自動旋轉門PLC控制

1、畢業(yè)設計題目：自動旋轉門PLC控制作者：學號：系：自動控制系專業(yè)：電氣自動化技術班級：指導者：（姓名）（專業(yè)技術職務）評閱者：（姓名）（專業(yè)技術職務）2012自動旋轉門PLC控制摘要在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟生活中，隨著電子技術的發(fā)展、計算機技術和現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，各種便民的自動化控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應用于各個領域，PLC控制是最為常見的一種，并且日新月異，同時也標志了自動控制領域成為了數(shù)字化時代的一員。PLC系統(tǒng)具有實時性、可靠性高、系統(tǒng)配置簡單靈活、豐富的I/O卡件、控制系統(tǒng)采用模塊式結構、價格優(yōu)勢、安裝簡單，維修方便、體積小，能耗低等優(yōu)點，使人們相信這是科技進步的成果。它更讓人類懂得，數(shù)字時代

2、的發(fā)展將改變人類的生活，將加快科學技術的發(fā)展。本課題研究的是自動旋轉門PLC空制，自動旋轉門系統(tǒng)包括PLC傳感器、變頻器組成。自動旋轉門主要由PLC1責完成才$制任務，變頻器完成對三相異步電動機的驅動。由于是由電機提供動力系統(tǒng)，所以安全問題被放到重要位置。采用微波傳感器掃描正常位置是否有人經(jīng)過，及安全傳感器感應危險處，以執(zhí)行正確的命令和安全措施。關鍵詞自動旋轉門、PLC傳感器、變頻器目次1緒論11.1 課題研究的背景11.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀11.2.1 國外旋轉門發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2 國內旋轉門發(fā)展現(xiàn)狀21.3 本課題研究的目的和意義22自動旋轉門系統(tǒng)總體方案設計41.1.4 自動旋轉門控制系

3、統(tǒng)方案41.2.4 自動旋轉門用PLC控制與繼電器功能比較分析51.3.4 自動旋轉門的系統(tǒng)構成51.4.4 自動旋轉門的控制要求的特點61.5.4 自動旋轉門系統(tǒng)的原理圖63自動旋轉門系統(tǒng)的硬件設計73.1 PLC選型73.1.1 PLC概述73.1.2 PLC組成元素及功能83.1.3 三菱FX系列可編程控制器93.1.4 PLC選型103.1.5 PLC的I/O分配表113.1.6 PLC外部接線圖123.2 變頻器選型133.2.1 變頻調速的基本原理133.2.2 變頻器容量選擇計算133.3 傳感器選型163.3.1 傳感器163.3.2 傳感器的選用原則163.3.3 微波傳感器

4、選型173.3.4 防火傳感器173.3.5 防撞傳感器183.3.6 接近開關傳感器183.4 元器件明細表194自動旋轉門系統(tǒng)的軟件設計20自動旋轉門程序設計一一梯形圖20梯形圖的概述20梯形圖程序設計語言20自動旋轉門程序梯形圖設計22自動旋轉門控制程序流程圖22自動旋轉門PLC控制程序235系統(tǒng)程序調試26觸摸屏介紹26GT-DESIGNE2觸摸屏軟件調試27結論32致ft33參考文獻34附錄A變頻器參數(shù)36附錄B傳感器與接近開關的參數(shù)371緒論課題研究的背景近年來，隨著國民經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，人們對建筑物出入口的要求也越來越高，從最初的鋁合金門，發(fā)展到后來的感應平移門，近兩年來自動旋

5、轉門也越來越多的應用到了建筑領域。高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場、寫字樓，自動旋轉門也隨處可見，對自動旋轉門控制系統(tǒng)的控制要求也就越來邀高。自動旋轉門的最大優(yōu)點在于它“永遠開門，又永遠關門”，使其動態(tài)密封效果較好，即在保安功能方面具有獨特的發(fā)展。而且行人可以通過自動或手動進門，更加的方便；但由于自動旋轉門的轉速是固定，因此通過的人流量有限，這是自動旋轉門的不占優(yōu)勢之處。自動旋轉門性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動旋轉門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點已逐漸被淘汰。目前自動旋轉門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是PLG它是一種專門為

6、在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。目前他在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領域的應用都得到了長足的發(fā)展。因此運用PLC控制自動旋轉門具有較高的可靠性、維修方便等優(yōu)點。由此看來，進行自動旋轉門的PLC控制系統(tǒng)設計，可以推動自動旋轉門行業(yè)的發(fā)展，擴大PLC在自動旋轉門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究價值。本課題主要介紹自動旋轉門PLC控制的設計，所有產(chǎn)品的設計都要講究其在各個場合下運作是否簡化及穩(wěn)定。此系統(tǒng)的設計既滿足了自動旋轉門的基本要求，還可以保證自動旋轉門的穩(wěn)定性。研究本課題意味著減少經(jīng)濟損耗，提高效益。因此是一個比較實用且經(jīng)濟的產(chǎn)品。國內外發(fā)

