基于MCGS組態(tài)軟件實現自動門設計(完整資料)

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基于MCGS組態(tài)軟件實現自動門設計基于MCGS組態(tài)軟件實現自動門設計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）摘要利用MCGS組態(tài)軟件，采用模塊的形式，制作出自動門的監(jiān)控畫面,工作人員通過監(jiān)控畫面可以實時了解自動門的運行，及時對自動門系統故障進行報警，分析判斷故障原因，并通過計算機直接控制自動門的運行。設計具有一定的理論研究和工程實用價值。MCGS是一套用于快速構造和生成計算機監(jiān)控系統的組態(tài)軟件，它能夠在基于Microsoft的各種32位Windows平臺上運行,通過對現場數據的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制和報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際問題的方案，在工業(yè)控制領域有著廣泛的應用。關鍵字自動門，組態(tài)軟件,監(jiān)控ABSTRACTThepaperdescribeshowthedynamicmonitoringscreenonHMIfortheautomaticdoor’sautomatedcontrolsystemisdesignedandbuiltbytheconfigurationsoftwareMCGSandinmoduleform。ThestaffcanmonitortheoperationalstatusofthedoorbytheHMI,andgivethealarmintimetosolvetheproblemswithoutdelayifsomeaccidenthappensintheautomaticsystem.Also,thestaffcancontrolthedoor’soperationbyPLC.Itisoftheoreticalandpracticalvalues。MCGSisasetofusedforfaststructureandthegenerationofcomputercontrolsystemintheconfigurationsoftware,itcanbasedonallkindsofMicrosoftin32-bitWindowsplatformoperation,throughtothefielddataoftheacquisitionandprocessing,withanimationdisplay，alarmtreatment，processcontrolandreportoutputandsoonmanykindsofmethodstosolvepracticalproblemsuserswiththesolution，intheindustrialcontrolareainawiderangeofapplications。KeyWords:Automaticdoor，MCGSsoftware,Monitor目錄TOC\o”1—3"\h\u209751前言1248241.1立題背景1132691。2研究問題1136991。3設計思路148882運行畫面的設計177222。1工程建立1282692.2用戶窗口組態(tài)2211002.2。1建立畫面2277872.2.2編輯畫面2160062.2.3主畫面的編輯2203462.3定義數據對象341312。4動畫連接469272.4。2自動門的設計7238782.4。3密碼門的動畫設計7206362。4.4開門、關門的動畫設計7245342。5小人的動畫設計8289012.6滑行車的動畫設計8210432。7燈的動畫設計8160742.8封面的動畫設計976062。8.1小星星繞著橢圓轉9205602。8.2當前日期和當前時間的動畫設計9210153運行策略組態(tài)9104814總結1021765參考文獻1112116辭謝121前言1.1立題背景隨著科技技術的飛速發(fā)展，人民生活水平的逐漸提高，去商場或超市購物的時間越來越多，為了方便顧客隨時進入或走出商場或超市，許多商場或超市原來的手推玻璃門逐漸被自動玻璃門所取代，而且商場或超市在冬天或夏天開調，采用自動玻璃門可以減少顧客推門或關門這個煩瑣的動作，而且還可提高室內舒適度，自動門已成為人們日常生活中不可缺少的工具，其運行的可靠性也成為們關注的焦點。近幾年來隨著組態(tài)軟件的廣泛應用，結合門監(jiān)控系統的實際要求和組態(tài)軟件的特點開始將組態(tài)軟件應用到自動門的控制系統。使用工控軟件中，我們經常提到組態(tài)一詞，組態(tài)其意義究竟是什么呢？簡單的講，組態(tài)就是用應用中提供的工具、方法,完成工程中某一具體任務的過程。組態(tài)軟件本身所具有的操作簡便、可視性好、可維護性強、高性能、高可靠性等突出優(yōu)點，可以使管理人員不到現場就能直觀、清晰、準確地了解門的運行狀態(tài),及時對自動門系統中的故障進行報警，分析判斷故障原因,并可通過計算機直接控制門的運行，充分提高系統的工作效率和監(jiān)控力度，保障人們進入和出門的可靠性。與以往自動門控制中采用的單片機等軟件相比，MCGS操作更簡便,其動畫顯示使人機界面更加人性化，因此基于組態(tài)軟件的車庫控制系統的研究具有重要的現實意義。1。2研究問題自動門組態(tài)控制對象分析:被控對象-—自動門、樓窗、小人、卡車被控參數-—開關門動作、報警燈閃爍控制目標——是自動門能夠接收開門、關門、停止等命令，并發(fā)出左、右移信號,車停人出現、進門，小人行走,車行駛,窗戶的閃爍等自動過程。1.3設計思路本設計中有四個自動門，第一個自動門通過位移傳感器檢測人的位置來控制門的開關.第二個門通過開關按鈕，實現門的。第三個門是密碼門，當密碼輸入時門自動打開.同時對樓房窗戶的暗亮進行了控制,使其有規(guī)律的閃爍。這些都是通過程序實現的。第四個門通過采用設備中泰PCI-8048芯片通信，采用三個開關控制門的各個狀態(tài)。2運行畫面的設計2。1工程建立進入MCGS組態(tài)環(huán)境后，單擊工具條上的“新建”按鈕，或執(zhí)行“文件”菜單中的“新建工程”命令,系統自動創(chuàng)建一個名為“新建工程X。MCG”的新工程（X為數字,表示建立新工程的順序，如1、2、3等）。選擇文件菜單中的“工程另存為"菜單項，彈出文件保存窗口。在文件名一欄內輸入“自動門控制”點擊“保存”按鈕，工程創(chuàng)建完畢。2。2用戶窗口組態(tài)2.2。1建立畫面在“用戶窗口”中單擊“新建窗口”按鈕，建立完成如下圖：圖1窗口的建立2.2.2編輯畫面設置用戶窗口屬性:選擇帶定義的用戶窗口圖標，點鼠標右鍵選擇屬性，彈出“用戶窗口屬性設置”對話框，按所列款項設置有關屬性。圖2用戶窗口屬性2.2.3主畫面的編輯MCGS提供了三類圖形對象供用戶選用，即圖元對象、圖符對象和動畫構件。這些圖形對象位于常用符號工具箱和動畫工具箱內，用戶從工具箱中選擇所需要的圖形對象，配置在用戶窗口內,可以創(chuàng)建各種復雜的圖形。圖3封面圖4主界面圖5樓門自動控制門圖6成績界面2。3定義數據對象定義了各個控制的變量圖7定義數據對象2.4動畫連接到現在為止，我們由圖形對象搭制而成的圖形界面是靜止的，需要我們對這些圖形對象進行動畫屬性設置,使它們“動"起來,真實地描述外界對象的狀態(tài)變化，達到過程實時監(jiān)控的目的.MCGS實現圖形動畫設計的主要方式是將用戶窗口中的圖形對象與實時數據庫中的數據對象建立相關性連接，并設置相應的動畫屬性，這樣在系統運行過程中，圖形對象的外觀和狀態(tài)特征，就會由數據對象的實時采集結果進行驅動,從而實現圖形的動畫效果,使圖形界面“動”起來。2。4.1大門的動畫設計主要是通過開關按鈕調用行策略來控制門的開關當按開門時門自動開，當按停止時門自動停止,當按關門時門自動關,各屬性屬性如下圖所示。