基于PLC自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

1、畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題目： PLC自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)姓名：專(zhuān)業(yè)：學(xué)院：學(xué)習(xí)形式：助學(xué)單位：指導(dǎo)教師： 2011年8月畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō) 明 書(shū)題目：PLC自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)院別：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：設(shè)計(jì)人：指導(dǎo)教師：、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)唐琨號(hào)自考班級(jí)設(shè)計(jì)（論文）題目題目：plc自動(dòng)門(mén)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2010年?月?日指導(dǎo)教師簽字?要求完成日期2010年?月?日評(píng)閱（審）人意見(jiàn)評(píng)閱人簽字：年月日專(zhuān)業(yè)指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)負(fù)責(zé)人簽字：年月日備注30 / 34PLC自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)摘要自動(dòng)門(mén)在人們的日常生活中已經(jīng)得到了

2、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(mén)控制裝置中的應(yīng)用也日益廣泛。本文圍繞自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)展開(kāi)研究。首先分析了國(guó)外自動(dòng)門(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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

3、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(mén)開(kāi)關(guān)控制與良好的穩(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(mén) 傳感器 設(shè)計(jì)原理 工作原理PLC automatic door control systemAbstractAutomatic doors have been widely used in the peoples daily lives, while about its performance, and security requirements

4、and getting higher. Due to the high stability of the PLC and strong ability to adapt to the environment, makes the application of PLC in auto-door control unit is also increasingly widespread.This paper stresses the study on auto-door control system. Development trend of the first analysis of the au

5、tomatic doors at home and abroad and the technologies used, and then provided a brief description of the PLC system. And in accordance with the requirements of automatic door control device, was designed for ladder diagram files, enabling automatic door opening, detected by timed wait, shut down the

6、 whole process.This design works mainly through the signal acquisition device judgment after and converts the signal switches quantity signal, no upload PLC,PLC the switching signal to control the start stop and speed of the transformation of a frequency converter, driven by gear door movement.With

7、the continuous update of PLC, PLC automatic control of control has become one of the most common way, because changing the control mode of the programmable controller can be as simple. And PLC has a high stability, reliability, easy maintenance and so on. Automatic door control also has a good deal

8、and good stability, therefore, this design based on the PLC, sensors to sensors, motor-powered units, so as to meet the design requirementsKeywords: PLC programmable controller Automatic door The sensor The principle of design The Working principle目錄PLC自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)1摘要1Abstract2前言5第一章自動(dòng)門(mén)的概述61.1 自動(dòng)門(mén)簡(jiǎn)介61.2

9、自動(dòng)門(mén)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀61.3本課題研究的容71.3.1自動(dòng)門(mén)類(lèi)型的選擇71.3.2 自動(dòng)門(mén)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)71.3.3 自動(dòng)門(mén)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102.1 PLC的定義102.2 PLC的產(chǎn)生背景102.3 PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介122.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)與原理122.5 PLC的特點(diǎn)122.6 PLC的選型原則13第三章自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的整體方案153.1設(shè)計(jì)流程153.2自動(dòng)門(mén)的功能需求分析153.3自動(dòng)門(mén)的控制要求153.4自動(dòng)門(mén)技術(shù)參數(shù)163.5自動(dòng)門(mén)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

10、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(mén)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)205.1 PLC梯形圖概述205.2自動(dòng)門(mén)工作流程如下：205.3自動(dòng)門(mén)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(mén)I/O地址分配表235.6 過(guò)程分析23總結(jié)25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(mén)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(mén)已經(jīng)隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門(mén)的工作方式是通過(guò)自動(dòng)門(mén)外兩側(cè)的感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入，當(dāng)外有人走近自動(dòng)門(mén)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(mén)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi),計(jì)時(shí)，在人通過(guò)之后，再

11、將門(mén)關(guān)上。由于自動(dòng)門(mén)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(mén)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(mén)最早應(yīng)用在國(guó)外，目前在我國(guó)也以?xún)?yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同，自動(dòng)門(mén)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(mén)性能的優(yōu)劣，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, 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(mén)與其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的行業(yè)是PLC，它是一種專(zhuān)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存儲(chǔ)器，用來(lái)在其部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)