7、展現(xiàn)狀國外旋轉門發(fā)展現(xiàn)狀自1903年寶盾公司在荷蘭生產(chǎn)出第一座旋轉門，旋轉門至今已有一百年的歷史，發(fā)展到今天，旋轉門已具有可靠的安全系統(tǒng)和先進的驅動技術，其智能化高格調的設計為現(xiàn)代化樓宇建筑的確入口提供了完美的選擇。國外著名廠家有荷蘭的B00NEDAM瑞典的BESAM德國的多瑪、蓋澤；日本的納博克、寺岡等。由于國外自動旋轉門發(fā)展較早，具技術也較為成熟。自動旋轉門的傳動系統(tǒng)技術具有節(jié)能、低噪聲、傳動平穩(wěn)、壽命長、性能可靠等優(yōu)點；控制系統(tǒng)采用數(shù)字化設計的系統(tǒng)作為控制中樞，有功能更強大，操作更簡便等優(yōu)點；檢測安全系統(tǒng)采用先進的紅外與微波感應技術，用于感知物體的移動，操縱門體的動行，使用各種安全檢測傳

8、感器，實現(xiàn)防擠、防火和防撞功能。與此同時某些廠家生產(chǎn)的自動旋轉門還具有遠程控制和液晶顯示。利用當前先進的通信和網(wǎng)絡技術，使自動門的維護不再受時間、地域和專業(yè)維護技術的限制，制造商可通過Internet與設備進行實時交流，校正偏差，讓自動門達到最佳運行狀態(tài)。當出現(xiàn)異常時，可準確傳回故障信息，實現(xiàn)遠程維護，縮短維護、保養(yǎng)時間；采用液晶顯示屏，進行可視化設計，全面顯示門體轉速、狀態(tài)和故障等信息。國內旋轉門發(fā)展現(xiàn)狀我國旋轉門技術的發(fā)展：我國的全自動旋轉門技術來源于荷蘭、瑞典、日本等國。90年代后期旋轉門開始在我國建筑領域中得到迅速推廣和廣泛的使用。旋轉門的廠家：國內專業(yè)廠家：北京有凱必盛、寶盾、青木、

9、智輝、巨方圓、信步等。外省市有上?？涤?、廣州盛維、沈陽金海、青島帝盟等。旋轉門在我國的市場前景：隨著我國國民經(jīng)濟持續(xù)穩(wěn)定地增長，2001年加入WTG口2008年北京申奧成功，從本世紀開始，我國進入了全面建設小康社會的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是裝飾業(yè)發(fā)展的巨大推動力?，F(xiàn)代城市建筑物裝飾裝修中，將高科技應用到建筑物的外觀形象上，使城市建筑的入口體現(xiàn)出智能化。對門的選擇由單一的功用型向個性化、品位化發(fā)展，旋轉門以其全新的概念，寬敞開放的門面和高格調的設計，自然成為當代的建筑裝飾的主流，無可質疑的必選設施?？胺Q建筑物的點睛之筆。但是國家對自動門產(chǎn)品質量、安全性、節(jié)能性、噪音、施工質量、售后服務還沒有統(tǒng)

10、一的標準，所有國內建筑業(yè)院校都沒有相關的專業(yè)或課程，也沒有權威的咨詢機構，自動門市場的管理尚處于無序狀態(tài)。隨著國內建筑業(yè)的發(fā)展，這一狀況一定會有所改變。本課題研究的目的和意義PLC是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可編程的存儲器用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式和開關量的邏輯控制的輸入輸出，來控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC系統(tǒng)具有實時性、可靠性高、系統(tǒng)配置簡單靈活、豐富的I/O卡件、控制系統(tǒng)采用模塊式結構、價格優(yōu)勢、安裝簡單，維修方便、體積小，能耗低等優(yōu)點。自動旋轉門的普及和應用，改變了人們的防護

11、意識，提升了人們的安全觀念。同時對于自動旋轉門的控制系統(tǒng)也有了更高的要求。自動旋轉門的控制更加突出了安全理念，強調了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還融合了建筑藝術的理念，強調門與建筑以及周圍環(huán)境整體得協(xié)調、和諧。本課題研究的是自動旋轉門PLC控制，利用PLC控制，使得自動旋轉門在各個場合下運作更簡化、更穩(wěn)定，更快的推廣了自動旋轉門的使用，并減少經(jīng)濟損耗，也擴大了PLC控制在自動化行業(yè)中的應用。2自動旋轉門系統(tǒng)總體方案設計自動旋轉門控制系統(tǒng)方案框架總成：分為固定部分和旋轉部分，均由鋁型材框架和玻璃等組成。立柱、曲壁、門扉一般采用高強度鋁合金型材，結構簡潔，精密牢固。采用中心門軸結構安裝和驅

12、動旋轉門體設計，每扉門三面安裝密封毛條與地面天花及曲壁緊密接觸，使門扉在任何位置均處于密閉狀態(tài)；門扉玻璃采用（3+3）夾膠玻璃或6mm厚鋼化玻璃，曲壁玻璃一般采用（4+4）夾膠玻璃，安全可靠。驅動系統(tǒng)：由一個三相交流電機提供動力，用減速器帶動中心門軸驅動?？刂葡到y(tǒng)：由可編程控制器PLG變頻器、功能開關組成。檢測系統(tǒng)：由微波傳感器實現(xiàn)有無人自動檢測，自動對電機啟停進行操作。安全系統(tǒng)：主要有接觸和非接觸安全感應器。旋轉門入口立柱均裝有安全膠條，防止行人夾傷，自動旋轉門入口右側立柱膠條內裝有內藏式防火感應器，如受擠壓門扉即馬上停止運轉。膠條恢復正常，門扉則自動轉動；每扇門扉底邊膠條內裝有內藏式防碰感