圖8定義門的開關位移圖9開門開關的調用程序圖10控制門關門的程序圖11控制門停止的程序圖12左移報警燈控制信號燈圖13右移報警燈控制信號1如下面各圖所示為設備窗口的參數設定：圖14設備窗口圖15設備組態(tài)圖16設備屬性設置圖17設備屬性設置圖18設備屬性設置自動門的程序：IF開門=1THEN水平移動量=水平移動量+1報警燈控制信號2=1IF關門=1THEN水平移動量=水平移動量-1報警燈控制信號2=1IF停止=1THEN水平移動量=水平移動量報警燈控制信號2=1ENDIFENDIFENDIFIF關門=1THEN水平移動量=水平移動量-1報警燈控制信號2=1IF開門=1THEN水平移動量=水平移動量+1報警燈控制信號2=1IF停止=1THEN水平移動量=水平移動量報警燈控制信號2=1ENDIFENDIFENDIFIF停止=1THEN水平移動量=水平移動量報警燈控制信號2=1IF關門=1THEN水平移動量=水平移動量-1報警燈控制信號2=1IF開門=1THEN水平移動量=水平移動量報警燈控制信號2=1ENDIFENDIFENDIFIF水平移動量=0AND停止=1THEN報警燈控制信號1=1ENDIF2。4。2自動門的設計設計思路：人從馬路的一頭走到另一頭，當門檢測到人時，門自動打開,人進去后，門關閉。設計中附加計數器記下每天的客流量，對賓館的客人人數有一個準確的記錄.圖19自動門圖人的動畫組態(tài)屬性設計有垂直移動和可見度，設置可見度的目的是當人進樓后，置可見度為0,使其消失。2。4。3密碼門的動畫設計圖20密碼門圖當人走到了門前，輸入密碼時.門自動開,按關門門自動關。2.4.4開門、關門的動畫設計手動開關門,當按開門按鈕時，門自動打開，當按關門按鈕時，門自動關閉。圖21手動開門關門2.5小人的動畫設計對小人進行控制.小人從馬路一邊，走到馬路另一邊。圖22小人圖2。6滑行車的動畫設計對滑行的車進行控制.車從馬路中行駛過，但還不能撞到過馬路的行人.圖23滑行車圖2.7燈的動畫設計對燈也進行控制，登時從左閃到右，再從中間閃到兩邊，一起閃爍。圖24燈的閃爍效果2。8封面的動畫設計2。8。1小星星繞著橢圓轉根據對小星星的設置,它將繞著橢圓轉，而不脫離軌跡.圖25小星星轉動2.8。2當前日期和當前時間的動畫設計在標簽中顯示當前時間和日期,當時運行時截頻的日期。圖26顯示當前時間和日期3運行策略組態(tài)到目前為止,經各部分組態(tài)配置生成的組態(tài)工程，只是一個順序執(zhí)行的監(jiān)控系統，不能對系統的運行流程進行自由控制，這只能適應簡單工程項目的需要。對于復雜的工程，監(jiān)控系統必須設計成多分枝，多層循環(huán)嵌套結構，按照預定的條件，對系統的運行狀態(tài)進行有針對性選擇和精確的控制。為此,MCGS引入運行策略的概念,用以解決上述問題。根據運行策略的不同作用和功能，MCGS把運行策略分為啟動策略、退出策略、循環(huán)策略、用戶策略、報警策略、事件策略、熱鍵策略八種。由于設計的自動門是按程序控制的,因此就需用到運行策略塊中循環(huán)程序的腳本程序和新建用戶策略。條件部件：策略行中的條件部分和功能部分以獨立的形式存在，策略行中的條件部分為策略部分的部件。策略構件:策略行中的功能部分為策略構件。MCGS提供了“策略工具箱”一般情況下，用戶只需要從工具箱中選擇標準構件，配置到“策略組態(tài)”窗口內,即可創(chuàng)建用戶所需的策略塊，當標準構件滿足不了要求時，由于采用的構件作為最小元素來構造運行策略，使得MCGS具有良好的開放性和可擴充性.對于特別復雜的工程，只需要定制若干能完成特定功能的構件，將其增加MCGS系統中來,就可使已有的監(jiān)控系統增添各種控制功能，而無需對整個系統做任何修改。運行策略如下:圖27運行策略循環(huán)策略如下：圖28循環(huán)策略4總結運用MCGS組態(tài)軟件設計出帶有控制按鈕、報警窗口等的自動門控制系統監(jiān)控畫面，并在每個畫面上生成相互關聯的靜態(tài)或者動態(tài)的圖形對象。畫面可動態(tài)顯示門的運行狀態(tài)(如方向、位置、開關門等），及時進行故障分析判斷，并可自動報警以提示和告知維修人員，同時進行應急處理。根據實際自動門控制系統中各個物理量，建立了含有全部數據變量的當前值的實時數據庫，指定變量名和變量類型,并實時與動態(tài)畫面連接.當變量的值改變時畫面以圖形對象的動畫效果顯示，或者由軟件使用者改變圖形對象數據變量的值。在此過程中定義門對應的方向、位置、開關門等內呼、外呼信號，以便于屬性設置和編程時使用。再次進行畫面屬性設置，將實時數據庫中定義的各種開關型或數值型變量和監(jiān)控畫面中相對應的按鈕、指示燈等相連接，能使畫面按照要求顯示?；贛CGS的自動門控制系統，操作界面友好，自動化程度高，監(jiān)控可靠，完全可以滿足工程的需要.參考文獻［1］彭珍瑞,董海棠。控制工程基礎.北京：高等教育出版社，2010.［2]包建華，丁啟勝，張興奎.工程組態(tài)軟件MCGS及其應用[J]。工礦自動化，2007.[3]曹輝，馬棟萍,王暄等主編，組態(tài)軟件技術及應用.電子工業(yè)出版社。[4］組態(tài)軟件教程.[5]劉振宇.基于MCGS組態(tài)軟件開發(fā)水位控制系統的研究［J］.山西農業(yè)大學學報，2006.基于PLC的自動門控制系統設計摘要隨著科學技術的不斷發(fā)展，自動門系統已開始應用于大型公司、科研所、政府機關等保密性較強的單位.為增強自動門運行的可靠性,本設計提出了一種FX2.３2MR可編程控制器(PＬC）與變頻器控制的自動門控制系統，設計中采用兩個感應探測器(門內和門外）、一些開關及傳感器作為此系統的輸入設備，變頻器用來調節(jié)門體速度,并分析了該控制系統的工作原理及系統的硬件組成,分析了人體感應探測、自動門運行位置檢測、門運行障礙檢測等控制電路的工作過程，對PLC的選型、變頻器的選型、I/O點的確定及自動門的動作過程等方面進行了詳細闡述。結合PLC的運行特點，對控制系統的工作流程作了合理的優(yōu)化.在此基礎上，給出了控制系統軟件設計的程序流程圖、順序功能圖、外部端子接線圖及ＰLＣ控制梯形圖等。本設計介紹應用可編程控制器取代傳統的繼電器、接觸器控制系統，實現自動門控制的過程。關鍵詞:自動門,可控制編程器,梯形圖，變頻控制DesignoｆAutoｍaticDooｒCｏntｒｏlSystｅmBaｓeｄoｎPLＣABSTRＡCTＷiththｅｃoｎｔinｕousdｅｖeloｐｍentoｆsｃienceanｄteｃhnoloｇy,auｔomａt(yī)ｉｃdｏorｓｙｓteｍhaｓbeenａppliedｔolargｅｃoｍｐanies,rｅsearｃhｉnstiｔuｔeｓ，gｏveｒnｍｅnｔagencｉesａndｏｔherunｉtsarｅhiｇhｌycｏnｆｉdeｎtial.Tｏenhancｅtｈerelｉabｉlityofautｏｍatｉcｄoｏroperaｔiｏn，thisdｅｓignprｅseｎｔｓａＦX2—3２MRpｒｏgrammaｂlelｏgｉccontroｌler(ＰLC)anｄthｅinverterｃontrolauｔomａt(yī)ｉｃｄoorcｏnｔroｌｓystem，ｔhedｅsiｇnuseｓｔwoｓｅnsｏrprobeｓ(doorandｄｏoroｕtsｉde），soｍeｓwiｔｃhesanｄsensｏｒsastｈesystｅmiｎpｕtdevice，thedｒiｖeｄoｏrisｕsedtoaｄｊｕsttｈeｓpｅed，andａnalｙｚesthewoｒkinｇprincipleoftheｃontrolｓystｅmhａrdwａrecompoｎentｓａndsyｓteｍs,anaｌｙsiｓoftｈｅhumanboｄydｅｔecｔionsensｏrs,aｕｔomaticｄooroｐeratｉoｎpｏｓｉtiondｅtection，thｅｄoorobｓｔacｌedeteｃtｉonandotheｒcｏｎtrｏｌcｉｒｃuittorｕntｈewoｒkingprocess，theseleｃtiｏnofthePLＣ,invｅrterｓeｌectioｎ,I/Opoｉntsｏftheaｃtｉoｎｔｏidentifｙandａutｏmａｔiｃｄｏorsandotheraspectｓｏftｈeprocessｉndetail.WitｈPLC'sopｅrａt(yī)iｎｇcｈaｒacｔeｒistｉｃｓofthecoｎtｒolｓｙstｅmwerｅrｅaｓoｎａｂlｅwｏrkfloｗoptimizaｔiｏｎ．