基于PLC自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1緒論在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國，高樓屹立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場、寫字樓，自動(dòng)門已經(jīng)隨處可見。自動(dòng)門的工作方式是通過自動(dòng)門內(nèi)外兩側(cè)的感應(yīng)開關(guān)來感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門是感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在，給限制器一個(gè)開門信號(hào)，限制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。當(dāng)人通過之后，再將門關(guān)上。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，不但能給我們帶來人員進(jìn)出便利、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門增加了不少名貴高雅的氣息。自動(dòng)門在國外早已得到普遍的應(yīng)用，在我國也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同，中國已迎來了自動(dòng)們發(fā)展的黃金時(shí)期自動(dòng)門性能優(yōu)劣主要取決于它的限制裝置，早期的自動(dòng)門限制系統(tǒng)采納繼電器邏輯限制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易修理等缺點(diǎn)已漸漸被淘汰。目前自動(dòng)門及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的限制裝置是PLC，它是一種特地為在工業(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。目前他在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC限制自動(dòng)門具有較高的牢靠性、修理便利等優(yōu)點(diǎn)。由此看來，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有肯定的經(jīng)濟(jì)和理論探討價(jià)值。本課題主要介紹運(yùn)用PLC為限制器的自動(dòng)門限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，全部產(chǎn)品的開發(fā)都要講究好用本課題開發(fā)的產(chǎn)品對(duì)很多場合都能適用，而且能夠簡潔化，不論對(duì)于產(chǎn)品開發(fā)還是運(yùn)用者來說都是最好的。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既滿足了自動(dòng)門的基本要求，還可以保證自動(dòng)門的穩(wěn)定性。探討本課題意味著產(chǎn)品成本的下降，效益提高。因此是一個(gè)比較好用且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。論文探討背景與意義近年來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的增長，國人對(duì)建筑裝飾的要求是越來越高，自動(dòng)門作為自動(dòng)門中的頂級(jí)產(chǎn)品，以其華麗大方的外表和寬敞的開房門面受到了大家的寵愛。但是自動(dòng)自動(dòng)門市一種頗具技術(shù)含量的產(chǎn)品。自動(dòng)門主要用于賓館、酒店、大廈、豪華公寓、大型企事業(yè)單位等，它結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，將傳統(tǒng)的自動(dòng)門和數(shù)字化限制技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來。尤為優(yōu)越的是不論旋轉(zhuǎn)到任何角度，它始終將室內(nèi)和室外隔離開來。在具有豪華外觀的同時(shí)還具有防塵、隔音、保溫的功能，再加上它全方位的安防設(shè)置，使之成為賓館、酒店等的最佳選擇。在人們追求美的同時(shí)，卻忽視自動(dòng)自動(dòng)門的平安問題，多次出現(xiàn)傷人事務(wù)。所以要設(shè)計(jì)出更加牢靠平安的自動(dòng)門對(duì)于人們來說是特別重要的。早期的自動(dòng)門限制系統(tǒng)采納繼電器邏輯限制，造成安裝煩瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易修理等缺點(diǎn)，已經(jīng)被漸漸的淘汰，所以我想設(shè)計(jì)基于PLC技術(shù)的自動(dòng)自動(dòng)門。PLC是一種特地為工業(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。它采納可以編程的存儲(chǔ)器用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、依次運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過數(shù)字式或模擬式和開關(guān)量的邏輯限制的輸入和輸出，限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC具有牢靠性高，抗干擾實(shí)力強(qiáng)，功能完善，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)建立工作量小，維護(hù)便利，簡潔改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。本課題自動(dòng)門設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC作為限制器，能大大提高自動(dòng)門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。因此，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門及整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用。1.2國內(nèi)外關(guān)于該論題的探討現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢在國外，進(jìn)入新世紀(jì)以來，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)相對(duì)成熟，并獲得了驚人的成就。