程的 自動化控制裝置。 1982 年，國際電工委員會(International Electrical Committee，IEC)頒布了 PLC 標準 草案第一稿，1985 年提交了第 2 稿，并在 1987 年的第 3 稿中對 PLC 作了如下的定義： “PLC 是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編制程序的存儲器，用 來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過 數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān) 的外圍設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設(shè)計。 ” 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置， 是以微處理器為基 礎(chǔ)， 結(jié)合計算機技術(shù)、 自動控制技術(shù)和通信技術(shù)， 用面向控制過程、 面向用戶的“自然語言” 編程的一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。 3.2PLC 的主要功能及特點 3.2.1PLC 的主要功能 1.開關(guān)邏輯和順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運算和進行順序邏 輯控制，從而可以實現(xiàn)各種控制要求。 2. 模擬控制 （A/D 和 D/A 控制） 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，許多連續(xù)變化的需要進行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液 位等，這些都屬于模擬量。過去，PLC 長于邏輯運算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或 分布式控制系統(tǒng)，目前大部分 PLC 產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用方便。 3. 定時/計數(shù)控制 PLC 具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時器與計數(shù)器。對 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 10 于定時器，定時間隔可以由用戶加以設(shè)定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的信號進行計 數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。 4. 步進控制 PLC 為用戶提供了一定數(shù)量的移位寄存器，用移位寄存器可方便地完成步進控制功能。 5運動控制 在機械加工行業(yè)，可編程序控制器與計算機數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機床的運 動控制。 6. 數(shù)據(jù)處理 大部分 PLC 都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進行算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送，而且 還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些 PLC 還可以進行浮點運算和函數(shù) 運算。 7. 通信聯(lián)網(wǎng) PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能， 它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計算機以及其他智能設(shè)備之 間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。 8. 擴展功能 擴展功能是指通過連接輸入輸出擴展單元(即 I/O 擴展單元)模塊來增加輸入輸出點數(shù)， 也可通過附加各種智能單元及特殊功能單元來提高 plc 的控制功能。 3.2.2PLC 的特點 PLC 能如此迅速發(fā)展的原因，除了工業(yè)自動化的客觀需要外，還有許多獨特的優(yōu)點。它 較好地解決了工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍關(guān)心的可靠、安全、靈活、方便、經(jīng)濟等問題。其主要特 點如下： 1. 可靠性高 可靠性指的是可編程控制器平均無故障工作時間。由于可編程序控制器采取了一系列硬 件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時以上，可以直 接用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場?？删幊绦蚩刂破饕驯粡V大用戶公認為是最可靠的工業(yè)控 制設(shè)備之一。 2. 控制功能強 一臺小型可編程序控制器內(nèi)有成百上千個可供用戶使用的編程元件，可以實現(xiàn)非常復雜 的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，它具有很高的性能價格比?？删幊绦蚩刂破骺?以通過通信聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)分散控制與集中管理。 3.用戶使用方便 可編程序控制器產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供 用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩?