基于PLC的自動(dòng)門設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)

學(xué)校代碼：10128學(xué)號(hào)：學(xué)校代碼：10128學(xué)號(hào)：本科畢業(yè)設(shè)計(jì)闡明書本科畢業(yè)設(shè)計(jì)闡明書（題目：題目：基于PLC的自動(dòng)門設(shè)計(jì)學(xué)生姓名：喬新雷學(xué)院：電力學(xué)院系別：自動(dòng)化系專業(yè)：自動(dòng)化（電廠熱工過程及其自動(dòng)化方向）班級(jí)：自動(dòng)化08-2指導(dǎo)教師：王莉莉講師二〇一二年六月摘要可編程控制器PLC是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動(dòng)控制裝置,其性能優(yōu)越，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，并以成為工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱之一,而由于可編程控制器含有較好的解決自動(dòng)門的開關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，因此越來越多的自動(dòng)門都采用PLC作為其主控制器。本文就是基于PLC的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。自動(dòng)門系統(tǒng)重要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)探測(cè)器、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置構(gòu)成。重要工作原理是感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)到人進(jìn)出門的信號(hào)傳送給PLC，PLC再綜合收到的自動(dòng)門狀態(tài)信號(hào)作出判斷，而后發(fā)出控制信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，再通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)門的動(dòng)作。通過對(duì)整個(gè)系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)，最后又按照規(guī)定對(duì)系統(tǒng)的梯形圖進(jìn)行了模擬調(diào)試，得出了符合設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)論。核心詞：PLC、自動(dòng)門、梯形圖AbstractProgrammableLogicController(PLC)isasetofcomputertechnology,automaticcontroltechnologyandcommunicationtechnologyasoneofthenewautomaticcontroldevice,itssuperiorperformance,hasbeenwidelyusedinthevariousfieldsofindustrialcontrol,andhasalsobecomeoneofthethreepillarsoftheindustrialautomation，andduetoProgrammableLogicControllerhasisgoodofprocessingautomaticdoorsofswitchcontrolandthegoodofstability,soincreasinglymoreofautomaticdoorsareusedPLCasitsmaincontroller.ThisarticleisbasedonthedesignofthePLCcontrolsystemofautomaticdoor.Automaticdoorsystemismainlycomposedofprogrammablelogiccontroller(PLC),inductivedetectors,drivingdeviceandtransmissiondevice.MainworkingprincipleisinductivedetectordetectssignaltransmissiongoingouttoPLC,PLCandthenautomaticallyreceivedcomprehensivejudgementdoorstatussignalandthensendcontrolsignals,causethedrivetorun,thenbygear-drivenaction.Throughthedesignoftheentiresystemofhardwareandsoftware,andlast,inaccordancewiththerequirementsforsimulationdebuggingsystemladderdiagram,complywiththedesignrequirementsoftheconclusionswerereached.Keywords:PLC,automaticdoors,ladderdiagram目錄引言 1第一章 PLC概述 31.1PLC的特點(diǎn)和分類 31.1.1PLC的特點(diǎn) 31.1.2PLC的分類 31.2PLC構(gòu)成 41.3PLC的工作方式 51.4PLC的梯形圖編程語言 51.5臺(tái)達(dá)SV系列PLC介紹 7第二章自動(dòng)門控制方案的設(shè)計(jì) 82.1自動(dòng)門的控制規(guī)定 82.2控制方案的設(shè)計(jì) 82.2.1手動(dòng)動(dòng)作 82.2.2自動(dòng)動(dòng)作 92.2.3批示燈批示 9第三章自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 103.1重要控制元件 103.2PLC的選型 103.3感應(yīng)探測(cè)器的選型 113.4電動(dòng)機(jī)的選型 123.5限位開關(guān)的選型 133.6自動(dòng)門控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分派 143.7自動(dòng)們控制系統(tǒng)的接線圖 15第四章自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 164.1控制系統(tǒng)的程序流程圖 164.2手動(dòng)控制過程的設(shè)計(jì) 