13、應器，碰到物體或行人門扉立即停止運轉。膠條恢復正常，門扉則自動轉動。圖2-1系統(tǒng)框圖當感應器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給PLGPLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅動裝置運行，通過傳動裝置帶動旋轉門的運行。自動旋轉門用PLC控制與繼電器功能比較分析早期的自動旋轉門控制系統(tǒng)采用繼電器控制，有著安裝繁瑣、不穩(wěn)定、不易維修等缺點，逐步被基于PLC控制的自動化系統(tǒng)取代。用PLC作為控制器，能大大提高自動旋轉門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。推動自動旋轉門的發(fā)展，擴大PLC在整個自動化行業(yè)中的應用。具體比較，如下表：比較項目繼電器控制PLC控制功能的實現(xiàn)由許多繼電器，采用接線的方式來完成控制功能各種控制功能

14、是通過編制的程序來實現(xiàn)的對生產(chǎn)工2過程變更的適應性適應性差，需要重新設計適應性強，只需要對程序進行修改可靠性差，觸點多，故障多高，因兀器件米取了篩選等可靠性措施柔韌性與靈活性差具有種類齊全的擴展單兀，擴展靈活擴展的實時性機械動作時間常數(shù)大，實時性差微處理器控制，實時性非常好占用空間與安裝控制柜體積大、笨重，安裝施工工作量大體積小，重量輕，安裝工作量少使用壽命易損，壽命短壽命長復雜控制能力極差很強維護復雜，工作量大工作量小表2-1PLC控制與繼電器控制的比較自動旋轉門的系統(tǒng)構成根據(jù)自動旋轉門設定的方案，系統(tǒng)包括四大系統(tǒng)：驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)和安全系統(tǒng)。圖2-2系統(tǒng)結構圖自動旋轉門的控制要

15、求的特點變速功能：旋轉門設有低速、常速和高速三種旋轉速度，兩個按鈕進行切換，以適應正常運轉和殘疾人群通過的不同要求。自動轉停功能：來人時，以高轉速動轉，2min無人進出時，則自動停轉。防火功能：當門扇運轉靠近曲壁立柱時，如果行人試圖從兩者之間（防火區(qū)）進入旋轉門，則門立即自動停轉以防火傷人。行人離開防火區(qū)，門自動恢復運轉。防撞功能：行人緊靠右側立柱或遇到物體碰撞右側立柱，則旋轉門馬上停轉，以防止撞傷行人或撞壞物體，行人或物體離開右側立柱，自動門恢復運轉。鎖門功能：采用電磁鎖方式鎖門，只要轉動鑰匙既可完成自動鎖門工作STOIffi:與急停功能相當。電動機過載保護功能：當電動機過載時，門停轉。過載

16、消除后門自動恢復運轉。自動旋轉門系統(tǒng)的原理圖L1電源開關電源保護直流電源電機指示燈L2PEL3NQS1FU1圖2-3接線圖3自動旋轉門系統(tǒng)的硬件設計PLC選型對于PLC的選擇，我們必須考慮多方面的因素。例如輸入、輸出的最多點數(shù)；掃描速度；內存容量；指令條數(shù)；功能模塊等。同時還要考慮其經(jīng)濟實用性以及工作環(huán)境對其的影響。PLC概述可編程控制器，英文ProgrammableController,簡稱PLC本課題中用PLC作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術，但基于電子計算機。它以微處理器為核心，集自動化技術、計算機技術、通信技術為一體，它通過運行儲存在其內存中的程序，把

17、經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。PLC基于電子計算機，但并不等同于計算機。普通計算機進行入出信息交換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實時性、以及信息的實際使用。特別要考慮怎樣適應于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝便于門內外感應采集信號，便于維修和抗干擾等問題，入出信息變換及可靠地物理實現(xiàn)，可以說是PLC實現(xiàn)控制的兩個基本點。PLC可以通過他的外設或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強得多。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容

18、量的內存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本功能：邏輯處理功能；數(shù)據(jù)運算功能；準確定時功能；高速計數(shù)功能；中斷處理（可以實現(xiàn)各種內外中斷）功能；程序與數(shù)據(jù)存儲功能；聯(lián)網(wǎng)通信功能；自檢測、自診斷功能。可以說，凡普通小型計算機能實現(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有的，更是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。PLC專為工業(yè)控制應用而設計，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程人員的歡迎。其主要特點有：抗干擾能

19、力強，可靠性能高；控制系統(tǒng)結構簡單，通用性強；編程方便，易于使用；功能強大，成本低；設計、施工、調試的周期短；維護方便。PLC組成元素及功能中央處理器CPUCP久可編程控制器的核心，CPU勺主要作用是解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序，通過運行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其它功能，控制整個系統(tǒng)協(xié)調一致工作。常用的CPUi要有通用微處理器、單片機和位片式微處理器。存儲器模塊Memory儲存器主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單位。隨機存儲器RAMS于存儲PLC內部的輸入、輸出信息，并存儲內部繼電器（軟繼電器）、移位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時器/計數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)，