制器的安裝接線也很方便，有較強的帶負載能力，可以直接驅(qū)動一般的電磁閥和交流接觸器。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 11 硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 4.編程方便、簡單 梯形圖是可編程序控制器使用最多的編程語言，其電路符號、表達方式與繼電器電路原 理圖相似。梯形圖語言形象、直觀、簡單、易學，熟悉繼電器電路圖的電氣技術(shù)人員只要花 幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。 5.設(shè)計、安裝、調(diào)試周期短 可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、 計數(shù)器等器件，使控制柜的設(shè)計、安裝、接線工作量大大減少，縮短了施工周期。可編程序 控制器的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，模擬調(diào)試好后再將 PLC 控制系統(tǒng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進行 安裝和接線，在現(xiàn)場的統(tǒng)調(diào)過程中發(fā)現(xiàn)的問題一般通過修改程序就可以解決，大大縮短了設(shè) 計和投運周期。 6.易于實現(xiàn)機電一體化 可編程序控制器體積小、重量輕、功耗低、抗振防潮和耐熱能力強，使之易于安裝在機 器設(shè)備內(nèi)部，制造出機電一體化產(chǎn)品。目前以 PLC 作為控制器的 CNC 設(shè)備和機器人裝置已成 為典型。 3.2.3PLC 的發(fā)展趨勢 PLC 總的發(fā)展趨勢是向高集成發(fā)展、小體積、大容量、高速度、易使用、高性能方向發(fā) 展。具體表現(xiàn)在以下幾個方面。 1. 向小型化、專用化、低成本方向發(fā)展。 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，新型器件大幅度的提高功能和降低價格，使得 PLC 結(jié)構(gòu)更為緊 湊，相當于一本精裝本書的大小，操作使用十分方便。PLC 的功能不斷增加，將原來大、中 型 PLC 才有的功能部分移植到小型 PLC 上。 2. 向大容量、高速度方向發(fā)展 大型 PLC 采用多微處理系統(tǒng)，有的采用了 32 位微處理器，可同時進行多任務(wù)操作，處理 速度提高，特別是增強了過程控制和數(shù)據(jù)處理功能。另外，存儲榮來那個大大增加。 3. 智能型 I/O 模塊的發(fā)展 智能型 I/O 模塊是以微處理器和存儲器為基礎(chǔ)的功能部件，它們的 CPU 與 PLC 的主 CPU 并行工作，占用主 CPU 的時間很少，有利于提高 PLC 的掃描速度。 4. 基于 PC 的編程軟件取代編程器 隨著計算機的日益普及，越來越多的用戶使用基于個人計算機上的編程軟件。編程軟件 可以對 PLC 控制系統(tǒng)的硬件組態(tài)，即設(shè)置硬件的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，例如設(shè)置各框架各個插槽上模 塊的型號、模塊的參數(shù)、各串行通行接口的參數(shù)等。 5. 與個人計算機相比，PLC 的硬件、軟件的體系結(jié)構(gòu)都是封閉的而不是開放的。在硬件 方面，各廠家的 CPU 模塊和 I/O 模塊互不通用。PLC 的編程語言和指令系統(tǒng)的功能和表達方 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 12 式也不一致，因此各廠家的可編程控制器互不兼容。為了解決這一問題，IEC 制定了可編程 控制器標準。標準中共有 5 種編程語言，允許編程者在同一程序中使用多種語言，這種編程 能夠選擇不同的語言來適應(yīng)特殊的工作。 6. PLC 通信的易于化 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng)功能使它與個人計算機的其它智能控制設(shè)備交換數(shù)字信息，使系統(tǒng)形成 一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散控制和集中控制。 7. 組態(tài)軟件與 PLC 的軟件化 個人計算機(PC)的價格便宜，有很強的數(shù)學運算、數(shù)據(jù)處理、通信和人機交流的功能。 8. PLC 與現(xiàn)場總線相結(jié)合 現(xiàn)場總線 I/O 與 PLC 可以組成功能強大的、廉價的 DCS 系統(tǒng)。 9. 開發(fā)新型特殊功能模塊 I/O 組建可以提高 PLC 的智能化、高密集度和增大處理能力。 10. CPU 的處理速度進一步加快 目前，PLC 的處理速度與計算機相比還比較慢，其高的 CPU 也不過 80486，將來會全面用 64 位的 RISC 芯片，采用多 CPU 進行處理、分時處理或分任務(wù)處理方式，將各種模塊智能化， 部分系統(tǒng)程序用門陣列電路固化，這樣可使 PLC 的處理速度達到納秒級。 3.3PLC 的組成與基本結(jié)構(gòu) PLC 是微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，PLC 也是一種計算機系統(tǒng)，只不過 它比一般計算機具有更強的與工業(yè)過程相連接的輸入/輸出接口， 具有更適用于控制要求的編 程語言，具有更適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此，PLC 是一種工業(yè)控制用的專用計算機， 它的實際組成與一般微型計算機系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 3.3.1PLC 的硬件系統(tǒng) PLC 的硬件系統(tǒng)由主機系統(tǒng)（如圖 3-1） 、輸入/輸出擴展環(huán)節(jié)及外部設(shè)備組成。 