Onｔhisｂasiｓ，givenｔheｐrｏｃesscｏｎｔｒolｓysｔｅmsｏftwaｒeｄesignｆlｏw,ｓeqｕeｎｔiaｌfunctioｎcｈaｒt,theexｔernalconｔroltｅrmｉｎalwｉrｉngdｉagramandＰLClaｄｄerandsoon。Describestheappliｃationoftｈeｐroｇraｍｍableｃontroｌlerdesｉgnedtoreplacetradｉtionalrelａy,cｏntａctorｃonｔrolsyｓtemｓ,autｏmaticdooｒcoｎtrolproｃｅsｓ.KEYWORDS：Automａt(yī)ｉcDoorｓ，ＣｏntrｏlＰroｇraｍmiｎg,Laｄder,Ｄrｉve目錄TOC\o＂1—3”＼h＼z\uＨYＰＥＲＬＩNK\l＂＿Tｏc295226327”前言PＡGERＥＦ_Toc29５2263２７＼h１ＨＹPERLＩNＫ\l＂_Ｔoｃ２９5226328"第1章概述ＰAGEREF_Toc29522632８\h3ＨYＰEＲＬINK\l＂_Ｔoｃ2952２６32９＂1。1研究背景和研究意義ＰAGERＥＦ＿Tｏｃ295２２6329\h3HＹPＥRLINK\l＂_Ｔoc295226330＂１．2國內外自動門的發(fā)展狀況PAGERＥF_Toｃ295２２6330\h41。3自動門技術發(fā)展方向９5226331＼h5HYPERLＩＮK\l”_Toc29５226332”第２章自動門控制系統總體方案設計PＡGERＥF_Tｏc295226３32\h７HYPERＬIＮＫ\l＂_Toｃ2952２６３３3”2。1自動門的功能需求分析ＰＡGEREF_Toc295226３３３\h72。2自動門的部件組成PAGＥREＦ_Tｏc2９522６３34\h8HYPEＲＬＩNK\l＂_Toｃ295２26３35＂2．3系統設計的基本步驟PAＧERＥF_Toc295２26335＼h82。４自動門技術參數的確定ＰAGEREＦ_Ｔoc２９5２2６３36＼h9ＨＹPERLIＮＫ\l”＿Ｔoｃ２９5226３37"2。5自動門的控制要求PAＧＥREＦ＿Toc２9522６３3７\ｈ10HYＰＥRＬＩＮＫ\l”_Tｏc29５2２６338"第3章自動門硬件系統的設計ＰAGＥRＥF_Ｔｏc295226３３8\h113。1控制系統結構設計ＰAGＥRＥF＿Ｔoｃ295226339\h1１HYPERLINK\l＂＿Ｔoc2952２6340”３。2驅動裝置的選擇PAGERＥF_Toc295226340＼h１13。3變頻器的選擇PAGＥREF_Toc２9522６34１\h12３.3.1變頻器原理ＰAＧERＥＦ_Toｃ2９５226342＼h１2HYPEＲLINK\l”_Ｔｏc29５２26343"３。3。2變頻器的選型PAGERＥＦ_Toc295226３4３\h１3HYPERLINＫ\l”_Toc295226344”3。４探測器的選擇PAGERＥF_Toc295２26344\h1３HYPＥRLINK\l"_Ｔoｃ2９52２6345"3.５自動門運行位置檢測PＡGEREＦ＿Tｏc295２2６345\h1４HYＰERLINＫ\l"_Tｏc２９52263４6"3.６門運行障礙檢測、報警PAGERＥF＿Tｏc２95226３46\h15HYＰERLINK\l”_Ｔｏc29522634７＂3.7可編程控制器（ＰLC)的選型PAGERＥF_Toｃ２９５2２634７＼h1５HYPERＬINK\l"_Ｔoｃ２952２６34８”3．7．1PLC概述PＡGEREF＿Ｔoc2952２6３4８\h１5HＹPＥＲLINＫ\l＂＿Ｔoc２95226349＂3．７．2可編程控制器(PLC）的選型ＰＡＧＥREF_Toc2９5226349\ｈ１6HYＰERLＩＮK\l”_Ｔoc29５２２６350”３.8可編程控制器（PＬC)的Ｉ/O分配PＡGEREＦ_Ｔｏc29５２26３５0\ｈ１9第4章自動門軟件系統的設計ＰAGERＥF＿Toc2９5２２６351\h214．1PLC梯形圖概述ＰAGＥＲEＦ＿Ｔoc2952263５２\h２14．2程序流程圖５3\h２2HＹPERLINK\l"＿Toc295226３５４”結論PＡＧEＲＥF_Tｏc2９5２2６３54\h25HＹPERLINK\l＂_Toc29５22６35５"謝辭PAGEREF_Toｃ２９522６3５5\h26HYＰＥＲLINK\l”＿Tｏｃ2９52２6３56"參考文獻PＡGERＥF_Toｃ２95226356\h27前言在經濟飛速發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場、寫字樓里自動門已經是隨處可見。自動門的工作方式是通過自動門內外兩側的感應探測器來感應人的出入,當人走近自動門時,感應開關感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅動裝置將門打開。當人通過門之后，再將門關閉。由于自動門在通電后可以實現無人管理，不但能給我們帶來人員進出方便、節(jié)約空調能源、防風、防塵、降低噪音等好處,更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。自動門在國外早已得到普遍應用,在我國也以其優(yōu)異的性能逐步得到大家的認同,中國已經迎來了自動門發(fā)展的黃金時期.自動門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動門控制系統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。目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（以下簡稱PＬC），PLＣ是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置.它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式和開關量的邏輯控制的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程,PLC具有可靠性高，抗干擾能力強,功能完善,適用性強,系統的設計、建造工作量小,維護方便，容易改造，體積小,重量輕,能耗低等優(yōu)點。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領域的應用都得到了長足的發(fā)展,因此運用PＬＣ控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等特點，因此，進行自動門的ＰLC控制系統設計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴大ＰLC在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應用，具有一定的經濟和理論研究價值。本設計主要介紹運用ＰＬC為控制器的自動門的開發(fā)和研究,所有產品的開發(fā)都要講究實用,本設計開發(fā)的產品對許多的場合都能適用，而且能夠簡單化，不論對于產品開發(fā)商還有使用者來說,都是最好的.他們需要的是一個廉價的又是一個實用的產品。此系統的設計正好具備了這樣的一個要求，能夠在大多數的地方應用.因此本設計就是解決了這樣一個問題,還可以保證自動門的穩(wěn)定性,且本設計意味著產品成本下降,效益提高。因此是一個比較實用且經濟的產品。第１章概述1.1研究背景和研究意義21世紀的今天，門更加突出了安全理念,強調了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術的理念，強調門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協調、和諧。