20、還可以存儲用戶正在調試和修改的程序以及各種暫存的數(shù)據(jù)、中間變量等。只讀存儲器ROMB于存儲系統(tǒng)程序?？勺贤饩€擦除電編程的只讀存儲EPROM它主要用來存放PLC的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序，如果用戶程序已完全調試好，也可將程序固化在EPROlMPo輸入/輸出模塊輸入/輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)控制現(xiàn)場各類信號連接的部分。對輸入/輸出模塊有兩個主要的要求，一是要有良好的抗干擾能力，而是能滿足工業(yè)各類信號的匹配要求。輸入/輸出信號有兩類：一類是開關量，另一類是模擬量。編程器編程器是PLC必不可少重要外部設備。編程器將用戶所希望的功能通過編程語言送到PLC的用戶程序存儲器中。編程器不僅能對程序進行寫入、讀出

21、、修改，還能對PLC的工作狀態(tài)進行監(jiān)控，同時也是用戶與PLC之間進行人機對話的界面。隨著PLC的功能不斷增強，編程語言多樣化，編程已經(jīng)可以在計算機上完成。電源可編程控制器使用220V交流電源或24V直流電源，內部配有一個專用開關式穩(wěn)壓電源，將DC/AC供電電源轉化為PLC內部電路需要的工作電源（5V直流）。三菱FX系列可編程控制器FX系列可編程控制器是當今國內外最新，最具特色、最具代表性的微型PLG日本三菱電機公司研發(fā)的。在FX中，除基本的指令表編程方式外，還可以采用梯形土編程及對應機械動作流程進行順序設計的SFC順序功能圖編程，而且這些程序可互相轉換。在FX系列PLC中設置了高數(shù)計數(shù)器，對來

22、自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進行中斷處理，擴大了PLC的應用領域。其FXnPLC還可以采用作為擴展設備的硬件計數(shù)器，可獲取最高50kHz的高速脈沖。圖3-1PLC三菱FX系列圖FX系列PLC在特殊控制方面不但具備模擬量輸入輸出控制，而且具有定位控制幾PID系統(tǒng)控制。在通信方面，能夠方便地與PC計算機鏈接實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換與管理。三菱FX系列的結構功能可編程控制器是一種工業(yè)控制微型計算機，它的的結構原理與微型計算機相似。硬件構成有微處理器、存儲器和各種輸入、輸出接口。系統(tǒng)程序和接口器件又與微機不同，這使它的操作使用方法、編程語言、工作方式等與微型機有所不同。PLC是用微處理器實現(xiàn)繼電器、定時器和計數(shù)器

23、以及A/D、D/A模擬轉換器件的組合體的功能，采用軟件編程進行它們之間的聯(lián)系。本設計采用FX系列PLC作為控制核心，所以現(xiàn)在就以它來講述PLC的應用知識、操作技能。FX系列PLC硬件組成與其它類型PLC基本相同，主體由三部分組成，其PLC的基本結構如圖3-2所示，系統(tǒng)電源有些在CPLB塊內，也有單獨作為一個單元的，編程器一般看作PLC的外設。PLC內部采用總線結構，進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。外部開關信號、模擬信號以及各種傳感器檢測信號作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC的輸入端子進入PLC的輸入存儲器，收集和暫存被控對象實際運行的狀態(tài)信號和數(shù)據(jù)；經(jīng)PLC內部運算與處理后，按被控對象實際動作要求產(chǎn)生輸

24、出結果；輸出結果送到輸出端子作為輸出變量，驅動執(zhí)行機構。PLC的各個部分協(xié)調一致地實現(xiàn)對現(xiàn)場設備的控制r=i手持編程器或計算接觸器觸點I中央處理器電磁鐵KM電源輸入接口系統(tǒng)存儲器輸出接口接觸器鞋圈外電源圖3-2PLC的組成框圖FX2N所具有優(yōu)越性能基本性能：可靠性高，抗干擾能力強配套齊全，功能完善，適用性強集成業(yè)界領先的功能晶體管輸出型的基本單元內置了3軸獨立的定位功能，并且增加了新的定位指令：帶DOO索的原點回歸（DSZR,中斷單速定位（DVIT）和表格設定定位（TBD,從而使得定位控制功能更加強大，使用更為方便。FXnPLC還可以采用作為擴展設備的硬件計數(shù)器，可獲取最高50kHz的高速脈沖

25、。強大的擴展性增強了通信的功能，其內置的編程口可以達到115.2kbps的高速通信，而且最多可以同時使用3個通信口（包括編程口在內）PLC選型通過對旋轉門控制要求的分析，PLC控制輸入點有15個，輸出點10有個，輸入點要有15%-20%J預留，則應該考慮選擇FX2n-48MRPLC的I/O分配表輸入點外部設備符號輸出點外部設備X0殘疾人手動按鈕SB3/SB4Y0啟動X1StopSB1/SB2Y1報警燈X2直流制動接近開關Y2高速X3防夾接近開關1Y3關門速度X4微波傳感器1Y4低速X5防撞傳感器1Y5上鎖X6防夾傳感器1Y10變頻器RUNX7鎖門接近開關Y11變頻器多段頻率端子X1X10防夾接

