【正文】 ......................................................................... 27 本章小結(jié) ................................................................................................... 27 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘 要 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，我們的生活發(fā)生了巨大的變化。一個智能化、自動化的社會已經(jīng)開始呈現(xiàn)于我們的眼前，這為我們提供了非常多的便利。其中自動門就是自動化進程中的一個典型代表，此設(shè)計就是運用所學(xué)的科學(xué)知識，結(jié)合實際需要而 進行研究的。 為了增強自動門運行的可靠性，提出了一種以 S7200 可編程控制器 (PLC)為核心的自動門控制系統(tǒng)。分析了該控制系統(tǒng)的工作原理，描述了系統(tǒng)的硬件組成，介紹了人體感應(yīng)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的選型及 I/O 點的確定進行了說明。結(jié)合 PLC 的運行特點，對控制系統(tǒng)的工作流程做了合理的優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，采用結(jié)構(gòu)化的編程方法，給出了主程序模塊、開門子程序模塊、關(guān)門子程序模塊的程序流程圖。系統(tǒng)已通過硬件和軟件調(diào)試。在實際中獲得了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，整個系統(tǒng)功能完善， 性能可靠。 關(guān)鍵詞：可編程控制器： S7200；自動門：控制系統(tǒng) 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 2 前言 自動門控制系統(tǒng)，在現(xiàn)今社會是一個應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，自動門已經(jīng)廣泛應(yīng)用于酒店、銀行、超市、停車場或公共建筑等入口，其主要核心部分 —— 自動門控制系統(tǒng)正是我們這論文的主要研究討論的課題。 自動門是指：可以將人接近門的動作（或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識別為開門信號的控制單元，通過驅(qū)動系統(tǒng)將門開啟，在人離開后再將門自動關(guān)閉，并對開啟和關(guān)閉的過程實現(xiàn)控制系統(tǒng)。例如：各種可用識別感應(yīng)器控制的自動專用門。這是實現(xiàn)生活自動化進程的一個重要組成部分。 自動門的問題研究，其控制系統(tǒng)可追溯到早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。而基于 PLC（可編程控制器，以下統(tǒng)一用“ PLC”表示）控制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點。因而得到廣泛的應(yīng)用。所以此設(shè)計中，我以西門子公司 S7200 系列 PLC 為控制系統(tǒng)的核心元件，作信號的處理工作。而感應(yīng)部分，采用 BISS0001 芯片與 RE200B 熱釋電元件的組合，實現(xiàn)人或物體進出時的信號轉(zhuǎn)換裝置。而實現(xiàn)門的開與關(guān)，則用直流電機作為動力裝置，配以繼電器控制來達到電機的正反轉(zhuǎn)動作，并加上行程開關(guān)作為 限位，以實現(xiàn)該功能，因為以上器件在生活中非常容易購買，且價格適宜，同時也便于維護，非常適合廣泛生產(chǎn)應(yīng)用。 本課題所研究的自動門控制系統(tǒng)，主要通過 PLC 作為控制基礎(chǔ)，加上對紅外熱釋電傳感器的應(yīng)用，從而實現(xiàn)了門的“自動”功能，此設(shè)計拓展了 PLC 的應(yīng)用層面，增加了實現(xiàn)自動門控制系統(tǒng)的選擇性。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 3 第一章 緒論 本章主要從自動門的研究背景與意義、自動門的介紹及起源、自動門的組成及分類三個部分來的自動門進行簡單的了解。 研究背景與研究意義 21 世紀的今天，門更加突出了安全理念，強調(diào)了有效性：有效的防范通行、疏 散，同時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強調(diào)門與建筑藝術(shù)的理念，強調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。 自動門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于 150 年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中，涌現(xiàn)出大批獨具規(guī)模專業(yè)制造商。門的高級形式 —— 自動門起源于歐美，迅速發(fā)展至今，已經(jīng)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、時尚的姿態(tài)。自動門從理論上理解應(yīng)該是門的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對門的功能的提升和完善。所以對自動門的認識應(yīng)該從人們對門的功能要求開始。作為建筑物的一部分的門，從最基本的意 義上講，要同時滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙認得通行這兩種要求。因此門體本身應(yīng)牢固、密封。 自動門的普及和應(yīng)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，由于中國沒有相關(guān)的自動門國家標準，導(dǎo)致自動門檔次、質(zhì)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(chǎn)、能提供較完善售后服務(wù)的自動門品牌（目前有很多自動門品牌是有一些貿(mào)易公司購買散件加上自己拼裝而成，應(yīng)盡量避免購買此類 產(chǎn)品）。不要認為樣本上全是外國語，資料也是外國語的商品就是進口商品，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。 由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人看管，同時又可節(jié)約空調(diào)能源、防風、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，入市迅速在國內(nèi)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所不可少的一項配置。 自動門平移門最常見的形式就是自動門機及內(nèi)外兩側(cè)加雷達，當人走近自動門時，雷達感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。