自動門大規(guī)模專業(yè)化生產始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中,涌現出大批獨具規(guī)模的專業(yè)制造商。門的高級形式－—自動門起源在歐美，迅速發(fā)展至今天,已經形成了種類齊全、功能完善、造工精細的自動門家族。大中型公共場所，為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。自動門從理論上理解應該是門的使用觀念的延伸，是人們根據需要對門的功能的提升和完善。所以對自動門的認識應該從人對門功能的要求開始。作為建筑物一部分的門，從最基本的意義上講，要同時滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求.因此門體本身應牢固、密封。由于中國沒有相關的自動門國家標準，導致自動門檔次、質量良莠不齊.如果你沒有使用過自動門,最好選擇一個由專業(yè)廠生產、能提供較完善售后服務的自動門品牌（目前有很多自動門品牌是由一些貿易公司購買散件加上自己拼裝而成,應盡量避免購買此類產品)。不要認為樣本上全部是外國語，資料也是外國語的商品就是進口的商品，其實這樣是違反國家規(guī)定的。真正的知名品牌，合法的商品不會這樣做。在購買自動門時最好在授權的指定經銷商處或認定銷售店的商店購買（有懸掛的授權書），而且在購買時要清楚所購買設備的基本配置，防止買家克扣部件。自動門根據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、感應門就是指自動平移門。自動門的普及和應用，改變了人們的防護意識,提升了人們的安全觀念.自動門除可美化出入口環(huán)境外,由于自動門在通電后可以實現無人看管，同時又可節(jié)約空調能源、防風、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次,于是迅速在國內外的建筑市場上得到大范圍的普及。同時也幾乎成為了銀行,寫字樓,酒店等辦公娛樂場所裝修必不可少的一項配置。自動平移門最常見的形式是自動門機及門內外兩側加感應探測器，當人走近自動門時,感應探測器感應到人的存在，給控制器一個開門信號,控制器通過驅動裝置將門打開。當人通過門之后,再將門關閉。自動門的控制方法有很多，從控制器的不同來分,有傳統的繼電器控制，即通過按鈕和復雜的接線安裝；智能控制器控制，即通過運用現代自動化設備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點，因此被很多生產廠商所運用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制的自動門所淘汰.在智能控制器的選擇上，自動門的主控器有微電腦控制器控制和可編程控制器（PＬC)控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等特點，目前有許多廠家采用此種方式生產自動門，PLＣ控制的特點是穩(wěn)定性高維護方便,目前許多大型的商場的自動門都是由這種方式來控制。1．２國內外自動門的發(fā)展狀況在國外，進入９0年代以來，自動化技術發(fā)展很快,技術已經很成熟，并取得了驚人的成就，自動化技術是自動門的重要部分。在現在人們生活中自動門可以節(jié)約空間能源、降低噪音、防塵、防風,同時可以使出入口顯得很莊重高檔，因此應用非常廣泛。隨著我國經濟的飛速發(fā)展，自動門在人們的生活中的運用越來越廣泛,自動門適合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等公共場所。但在國內，自動門的自主研發(fā)尚處于初級階段。在自動門控制系統設計中,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。我國的自動門狀況有如下幾點:（1）廠家多,規(guī)模小5～6年來幾年來，自動門在國內得到了快速的發(fā)展。據不完全統計,目前國內大大小小生產自動門的廠家已有５０多家，但普遍生產規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。從新產品開發(fā)能力和質量穩(wěn)定性方面還不具備和進口產品競爭的實力.(2）專業(yè)化分工趨勢顯現早期的生產廠家,一般是自主研發(fā)和生產,頂多委托代加工部分零部件.近兩年來,出現了專門生產主要部件的廠家，如電機、主控板、遙控器傳動件、塑料件等出現了專業(yè)生產廠家，這一趨勢使生產的門檻降低，進入的廠家進一步增多，導致競爭更加激烈。（3）高、低檔次的市場分明進口產品借助質量和品牌優(yōu)勢，占據了高端市場，目前國內廠家的產品基本上也都具備了比較完善的功能,但生產工藝略嫌粗糙,質量水平參差不齊，整體檔次較低,主要集中在低端市場.（4）產品同質化和市場特點導致利潤微薄產品同質化嚴重，加之自動門產品往往是開發(fā)商而非最終用戶在選擇產品，所以價格因素占的比重較大,加劇了市場競爭。其結果是眾多廠家一味地比拼價格，導致利潤微薄.同時，由于價格過低，也使產品的持續(xù)改進和發(fā)展受到限制.１。3自動門技術發(fā)展方向由于目前沒有相關的技術標準，各廠家的產品都按照自己的企業(yè)標準進行生產,對各項技術指標的要求和測量方法都不盡相同,如提升力等參數，差別較大，在市場上造成了較大的混亂，給用戶選擇帶來不便,也不利于行業(yè)的發(fā)展。因此,有必要制定自動門的技術標準,明確規(guī)定的主要技術指標以及測試方法等，引導市場有序競爭，促進行業(yè)發(fā)展.在建筑金屬結構協會和門業(yè)標委會的大力推動下，《自動門》標準編制工作已經展開,目前有許繼施普雷特機電設備有限公司、深圳固威特科技有限公司、沈陽未來科技發(fā)展有限公司、福建漳州市麒麟電子有限公司和上海昌順電子信息技術有限公司等5家單位參與了此標準的編制工作。２005年4月2日,在北京召開了編制組成立會和首次工作會議。經過編制組兩個多月的工作，現該標準的初稿已經形成,擬于近期召開編制組第二次工作會議，對初稿進行討論和修改。經過多年發(fā)展,自動門行業(yè)呈現以下發(fā)展趨勢：（1)智能化,多功能:今后的還將進一步提高智能化程度，如自動檢測開關門行程位置，自動適應門體阻力的變化，以始終保持較高的遇障保護靈敏度等。還將增加一些新的功能，如和住宅安防系統配合使用等。(2）免維護：采取多種措施，減少使用過程中的維護工作。（３）多樣化:將會有各種各樣不同外觀和功能的產品，滿足用戶的不同需要。（4）高安全性:隨著用戶安全意識的提高,安全性將是用戶非常注重的一項指標,也將是一項基本要求。第2章自動門控制系統總體方案設計2.1自動門的功能需求分析本設計是面向公共場所入口的應用設計,需要有安全和可靠性，在設計的時候改良了自動門的友好性,結構如圖2－１所示:圖２—1自動門結構示意圖根據入口處對自動門的具體要求,本設計所設計的自動門應具有以下功能：(１）開門和關門控制應具有手動和自動方式為了便于維護，自動門應具有手動和自動方式。手動和自動轉換開關來控制，當轉換開關撥向手動位置時,門可以手動調節(jié)開或者關。當轉換開關撥向自動位置時,手動開門失效，由感應探測器檢測有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門口且門未關閉，PLC動作輸出信號給變頻器來控制電機的正轉或者反轉來實現開門或者關門。（2)防夾人功能為了杜絕自動門的夾人事件，在門兩側安裝主動式紅外線防夾感應器，一防止停留在門附近的人被門所夾住。(3）蜂鳴器提示功能當自動門出現夾人意外狀況時，PLＣ輸出信號給蜂鳴器,蜂鳴器響以提示管理人員的注意。自動門控制系統包含PLＣ控制和動作執(zhí)行元件構成。采用自動和手動點動控制方式,此種控制模式為目前大多數自動門的控制方式。本設計所設計的自動門控制系統采用PＬＣ為控制中心來控制傳動機構從而控制門的開和關實現門的自動化控制。