26、近開關2Y12變頻器多段頻率端子X2X11微波傳感器2Y13變頻器RSTX12防撞傳感器2X13防撞傳感器3X14防夾傳感器2X15熱繼電器FR1X20開始按鈕表3-1PLCI/O表3.1.6PLC外部接線圖制動接近開關鎖門接近開關防夾接近開關1防夾接近開知楙雌感器1微轆感器2防夾傳感器1防夾傳感器2防撞傳感器1防撞傳感器2防撞傳感器311H-IIJ13dj1SASBSBSBSBFRK20XILNY0X0nXI5X2Y2X7X3K10X4XIIFX2N-48MRY3%丫5X6CjJillXI4X500N2XI2XI3Y10Y1101Y12Y13：00N3PLC外部接線圖"220VyK

27、AL常睡行低速運行KA4+24V關門速度報警燈電磁閥急停/KA1施度設定1/艇速度設定2/KA3顆器復?加變頻器選型變頻調速的基本原理變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用把電壓、頻率固定不變的交流電變成電壓、頻率都可調的交流電源。變頻調速技術的基本原理是根據(jù)電機轉速與工60f1-s作電源輸入頻率成正比的關系：n=o變頻器主要由整流（交流變P直流）、濾波、再次整流（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成的。變頻器容量選擇計算變頻器容量的選用有很多因數(shù)決定，列如電動機的容量，電動機的額定電流,電動機加速時間等，其中最主要的電動機的額定電流。降低變頻器的輸出頻率，就可以實現(xiàn)電機減

28、速。電動機參數(shù)，如下表：電動機額定額定額定效率功率最大轉矩電機轉動飛輪的型號功率電流電壓（為因素額定轉矩慣量轉動慣(W(A)(V)(kg.m2)量Y881-45501.51380730.762.20.00180.6表3-2電動機參數(shù)驅動一臺電動機對于連續(xù)運轉的變頻器必須同時滿足下列3項計算公式：滿足負載輸出/kVA:PcmP、式（3.1）cos11.1550一(0.850.76)-0.94式（3.2）式（3.3）滿足電動機容量/kVA：Pm210"MeIecimee10”33801.51-0.94滿足電動機電流/A：1cm-kIecihek是電流波形補償系數(shù)，由于變頻器的輸出波形并不

29、是完全的正弦波，而含有高次諧波的成分，其電流應有所增加。對PWM控制方式的變頻器，k約為1.051.1。指定變頻器的啟動加速時間變頻器產(chǎn)品型號所列的變頻容量，一般以標準條件為準，在變頻器過載能力以內進行加減速，在進行急劇加速和減速時，一般利用失速防止功能，以避免變頻器跳閘，但同時也加長了加減速時間。如果生產(chǎn)設備對加速時間有特殊要求時，必須事先核實編破器的容量是否能夠滿足所要求的加速時間，如不能滿足，則要選用加大一檔的變頻器容量。在指定加速時間的情況下，變頻器所必需的容量計算如下：2式(3.4)PkT十GD2ncm-937cos375tA_1.1225.4(9370.730.76)14400.6

30、2(3753)-0.94指定變頻器的減速時間為了避免出現(xiàn)上述現(xiàn)象，使上述能量能在直流中間回路的其他部分消耗，而不造成電壓升高。在電壓星變頻器中，一般都在直流中間回路的電容器兩端并聯(lián)上制動三極管和制動電阻。當直流中間回路的電壓升高到一定的電壓值，制動三極管就回導通，使直流電壓通過制動電阻放電，既電動機回饋給變頻器的直流中間回路的能量，以熱能的形式在制動電阻上消耗掉。制動電阻的選擇方法：計算制動力矩Tb/Nm(JmJl)(n1一)9.55ts-T式(3.5)(0.00180.051)(1440-1)2.2(9.551)=5.7計算制動電阻&的阻值在進行再生制動時，即使不加放電的制動電阻，電

31、動機內部也將有20%的銅式(3.6)損被轉換為制動力矩。考慮這個因數(shù)，可以按下式初步計算制動電阻的預選值。0.1047(Tb-0.2Tm)n17600.1047(5.76-0.22,2)1440=720.11式中：Rob制動電阻Uc直流電路電壓/V對200V級變頻器，Uc=380V對400V級變頻器，Uc=760VTb制動轉矩/(N.m/)Tm電動機額定轉矩/(N.m)5減速開始速度/(r.m)上式中，如果(Tb-0,2Tm)<0,則沒必要加制動電阻。放電電路由制動三極管和制動電阻串聯(lián)而成，因此，制動三極管本身允許通過電流Ic就是放電電路的最大允許值。所以制動電阻的最小值%所=UIc。由

32、上可見，制動電阻Rb的阻值應由Rmin<Rb<Rob來決定。有的變頻器生產(chǎn)廠家在產(chǎn)品目錄中。給出制動電阻最小值的參考值，可供用戶在選擇制動電阻時計算制動電阻平均消耗的功率R0/kW如前所述，電動機額定轉距的20%制動轉距由電動機內部損失產(chǎn)生，所以可以按下式求得電動機制動時，制動電阻上消耗的平均功率：_3_R、PR0=0,104710(Tb-0.2Tm)()式(3.7)n2=0.104710”(5.76-0.22,2)1440=0.802由于三翼自動旋轉門是恒轉矩負載，故變頻器選用通用型的。又因為三翼旋轉門的轉速不允許超過額定值，電機不會過載。因而可以選用通用的變頻器，只要所選用的變