164.3自動(dòng)控制過程的設(shè)計(jì) 17第五章系統(tǒng)調(diào)試 195.1調(diào)試準(zhǔn)備 195.2系統(tǒng)調(diào)試統(tǒng)計(jì) 195.3成果分析 20第六章結(jié)論和展望 216.1結(jié)論總結(jié) 216.2展望 21參考文獻(xiàn) 23附錄一 24附錄二 25謝辭 28引言自動(dòng)門就是指能夠?qū)⑷诉M(jìn)出門的動(dòng)作或?qū)⒁环N入門授權(quán)（刷卡、指紋等）識(shí)別成為開門信號(hào)的控制單元，通過驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)將門啟動(dòng)，在人離開探測(cè)范疇后再把門自動(dòng)關(guān)閉，并對(duì)開門和關(guān)門的過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的系統(tǒng)。在自動(dòng)門控制領(lǐng)域，多個(gè)新技術(shù)也是層出不窮，不僅在實(shí)用美觀方面大大改善，并且越來越人性化，智能化?，F(xiàn)如今大部分的自動(dòng)門都是一種應(yīng)用微型控制器和先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計(jì)而結(jié)合設(shè)計(jì)成的智能門。自動(dòng)門能夠滿足多個(gè)各樣的建筑物、多個(gè)消費(fèi)階層的需要，含有安全、可靠、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。因此它被廣泛運(yùn)用于大型賓館、豪華飯店、大小車站、高檔寫字樓、機(jī)場(chǎng)服務(wù)大廳、公司、超市商場(chǎng)等場(chǎng)合。早在公元1世紀(jì),希臘人希羅建造了自動(dòng)打開廟門的裝置，這是世界上最早運(yùn)用氣壓和液壓為動(dòng)力的自動(dòng)門。而自動(dòng)門廣泛開始在人們的生活上使用，是在二十世紀(jì)后來。據(jù)紐約時(shí)報(bào)記載，1930年，美國史丹利公式率先將自動(dòng)門推向市場(chǎng)。隨即，世界第一自動(dòng)門品牌德國多瑪公司在1945年將油壓式、空氣式自動(dòng)門廣泛推向市場(chǎng)。1962年，電氣式開始出現(xiàn)，隨著著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)門領(lǐng)域也出現(xiàn)了諸多技術(shù)革新，氣壓、空壓控制由于對(duì)能源轉(zhuǎn)化率太低而被逐步裁減，新的電氣直接控制電機(jī)的電氣式自動(dòng)門逐步成為主流。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，自動(dòng)門的功效也越來越人性化，應(yīng)用也越來越廣泛。自動(dòng)門在許多豪華賓館、超市商場(chǎng)、高檔酒店等當(dāng)代大型建筑物所必備的高科技產(chǎn)品。在這些場(chǎng)合安裝自動(dòng)門能夠有諸多好處，例如美化進(jìn)出口環(huán)境、高效節(jié)能、防塵防噪音等，同時(shí)自動(dòng)門也是這些建筑物智能化、自動(dòng)化的一種重要指標(biāo)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)是運(yùn)用臺(tái)達(dá)PLC為核心來控制,其電路構(gòu)造簡樸易懂，操作方便?？删幊炭刂破魇菍ｉT為自動(dòng)控制而設(shè)計(jì)的控制裝置，在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用特別廣泛，其優(yōu)點(diǎn)有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好、體積小、設(shè)計(jì)使用和維護(hù)方便等。PLC控制的自動(dòng)門含有故障頻率低、可靠性好、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計(jì)重要是以超市商場(chǎng)等場(chǎng)合的自動(dòng)門為設(shè)計(jì)對(duì)象。由于這些自動(dòng)門不僅需要人通過，有時(shí)也需要貨品通過，因此自動(dòng)門需要滿足兩個(gè)最基本的規(guī)定，其一是當(dāng)感應(yīng)器探測(cè)到人進(jìn)出的信號(hào)，對(duì)門進(jìn)行的自動(dòng)控制；其二是當(dāng)按下手動(dòng)開門按鈕，手動(dòng)控制自動(dòng)門，方便運(yùn)輸貨品。為了體現(xiàn)人性化的設(shè)計(jì)理念，本設(shè)計(jì)中還加入了防夾人功效、燈光閃爍提示等功效。文章內(nèi)容重要涉及了下列幾個(gè)方面：(1)簡要概述自動(dòng)門、本課題研究的內(nèi)容和意義；(2)PLC概述；(3)自動(dòng)門的控制方案設(shè)計(jì)；(4)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)；(5)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；(6）自動(dòng)門控制系統(tǒng)的調(diào)試。PLC概述PLC，即可編程控制器ProgrammableLogicController的簡稱?？删幊炭刂破魇且晕⒔鉀Q器為核心，融累計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。隨著大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，PLC技術(shù)不停提高，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了極其廣泛的應(yīng)用。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、次序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面對(duì)顧客的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制多個(gè)類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。本設(shè)計(jì)使用臺(tái)達(dá)DVP系列PLC。