2．2自動門的部件組成(1）主控器是自動感應門的指揮中心，它通過內部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應指令,指揮馬達或電鎖類系統工作;同時工作人員可通過主控器調節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數。(２)感應探測器負責采集外部信號，當有移動物體進入它的工作范圍時,它就給主控器一個脈沖信號。(3）動力馬達可提供開關門的主動力。（4）自動感應門扇行進軌道用于約束門扇的吊具走輪系統，使其按特定方向行進。（5）門扇吊具走輪系統用于吊掛活動門扇,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）用于傳輸馬達動力，牽引自動感應門扇吊具走輪系統。(7）下部導向系統是自動感應門門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現前后擺動。２．3系統設計的基本步驟在自動門控制系統的設計過程中主要要考慮以下幾點:（1)深入了解和分析自動門的工藝條件和控制要求。（2)確定I/O設備。根據自動門控制系統的功能要求，確定系統所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈等。（3）根據I/Ｏ點數選擇合適的PLＣ類型。(４）分配I/O點數,分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。(5）設計自動門系統的梯形圖程序,根據工作要求設計出周密完整的梯形圖程序，這是整個自動門系統設計的核心工作。2．4自動門技術參數的確定自動平移門安裝和調試的關鍵是提高精度，即導軌的平直度和水平度，門體地兩個吊掛點所形成的直線與導軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門體的靜態(tài)側擺。在自動門投入使用后，尤其是初期，應經常調節(jié)門體，修正運行產生的誤差。要嚴格限制門體重量，不能超過自動門的額定負重。通常在三個月最多一年內要對自動門進行全面的清理和調整。公共場所的自動平移門因為使用頻率非常頻繁，而任何自動門的使用頻率和使用壽命都有限。例如機場、大型超市和醫(yī)院外門的人員流量每天可達到成千上萬人次，或者在特定時間段里集中通過大量人員，在這種情況下,要使用自動門就必須進行綜合考慮。例如增加門的數量,加大門扇寬度,增加關門延遲時間等.具體參數如表２-１所示.表２—1自動門具體參數單扇開啟寬度(ｍm）1250(最寬)單扇門的最大承重(kg）1×１2０kg高度（ｍｍ)2500mｍ最快開/關門速度（cｍ/s）60cｍ/s減速開/關門速度(cｍ/ｓ)２0cｍ/s開啟保持時間（s）15s(程序中可調）可編程控制器電源22０VAC，５0-60Hz驅動器電源380ＶAC，50Hz驅動器輸出額定功率120W2.５自動門的控制要求（１）當有人由內到外或由外到內通過感應探測器檢測開關SBl或SB２時，開門執(zhí)行機構KＭｌ、ＫＭ２動作,電動機正轉，當門到達開門減速開關ＳＢ3位置時，電機開始減速,門到達開門限位開關SB4位置時，電機停止運行.（2）自動門在開門位置停留8秒后,自動進入關門過程，關門執(zhí)行機構KＭ3、ＫM4被起動,電動機反轉,當門移動到關門減速開關SＢ5位置時，電機開始減速,門移動到關門限位開關SB6位置時，電機停止運行。（３）在關門過程中,當有人員由外到內或由內到外通過感應探測器檢測開關SＢl或SB2時，門立即停止且停止０．5秒后,自動進入開門程序。（４)在門打開后的８秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過感應探測器檢測開關SBl或ＳB2時，必須重新開始等待8秒后，再自動進入關門過程,以保證人員安全通過。(５)當有人站在門口不進入時，感應探測器檢測開關SBl或ＳB２就會一直檢測到信號，定時器處于循環(huán)定時狀態(tài)。自動門控制裝置由門外感應探測器檢測開關SＢl、門內感應探測器檢測開關SB2、開門減速開關SＢ３、開門到限位開關ＳＢ４、關門減速開關SB5、關門到限位開關SB6、開門執(zhí)行機構KＭl/KM2（使直流電動機正轉）、關門執(zhí)行機構ＫＭ3/KM4（使直流電動機反轉)等部件組成?？紤]到自動控制門在出現故障時的維修方便，所以增加了手動開門K1、手動關門K2。第３章自動門硬件系統的設計3.1控制系統結構設計本設計運用ＰLC控制變頻器來調節(jié)交流電機運轉來實現自動門運轉的控制方式。采用變頻器電路，結構簡單,控制方便，可靠性高，交流電機具有效率高、維護成本低的特點.交流電機驅動系統與直流電機驅動系統相比具有效率高、結構簡單、維護方便、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點,并且系統調速范圍寬,而且能實現低速恒轉矩、高速橫功率運轉等特性。隨著變頻技術的發(fā)展，交流電機控制的成本得以降低，為交流驅動系統在自動門中的大量運用提供了條件?？刂葡到y結構圖如圖3－1所示：圖3-1控制系統結構圖3.2驅動裝置的選擇自動門的驅動器是自動門能否良好工作的保障，本設計中是運用變頻器來自動調節(jié)電機的速度,以達到驅動自動門的目的。這種方法具有穩(wěn)定性好,維修方便，連接簡單，成本較低，是在目前的自動門行業(yè)的主流控制方式。根據本設計所設計的自動門的要求應選用絕緣電阻、絕緣介電強度、接地裝置、過電壓保護等符合國際安全標準規(guī)定的，具有噪聲低、過載能力強的特點,在結合了安全、穩(wěn)定的考慮，本設計的自動門控制系統的驅動裝置選用步進電機.步進電機是一種將電脈沖轉化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅動器接收到一個脈沖信號,它就驅動步進電機按設定的方向轉動一個同定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數來控制角位移量,從而達到準確定位的目的;同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉動的速度和加速度,從而達到調速的目的。步進電機可以作為一種控制用的特種電機,利用其沒有積累誤差（精度為１00％）的特點，廣泛應用于各種開環(huán)控制。PLＣ對電機的控制有兩種方式：一種是脈沖+方向控制；一種是正反向脈沖輸出。這里采用第1種方法。ＰLC的高速脈沖輸出（FrO）提供一個指定脈沖數目的方波輸出(占空比為50%).在加速和減速時輸出脈沖的頻率（或周期)線性變化,而在恒定頻率段部分保持不變。一旦產生完指定數目的脈沖，PTO輸出變?yōu)榈碗娖?，直到裝載一個新的指定值時才產生脈沖。ＰＴO輸出占用一個PLC輸出點，用于控制門體的位移和速度，由另一個輸出點的信號控制門體運動的方向.這兩個信號送給步進電機驅動器去驅動電機,以帶動門體完成相應的運動。３。３變頻器的選擇3.3。1變頻器原理變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現在使用的變頻器主要采用交-直-交方式(VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉換成直流電源,然后再把直流電源轉換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器,逆變部分為ＩGBT三相橋式逆變器,且輸出為PWM波形,中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。變頻器是輸出頻率可改變的交流電力拖動設備。變頻器調速的主要工作原理是將供給電機定子的三相交流工頻電經大功率整流元件整流,變成直流,再將直流電用正弦波脈寬調節(jié)技術逆變?yōu)轭l率可調、幅度也隨之改變的三相交流電，以此為電源再供給電機使用。3。3.2變頻器的選型根據自動門的需要，變頻器選型時要確定以下幾點：1.