33、頻器滿足一般環(huán)境下使用即可。根據(jù)以上的計算的數(shù)據(jù)，選用佳靈JP6C-T9-0.75傳感器選型傳感器傳感器，對其定義為能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換成。元件組傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將檢測感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。它是實現(xiàn)自動檢測和自動控制的首要環(huán)節(jié)。傳感器的特點包括：微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化，它不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造和更新?lián)Q代，而且還可能建立新型工業(yè)，從而成為21世紀新的經(jīng)濟增長點。傳感器的選用原則傳

34、感器的可靠性是實現(xiàn)自動旋轉門控制系統(tǒng)自動化和智能化關鍵環(huán)節(jié)之一。如何根據(jù)測試目標和實際條件，正確合理地選用傳感器，是需要認真考慮的問題。選取時，主要考慮其靜態(tài)特征、動態(tài)響應特性和測試方式等三方面的問題，而鏡頭特性又包括靈敏度、線性度、精度等指標，動態(tài)響應包括穩(wěn)定性、快速性等指標。靈敏度一般來說，靈敏度傳感器越高越好，因為靈敏度越高，就意味著傳感器所能感知的變化量小，即只要被測量有一微小變化，傳感器就有較大的輸出。線性范圍任何傳感器都有一定的線性工作范圍。在線性范圍內輸入和輸出成正比，線性范圍越寬，則表明傳感器的工作量呈越大。傳感器工作在線性區(qū)域內，是保證測量精度的基本條件。而對已任一傳感器，保

35、證其絕對工作在區(qū)域內是不容易的。在某些情況下，在許可的限度內，也可以取其近似線性區(qū)域。穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指傳感器在所以條件都恒定不變的情況下，在規(guī)定的時間內能維持其表示值不變的能力。影響傳感器穩(wěn)定性的因素是時間和溫度。為了保證穩(wěn)定性，在選擇傳感器時，一般應該注意兩個問題：一是根據(jù)環(huán)境條件；而是創(chuàng)造或保持一個穩(wěn)定的環(huán)境?？焖傩詡鞲衅髟谒鶞y頻率范圍內，為保證不失真的測量條件，其輸出響應總不可避免地有一定的延遲，但總希望延遲的時間越短越好。一般物理型傳感器（如利用光電效應、壓電效應等傳感器），響應時間短，可工作頻率寬，而結構性傳感器（如電感式、電容式等傳感器），由于受到結構特性的影響，往往由于機械系統(tǒng)慣

36、性質量的限制，影響到傳感器的工作頻率范圍。精確度傳感器的精確度是表示傳感器的輸出與被測量的一致程度。傳感器處于測試系統(tǒng)的輸入端，因此，傳感器能否真實的反映被測量，對整個測試系統(tǒng)具有直接的影響。然而在是記住也并非要求傳感器的精確度越高越好，還需要考慮測量的目的，同時還需要考慮經(jīng)濟性。因為傳感器的精確度越高，其價格越昂貴，所以應從實際出發(fā)來選型。測量方式傳感器在實際條件下的工作方式，也是選擇傳感器應考慮的重要因素。例：接觸與非接觸測量、破壞于非破壞測量、在線與非在線測量等條件不同，對測量方式的要求也不同。微波傳感器選型檢測系統(tǒng)是由安裝于門口的傳感器來實現(xiàn)的，具只要功能是能感知人的進出而發(fā)出開門信號

37、。微波傳感器，一種新型的非接觸式傳感器，利用微波特性來檢測某些物理量的器件或裝置。包括感應物體的存在，運動速度，距離，角度信息。微波傳感器的選擇主要考慮檢測范圍和靈敏度，本設計選用HB-100的多普勒微波傳感器。其參數(shù)見附錄Bo微波傳感器的特點：微波傳感器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收。其探測方式具體如下優(yōu)點：無接觸：非接觸式，無磨損，無裂痕；低環(huán)境敏感性：不受溫度、噪音、氣流、塵埃、光線等影響，適合惡劣環(huán)境；抗射頻干擾能力強；無障礙：可以“透視”非金屬材料，如木頭、塑料、玻璃、磚等?？梢噪[藏或完全封裝來防止破壞。安全：能量輻射大大低于OSH雌則，人們不易發(fā)覺。長測程：監(jiān)測運動的范圍

38、超過15m鑒于傳感器信號處理技術、目標范圍和反射率，測程可以更長防火傳感器防火傳感器：防火傳感器是用來檢測人是否在防火區(qū)域內。具檢測方式是豎直的。因此當人在防火區(qū)域內時，傳感器只有通過豎直檢測才不會誤判。紅外線防火傳感器安裝在門的進出口的兩個防火區(qū)域內，即進出口的右邊立柱旁的華蓋上，其具體位置根據(jù)調節(jié)而定?；谝陨蠗l件，可以選用型號為SA005-2E其參數(shù)見附錄Bo防撞傳感器防撞傳感器：防撞傳感器主要是為了防止人和門的速度不一致時，旋轉門翼打到行人；而防撞傳感器則是為了防止人因不小心裝在門體的立柱上，而引起旋轉門體旋轉過來撞傷行人。其采用接觸式傳感器防火安全帶來實現(xiàn)，它是以向其施加垂直壓力使得