1.1PLC的特點(diǎn)和分類1.1.1PLC的特點(diǎn)一、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行持續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動(dòng)化。二、使用方便，編程簡樸，采用簡要的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計(jì)算機(jī)知識(shí)，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，變化控制方案而不拆動(dòng)硬件。三、能適應(yīng)多個(gè)惡劣的運(yùn)行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其它多個(gè)機(jī)型。1.1.2PLC的分類PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相似。對(duì)PLC的分類能夠根據(jù)構(gòu)造、功效的差別等進(jìn)行大致分類。（1）按I/O點(diǎn)數(shù)分類：a、微型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)不大于64點(diǎn)的PLC為超小型或微型PLCb、小型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)下列，顧客程序存儲(chǔ)量不大于8KB的為小型PLC。c、中型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)在512-2048點(diǎn)之間的為中型PLC。d、大型PLC：I/O點(diǎn)數(shù)為2048點(diǎn)以上的為大型PLC。（2）按構(gòu)造分類：a、整體式PLC：將CPU、I/O單元、電源、通信等部件集成到一種機(jī)殼內(nèi)的稱為整體式PLC。b、模塊式PLC：模塊式PLC是將PLC的每個(gè)工作單元都制成獨(dú)立的模塊如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊以及多個(gè)功效模塊。c、疊裝式PLC：將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂的疊裝式PLC。普通低檔機(jī)多為小型PLC，采用整體式機(jī)構(gòu)；中檔機(jī)可謂大、中、小型PLC，其中小型PLC多采用整體式構(gòu)造，中型和大型PLC采用模塊式構(gòu)造。1.2PLC構(gòu)成圖1-1PLC的硬件系統(tǒng)構(gòu)造圖可編程控制器的構(gòu)成框圖和計(jì)算機(jī)是同樣的，都由中央解決器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口等構(gòu)成。因此，從硬件構(gòu)造來說，可編程控制器事實(shí)上就是計(jì)算機(jī)，圖1-1是其硬件系統(tǒng)的簡化框圖。從圖中能夠看出PLC內(nèi)部重要部件有：（1）電源模塊不同型號(hào)的PLC有不同的供電方式，因此PLC的電源輸入電壓現(xiàn)有12V和24V直流，又有110V和220V交流。（2）中央解決單元(CPU)中央解決單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功效接受并存儲(chǔ)從編程器鍵入的顧客程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診療顧客程序中的語法錯(cuò)誤。（3）存儲(chǔ)器寄存系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。寄存應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為顧客程序存儲(chǔ)器。（4）輸入輸出組件（I/O模塊）I/0模塊是CPU與現(xiàn)場(chǎng)I/0裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了多個(gè)操作電平與驅(qū)動(dòng)能力的I/0模塊和多個(gè)用途的I/0組件供顧客選用。（5）編程器編程器是用于顧客程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和監(jiān)視等。還能夠通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的某些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。編程器分為簡易型和智能型兩類。（6）外部設(shè)備普通PLC都配有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPR0M寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。1.3PLC的工作方式當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程普通分為三個(gè)階段，即輸入采樣、顧客程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完畢上述三個(gè)階段稱作一種掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1.4PLC的梯形圖編程語言PLC的控制作用是靠執(zhí)行顧客程序?qū)崿F(xiàn)的，因此須將控制規(guī)定用程序的形式體現(xiàn)出來。程序編制就是通過特定的語言將一種控制規(guī)定描述出來的過程。PLC的編程語言以梯形圖最為常見。本設(shè)計(jì)中的程序編制就使用到梯形圖。梯形圖是一種從繼電接觸器控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助類似于繼電器的常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、線圈以及串聯(lián)與并聯(lián)等術(shù)語和符號(hào)，根據(jù)控制規(guī)定聯(lián)接而成的表達(dá)PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，既直觀又易懂。梯形圖中慣用、圖形符號(hào)分別表達(dá)PLC編程元件的常開和常閉觸點(diǎn)；用表達(dá)他們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號(hào)以及標(biāo)注的字母或數(shù)字加以區(qū)別。