變頻器與負載的匹配問題（1)電壓匹配:變頻器的額定電壓與負載的額定電壓相符。本設計所用的電機的額定電壓為380V,故在選擇變頻器時要符合電機的額定電壓。(２)電流匹配:變頻器的額定電流與電機的額定電流相符,以最大電流確定變頻器電流和過載能力。在本設計所使用的三相交流電機的最大啟動電流為0。３7A，故所用的變頻器的最大電流應大于電機的最大啟動電流。（3)轉矩匹配：這種情況在恒轉矩負載或有減速裝置時有可能發(fā)生，本設計所使用的最初啟動轉矩為１．４N／m，所以，在選型中要考慮.２.在使用變頻器驅動高速電機時,由于高速電機的電抗小，高次諧波增加導致輸出電流值增大。因此用于高速電機的變頻器的選型,其容量要稍大于普通電機的選型.綜合以上因素，本設計變頻器采用日本三菱公司生產的FR—５40變頻器作為控制電機轉速的控制器.三菱FR—5４０變頻器具有以下優(yōu)點:(1)接線簡單,可運用PLＣ的繼電器輸出接到變頻器的控制輸入端來控制變頻的正反轉和頻率。（2)安裝靈活,可以根據實際需要，把控制裝置安裝到任何位置,進行遠距離操作。（3)頻率設置簡單,并且具有三速設定功能，可以滿足本設計自動門系統的控制要求，且操作方便，只需輕輕轉動外接電位器的旋鈕，就可以進行頻率設置。３。4探測器的選擇目前自動門行業(yè)的運用的感應開關主要有觸摸感應開關,微波感應開關，紅外感應器，接近感應開關等,根據不同的功能和性能運用在各類不同場合的自動門控制系統中，是自動門系統的關鍵部位，其性能直接影響自動門系統的安全及穩(wěn)定,如在高檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應器;在人行道邊上的銀行、商店等經常有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應器。根據本設計的需要選用人體感應探測器。人體都有恒定的體溫，一般在37°，發(fā)出波長為１0微米左右的紅外線。熱釋電元件探頭是以探測人體輻射為目標的,對波長為１0微米左右的紅外輻射非常敏感，在接收到人體紅外輻射時就會失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經檢測處理后就能產生信號.被動式紅外探頭，其傳感器包含兩個反向相串聯的熱釋電元件，環(huán)境背景輻射對兩個熱釋元件幾乎具有相同的用,使其產生熱釋電效應相互抵消,于是探測器無信號輸出。一旦人進入探測區(qū)域內,人體紅外輻射被熱釋電元件接收，由于兩片熱釋電元件接收到的熱量不同,熱釋電也不同，不能抵消，因而產生相應的信號.人體感應探測電路由被動紅外探頭、放大電路及電子開關電路組成,安裝在自動門兩側。當有人靠近自動門時，身體輻射出的紅外線被熱釋電紅外傳感器接收下來并將其轉換成信號，經檢測放大電路放大處理后輸出給電子開關電路。電子開關信號輸入到PLC輸入繼電器中,ＰLC根據收到的信號，驅動步進電機將門打開。人體感應探測器需要２個，分別用來感應門內外的來人情況,占用PLＣ兩個輸入點。3.５自動門運行位置檢測本系統的關鍵是控制門的運行,為了達到更好的控制效果，ＰＬC必須時刻知道門所處的位置從而做出相應的處理，所以在關鍵的位置上安裝位置傳感器，并把傳感器信號傳給PLＣ。為此設置了兩個行程開關，一個用于檢測門完全打開時的位置，叫開門極限開關，一個用于檢測門完全關閉時的位置，叫關門極限開關。當門在運行過程中,接近最大位置時，限位開關的信號傳給PLC，電機停止運轉。門離限位開關較近時，電機低速運行，通過程序來控制。２個行程開關，占用PLC3個輸入點。3。6門運行障礙檢測、報警在門運行過程中，有時會遇到障礙物阻止它的運行。這時需要具體分析，如果是在開門過程中出現這種情況，有可能是途中障礙的阻止,或者是開門限位開關壞了,停止運行并報警;如是關門時出現這種情況,有可能擠到人或物了,應向相反方向運行，給出報警信號。設置一個傳感器檢測在關門過程中有無人或物體在門的中間.主動式紅外線防夾感應器由發(fā)射特定頻率的紅外線發(fā)射器與接收器組成,其紅外線頻率與自然界及人體的紅外線不同。在關門過程中當人或物阻擋時，接收器收不到光信號產生一個負脈沖，該脈沖作為ＰLＣ的一個中斷信號，PＬC控制門體向相反方向運動。這是一個非常重要的保護功能,在防止碰人或物的同時,保護自動門電機不會因過載而燒壞。在自動門運行中，由于電機的頻繁轉動，可能會使電機過熱造成電機機芯的損壞,因此，在電機上安置一個溫度傳感器來監(jiān)測電機的溫度,當電機的溫度高于預定值時，傳感器把信號傳給PLＣ,PLC分析輸出信號，指示燈亮，提醒監(jiān)管人員的注意，以保證電機的良好運轉。3。7可編程控制器（ＰLC)的選型3.7。1PＬC概述可編程控制器,英語稱ProgrammableController，簡稱ＰLＣ，本設計中用PLC作為它的簡稱。PＬC是用于工業(yè)現場的電控制器.它源于繼電器控制技術，但基于電子計算機.它通過運行存儲在其內存中的程序,把經輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸入信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現對負載的控制。PLC基于電子計算機,但并不等于普通計算機.普通計算機進行出入信息變換時,大多只考慮信息本身，信息出入的物理過程一般不考慮的.而ＰLＣ則要考慮信息出入的可靠性、實時性，以及信息的實際使用。特別要考慮怎么適應于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題，出入信息變換及可靠的物理實現,可以說是PＬC實現控制的兩個基本要點。PＬC可以通過它的外設或者通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電裝置多的多、強的多。PLC有豐富的指令系統，有各種各樣的I／O接口、通信接口,有大容量的內存，有可靠的自身監(jiān)控系統，因而具有以下基本的功能：(1)邏輯處理功能；（2）數據運算功能;(3)準確定時功能;（4)高速計數功能；（５）中斷處理(可以實現各種內外中斷)功能；（６)程序與數據存儲功能;（７）聯網通信功能；（8）自檢測、自診斷功能.可以說,凡普通小型計算機能實現的功能，PLC幾乎也可以做到。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控器所沒有的,更是傳統的繼電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、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。3。7.2可編程控制器（PLC)的選型在PＬＣ系統設計時，首先應確定控制方案,下一步工作就是PＬＣ工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據。因此，工程設計選型和估算時,應詳細分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據控制要求,估算輸入輸出點數、所需存儲器容量、確定PＬC的功能、外部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統。１。輸入輸出（I/Ｏ）點數的估算I/O點數估算時應考慮適當的余量,通常根據統計的輸入輸出點數,再增加10％～２0％可擴展余量后,作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據制造廠商的產品特點，對輸入輸出點數進行圓整。根據估算的方法，故本設計的I/O點數為輸入12點,輸出１1點。２。存儲容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段,由于用戶應用程序還未編制，因此,程序容量在設計階段是未知的，需要在程序調試之后才知道。為了設計選型時能對程序容量有一定估算,通常采用存儲器容量的估算來代替.