39、觸帶內的導電體互相接觸，這導致電阻和電流改變而產(chǎn)生開關信號的。故選型為ASR-002其性能參數(shù)見文獻2303.3.6接近開關傳感器防火接近開關防火接近開關：由于在出入口兩個防火區(qū)域內要安裝了防火傳感器。而防火傳感器是用來感應人是否處于防火區(qū)域內，而不知到是否門扇已經(jīng)接近防火區(qū)域內，所以僅靠防火傳感器是無法鑒別人是否即將受火或正在受火。則需要一個接近開關來判斷門翼也走到了防火區(qū)域內。如果在防火區(qū)域內，則接近感應器發(fā)出信號表示，如果此時有人進入防火區(qū)域則有可能被夾。兩信號同時有效時，則使門停轉制動。由于人的寬度一般在0.5m以下，可設此距離為接近感應器感應距離。當門翼靠近曲壁門柱0.5m時，接近開

40、關傳感器就可以發(fā)出信號。因此選擇光電式接近傳感器，具型號為BPR100-DDT其參數(shù)見附錄Bo直流制動接近開關直流制動接近開關：由于當電動機停轉時，門要停在指定的位置，而門停轉時，電機要先停轉在門體有一定慣性而使得門無法停在指定的位置上，這時我們就需要接近開關，而門靠近門停位置時，就產(chǎn)生信號發(fā)出制動信息，使門體在這個位置。接近開關的感應距離過大，會使門制動后停在指定位置的前邊。感應位置過小。由于接近開關也有一個感應時間，則使門停超過應停的位置。根據(jù)相關自動門產(chǎn)品類型，可選用5mmM應距離的電感式接近開關,LF5-2K型號,PNP輸出。其參數(shù)見附錄Bo鎖門接近開關鎖門接近開關：當鎖門時，為了讓門

41、精確地停在上鎖的位置，同樣需要一接近開關提前感應鎖門位置的臨近，發(fā)出鎖門信號使門體精確地停在這個位置便于我們上電磁鎖和機械鎖，而無需人再來推門體使其準確停位，而使得其無法上鎖。所以感應距離為適當才可。根據(jù)相關自動門產(chǎn)品類推，可選用4mms應距離的電磁感應接近開關。可選擇型號為LE4-2K。其參數(shù)見附錄Bo元器件明細表序號符號名稱型號規(guī)格1SB1停止按鈕開關LAY8DC24V2SB2停止按鈕開關LAY8DC24V3SB3殘疾按鈕開關LAY8DC24V4SB4殘疾按鈕開關LAY8DC24V5SA1開始開關LW22DC24V6SA2電磁閥D4JLDC24V7FR1熱繼電器JR16B-20/3發(fā)熱元件

42、22A,整定值17.1A8KA中間繼電器MY-2P線圈電壓AC200/220/240V,DC24V9L報警指示燈XD8DC24V10FU3PLC輸入回路熔斷器RL1-154A表3-3元器件表4自動旋轉門系統(tǒng)的軟件設計自動旋轉門程序設計一一梯形圖梯形圖的概述PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者工廠廣大電氣技術人員，為了適應他們的傳統(tǒng)習慣和掌握能力，通常PLC不采用微機的編程語言，而常常采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程。國際電工委員會（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3（可編程控制器語言標準）詳細的說明了句法、語義和下述5中編程語言：順序功能表圖編程語言、梯形圖

43、編程語言、功能塊圖編程語言、指令語句表編程語言和結構文本編程語言。梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結構文本為文字語言，功能表是一種結構塊控制流程圖。梯形圖程序設計語言梯形圖程序設計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種設計語言。采用梯形圖程序設計語言，這種程序設計語言采用因果關系來描述事件發(fā)生的條件和結果，每個梯級是一個因果關系。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件的結果表示在右面。梯形圖設計語言是最常見的一種程序設計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術發(fā)展而來的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛應

44、用。梯形圖程序設計語言的特點：與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性；與原有繼電器邏輯控制技術相一致，易于掌握和學習；與原有繼電器邏輯控制技術的不同點是：梯形圖中的能流（PowerFlow）不是實際意義的電流，內部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此應用時需與原有繼電器邏輯控制技術的有關概念區(qū)別對待。梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開關開關量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設計稱為編程。設計梯形圖的基本方法和步驟：首先根據(jù)工藝過程控制要求，畫出控制流程圖，力求

45、表達清晰、準確。必要時可以把控制系統(tǒng)分解成幾個相對獨立的部分，盡量簡化，利于編程將所有的輸入信號（按鍵，行程限位開關，壓力開關，壓力、速度、時間等傳感器）和輸出控制對象（接觸器、電磁閥、電動機、指示燈等）分別列出，按被采用的PLC型號內部邏輯元件編號范圍，對I/O端子做出相應的分配和安排。根據(jù)控制流程圖，有規(guī)律的分配和利用PLC內部有關的邏輯元件（如輔助繼電器、定時器、計數(shù)器等）構成相應的基本回路。以梯形圖的形式來描述控制要求，繪制梯形圖要遵循編程原則。編寫程序清單時，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排順序（由上而下,從左到右）依次進行。本系統(tǒng)的程序軟件采用三菱GX,進行程序設計。在設計過程