自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門技術(shù)的重要組成部分，在現(xiàn)代人們生活中，自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵。同時(shí)可以使入口顯得莊重、高檔。因此應(yīng)用特別廣泛。自動(dòng)門、智能門控的主要產(chǎn)品品牌均來自于：美國、德國、韓國、日本等國家和地區(qū)的聞名電器制造商制造。比如國外的品牌有：日本扶桑，中美合資奧都馬，美國德羅思等。在國內(nèi)，隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。自動(dòng)門在人們生活中的運(yùn)用越來越廣泛，自動(dòng)自動(dòng)門適用于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等。但在國內(nèi)，自動(dòng)門自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)自動(dòng)門限制系統(tǒng)中：穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、平安及人性化石須要首先考慮的因素。自動(dòng)門的限制方式有很多種，比如從限制器的不同上來分，有傳統(tǒng)的繼電器限制，就是通過按鈕和困難的連線安裝來限制；另一種就是智能限制器限制，就是通過運(yùn)用現(xiàn)代化的自動(dòng)化設(shè)備來限制，它具有穩(wěn)定性高，平安等優(yōu)點(diǎn)。因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。由于繼電器邏輯限制的自控自動(dòng)門系統(tǒng)存在很多的缺陷而漸漸的被智能化的限制器所取代。在智能限制器的選擇上，自動(dòng)門的主控器有微電腦限制器限制和可編程限制器（PLC）限制兩種。微電腦限制的優(yōu)點(diǎn)是體積小，安裝便利等。而PLC限制器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高，維護(hù)便利等。2自動(dòng)門限制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1自動(dòng)門的功能需求分析本設(shè)計(jì)面對(duì)商場入口的應(yīng)用，須要有平安性和牢靠性。依據(jù)商場中對(duì)自動(dòng)門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門應(yīng)由以下功能：開門和關(guān)門限制應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)方式為了便于維護(hù)，自動(dòng)門應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。當(dāng)信號(hào)采集裝置檢測到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(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)開限制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來開門或者關(guān)門。緊急停止當(dāng)自動(dòng)門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開關(guān)，自動(dòng)門自動(dòng)進(jìn)入開門過程。自動(dòng)門限制系統(tǒng)包含PLC限制和執(zhí)行元件構(gòu)成。采納自動(dòng)和手動(dòng)限制方式，此種限制模式為目前大多自動(dòng)門的限制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門限制系統(tǒng)采納PLC為限制中心來限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而限制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化限制。2.2自動(dòng)門的限制要求（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。（2）自動(dòng)門在開門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)馬上停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。在門打開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必需重新起先等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員平安通過。2.3自動(dòng)門限制系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)門限制系統(tǒng)包含PLC限制和動(dòng)作執(zhí)行元件構(gòu)成。采納自動(dòng)和手動(dòng)電動(dòng)限制方式，此種限制方式為目前大多自動(dòng)門的限制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門限制系統(tǒng)采納PLC為限制中心來限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而限制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化限制。2.3.1PLC概述可編程限制器，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)場的電限制器。它源于繼電器限制技術(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，它通過運(yùn)行儲(chǔ)存在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的限制。PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于計(jì)算機(jī)。一般計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息交換時(shí)，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牢靠性、實(shí)時(shí)性、以及信息的實(shí)際運(yùn)用。特殊要考慮怎樣適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝便于門內(nèi)外感應(yīng)采集信號(hào)，便于修理和抗干擾等問題，入出信息變換及牢靠地物理實(shí)現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)現(xiàn)限制的兩個(gè)基本點(diǎn)。