12、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(lèi)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(chē)、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(mén)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(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)門(mén)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(mén)根據(jù)使用的場(chǎng)合與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)、自動(dòng)圓弧門(mén)、自動(dòng)折疊門(mén)等，其中平開(kāi)門(mén)用的場(chǎng)合較少，旋轉(zhuǎn)門(mén)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(mén)

13、使用的最廣泛，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。本文所研究的對(duì)象就是自動(dòng)平移門(mén)。本課題主要介紹運(yùn)用PLC為控制器的自動(dòng)門(mén)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(mǎn)足了自動(dòng)門(mén)的基本要求，還可以保證自動(dòng)門(mén)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(mén)的概述1.1 自動(dòng)門(mén)簡(jiǎn)介自動(dòng)門(mén)英文名：automatic door。自動(dòng)門(mén)從理論上理解應(yīng)該是門(mén)概念的延伸，是門(mén)的功能根據(jù)人的需要所進(jìn)行發(fā)展和完善。自動(dòng)門(mén)是指：可以將人或物接近門(mén)的動(dòng)作或某種入門(mén)授權(quán)，轉(zhuǎn)換

14、為開(kāi)門(mén)信號(hào)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門(mén)開(kāi)啟，在人離開(kāi)后在將門(mén)自動(dòng)關(guān)閉，對(duì)門(mén)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(mén)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(mén)開(kāi)始被使用，世界第一自動(dòng)門(mén)品牌多瑪在1945年開(kāi)發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門(mén)，新建大樓的正門(mén)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(mén)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(mén)逐漸成為主流。例如：各種用可識(shí)別

15、控制的自動(dòng)專(zhuān)用門(mén)，如:感應(yīng)自動(dòng)門(mén)（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(mén)等。1.2 自動(dòng)門(mén)的國(guó)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(mén)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(mén)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(mén)在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)門(mén)適用于各種大型公共場(chǎng)所。但在國(guó)，自動(dòng)門(mén)的自主研發(fā)技術(shù)尚不成熟。在自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全與人性化是需要首先考慮的因素。自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)外兩側(cè)加感應(yīng)

16、器，當(dāng)人走進(jìn)門(mén)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(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)上。由于自動(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)外建筑市場(chǎng)上得到大圍的普與。自動(dòng)門(mén)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(mén)系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動(dòng)門(mén)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(mén)，PLC控制

17、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(mén)都是有這種方式來(lái)控制的。1.3 本課題研究的容綜合了自動(dòng)門(mén)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(mén)，本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門(mén)具有手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能和分時(shí)間段控制功能以與配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來(lái)滿(mǎn)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(mén)的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。1.3.1 自動(dòng)門(mén)類(lèi)型的選擇由于門(mén)體的重量與體積不同會(huì)對(duì)自動(dòng)門(mén)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(mén)又可以分為重型自動(dòng)門(mén)和輕型自動(dòng)門(mén)?？土髁康牟町悤?huì)對(duì)自動(dòng)門(mén)的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動(dòng)門(mén)還可以分為一般

18、自動(dòng)門(mén)和頻繁使用自動(dòng)門(mén)。自動(dòng)門(mén)根據(jù)使用的場(chǎng)合與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)、自動(dòng)圓弧門(mén)、自動(dòng)折疊門(mén)等綜合了自動(dòng)門(mén)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(mén)，本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門(mén)具有手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能和分時(shí)間段控制功能以與配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來(lái)滿(mǎn)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(mén)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)為滿(mǎn)足日常的需要本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)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(mén)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

19、自動(dòng)門(mén)專(zhuān)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(xiě)運(yùn)用西門(mén)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(mén)更加突出了安全理念，

20、強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防、通行、疏散，同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門(mén)與周?chē)ㄖ娘L(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(mén)為這些建筑增添了時(shí)尚，高貴的姿彩。自動(dòng)門(mén)從理論上理解應(yīng)該是門(mén)的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對(duì)門(mén)的功能的進(jìn)一步提升和完善。所以對(duì)自動(dòng)門(mén)的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從人對(duì)門(mén)功能的要求開(kāi)始。作為建筑物一部分的門(mén)，從最基本的意義上講，要同時(shí)滿(mǎn)足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。因此門(mén)體本身應(yīng)牢固、密封。自動(dòng)門(mén)的普與和應(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(mén)根據(jù)使用的場(chǎng)合與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)、自動(dòng)圓弧門(mén)、自動(dòng)折疊門(mén)等，其中平開(kāi)門(mén)用的場(chǎng)合較