下圖是梯形圖的慣用例子，動(dòng)作間的互鎖控制，這段梯形圖的思想在本設(shè)計(jì)中多次使用。圖1-2互鎖控制啟動(dòng)常閉觸電X1、 X2哪一種先有效，對(duì)應(yīng)的輸出Y1、Y2將先動(dòng)作，并且其中一種動(dòng)作了，另一種就不會(huì)動(dòng)作，也就是說Y1、Y2不會(huì)同時(shí)動(dòng)作（互鎖作用）。即使X1、X2同時(shí)有效，由于梯形圖程序是自上而下掃描的，Y1、Y2也不可能同時(shí)動(dòng)作。這里有幾點(diǎn)要闡明的：（1）如前所述，梯形圖中的繼電器不是物理繼電器，而是PLC存儲(chǔ)器的一種存儲(chǔ)單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為1時(shí)，則表達(dá)對(duì)應(yīng)繼電器的線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。（2）梯形圖按從左到右、自上而下的次序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)，最后通過線圈與右母線相連。（3）梯形圖中每個(gè)梯級(jí)流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左向右，其兩端沒有電源。（4）輸入繼電器用于接受外部輸入信號(hào)，它不能由PLC內(nèi)部其它繼電器的觸點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)。因此梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器用于將程序執(zhí)行的成果輸出給外部設(shè)備。當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈接通時(shí)，就有信號(hào)輸出，但不是直接驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備，而是要再輸出刷新階段通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管菜能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)設(shè)計(jì)好梯形圖還要對(duì)其進(jìn)行必要的化簡，需要遵照下列幾個(gè)原則：（1）“左沉右輕”（2）左母線“上沉下輕”（3）右母線“上輕下沉”（4）避免“訊號(hào)回流”1.5臺(tái)達(dá)SV系列PLC介紹由于實(shí)驗(yàn)室提供的是臺(tái)達(dá)DVP28SV11R的PLC控制器，因此下面對(duì)其優(yōu)點(diǎn)和基本構(gòu)成進(jìn)行簡樸介紹。臺(tái)達(dá)SV系列外形輕巧，采用了CPU+ASIC雙解決器，支持浮點(diǎn)運(yùn)算，指令最快執(zhí)行速度可達(dá)0.24μs，完全能夠滿足自動(dòng)門對(duì)PLC控制器的規(guī)定。DVP28SV11R的演算控制方式為內(nèi)存程序，來回式來回掃描方式。輸入輸出控制方式為結(jié)束再生方式(當(dāng)執(zhí)行至END指令)。演算解決速度為基本指令最小0.24μs。程序語言能夠使用指令、階梯圖。指令種類有基本次序指令32個(gè)和應(yīng)用指令193種。臺(tái)達(dá)PLC以高速、穩(wěn)健、高可靠度而著稱，廣泛應(yīng)用于多個(gè)工業(yè)自動(dòng)化機(jī)械。臺(tái)達(dá)PLC除了含有快速執(zhí)行程序運(yùn)算、豐富指令集、多元擴(kuò)展功效卡及高性價(jià)比等特色外，并且支持多個(gè)通訊合同，使工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)聯(lián)成一種整體。為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與普通控制裝置相比較，臺(tái)達(dá)PLC機(jī)有下列特點(diǎn)：（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（2）通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便（3）功效強(qiáng)，適應(yīng)面廣（4）編程簡樸，容易掌握（5）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量第二章自動(dòng)門控制方案的設(shè)計(jì)2.1自動(dòng)門的控制規(guī)定（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或有人由外到內(nèi)通過時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)到信號(hào)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，達(dá)成開門限位位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）自動(dòng)門在最大開門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門程序，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)被啟動(dòng)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到位通過時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)到信號(hào)，應(yīng)當(dāng)立刻停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序，以確保人員安全通過。為了改善控制功效，增加下列三個(gè)輔助功效：（1）自動(dòng)控制和手動(dòng)控制：為了便于維護(hù)和運(yùn)輸貨品，設(shè)計(jì)自動(dòng)門含有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種功效，切換到手動(dòng)控制時(shí)，自動(dòng)控制失效，能夠手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。（2）批示燈的提示功效：當(dāng)自動(dòng)門啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)，PLC輸出信號(hào)，批示燈閃爍以提示來往行人注意。