PLC可以通過他的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電器限制裝置多得多、強(qiáng)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，有大容量的內(nèi)存，有牢靠的自身監(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(yùn)算功能；精確定時(shí)功能；高速計(jì)數(shù)功能；中斷處理(可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷)功能；程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；聯(lián)網(wǎng)通信功能 ； 自檢測、自診斷功能。可以說，凡一般小型計(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，是別的電限制器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電器限制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用供應(yīng)了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)建了條件。現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是困難多樣的，它們對(duì)限制的要求也各不相同。PLC專為工業(yè)限制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣闊工程人員的歡迎。其主要特點(diǎn)有:=1\*GB3①抗干擾實(shí)力強(qiáng)，牢靠性能高=2\*GB3②限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔，通用性強(qiáng)=3\*GB3③編程便利，易于運(yùn)用=4\*GB3④功能強(qiáng)大，成本低=5\*GB3⑤設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短=6\*GB3⑥維護(hù)便利（1）PLC與其它典型限制系統(tǒng)的區(qū)分繼電器限制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾實(shí)力，但運(yùn)用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)。是設(shè)備連線困難，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)牢靠性差。=1\*GB3①限制邏輯繼電器限制邏輯采納硬件接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，剛好間繼電器等組合成限制邏輯，其接線多而困難、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想在變更或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有4-8對(duì)觸點(diǎn)，因此敏捷性和擴(kuò)展性很差，而PLC采納存儲(chǔ)器邏輯，其限制邏輯以程序方式儲(chǔ)存在內(nèi)存中，要變更限制邏輯，只須要變更程序即可，因此敏捷性和擴(kuò)展性很好。=2\*GB3②工作方式電源接通時(shí)，繼電器限制線路中各繼電器同時(shí)處于受限制狀態(tài)，它屬于并行方式。而PLC得限制邏輯中，各內(nèi)部期間都處于周期性掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出地結(jié)果都是依據(jù)在程序中的前后依次計(jì)算出來的，它屬于串行方式。PLC有微型計(jì)算機(jī)的很多特點(diǎn)，但他的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采納等待吩咐的工作方式。而PLC則采納不斷循環(huán)的依次掃描的工作方式。每次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令起先，按依次逐條的執(zhí)行用戶程序知道用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令起先新一輪的掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始的重復(fù)上述循環(huán)掃描的，這種工作方式是在系統(tǒng)的限制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后依次向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的限制信號(hào)。PLC是一種工業(yè)限制計(jì)算機(jī)，所以他的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)的工作原理基礎(chǔ)上的，即通過執(zhí)行反映限制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。但是CPU是分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序依次一次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作，便成為時(shí)間上的串行。由于運(yùn)算速度極高，各電器的動(dòng)作好像是同時(shí)完成的，但實(shí)際輸入輸出的響應(yīng)是有滯后的。=3\*GB3③限制速度繼電器限制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)限制，工作頻率低，觸點(diǎn)開閉動(dòng)作一般幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題；而PLC是由程序指令限制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)限制，屬于無觸點(diǎn)限制，速度極快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。（2）與單片機(jī)限制系統(tǒng)的區(qū)分=1\*GB3①本質(zhì)區(qū)分單片機(jī)限制系統(tǒng)是基于芯片級(jí)的系統(tǒng)，而PLC限制系統(tǒng)是基于板級(jí)或模塊級(jí)的系統(tǒng)。其實(shí)PLC本身就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)，他是已經(jīng)開發(fā)好的單片機(jī)產(chǎn)品。開發(fā)單片機(jī)限制系統(tǒng)屬于底層開發(fā)，而設(shè)計(jì)PLC限制系統(tǒng)是在產(chǎn)品的單片機(jī)限制系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)。