存儲器內存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數字量Ｉ/Ｏ點數的10～１５倍，加上模擬I／O點數的100倍，以此數為內存的的總字數（1６位為一個字)；另外再按此數的25％考慮余量。因此本設計的ＰＬＣ內存容量選擇應能存儲2０00梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間.3．控制功能的選擇該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。根據本設計所設計的自動門控制的需要,主要介紹以下幾種功能的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。(2)編程功能離線編程方式:PＬC和編程器公用一個CPＵ，編程器在編程模式時,CPU只為編程器提供服務，不對現場設備進行控制.完成編程后，編程器切換到運行模式，CＰU對現場設備進行控制，不能進行編程。離線編程方式可降低系統成本,但使用和調試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機CPU負責現場控制，并在一個掃描周期內與編程器進行數據交換，編程器把在線編制的程序或數據發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據新收到的程序運行。這種方式成本較高，但系統調試和操作方便,在大中型PLC中常采用。五種標準化編程語言：順序功能(SFC)、梯形圖(ＬD）、功能模塊圖(FＢD）三種圖形化語言和語句表(IL)、結構文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應遵守其標準（ＩEC6113１２３),同時，還應支持多種語言編程形式如C，Ｂaｓic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。（３）診斷功能PLＣ的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內診斷和外診斷。通過軟件對PLC內部的性能和功能進行診斷是內診斷，通過軟件對PLC的ＣPＵ與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強弱,直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間.4.機型的選擇（1)ＰLC的類型PLC按結構分為整體型和模塊型兩類,按應用環(huán)境分為現場安裝和控制室安裝兩類：按CＰＵ字長分為１位、4位、8位、16位、３2位、６4位等。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數選型。整體型PLＣ的Ｉ／O點數固定，因此用戶選擇的余地較小,用于小型控制系統;模塊型PLC提供多種Ｉ/O卡件或插卡,因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統的Ｉ/O點數，功能擴展方便靈活,一般用于大中型控制系統.(２)經濟性的考慮選擇PLC時，應考慮性能價格比?？紤]經濟性時,應同時考慮應用的可擴展性、可操作性、投入產出比等因素，進行比較和兼顧,最終選出較滿意的產品.輸入輸出點數對價格有直接影響。當點數增加到某一數值后，相應的存儲器容量相應增加，因此,點數的增加對CPＵ選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統有較合理的性能價格比。本設計所設計的自動門屬于小型控制系統,結合經濟性的考慮，因此選擇整體型PLC.綜合以上因素，本設計采用日本三菱公司生產的FX2-3２ＭR小型PLＣ來實現整個自動系統的控制。3。8可編程控制器（PLＣ）的I/Ｏ分配I/O分配表是編寫PLC程序首先要做的前提條件，也是現場接線和調試的重要依據。根據自動門的控制系統的要求，確定了PLＣ的Ｉ／O分配表,如表3-１所示：表３－1I/O分配表類型設備PLC端子號輸入端門外感應探測器SB1X000門內感應探測器ＳＢ2X０01開門減速開關ＳＢ3X002開門限位開關SＢ4Ｘ00３關門減速開關SB5X０04關門限位開關SB６Ｘ005防夾人ＳＢ7X0０6手動開門K1X０0７手動關門Ｋ2X008手動/自動開關K3X0０9電機過熱Ｋ4Ｘ010急停開關Ｋ5X0１１輸出端高速開門KＭ１Ｙ０00低速開門ＫＭ2Y０01高速關門KM3Ｙ002低速關門KＭ4Y００3報警器Y0０4門動作中指示燈Ｙ0０5門停止工作指示燈Y０06門達到上限指示燈Y00７電機過熱指示燈Ｙ008手動開門Y0０9手動關門Y０10PLC外部端子I/Ｏ配置圖是Ｉ/O分配表的直觀表達,可以清楚的表示PLＣ的外部端子的接線情況，是非常必要的,如圖3—2所示：圖３—2PLC外部I/O配置圖第４章自動門軟件系統的設計4.1PLＣ梯形圖概述PLＣ是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置,其主要使用者是工廠廣大電氣技術人員,為了適應他們的傳統習慣和掌握能力,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)詳細地說明了句法、語義和下述5種編程語言:功能表圖、梯形圖、功能塊圖、指令表、結構文本。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，功能表圖是一種結構塊控制流程圖。梯形圖程序設計語言是梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設計語言.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,事件發(fā)生的結果表示在右面.梯形圖程序設計語言是最常用的一種程序設計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統的描述.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，并得到廣泛的應用。梯形圖程序設計語言的特點是：1。與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性;2.與原有繼電器邏輯控制技術相一致,易于掌握和學習；3．與原有的繼電器邏輯控制技術的不同點是：梯形圖中的能流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.本設計自動門控制系統的梯形圖如圖4—1所示:圖4-1梯形圖4.2程序流程圖根據本設計的控制要求和安全要求，所設計的程序按照圖４—２所示的流程運行,以達到本系統的最佳設計要求和完成系統的最終設計。圖4—2程序流程圖PＬＣ采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。一個掃描周期主要分為輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新。由于PLＣ采用這樣的工作原理，所以即使是順序程序也會反復執(zhí)行，程序中各個部分的執(zhí)行與否由相應的條件來控制，條件滿足則執(zhí)行，否則不執(zhí)行。下面就詳細地介紹程序的流程，首先進行系統初始化,然后PLC根據輸入信號進行不同的處理。若按下手動選擇按鈕,則自動門進行手動程序,當開門按鈕按下時，自動門開門到極限，然后停止運行。當關門按鈕按下時，自動門關門到極限,然后停止運行；若按下自動選擇開關,則自動門進行自動程序，當門口有人時，感應探測器感應到人的存在，門高速開門到達開門減速開關，門減速運行到達開門極限開關，門停止運行,自動門停留8秒后自動進入關門程序，到達關門減速開關,門減速運行到達關門極限開關，門停止運行,當感應探測感應到有人時，進入下一循環(huán)。若關門過程中感應探測器感應到有人時,門立即中止關門程序，停留0.5秒后，自動進入開門程序，到達開門極限，然后停留8秒再關門。若在停留的時間內有人出入，計時器進行循環(huán)計時，直到無人進出，然后進入關門程序。