（3）安全輔助裝置：為了杜絕自動(dòng)門的夾人事件，能夠選擇安裝防夾人紅外感應(yīng)器。2.2控制方案的設(shè)計(jì)以下圖2-1自動(dòng)門的運(yùn)行示意圖中所示，在自動(dòng)門的的運(yùn)行過程中設(shè)立四個(gè)行程開關(guān)，將自動(dòng)門控制過程分為四個(gè)環(huán)節(jié)，即開門高速區(qū)、開門低速區(qū)、關(guān)門高速區(qū)和關(guān)門低速區(qū)。為了滿足設(shè)計(jì)規(guī)定，需要設(shè)計(jì)手動(dòng)開關(guān)自動(dòng)門、自動(dòng)開關(guān)自動(dòng)門和批示燈閃爍的功效。2.2.1手動(dòng)動(dòng)作手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切到手動(dòng)檔，按下手動(dòng)開門鍵，電機(jī)啟動(dòng)開門動(dòng)作，在開門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到開門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。按下手動(dòng)關(guān)門鍵，電機(jī)啟動(dòng)關(guān)門動(dòng)作，在關(guān)門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到關(guān)門髙低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。2.2.2自動(dòng)動(dòng)作手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切到自動(dòng)檔，內(nèi)外感應(yīng)探測(cè)器開始工作，當(dāng)檢測(cè)到離自動(dòng)門設(shè)定范疇內(nèi)有人時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器輸入PLC脈沖信號(hào)，電機(jī)啟動(dòng)開門動(dòng)作，在開門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。電機(jī)停轉(zhuǎn)后啟動(dòng)定時(shí)8秒，定時(shí)時(shí)間到電機(jī)啟動(dòng)關(guān)門動(dòng)作,在關(guān)門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到關(guān)門高速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。若關(guān)門動(dòng)作執(zhí)行在開門低速區(qū)，內(nèi)外感應(yīng)探測(cè)器或防夾人傳感器檢測(cè)到信號(hào)，停止關(guān)門動(dòng)作，延時(shí)0.5秒，啟動(dòng)低速開門動(dòng)作低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。若關(guān)門動(dòng)作執(zhí)行在開門高速區(qū)，內(nèi)外感應(yīng)探測(cè)器或防夾人傳感器檢測(cè)到信號(hào)，停止關(guān)門動(dòng)作，延時(shí)0.5秒，啟動(dòng)高速開門動(dòng)作高速運(yùn)行，碰到開門高速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。2.2.3批示燈批示在電機(jī)執(zhí)行開門動(dòng)作過程中開門批示燈閃爍，在電機(jī)執(zhí)行關(guān)門動(dòng)作過程中關(guān)門批示燈閃爍。開門方向開門低速區(qū)開門高速區(qū)關(guān)門高速區(qū)關(guān)門低速區(qū)關(guān)門方向圖2-1自動(dòng)門運(yùn)行示意圖第三章自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1重要控制元件以下圖3-1自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成圖中所示，自動(dòng)門重要由下列部件構(gòu)成：（1）主控制器：即PLC。它是自動(dòng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出對(duì)應(yīng)指令，指揮電機(jī)系統(tǒng)工作。（2）感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)接受解決外部信號(hào)，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的探測(cè)范疇時(shí)，它就給主控制器一種脈沖信號(hào)。（3）驅(qū)動(dòng)裝置：提供開門與關(guān)門門扇移動(dòng)的主動(dòng)力。（4）行程開關(guān)：檢測(cè)門扇的移動(dòng)位置，提供應(yīng)主控制器脈沖信號(hào)控制動(dòng)力電機(jī)在指定位置停轉(zhuǎn)。（5）傳動(dòng)裝置：由驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門扇運(yùn)動(dòng)。自動(dòng)門PLC自動(dòng)門PLC感應(yīng)探測(cè)器感應(yīng)探測(cè)器傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置圖3-1自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成圖3.2PLC的選型本課題的設(shè)計(jì)采用臺(tái)達(dá)DVP28SV11R可編程控制器。SV為28點(diǎn)(16輸入點(diǎn)和12輸出點(diǎn))PLC主機(jī)，提供豐富的指令集，并含有16KSteps的程序內(nèi)存，可連接SS/SA/SX/SC/SV全系列擴(kuò)充機(jī)，包含數(shù)字輸入/輸出（最大輸入/輸出擴(kuò)充點(diǎn)數(shù)可達(dá)512點(diǎn)）、模擬模塊（A/D、D/A轉(zhuǎn)換及溫度單元）及新型高速擴(kuò)充機(jī)等各類機(jī)型。四組高速（200KHz）脈沖輸出、新增兩軸插補(bǔ)指令，可滿足多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合，并且體積小，安裝容易。