主機 電源 微處理器(CPU) 運算器 控制器 輸 入 單 元 存儲器 EPROM (系統(tǒng)程序) RAM (用戶程序) 外設(shè) I/O 接口 I/O 擴展 接口 用 戶 輸 入 設(shè) 備 輸 出 單 元 用 戶 輸 出 設(shè) 備 I/O 擴展 接口 PLC或上位計算機 圖形監(jiān)控系統(tǒng) EPROM寫入器 打印機 盒式磁帶機 編程器 外部設(shè)備 圖 3-1 PLC 的硬件系統(tǒng) 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 13 3.3.2PLC 的軟件系統(tǒng) PLC 的軟件系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)程序和用戶程序。 3.4PLC 的工作原理及在自動門中的應(yīng)用 3.4.1PLC 的工作原理 可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計算機，其工作原理與計算機控制系統(tǒng)的工作原理 基本相同。 PLC 是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃 描。CPU 對用戶程序的執(zhí)行過程是 CPU 的循環(huán)掃描，并用周期性地集中采樣、集中輸出的方 式來完成的。一個掃描周期（工作周期）主要分為以下幾個階段： 1. 輸入采樣掃描階段 這是第一個集中批處理過程，在這個階段中，PLC 按順序逐個采集所有輸入端子上的信 號，不論輸入端子上是否接線，CPU 順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號寫 到輸入映像寄存器中，在當前的掃描周期內(nèi)，用戶程序用到的輸入信號的狀態(tài)（ON 或 OFF） 均從輸入映像寄存器中去讀取，不管此時外部輸入信號的狀態(tài)是否變化。即使此時外部輸入 信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只能在下一個掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對于這種采 集輸入信號的批處理，雖然嚴格上說每個信號被采集的時間有先有后，但由于 PLC 的掃描周 期很短，這個差異對一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認為這些采集到的輸入信息是同時的。 2. 執(zhí)行用戶程序掃描階段 是第二個集中批處理過程，在執(zhí)行用戶程序階段，CPU 對用戶程序按順序進行掃描。如 果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下、從左至右的順序進行掃描，每掃描到一條指令， 所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而不是直接使用現(xiàn)場的立即輸入信 號。對其他信息，則是從 PLC 的元件映像寄存器中去讀取，在執(zhí)行用戶程序中，每一次運算 的中間結(jié)果都立即寫入元件映像寄存器中，對輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動外 部負載，而是將其結(jié)果寫入到輸出映像寄存器中。在此階段，允許對數(shù)字量 I/O 指令和不設(shè) 置數(shù)字濾波的模擬量 I/O 指令進行處理，在掃描周期的各個部分，均可對中斷事件進行響應(yīng)。 在這個階段，除了輸入映像寄存器外，各個元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而 不斷變化的。 3. 輸出刷新掃描階段 這是第三個集中批處理過程，當 CPU 對全部用戶程序掃描結(jié)束后，將元件映像寄存器中 各輸出繼電器的狀態(tài)同時送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動各輸出繼電 器所帶的負載。 在輸出刷新階段結(jié)束后，CPU 進入下一個掃描周期，重新執(zhí)行輸入采樣，周而復始。 3.4.2PLC 在自動門中的應(yīng)用 通過 PLC 控制系統(tǒng)作為中央處理器，來宏觀整體調(diào)控自動門中各硬件設(shè)施協(xié)調(diào)工作，來 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 14 完成自動打開和關(guān)閉大門。 使用紅外感應(yīng)器或微波發(fā)射器來感應(yīng)外界的物體，當有人進如了感應(yīng)范圍之后，感應(yīng)器 通過感應(yīng)到人的到來，會產(chǎn)生一個信號，通過 PLC 的模擬/數(shù)字輸入部分輸入 PLC。玻璃門的 打開或關(guān)閉由電機控制來完成，目前少數(shù)由交流變頻電機或無刷直流電機來實現(xiàn)。但更多的 使用步進電機來實現(xiàn)。步進電機作為可靠性好，控制簡單，價格低廉的動力裝置已經(jīng)被廣泛 的應(yīng)用于自動門。圖 3-2 是一個以 PIC 為控制器，統(tǒng)一控制傳感器、步進電機，通過機械直 線運動單元驅(qū)動玻璃門的 PLC 自動門控制系統(tǒng)。 圖 3-2PLC 自動門控制系統(tǒng) 目前一些廠家 PIE 供應(yīng)商都提供可直接控制步進電機運動的定位控制單元，可直接控制 步進電機，通過編程完成單軸，兩軸插補運動。