結論本設計研究了PLC的自動門控制系統的設計原理與實現方法，包括硬件設計與軟件設計，將PLC應用到自動門控制系統中，充分發(fā)揮PLC高可靠性和抗干擾性特點，外部接線簡單、靈活,維修方便。采用了雙元件型紅外線光電感應器防止夾人(或物）的情況出現。傳感器靈敏可靠，不受環(huán)境因素的干擾，具有較高的適用性.但在實際應用中還應結合實際情況，考慮各部分的容量及其實際的技術參數,供電電源的設計、系統接地問題、電纜設計與鋪設、PLＣ輸出端保護等問題，已使系統達到安全可靠的工作，所以要想用于實際中,必須得通過現場調試。這就又給我們提出了更高層次的問題，畢竟一個較好的和較完善的應用軟件不是在短時間內就可以完成它的需要,要不斷的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時間的檢驗?，F在的系統還沒有達到真正的智能化，還需要增加很多新的功能和先進的科學技術，才能達到真正意義上的智能化控制。雖然現在自動門廣泛地使用ＰLC作為控制元件，但單片機等更為便宜，所以，應該在現有的基礎上開發(fā)利用單片機等控制的自動門系統.而且現有的故障診斷很不全面，應該增加主動性預防診斷，可使系統在發(fā)生故障之前，我們就可以預見故障、排除故障，使運行中的故障率降低到最低水平，保障自動門安全可靠運轉。最終，就是以信息技術為主，通過先進使用技術，提升傳統自動門制造業(yè)，強化產、學、研的有效結合，盡快實現技術引進和自主創(chuàng)新相結合的模式,建立和完善技術開發(fā)體系，全力提升自動門制造層次和水平.謝辭在本論文完成之際,謹向指導教師杜志強表示最衷心的感謝和最誠摯的敬意,感謝他對我的指導和教誨！感謝在我寫作論文期間幫助我的同學，謝謝你們的幫助,幫我克服一些困難!感謝答疑教師對論文的指導和對我的教誨，讓我受益匪淺。值此論文完成之際，謹向他們致以崇高的敬意和誠摯的感謝！參考文獻湯自春。PLC原理及應用技術［M]．北京：高等教育出版社.2006：15—２5。孫振強?？删幊炭刂破髟砑皯媒坛蹋跰]。2版。北京:清華大學出版社。２0０８：４1—44.鐘肈新。可編程控制器原理及應用[M].廣州：華南理工大學出版社.1９８8。趙玉安．姚大鵬.無線熱釋電紅外傳感器[Ｊ]．電子制作。２005．12（2）：1５-16．廖常初。可編程控制器應用技術[Ｍ］.2版。重慶：重慶大學出版社．2０07：５2-70。張萬忠。ＰLC應用及維修技術[M].北京:化學工業(yè)出版社。2006:7-22。王智明。PLC基于開關量實現模擬量輸出的方法.機電工程．2０09．２6(5）：1０５-107。李慧.李海霞，馮顯英。基于ＭCＵ和CPLD的智能移動機器人控制系統[J］．機電工程,2０09,2６（8）:100－103。劉四妹.PＬC技術在自動門控制系統中的應用．電工技術.２0０9（１1）：１5－1７[10]孫康嶺，楊兆偉,張曄．基于PＬC的自動門控制系統設計[期刊論文］．機電工程．20１０。２７（11）.［11]王永華。現代電氣及PLC應用技術［M]。北京航空航天大學出版社。2０05.［12]田瑞庭?？删幊炭刂破鲬眉夹g。機械工業(yè)出版社。1993．［13]崔亞軍.可編程控制器原理及程序設計。電子工業(yè)出版社。1９93。[1４]丁煒．可編程控制器在工業(yè)控制中的應用?；瘜W工業(yè)出版社.２004。［１5］黎虎，游有朋．基于PLC和變頻器的直線電機驅動門控制系統［期刊論文］。電機技術。２０08（4）。［16］王偉。變頻器原理及應用.機械工業(yè)出版社。２00５.［１7］劉偉強.變頻器基礎及應用.冶金工業(yè)出版社.2004。［18]丁斗章．變頻器調速技術與系統應用．機械工業(yè)出版社.2０0５.第一章緒論1。1課題研究的背景社會的進步、科技的前進將人們的生活投入了一個急劇發(fā)展的數字化的2１世紀.人們生活水平也隨之逐漸升高，讓人們對美好生活環(huán)境追求的欲望也愈來愈強烈,因而各類方便于生活的單片機自動控制系統開始進入了人們的生活.以單片機為核心的自動門系統就是其中之一。因自動門之中使用的芯片和傳感器技術的日漸先進,使它的實用性變的更好，功能也愈來愈多,從而讓它的應用范圍也越來越廣泛。使用自動門會給人們帶來人員出入方便、節(jié)約能源、減少噪音等好處,也令人們的建筑更加的現代化。

1.2國內外研究現狀和發(fā)展趨勢自動門是上個世紀中期在建筑物上得到利用。在上個世紀二十年代之后，自動門開始造美國的超級市場上初次使用.當時使用的是油壓式自動門,這是世界上第一跨自動門，根據它的使用原理,氣動式自動門也開始得到發(fā)明。到19６２年電氣化的進步，電氣式自動門得以發(fā)展,因它較于油壓式和氣動式維護更加方便，電氣式自動門隨著城市化的推進，使用它的用戶也隨之增加.但在上世紀六十年代電氣設備的發(fā)展還處于低級階段，電機轉速難以控制，故此當時的電氣式自動門的性能還是差強人意,能源利用率低下，維護的成本還是相對較高.在進入計算機時代之后,計算機技術的不斷發(fā)展，電子控制技術開始成熟，直接控制電動機的電氣式自動門得到急劇的發(fā)展，使其逐步成為自動門的主流。在中國自動門現在隨著城市化推進的浪潮在社會中得到廣泛的應用,現在在每個城市都可以見到自動門的身影。但在國內因其研發(fā)起步較晚,自主研發(fā)的程度比較低,大部分的專利都在外國人的手中.在進入新世紀之后，國內的計算機發(fā)展進入快車道,追趕上國際上的先進水平.利用計算機技術的自動門技術在國內也在飛速發(fā)展。自動平移門是現在最常見的自動門.工作的方式是將兩個人體紅外感應器安裝在門內外兩側.當人走近自動門時，任意一個人體紅外感應器感應到人體紅外的存在，就控制步進電機打開門。當人通過門之后，再將門關閉.因為自動平移門可以在進入自動模式后能夠完成自動控制，可以讓建筑物層次得以提升又方便美觀.因此迅速在國內外建筑市場得到廣泛的普及.１.3課題研究意義和目的２1世紀是電子科技不斷發(fā)展的時代，各種智能控制系統逐漸的進入人們的生活之中。自動門控制系統因它能夠出色的完成疏導人流,降低人員密度，防止再次發(fā)人員踩踏的慘劇，已成為商場、超市、旅店、寫字樓等人流集中地的首選.為了使自動門更好的為人們服務。為了獲得一種簡單電路，功能完善，維護方便和性價高等優(yōu)點的自動門系統,本文中，研究了一種平開式的自動門控制系統。實現了自動識別人體紅外識和防擠壓等功能。該系統以ＳTC８9C5２作為控制核心,以步進電機、紅外傳感器和光電開關結合的簡易單片機系統,充分發(fā)揮核心控制系統的性能。具有一定的使用和參考價值.1。4課題主要研究內容閱讀單片機以及自動控制相關知識。通過去圖書館下載往年有關的論文進行參考，查閱資料，瀏覽圖書館相關文獻，使用網絡參考網絡上的論文。在此基礎上利用單片機實現自動門控制系統的設計。本次設計總體結構大致分為電源模塊、動力模塊、報警模塊、人體感應模塊、門行程檢測模塊、障礙物檢測模塊共六大模塊組成,通過Ｋｅil軟件編寫設計所需要的程序并對程序進行檢查分析，Aｌｔｉumdｅｓigner進行原理圖設計和PＣB板的布線，最后使用Ｐｒoteuｓ軟件進行仿真。本控制系統基本框圖如圖1．1所示圖1.1紅外檢測框圖第二章系統硬件設計為了滿足生活中日益增長的自動門需求，本設計是完成一種基于89C52單片機的自動門控制系統，該系統包括報警電路，HＣ－ＳＲ50１人體感應模塊，復位電路，動力模塊，控制方式切電路換等。當有人經過人體感應模塊時，人體感應模塊會感應到人體的溫度，之后會將紅外線信號轉化為電壓信號，從而該系統會自動打開門，讓行人通過。當人通過后，人體感應模塊感應不到人體的溫度，之后輸出低電壓信號,從而該系統會自動打關門。該系統操作簡單，可靠性強，靈敏度高,檢測范圍廣，便于安裝,非常適代替原始的手動門,從而達到出入方便的目的。2.1硬件整體設計思路根據需要實現的功能選取基本硬件:主控芯片：ＳTC89C52;人體感應模塊：HＣ－SR501；報警模塊:蜂鳴器：動力模塊：步進電機;障礙檢測模塊：Ｅ1８—D50ＮK;門行程檢測模塊：ITR—９608光電開關系統整體硬件框圖如圖2.1所示圖2.1系統硬件框圖2。2單片機介紹單片機是微型計算機系統。雖然它小,但具備一臺計算機的大部分部件