=2\*GB3②運(yùn)用場合單片機(jī)限制系統(tǒng)適合于家電產(chǎn)品、智能化的儀器儀表、玩具和批量生產(chǎn)的限制器產(chǎn)品等場合運(yùn)用；而PLC限制系統(tǒng)適合在單片機(jī)電氣限制系統(tǒng)、工業(yè)限制領(lǐng)域的制造業(yè)自動(dòng)化和過程中運(yùn)用。=3\*GB3③運(yùn)用過程設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)單片機(jī)限制系統(tǒng)，須要先設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購置各種所須要的電子元件，焊接電路板，進(jìn)行硬件調(diào)試，進(jìn)行抗干擾等大量工作須要特地的開發(fā)裝置和低級(jí)編輯語言限制程序，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；而PLC不必操勞內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否牢靠和他們的抗干擾實(shí)力，軟件設(shè)計(jì)運(yùn)用工業(yè)編程語言，相對(duì)來說比較簡潔。進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，因?yàn)橛泻玫墓こ坦ぞ邘椭?，所以特別簡潔。2.3．2具體構(gòu)成自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖：圖1由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給PLC,PLC依據(jù)已經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出限制信號(hào)，是驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門的運(yùn)行。2.4自動(dòng)門的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門針對(duì)人流較多的商場，應(yīng)對(duì)四周環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面：（1）自動(dòng)門的傳動(dòng)主要包括安裝版，軌道，門機(jī)，皮帶，吊掛件等。（2）全部的組件都為插入式元件，使得安裝很簡潔。（3）電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采納64V直流電動(dòng)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)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺得問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避開積塵對(duì)導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)便利的特點(diǎn)。（5）滑輪：采納特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有肯定的減震效果。（6）皮帶：采納齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設(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，從而提高了運(yùn)用壽命。3自動(dòng)門限制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定限制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)具體分析工藝過程的特點(diǎn)、限制要求，明確限制任務(wù)和范圍確定所須要的操作和動(dòng)作，然后依據(jù)限制要求，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，最終選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的限制系統(tǒng)。（1）輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常依?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增加10%到20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需依據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。依據(jù)估算的方法故本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入12點(diǎn)，輸出12點(diǎn)。存儲(chǔ)器容量的選擇存儲(chǔ)器容量是可編程序限制器本身能供應(yīng)的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目好用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器的容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)，能對(duì)程序容量有肯定估算，通常采納存儲(chǔ)器容量的估算來代替，存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的形式，很多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10到15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按次數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)索要儲(chǔ)存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。限制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、限制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇。依據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門限制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇。=1\*GB3①限制功能PLC主要用于依次邏輯限制，因此，大多數(shù)場合常采納單回路或多回路限制器解決模擬量的限制，有時(shí)也采納專用的智能輸入輸出單元完成所須要的限制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)約存儲(chǔ)器容量。