直線運動系統(tǒng)設(shè)計師習慣上自行設(shè)計包括軸 承、滾珠絲杠副、同步齒形帶等。設(shè)計時非常簡單，零件可直接選用，但裝配時有較高的要 求。因此，國際上出現(xiàn)了一些機械直線運動控制單元，將滾珠絲杠副、同步齒形帶、軸承等 安裝在一個密閉的長殼體內(nèi)，并安裝有一個滑動模塊。生產(chǎn)商預先調(diào)整好精度、預緊力等， 該單元安裝有限位開關(guān)，并提供安裝法蘭，供電機、編碼器安裝用。用戶按傳動行程、受力 情況等直接選用，直接安裝在基礎(chǔ)上即可。 步進電機與機械直線運動單元連接，建立一個直線運動軸，“零點”、“終點”分別為 玻璃門全開、全閉時的位置。如果無人進出，玻璃門關(guān)閉。傳感器一旦給 PIC 信號，PLC 通 過定位控制單元立刻控制步進電機中斷當前運動，回零位。開始速度逐漸提高，在即將閉合 時，速度逐漸減為零。而當門在關(guān)閉的過程時，一旦有人通過，應(yīng)立即停止動作，轉(zhuǎn)入開門 過程。PIC 通過定位控制單元進行速度調(diào)節(jié)非常方便。一旦無人進出，傳感器無信號發(fā)出， PIC 控制步進電機中斷當前運動，向終點運動，速度控制如前。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 15 第四章第四章執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計 4.1穩(wěn)壓電源設(shè)計 隨著自動門的不斷發(fā)展，被越來越多的應(yīng)用于各建筑物，廣泛的應(yīng)用也使其安全變的越 來越重要。對電源的影響因素是多方面的，其中主要干擾，來自噪聲的影響。因此，為了提 高自動門的運行穩(wěn)定性，穩(wěn)定的電壓和較小的波紋是重點考慮的問題。較為普遍的穩(wěn)壓裝置 是變壓器，因為它價格實惠，但有一定的弱點，對電源的穩(wěn)壓性能并不是很強。因此我們需 要設(shè)計穩(wěn)壓電源并根據(jù)無刷直流電機供電要求選擇合理的電路參數(shù)，同時需要合理設(shè)計交 流濾波器以減少電磁干擾。 由于自動門工作、時間長，安全性要求高，因此從電網(wǎng)電源開始，就應(yīng)用了過流、過熱 保護以盡量避免意外發(fā)生。保護電路有多種形式，下面是一種保護電路的框圖（圖 4-1） 圖 4-1 保護電路的框圖 過壓保護采用壓敏電阻和瞬變電壓抑制器，以防止雷擊等意外事故產(chǎn)生的瞬間高壓。交 流 EMI 濾波器主要是用來抑制共模、共差干擾。如圖（圖 4-2）所示，它主要包括兩個輸入 端、兩個輸出端和一個接地端，電路包括共模扼流圈、差模濾波電容、共模濾波電容。 圖 4-2 過壓保護 自動門的整流電路主要是把交變的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，使電源適合各種驅(qū)動裝 置（如無刷直流電機）的使用。全橋是由 4 只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并 封裝為一體構(gòu)成的。全橋的正向電流有 0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A、5A、10A、20A 等多 種規(guī)格，耐壓值（最高反向電壓）有 25V、50V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、800V、 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 16 1000V 等多種規(guī)格。 （圖 4-3）是其電路圖形符號與內(nèi)部電路。 圖 4-3 整流電路 4.2無刷直流電機的應(yīng)用 1. 目前自動門中的動力部分主要有無刷直流電機、交流變頻電機及步進電機的使用。今 以無刷直流電機為例來介紹自動門系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計。 下圖是電機的主電路圖 （圖 4-4） ： 圖 4-4主電路 無刷電機需要控制器來進行控制，MC33035 無刷直流電機控制器采用雙極性模擬工藝制 造，可在任何惡劣的工業(yè)環(huán)境條件下保證高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。該控制器內(nèi)含可用于正確整流 時序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對傳感器的溫度進行補償?shù)膮⒖茧娖?，同時它還具有一個頻 率可編程的鋸齒波振蕩器、一個誤差信號放大器、一個脈沖調(diào)制器比較器、三個集電極開路 頂端驅(qū)動輸出和三個非常適用于驅(qū)動功率場效應(yīng)管（MOSFET）的大電流圖騰柱式底部輸出器。 此外，MC33035 還有欠鎖定功能，同時帶有可選時間延遲鎖存關(guān)斷模式的逐周限流特性以及 內(nèi)部熱關(guān)斷等特性。其典型的電機控制功能包括開環(huán)速度、正向或反向、以及運行使能等。 吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)論文 17 2. 自動門控制要求。物體靠近門時傳感器獲得信號傳給控制器，控制器根據(jù)門當前所在 位置決定門的動作。有三種情況： （1）門處于關(guān)閉狀態(tài)，控制器應(yīng)驅(qū)動執(zhí)行電機以最佳速度曲線打開門。 （2） 門處于半開狀態(tài)， 控制器應(yīng)根據(jù)門當前所在位置， 以適當?shù)乃俣闰?qū)動執(zhí)行電機開門。 （3）門處于開啟狀態(tài)，控制器使門保持開啟狀態(tài)。 無物體靠近門時：如果門處于開啟狀態(tài)，延時適當?shù)臅r間后