21、少，旋轉(zhuǎn)門(mén)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(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)。由于自動(dòng)門(mén)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)外的建筑市場(chǎng)上得到大圍的普與。同時(shí)也幾乎成為了銀行，寫(xiě)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(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)機(jī)與門(mén)外兩側(cè)加雷達(dá)，當(dāng)人走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，雷達(dá)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)門(mén)之后，再將門(mén)關(guān)閉。由于自動(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)外建筑

22、市場(chǎng)上得到大圍的普與。自動(dòng)門(mén)的開(kāi)門(mén)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(mén)附近的人員不想出門(mén)而靜止不動(dòng)后，雷達(dá)便不再反應(yīng)，自動(dòng)門(mén)就會(huì)關(guān)閉，對(duì)門(mén)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圍，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(mén)控制器系統(tǒng)本課題的自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC做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)的革新，提高了

23、自動(dòng)門(mén)的使用率，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)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)值第二章 PLC的概述2.1 PLC的定義國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee）于1987年頒布了可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)與其定義：“可編程控制器是一種專(zhuān)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存儲(chǔ)器，用來(lái)在其部存儲(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(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破髋c其有關(guān)的外圍設(shè)備都

24、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(zhuān)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(hù)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”。2.2 PLC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

25、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與其有關(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(chē)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(chē)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(chē)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)

26、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PDP14和日立公司的SCY022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IO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，接觸器與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

27、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，在一定圍能滿(mǎn)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(pán)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(chē)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車(chē)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，以與對(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(chē)公司公

28、開(kāi)向社會(huì)招標(biāo)，對(duì)汽車(chē)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(pán)（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(pán)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?。?0）用戶(hù)存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)展到4KB十項(xiàng)指針的核心要采用軟布線（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。2.3 PLC控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介可編程控制器，英文Programmable Controller,簡(jiǎn)稱(chēng)PLC

29、，本課題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱(chēng)。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)

30、，也為自動(dòng)門(mén)行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)雜多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不一樣。PLC專(zhuān)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。2.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)與原理目前PLC種類(lèi)繁多，功能和指令系統(tǒng)也都個(gè)不一樣但都一微處理器為核心用微工業(yè)控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大至一樣，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。其部也是采用總線結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令

31、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。2.5 PLC的特點(diǎn)PLC作為一種專(zhuān)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2.6 PLC的選型原則當(dāng)某一個(gè)任務(wù)決定由

32、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，以與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(lèi)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

33、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(lèi)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。所以要盡可能選擇一樣等級(jí)和種類(lèi)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(hù)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(mén)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

34、.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(lèi)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶(hù)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

35、觸器、指示燈等。3.根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類(lèi)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)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(mén)的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)應(yīng)由以下功能：（1)開(kāi)門(mén)和

36、關(guān)門(mén)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(mén)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)門(mén)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(mén)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(mén)失效，由感應(yīng)器檢測(cè)到有人接近門(mén)口且門(mén)未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門(mén)且門(mén)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(mén)或者關(guān)門(mén)。（2)緊急停止當(dāng)自動(dòng)門(mén)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(mén)自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)過(guò)程。PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動(dòng)門(mén)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(mén)的主要控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

37、從而控制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化控制。3.3 自動(dòng)門(mén)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(mén)扇軌道組成的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)開(kāi)門(mén)，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門(mén)。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(mén)執(zhí)行開(kāi)門(mén)過(guò)程。當(dāng)門(mén)完全打開(kāi)之后，使開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)由閉合到斷開(kāi)，此時(shí)自動(dòng)門(mén)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)