圖3-2實(shí)驗(yàn)室使用DVP28SV11R3.3感應(yīng)探測(cè)器的選型由于本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門合用于人流較多的商場(chǎng)等場(chǎng)合，我們選用紅外感應(yīng)器的一種熱釋電紅外傳感器作為自動(dòng)門檢測(cè)有人進(jìn)入或走出的感應(yīng)探測(cè)器。圖3-3DIY-ME003人體紅外感應(yīng)器重要技術(shù)參數(shù)：（1）工作電壓：DC4.5V至20V（2）電平輸出：高3.3V，低0V（3）觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H（4）感應(yīng)范疇：不大于120度錐角，7米以內(nèi)重要功效特點(diǎn)：（1）全自動(dòng)感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范疇則輸入高電平，人離開感應(yīng)范疇則自動(dòng)延時(shí)關(guān)閉高電平，輸出低電平。（2）兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)?？商€選擇，默認(rèn)為H。a、不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時(shí)時(shí)間一結(jié)束，輸出將自動(dòng)從高電平變?yōu)榈碗娖?。b、可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范疇內(nèi)活動(dòng)，其輸出將始終保持高電平，直到人離開后才延時(shí)將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測(cè)到人體的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一種延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一次活動(dòng)的時(shí)間為延時(shí)時(shí)間的起始點(diǎn))。（3）含有感應(yīng)封鎖時(shí)間(默認(rèn)設(shè)立：0.2秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，能夠緊跟著設(shè)立一種封鎖時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)感應(yīng)器不接受任何感應(yīng)信號(hào)。此功效能夠?qū)崿F(xiàn)感應(yīng)輸出時(shí)間和封鎖時(shí)間兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測(cè)產(chǎn)品；同時(shí)此功效可有效克制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的多個(gè)干擾。（4）工作電壓范疇寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V至20V（5）輸出高電平信號(hào)：可方便與各類電路實(shí)現(xiàn)對(duì)接。3.4電動(dòng)機(jī)的選型本課題設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)所用電機(jī)重要用來帶動(dòng)門扇的移動(dòng)，由于門扇含有一定的重量，我們選用直流減速電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)電機(jī)。減速電機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，運(yùn)用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。減速電機(jī)普通用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過減速電機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)成減速的目的，普通的減速電機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相似原理齒輪達(dá)成抱負(fù)的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比。行星減速電機(jī)其優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩能夠做的很大。本設(shè)計(jì)選用此種電機(jī)。60JX300K大扭矩永磁直流行星齒輪減速電機(jī)能夠滿足自動(dòng)門對(duì)電動(dòng)機(jī)的規(guī)定。其重要技術(shù)參數(shù)：額定電壓：24VDC空載轉(zhuǎn)速：64轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)速：53轉(zhuǎn)/分額定轉(zhuǎn)矩：50kg.cm最大瞬間允許負(fù)載：300kg.cm外形尺寸：60mmX161.5mm圖3-460JX300K大扭矩永磁直流行星齒輪減速電機(jī)3.5限位開關(guān)的選型本設(shè)計(jì)選用D4N-212G歐姆龍限位開關(guān)，它是通用型安全限位開關(guān)D4D系列的升級(jí)版。在原有的接點(diǎn)形式1NC/1NO及2NC的基礎(chǔ)上增加了三接點(diǎn)型2NC/1NO及3NC接點(diǎn)。還能夠提供MBB接點(diǎn)，更加節(jié)省勞動(dòng)力，更換更方便。原則的鍍金接點(diǎn)確保了接觸的高可靠性，可用于普通負(fù)載及微小負(fù)載。