46、中應遵循以下編程規(guī)則：每個繼電器的線圈和他的觸點均用同一個編號，每個元件的觸點使用時沒有數(shù)量限制。梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點）0線圈不能直接接在左邊的母線上。在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，他很容易引起誤操作，應避免。在梯形圖中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關系，假定在梯形圖中有電流流動，這個電流只能在梯形圖中單向流動一即從左向右流動，層次的改變只能從上向下流動。無論選用何種PLC機型，所使用的軟件編號（即地址）必須在該機型的有效范圍以內。自動旋轉門程序梯形圖設計自動旋轉門控制程序流程圖低速運

47、行高速運行圖4-1控制流程圖4.2.2自動旋轉門PLC控制程序鎖仃橫近開蛤摟包開關1X016XODOMil解鎖硅遲TO時間17H1嬴虱動工常速運行M2*門速度解鎖<MU過熱保護K2fl<r0解鈾延遲時間Qi書機也承1常迎運行：>M7XII防，過焉毒電機相動高f?常速運行施IX005X012K120M<T2毋止延時開始解鎖偉止.鋌時X003直流制動接近開關開始解鎖門隹考評止<M4停止X005開始解鎖商*1H-IT1M5度5速運行X012M2高速運行<H5殘疾人遞度MOX001T3鎖快3Z接區(qū)上G詛匕時間H5度<yqgi釐疾人低速運行K300<T3巍

48、疾人通過時間67016)的成M6K50<Ti減濾后恢零時間M151271|MDVKODIO13SEHD圖4-2程序5系統(tǒng)程序調試5.1觸摸屏介紹觸控屏(Touchpanel)又稱為觸控面板，是個可接收觸頭等輸入訊號的感應式液晶顯示裝置，當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統(tǒng)可根據(jù)預先編程的程式驅動各種連結裝置，可用以取代機械式的按鈕面板，并借由液晶顯小圓面制造出生動的影首效果。隨著多媒體信息查詢的與日俱增，人們越來越多地談到觸摸屏，因為觸摸屏不僅適用于中國多媒體信息查詢的國情，而且觸摸屏具有堅固耐用、反應速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。利用這種技術，我們用戶只要用手指輕輕

49、地碰計算機顯示屏上的圖符或文字就能實現(xiàn)對主機操作，從而使人機交互更為直截了當，這種技術大大方便了那些不懂電腦操作的用戶。觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。它賦予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。觸摸屏在我國的應用范圍非常廣闊，主要是公共信息的查詢；如電信局、稅務局、銀行、電力等部門的業(yè)務查詢；城市街頭的信息查詢；此外應用于領導辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學、房地產(chǎn)預售等。將來，觸摸屏還要走入家庭。隨著使用電腦作為信息來源的與日俱增，觸摸屏以其易于使用、堅固耐用、反應速度快、節(jié)省空間等優(yōu)點，使得系統(tǒng)設計

50、師們越來越多的感到使用觸摸屏的確具有相當大的優(yōu)越性。觸摸屏出現(xiàn)在中國市場上至今只有短短的幾年時間，這個新的多媒體設備還沒有為許多人接觸和了解，包括一些正打算使用觸摸屏的系統(tǒng)設計師，還都把觸摸屏當作可有可無的設備，從發(fā)達國家觸摸屏的普及歷程和我國多媒體信息業(yè)正處在的階段來看，這種觀念還具有一定的普遍性。事實上，觸摸屏是一個使多媒體信息或控制改頭換面的設備，它賦予多媒體系統(tǒng)以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設備。發(fā)達國家的系統(tǒng)設計師們和我國率先使用觸摸屏的系統(tǒng)設計師們已經(jīng)清楚的知道，觸摸屏對于各種應用領域的電腦已經(jīng)不再是可有可無的東西，而是必不可少的設備。它極大的簡化了計算機的使用，即使是

51、對計算機一無所知的人，也照樣能夠信手拈來，使計算機展現(xiàn)出更大的魅力。解決了公共信息市場上計算機所無法解決的問題。5.2GT-Designer2觸摸屏軟件調試圖5-1開始解鎖，啟動imuIatorS(GTll)Notitle工程（E）仿真工具幫助（國親尸：倒防夾接近2直流接近就緒GXSimulatorMEL5EUF”變頻器常速起動關門速度報警燈I圖5-2殘疾人進，低速運行圖5-3正常人進，高速運行圖5-4出現(xiàn)故障，報警圖5-5關門，上鎖結論本設計利用PLC取代繼電器和變頻器等設計了針對三翼自動旋轉門的控制系統(tǒng)。設計中根據(jù)系統(tǒng)的設計方案，確定了控制原理，給出了結構框圖、電氣原理圖。針對每個環(huán)節(jié)進行具體設計，對PLC變頻器、傳感器進行選型。系統(tǒng)通過PLC對各種傳感器（微波傳感器、防夾、防撞傳感器及接近開關傳感器）的連接，對控制信號進行檢測和分析，并利用變頻調速，實現(xiàn)對自動旋轉門的控制。通過本次畢業(yè)設計達到了預期的目的，對PLC應用有了深入的理解，得到了很好的鍛煉，大大提升了理論知識在實踐中的應用能力。同時，由于對變頻器及傳感器類型及參數(shù)不甚了解，因為在選型的細節(jié)方面存在一定的問題，有待改進。當然，這并不是最完善的，本設計只是完成了一些基本的功能，還有很多功能沒有進行設計，例如平開門，在上下班的高峰期，利用平開門可以減少人群的擁擠。通過這次設計相信將會對今后的工作起到重要作用！致謝畢業(yè)設