=2\*GB3②編程功能離線編程方式：PLC和編程器共用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器供應(yīng)服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行限制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行限制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但運(yùn)用和調(diào)試不便利。編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場限制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就依據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作便利，在大中型PLC中常采納。五種標(biāo)準(zhǔn)化變成語言：依次功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語言表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言變成方式，如C，Basic等，以滿足特殊限制場合的限制要求。=3\*GB3③診斷功能PLC的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯推斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟鍵對(duì)PLC的CPU玉外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，干脆影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)實(shí)力的要求，并影響平均修理時(shí)間。(4)機(jī)型的選擇=1\*GB3①PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和限制室安裝兩類；按CPU字長分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度動(dòng)身，通?？砂聪拗乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。整體型PLC的I/0點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型限制系統(tǒng)；模塊型PLC供應(yīng)多種I/0卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)限制的I/0點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展便利敏捷，一般用于大中型限制系統(tǒng)。=2\*GB3②經(jīng)濟(jì)的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出比較滿足的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有干脆影響。點(diǎn)當(dāng)數(shù)增加到一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)PLC選用、存儲(chǔ)器容量、限制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)限制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門屬于小型限制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選用整體型PLC。（5）對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求對(duì)于多數(shù)場合，PLC的相應(yīng)時(shí)間基本上能滿足限制要求。響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。PLC的工作方式確定了他不能接受頻率過高或持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)，當(dāng)有此類信號(hào)輸入時(shí)須要選用掃描速度高的PLC或快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。綜合以上因素，本課題的設(shè)計(jì)日本三菱公司生產(chǎn)的FX1S小型PLC來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的限制。3.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型自動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門能否良好工作的保障。在本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用直流無刷電機(jī)。直流無刷電機(jī)功率密度高，噪音微小、調(diào)速性能好，即具備溝通電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡潔、運(yùn)行牢靠、維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)線性機(jī)械特性、調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。是應(yīng)用于“輕、小、薄、寧靜、精密、牢靠”等場合的最佳選擇本設(shè)計(jì)選用的是亞坦電機(jī)限制有限公司生產(chǎn)的45BLDC系列直流無刷電機(jī)，電機(jī)直徑φ45，額定轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn)，額定扭矩0.036N.m，功率15W～100W。額定電壓24VDC。3.3感應(yīng)器件的選型目前自動(dòng)門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線昨感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作限制。整機(jī)關(guān)鍵元器件均為進(jìn)口器件，方案設(shè)計(jì)選擇器件均確保了產(chǎn)品牢靠性。微波感應(yīng)器的特點(diǎn)：微波感應(yīng)器是以10.525GHz微波頻率放射、接收。其探測方式具體如下優(yōu)點(diǎn)：（1）非接觸探測。（2）不受溫度、濕度、噪音。紅外感應(yīng)器，是對(duì)物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動(dòng)，只要處于感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，它都會(huì)反應(yīng)，另外，紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器慢。