當人通過門之后，再將門關(guān)閉。由于自動平移門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑 市場上得到大范圍的普及。 自動門的開門信號是觸點信號，微波雷達和紅外線穿感器是常用的兩種信號源。大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 4 微波雷達是對物體的位移反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所，他的特點是一但在門附近的人員不想出門而靜止不動后，雷達便不再反應(yīng)，自動門就會關(guān)閉，對門機有一定的保護作用。 紅外傳感器對物體存在進行反應(yīng)，不管人員是否移動，只要在處于傳感器的掃描范圍內(nèi)，他都會反應(yīng)即傳出觸電信號。缺點是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢，適用于有行動遲緩的人員出入的場所。 自動門的簡介 自動門 英文名： automatic door 自動門開始在建筑物上使用，是在二十世紀后。二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用，受此影響，世界第一自動門品牌多瑪在 1945 年開發(fā)出油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。到了 1962 年，電氣式已開始出現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設(shè)，自動門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當初用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難，只好進行油壓、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，直接控制電動機的電氣式自動門逐漸成為主流。例如：各種用可識 別控制的自動專用門，如：感應(yīng)自動門（紅外感應(yīng)，微波感應(yīng)，觸摸感應(yīng)，腳踏感應(yīng)）、刷卡自動門等。 利用腳踏板、光電束等作用以電力、氣壓或液壓為動力自動啟閉門扇的系統(tǒng)。公元 1 世紀，希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置是最早利用氣壓和液壓為動力的自動門。 現(xiàn)代自動門的操作主要有三種方式。 ○ 1 腳踏板式：在踏板之下裝有壓力開關(guān)?！?2 光電束式：在門的附近設(shè)置光束發(fā)射裝置和光電傳感裝置。 ○ 3 按鈕方式：用手按類似開關(guān)的按鈕使門扇打開。自動 門以滑動、鉸鏈或折疊等方式啟閉門扇。為了防盜，必須同時裝有特殊設(shè)備，例如家庭用的自動門就需要裝設(shè)來人識別裝置或電視監(jiān)視器等，對家庭以外的人員進行嚴格限制。自動門在商場、賓館、飯店、機場、銀行等場合已得到廣泛應(yīng)用。 自動門的組成及分類 自動門的組成 主控制器：他是自動門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令、指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控制器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。 感應(yīng)探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當有移動的物體進入它的工作范圍 時，他就給主控制器一個脈沖信號； 動力馬達：提供開門與關(guān)門的主動力，控制門扇加速與減速運行。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 門扇運行軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進行。門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動的門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。 下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。 自動門的分類 自動門主要有：旋轉(zhuǎn)自動門、弧形自動門、平滑自動門、平開自動門、折疊自動門、重疊自動門、醫(yī)用 自動門、卷閘自動門、車庫自動門、特種自動門。如圖 ： 本章小結(jié) 本章主要介紹了自動門控制系統(tǒng)的研究意義與背景、自動門的介紹與起源、自動門的組成及分類。主要是對自動門的發(fā)展歷史以及其基本概念有一個大致的了解，為下面的設(shè)計打下一個基礎(chǔ)。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 第二章 PLC 的介紹及選擇 可編程控制器（ Programmable Controller 簡稱 PLC）。 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計時 、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的控制系統(tǒng)。可編程控制器具有能力強、可靠性高、配置靈活、編程簡單等優(yōu)點，是當代工業(yè)生產(chǎn)自動化的主要手段和重要的自動化控制設(shè)備。由于 PLC 在自動化控制中的種種優(yōu)勢，因此被廣泛的引用于自動門系統(tǒng)中。 的簡介 由于 PLC 在不斷發(fā)展，因此，對它進行確切的定義是比較困難的。美國電氣制造商協(xié)會（ NEMA）經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1980 年正式將可編程序控制器命名 PC（ Programmable Controller)，但為了與個人計算機 PC（ Personal Computer)相區(qū) 別，常將可編程控制器簡稱為 PLC，并給 PLC 做了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲器、數(shù)字的或模擬的輸入 /輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和運算等功能，用于控制器或產(chǎn)生過程的自動化控制裝置。 1982 年，國際電工委員會（ International Electrical Committee， IEC）頒布了 PLC標準草案第一稿， 1985 年提交了第二稿，并在 1987 年的 3 搞中對 PLC 作了如下定義：“ PLC 是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序控制器的存儲器，用來 在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設(shè)計?！? 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”編程是一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。 PLC 的主要功能及特點 的 主要功能 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各