38、執(zhí)行關(guān)門(mén)過(guò)程。在關(guān)門(mén)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(mén)轉(zhuǎn)向開(kāi)門(mén)過(guò)程?？紤]到自動(dòng)門(mén)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(mén)和手動(dòng)關(guān)門(mén)。3.4 自動(dòng)門(mén)技術(shù)參數(shù)表3-1自動(dòng)門(mén)技術(shù)參數(shù)單扇門(mén)的最大承重（kg）1x120kg 單扇開(kāi)啟最大寬度（mm）1250mm高度（mm）2500mm開(kāi)/關(guān)門(mén)速度（cm/s）32.5cm/s開(kāi)啟保持時(shí)間（s）8S可編程控制器（PLC）電源220V AC,50-60Hz驅(qū)動(dòng)器電源380V AC,50Hz驅(qū)動(dòng)器輸出額定功率120W3.5 自動(dòng)門(mén)具體構(gòu)成自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)的具體組成如下圖： PLC 自動(dòng)門(mén)感應(yīng)器件驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置圖3-1自動(dòng)門(mén)系

39、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(mén)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

40、器為穩(wěn)定性良好的德國(guó)西門(mén)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4-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)圖4.2 驅(qū)動(dòng)裝置的選型自動(dòng)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門(mén)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?lài)鷮?、啟?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(mén)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(chēng)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

41、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(mén)的人員檢測(cè)上運(yùn)用微波雷達(dá)傳感器為自動(dòng)門(mén)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(chēng)限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程與限位保護(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(lèi)似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用于各類(lèi)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)

42、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(mén)針對(duì)人流較多的商場(chǎng)，應(yīng)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門(mén)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(mén)的傳動(dòng)主要包括安裝板，軌道，門(mén)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(mén)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)軌與滑輪

43、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(mén)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,皮帶滑輪徑為13.5cm,外徑為28.5cm。第五章 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)5.1 PLC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

44、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（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；梯形圖是使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱(chēng)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(chēng)為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱(chēng)為編程

45、。5.2 自動(dòng)門(mén)工作流程如下：（1）按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)有人由到外或由外到通過(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，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）自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)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）在關(guān)門(mén)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(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）在門(mén)打開(kāi)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(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)。（5） 考慮到自動(dòng)門(mén)若出現(xiàn)故

46、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(mén)和手動(dòng)關(guān)門(mén)。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(mén)工作流程圖5.3 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)原理圖a.自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)主電路控制圖：圖5-2 自動(dòng)門(mén)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(mén)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(mén)執(zhí)行開(kāi)門(mén)過(guò)程。當(dāng)門(mén)完全打開(kāi)之后，使開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)打開(kāi)，此時(shí)自動(dòng)門(mén)停止

47、，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(mén)過(guò)程。在關(guān)門(mén)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(mén)轉(zhuǎn)向開(kāi)門(mén)過(guò)程?？紤]到自動(dòng)門(mén)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(mén)和手動(dòng)關(guān)門(mén)。5.5 梯形圖的設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)I/O地址分配表表5-1自動(dòng)門(mén)I/O地址分配表PLC原件作用I0.1門(mén)外光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)I0.2門(mén)光檢測(cè)電開(kāi)關(guān)I0.3開(kāi)門(mén)限位電開(kāi)關(guān)I0.4關(guān)門(mén)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(chē)開(kāi)關(guān)I0.7啟動(dòng)停止I1.O手動(dòng)開(kāi)門(mén)I1.1手動(dòng)關(guān)門(mén)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)

48、按鈕使I0.7閉合，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或檢測(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(mén)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(mén)扇移動(dòng)，執(zhí)行開(kāi)門(mén)過(guò)程。2.當(dāng)門(mén)扇完全打開(kāi)時(shí)，使開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)I0.3打開(kāi)，Q0.0線圈失電。電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。3.當(dāng)門(mén)扇停止移動(dòng)時(shí)，由于開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)的常閉變成斷開(kāi)，故使常開(kāi)變閉合。此時(shí)進(jìn)行8秒鐘的延時(shí)，若此時(shí)外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.1或I0.2檢測(cè)到有人體信號(hào)，則使T0重新延時(shí)8秒鐘。4.當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后T0線圈通電，關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)閉合，所以使Q0.1得電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門(mén)過(guò)程。5.在關(guān)門(mén)過(guò)程中，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或檢測(cè)開(kāi)關(guān)I0.1,I0.2有信號(hào)又使Q0.0通電，由于在關(guān)門(mén)