依據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場合的自動(dòng)限制系統(tǒng)中，是自動(dòng)門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能干脆影響自動(dòng)門系統(tǒng)的平安及穩(wěn)定，如在高檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器；在人行道邊上的銀行、商店等常常有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。結(jié)合本課題的實(shí)際須要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門的人員檢測上運(yùn)用上海順安達(dá)門業(yè)裝飾有限公司的微波自動(dòng)門感應(yīng)器WB-3004，其規(guī)格如下：表1型號(hào)WB-3004供電電壓AC/DC12V-AC/DC24V工作頻率范圍50Hz-60Hz感應(yīng)探頭工作頻率10.525GHz(9.00GHz-12.00GHz)工作指示方式LED感應(yīng)時(shí)間/延時(shí)時(shí)間REAL-TIME/0.6SEC感應(yīng)范圍4.0M(W)*3.0M(D)靜態(tài)功耗工作功耗200Mw12V550Mw12V探頭可調(diào)整角度40-160°工作溫度范圍-25℃-+60℃相對(duì)濕度0-95%安裝方式WALL3.4直流電動(dòng)機(jī)的選型3.4.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速并勵(lì)或他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與溝通異步電動(dòng)機(jī)相比，雖然結(jié)構(gòu)困難，價(jià)格高，修理也不便利，但是在調(diào)速性能上有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)槭蠡\式電動(dòng)機(jī)在一般狀況下是不能調(diào)速的，更不能無級(jí)調(diào)速，因此，對(duì)調(diào)速要求高的設(shè)備，均采納直流電動(dòng)機(jī)。這是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)能無級(jí)調(diào)速，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡潔。由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式：n=（U-IaRa）/KEΦ可知，Ra、Φ和U中的隨意一個(gè)值，都可使轉(zhuǎn)速變更，變更電樞電路中外電阻的方法也可進(jìn)行調(diào)速。但其缺點(diǎn)是耗電多，電機(jī)機(jī)械特性軟，調(diào)速范圍小，且只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速，故這種方法目前已較少采納。現(xiàn)常用的對(duì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有調(diào)磁法和調(diào)壓法。（1）調(diào)磁法即變更磁通量Φ。當(dāng)保持電源電壓U為額定值時(shí)，調(diào)整Rf，變更勵(lì)磁電流If以變更磁通量，所示。由于n=U/KEΦ-Ra/KTKEΦ·T可知磁通Φ削減時(shí)，n0上升，轉(zhuǎn)速降△n增大，但后者與Φ2成反比，所以磁通愈小，機(jī)械特性曲線愈陡，但仍具有肯定硬度，如圖14所示。在肯定負(fù)載下，Φ愈小，則n愈高。由于電動(dòng)機(jī)在額狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，它的磁路已接近飽和，所以通常都是減小磁通（Φ＜Φn），將轉(zhuǎn)速往上調(diào)（n＞nn）。調(diào)速的過程是：當(dāng)電壓U保持恒定時(shí)，減小磁通Φ。由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速產(chǎn)馬上發(fā)生變更，于是反電動(dòng)勢E=KE·Φ·n就減小，Ia隨之增加。由于Ia增加的影響超過Φ減小的影響，所以轉(zhuǎn)矩T=KTΦIa也就增加。假如阻轉(zhuǎn)矩Tc未變，則T＞Tc轉(zhuǎn)速n上升。隨著n的上升，反電動(dòng)勢E增大，Ia和T也著減小，直到T=Tc時(shí)為止。但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來上升了。必需指出，若電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行，則電樞電流Ia為額定值，假如調(diào)速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩照舊保持不變（為額定值），由于T=KTΦIa，故減小磁通量Φ后Ia必定超過額定值，因此調(diào)速后負(fù)載轉(zhuǎn)矩必需減小。這種調(diào)速方法適用于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比而輸出功率基本不變（恒功率調(diào)速）的場合。這種調(diào)速方法有3個(gè)優(yōu)點(diǎn)：=1\*GB3①調(diào)速平滑，可無級(jí)調(diào)速；=2\*GB3②調(diào)速經(jīng)濟(jì)，限制便利；=3\*GB3③機(jī)械特性較硬，穩(wěn)定性較好。這種調(diào)速方法的局限是轉(zhuǎn)速只能上升，即調(diào)速后的轉(zhuǎn)速要超過額定轉(zhuǎn)速。因?yàn)殡姍C(jī)不允許超速太多，因此限制了它的調(diào)速范圍。在實(shí)際工作中，這種方法常作為電壓調(diào)速的一種補(bǔ)充手段。（2）調(diào)壓法即變更電壓U。當(dāng)保持他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If為額定值時(shí)，降低電樞電壓U，則由n=U/KT·Φ-Ra/KE·KT·Φ2·T可見，n0變低了，但△n未變更。因此變更U可得出一組平行的機(jī)械特性曲線。在肯定負(fù)載下，U愈低，則n愈低。由于變更電樞電壓只能向小于電動(dòng)機(jī)額定電壓的方向變更，所以轉(zhuǎn)速將下調(diào)(nn)。調(diào)速的過程是：當(dāng)磁通Φ保持不變時(shí)，減小電壓U由于轉(zhuǎn)速不馬上發(fā)生變更，反電動(dòng)勢E便暫不變更，于是電流Ia減小，轉(zhuǎn)矩T也減小。假如阻轉(zhuǎn)矩Tc未變，則T＜Tc，轉(zhuǎn)速n下降。隨著n的降低，反電動(dòng)勢E減小，Ia和T增大，直到T=Tc時(shí)為止。但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來降低了。