圖3-5D4N-212G歐姆龍限位開關(guān)3.6自動(dòng)門控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)及地址分派序號(hào)名稱代碼地址編號(hào)輸入信號(hào)1啟動(dòng)開關(guān)SQ1X02門外感應(yīng)器BG1X13門內(nèi)感應(yīng)器BG2X24開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)SZ1X35關(guān)門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)SZ2X46開門到位開關(guān)BD1X57關(guān)門到位開關(guān)BD2X68防夾人感應(yīng)器BG3X79手動(dòng)控制按鈕SQ2X1010手動(dòng)開門按鈕SQ3X1111手動(dòng)關(guān)門按鈕SQ4X1212電流保護(hù)QA1X13輸出信號(hào)1高速開門繼電器KF1Y02低速開門繼電器KF2Y13高速關(guān)門繼電器KF3Y24低速關(guān)門繼電器KF4Y35開門批示燈繼電器DL1Y46關(guān)門批示燈繼電器DL5Y5表3-1I/O點(diǎn)及地址分派表3.7自動(dòng)們控制系統(tǒng)的接線圖圖3-6電機(jī)控制電路圖X0Y0X0Y0X1DY1X2VY2X3PY3X42Y4X58Y5X6SX7VX101X111X12RX13啟動(dòng)開關(guān)開門高速繼電器門外感應(yīng)器開門低速繼電器門內(nèi)感應(yīng)器關(guān)門高速繼電器開門低速開關(guān)關(guān)門低速繼電器關(guān)門低速開關(guān)開門批示燈開門到位開關(guān)關(guān)門批示燈關(guān)門到位開關(guān)防夾人感應(yīng)器手動(dòng)控制按鈕手動(dòng)開門按鈕手動(dòng)關(guān)門按鈕電流保護(hù)按鈕圖3-7DVP28SV11R接線圖第四章自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1控制系統(tǒng)的程序流程圖根據(jù)本設(shè)計(jì)的控制規(guī)定，所設(shè)計(jì)的程序按照附錄一中的所示的總流程進(jìn)行，以達(dá)成自動(dòng)門控制系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)規(guī)定和完畢自動(dòng)門控制系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)。4.2手動(dòng)控制過程的設(shè)計(jì)圖4-1手動(dòng)控制流程圖手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切到手動(dòng)檔，按下手動(dòng)開門鍵，電機(jī)啟動(dòng)開門動(dòng)作，在開門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。按下手動(dòng)關(guān)門鍵，電機(jī)啟動(dòng)關(guān)門動(dòng)作，在關(guān)門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到關(guān)門髙低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。根據(jù)此流程圖，設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制梯形圖如附錄二中手動(dòng)控制過程。4.3自動(dòng)控制過程的設(shè)計(jì)圖4-2自動(dòng)控制流程圖手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)切到自動(dòng)檔，內(nèi)外感應(yīng)探測(cè)器開始工作。當(dāng)檢測(cè)到自動(dòng)門設(shè)定范疇內(nèi)有人時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器輸入PLC脈沖信號(hào)，電機(jī)啟動(dòng)高速開門動(dòng)作，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。電機(jī)停轉(zhuǎn)后延時(shí)秒，延時(shí)時(shí)間到了后來電機(jī)啟動(dòng)關(guān)門動(dòng)作,在關(guān)門高速區(qū)高速運(yùn)行。此時(shí)感覺探測(cè)器如果檢測(cè)到有人進(jìn)出，停止關(guān)門動(dòng)作，延時(shí)0.5秒，啟動(dòng)低速開門動(dòng)作低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如果沒有檢測(cè)到人進(jìn)出的信號(hào)，繼續(xù)關(guān)門。碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)后，內(nèi)外感應(yīng)探測(cè)器或防夾人傳感器如果檢測(cè)到信號(hào)，停止關(guān)門動(dòng)作，延時(shí)0.5秒，啟動(dòng)高速開門動(dòng)作高速運(yùn)行，碰到開門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時(shí),電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。如果沒有檢測(cè)到信號(hào)，關(guān)門動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)碰到關(guān)門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時(shí)，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。根據(jù)此流程圖，設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制梯形圖如附錄二中自動(dòng)控制過程。第五章系統(tǒng)調(diào)試5.1調(diào)試準(zhǔn)備完畢梯形圖的編程后來，進(jìn)入整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試階段。在PLC實(shí)驗(yàn)室中，使用臺(tái)達(dá)DVP28SS11R為主控制器。將梯形圖下載到PLC中，在WPLsoft2.10軟件中打開梯形圖監(jiān)控。通過給觸點(diǎn)信號(hào)，依次進(jìn)行程序的調(diào)試。圖5-1臺(tái)達(dá)PLC5.2系統(tǒng)調(diào)試統(tǒng)計(jì)（1）接通總開關(guān)，選擇自動(dòng)檔。通過控制梯形圖中觸點(diǎn)X1、X3、X4、X5的接通與斷開，先是Y0燈亮，隨即Y1亮，同時(shí)Y4閃爍。8秒后，Y2燈亮，隨即Y3燈亮，同時(shí)Y5閃爍。（2）在Y3燈亮?xí)r，若X3處在接通狀態(tài)，此時(shí)如果將X1接通，Y3燈滅，Y1燈亮，同時(shí)Y4燈閃爍。如X3處在斷開狀態(tài)，Y3滅，Y0亮，Y4閃爍。Y4燈亮?xí)r，此時(shí)接通X1，Y4燈滅，Y0燈亮。（3）選擇手動(dòng)檔時(shí)，通過控制X11、X12的接通與斷開，Y0、Y1、Y2、Y3依次亮起，Y0、Y1亮起的同時(shí)Y4閃爍，Y2、Y3亮起的同時(shí)Y5閃爍。圖5-2梯形圖監(jiān)控圖圖5-3Y1亮、Y5閃爍5.3成果分析對(duì)調(diào)試（1）的成果表明，啟動(dòng)系統(tǒng)后選擇自動(dòng)檔。在門扇完全關(guān)閉的狀態(tài)下，檢測(cè)到人進(jìn)出的信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)能夠正?？刂崎T扇的啟動(dòng)與閉合。對(duì)調(diào)試（2）的成果表明，當(dāng)自動(dòng)門在關(guān)閉過程中，如果處在開門低速區(qū)，檢測(cè)到有人進(jìn)出的信號(hào)時(shí)，停止關(guān)門，啟動(dòng)低速開門動(dòng)作；如果處在開門高速區(qū)時(shí)，檢測(cè)到有人進(jìn)出的信號(hào)時(shí)，停止關(guān)門，啟動(dòng)高速開門動(dòng)作。對(duì)調(diào)試（3）的成果表明，手動(dòng)控制開關(guān)門程序正常?？偠灾O(shè)計(jì)的程序無論是自動(dòng)還是手動(dòng)都能夠運(yùn)行。通過多次實(shí)驗(yàn)與調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，預(yù)期的設(shè)計(jì)規(guī)定都能滿足，設(shè)計(jì)的功效全部實(shí)現(xiàn)。第六章結(jié)論和展望6.1結(jié)論總結(jié)本課題是基于PLC的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。本文重要講述了自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和實(shí)現(xiàn)辦法。設(shè)計(jì)的最后成果是使自動(dòng)門能按照預(yù)設(shè)的控制規(guī)定穩(wěn)定運(yùn)行。本文研究了基于PLC的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)辦法，涉及硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實(shí)施的可行性，并且在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了模擬調(diào)試。雖說調(diào)試后本系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)能夠達(dá)成實(shí)際規(guī)定，但在實(shí)際應(yīng)用中還應(yīng)結(jié)合實(shí)際狀況，考慮各部分的容量及其技術(shù)參數(shù)，供電電源的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)接地問題、電纜設(shè)計(jì)與鋪設(shè)、PLC輸出端保護(hù)等問題，已使系統(tǒng)達(dá)成安全可靠的工作，因此要想交付顧客使用，必須得通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。這就又給我們提出了更高層次的問題，畢竟一種較好的和較完善的應(yīng)用軟件不是在短時(shí)間內(nèi)就能夠完畢的它需要不停的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時(shí)間的檢查?，F(xiàn)在的系統(tǒng)還沒有達(dá)成真正的智能化，還需要正增加諸多新的功效和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，才干達(dá)成真正意義上的智能化控制。通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)有一種系統(tǒng)的回憶，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)理論知識(shí)，同時(shí)讓我對(duì)可編程控制器和自動(dòng)門行業(yè)有了一種全新的認(rèn)識(shí)，最重要的是通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)鍛煉了自己的實(shí)踐動(dòng)手能力，扎實(shí)了理論基礎(chǔ)，也讓我掌握了一種新的學(xué)習(xí)辦法。6.2展望由于作者水平所限，在自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上必定尚有某些不合理之處，不可能做到完全對(duì)的。通過對(duì)模擬自動(dòng)門控制系統(tǒng)裝置的調(diào)試，可看出，本裝置運(yùn)行良好。但此裝置只是通過了模擬部分，離實(shí)際的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)尚有一段距離。在實(shí)際的自動(dòng)門安裝和調(diào)試時(shí)首先需要根據(jù)顧客和場(chǎng)合的需求通過合理調(diào)節(jié)行程開關(guān)的位置來調(diào)節(jié)開門寬度和高低速區(qū)域，通過調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)的電位器來設(shè)立高速和低速的速度。另一方面是提高自動(dòng)門的精度，即導(dǎo)軌的平直度和水平度，門體的兩個(gè)吊掛點(diǎn)所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大程度地減少門體的靜態(tài)側(cè)擺。在自動(dòng)門投入使用后，特別是早期，應(yīng)經(jīng)常調(diào)節(jié)門體，修正運(yùn)行產(chǎn)生的誤差。在這篇論文中，即使作者對(duì)自己設(shè)計(jì)過程進(jìn)行了全方面敘述，但在文章的表述上有不通順或難以理解之處，但愿讀者能指出缺點(diǎn)，我將主動(dòng)聽取意見，努力糾正錯(cuò)誤。同時(shí)，也但愿有更多的人能設(shè)計(jì)出更完美的自動(dòng)門控制系統(tǒng)。我相信在很快的將來，在人們的生活里，自動(dòng)門會(huì)變得越來越重要。參考文獻(xiàn)[1]顧繩谷.電機(jī)及拖動(dòng)基礎(chǔ)