由于調(diào)速時(shí)磁通不變，如在肯定的額定電流下調(diào)速，則電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩便是肯定的（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）。這種調(diào)速方法有下列優(yōu)點(diǎn)：=1\*GB3①機(jī)械特性較硬，并且電壓降低后硬度不變，穩(wěn)定性較好；=2\*GB3②調(diào)速幅度大；=3\*GB3③可勻稱調(diào)整電樞電壓；得到平滑的無級(jí)調(diào)速。這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是調(diào)壓需用特地的設(shè)備，投資較高。近年來由于采納了可控硅整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)速，使這種方法得到了廣泛應(yīng)用。印刷設(shè)備中直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速多采納這種方法。3.4.2直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)在調(diào)方面很簡潔，相對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來說又有以下的優(yōu)勢：（1）由于采納高性能永磁材料，無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子尺寸得以減小，可以具有較低的慣性、更快的響應(yīng)速度、更高的轉(zhuǎn)矩慣量比。（2）由于沒用轉(zhuǎn)子損耗（轉(zhuǎn)子運(yùn)用永磁材料），也無需定子勵(lì)磁電流重量（應(yīng)用新理論），所以無刷直流電機(jī)具有較高的效率和功率密度。對(duì)于同等容量輸出，溝通異步電機(jī)須要更大功率的整流器和逆變器。（3）由于沒有轉(zhuǎn)子發(fā)熱，無刷直流電機(jī)也無需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問題。（4）溝通異步電機(jī)由于其非線性本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)限制極為困難。無刷直流電機(jī)把其困難的磁場定向限制簡化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置限制，無需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，限制性能更好。綜上所述，無刷直流電機(jī)具有更大的功率密度（鐵芯利用率高）、更高的效率和更好的限制性能，如將節(jié)能因素、省卻變頻器以及產(chǎn)能提高因素考慮在內(nèi)，運(yùn)用者的綜合成本下降很大。所以在本課題設(shè)計(jì)中選用了無刷直流電動(dòng)機(jī)。3.5傳動(dòng)裝置本限制系統(tǒng)所用到的傳動(dòng)裝置具體包括如下：（1）自動(dòng)門扇行進(jìn)軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進(jìn)行。（2）自動(dòng)門扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。（3）同步皮帶：用于傳輸電機(jī)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)門吊具走論系統(tǒng)。3.6限位開關(guān)限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā)出限制吩咐的主令電器。用于限制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)限制器件。限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程限制。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一運(yùn)動(dòng)位置時(shí)，行程開關(guān)通過機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的限制，限制它們的動(dòng)作和位置，借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)械給以必要的愛護(hù)。3.7自動(dòng)門限制系統(tǒng)I/0地址安排表I/0安排表是編寫PLC程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場接線和調(diào)試的重要依據(jù)。表2：I/O安排表X0屋外光電開關(guān)限制的繼電器KA1X1屋內(nèi)光電開關(guān)限制的繼電器KA2X2開門到位行程開關(guān)SQ1X3關(guān)門到位行程開關(guān)SQ2X4開門減速行程開關(guān)SQ3X5關(guān)門減速行程開關(guān)SQ4Y0開門接觸器KM1Y1關(guān)門接觸器KM2Y2換速繼電器KA33.8自動(dòng)們限制系統(tǒng)的原理圖3.8.1主電路及供電線路圖23.8.2外圍接線圖3如上圖所示KA1KA2是感應(yīng)器限制的兩個(gè)繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，SQ1、SQ2是開關(guān)門到位行程開關(guān)，檢測開關(guān)門是否到位檢，SQ3、SQ4是開關(guān)門時(shí)減速行程開關(guān)。4自動(dòng)門限制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.1工作過程的分析依據(jù)本課題的限制要求和平安要求，所設(shè)計(jì)的程序依據(jù)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：（1）首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測到能有人體信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)門執(zhí)行開門過程。（2）當(dāng)門完全打開之后，使開門限位開關(guān)打開，此時(shí)自動(dòng)門停止，進(jìn)行8秒延時(shí)。若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測到有人體信號(hào)時(shí)，則在重新進(jìn)行8秒延時(shí)（3）當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號(hào)時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。（4）考慮到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，運(yùn)用自動(dòng)限制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。以上工作過程可用流程圖表達(dá)如附圖所示。4.2梯形圖程序4.2.1梯形圖的概述PLC是特地為工業(yè)限制而開發(fā)的裝置，其主要運(yùn)用者工廠廣闊電氣技術(shù)人員，為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和駕馭實(shí)力，通常PLC不采納微機(jī)的編程語言，而常常采納面對(duì)限制過程、面對(duì)問題的“自然語言”編程。國際電工委員會(huì)（IEC）1994年5月公布的IEC1131-3(可編程限制器語言標(biāo)準(zhǔn))具體的說明白句法、語義和下述5中編程語言：功能表圖（sequentialfunctionchart）、梯形圖（ladderdiagram）、功能塊圖(functionblackdiagram)、指令表（InstructionIist）結(jié)構(gòu)文本（struredtext）。梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語言，功能表是一種結(jié)構(gòu)塊限制流程圖。梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的一種設(shè)計(jì)語言。采納梯形圖程序設(shè)計(jì)語言，這種程序設(shè)計(jì)語言采納因果關(guān)系來描述事務(wù)發(fā)生的條件和結(jié)果，每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事務(wù)發(fā)生的條件表示在左面，事務(wù)的結(jié)果表示在右面。梯形圖設(shè)計(jì)語言是最常見的一種程序設(shè)計(jì)語言，它來源于繼電器邏輯限制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程限制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯限制技術(shù)較為熟識(shí)。因此，由這種邏輯限制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)：（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）與原有繼電器邏輯限制技術(shù)相一樣，易于駕馭和學(xué)習(xí)；（3）與原有繼電器邏輯限制技術(shù)的不同點(diǎn)是：梯形圖中的能流（PowerFlow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應(yīng)用時(shí)需與原有繼電器邏輯限制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)分對(duì)待；梯形圖是運(yùn)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限制系統(tǒng)的電路圖很相像，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很簡潔被工廠電器人員駕馭，特殊適用于開關(guān)開關(guān)量邏輯限制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。4.2.2梯形圖的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)梯形圖的基本方法和步驟：（1）首先依據(jù)工藝過程限制要求，畫出限制流程圖，力求表達(dá)清楚、精確。必要時(shí)可以把限制系統(tǒng)分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分，盡量簡化，利于編程（2）將全部的輸入信號(hào)（按鍵，行程限位開關(guān)，壓力開關(guān)，壓力、速度、時(shí)間等傳感器）和輸出限制對(duì)象（接觸器、電磁閥、電動(dòng)機(jī)、指示燈等）分別列出，按被采納的PLC型號(hào)內(nèi)部邏輯元件編號(hào)范圍，對(duì)I/O端子做出相應(yīng)的安排和支配。（3）依據(jù)限制流程圖，有規(guī)律的安排和利用PLC內(nèi)部有關(guān)的邏輯元件（如協(xié)助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）構(gòu)成相應(yīng)的基本回路。（4）以梯形圖的形式來描述限制要求，繪制梯形圖要遵循編程原則。（5）編寫程序清單時(shí)，必需按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排依次（由上而下，從左到右）依次進(jìn)行。本系統(tǒng)的程序軟件采納三菱公司設(shè)計(jì)開發(fā)的GXDeveloper,選擇他的梯形圖語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)則：（1）每個(gè)繼電器的線圈和他的觸點(diǎn)均用同一個(gè)編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)運(yùn)用時(shí)沒有數(shù)量限制。（2）梯形圖每一行都是從左邊起先，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。（3）線圈不能干脆接在左邊的母線上。（4）在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈假如運(yùn)用兩次，稱為雙線圈輸出，他很簡潔引起誤操作，應(yīng)避開。（5）在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流淌，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有電流流淌，這個(gè)電流只能在梯形圖中單向流淌—即從左向右流淌，層次的變更只能從上向下流淌。（6）無論選用何種PLC機(jī)型，所運(yùn)用的軟件編號(hào)（即地址）必需在該機(jī)型的有效范圍以內(nèi)。依據(jù)以上規(guī)則和PLC的編程方法和思路編寫了本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門限制系統(tǒng)的梯形圖程序，具體程序如下：5程序調(diào)試5.1硬件線路連接圖4采納試驗(yàn)室可編程限制器試驗(yàn)臺(tái)，主機(jī)FXcpu224cnac/dc/rly,其供電電壓均為直流24v。調(diào)試過程的電路圖如圖所示；在模擬調(diào)試過程中，因于試驗(yàn)條件有限，所以微波探測信號(hào)與限位開關(guān)動(dòng)作均由按鈕代替（即SB1、SB2、SB3、SB4），SB0、SB11均接按鈕。QA1、QA2用中間繼電器代替，其線圈電壓為24V。5.2聯(lián)機(jī)調(diào)試（1）按上圖連接線路，接電源（2）將在“GXDeveloperversion8.52”開發(fā)平臺(tái)