【正文】 綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設(shè)計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。 2. 自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計 本課題設(shè)計的自動門要求有很高 的穩(wěn)定性來滿足日常的需要，故在本設(shè)計中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型 PLC。在自動門的開關(guān)門速度控制上本設(shè)計以變頻器作為調(diào)節(jié)器，運用變頻器的三段速控制實現(xiàn)自動門的轉(zhuǎn)速控制，為了解決在頻率很低時出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，驅(qū)動裝置選用功率強(qiáng)大、穩(wěn)定性好的自帶減速裝置的直流電動機(jī)，在感應(yīng)器方面運用了自動門專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在工業(yè)控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好的接近傳感器，運用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給 PLC 來實現(xiàn) PLC對自動門的控制。由于本課題的具體需要在硬件系統(tǒng) 的設(shè)計過程中主要考慮 自動門的經(jīng)濟(jì)實用、穩(wěn)8 定的需要。 3. 自動門的軟件設(shè)計 在本設(shè)計中選用了目前運用最多的 PLC 編程語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設(shè)計出自動門的控制要求，并能更好的考慮到安全性和故障報警等問題，梯形圖的編寫運用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時間。 在超級市場、公共建筑、銀行、醫(yī)院入口，經(jīng)常使用自動門控制系統(tǒng)。使用自動門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時可以使出口顯得莊重高檔，因 此應(yīng)用非常廣泛。自動平移門 最常見的形式是自動門及門內(nèi)外的光電開關(guān)，當(dāng)人走進(jìn)自動門時，感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門的信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開，當(dāng)人通過門之后，在將關(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檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到了廣泛應(yīng)用。 自動門在國外早就得到了普遍應(yīng)用，在國內(nèi)也逐漸得到了大家的認(rèn)可，已經(jīng)迎來了自動門發(fā)展的黃金時期。 早期自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點已被逐漸淘汰。 PLC 是一種專門為在工業(yè) 環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。他采用可以編程的存儲器 ，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、和算數(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式和開關(guān)量的邏輯控9 制的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)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(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。因此運用 PLC控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等優(yōu)點。 本課題的自動門設(shè)計 運用 PLC做控制器能大大提高自動門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對與整個自動門行業(yè)是一次 技術(shù)革新，提高了自動門的使用率，因此，進(jìn)行自動門的 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價值。 3 自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 本設(shè)計面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計的自動門應(yīng)由以下功能： （ 1） 開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式 為了便于維護(hù)，自動門應(yīng)具有手動和自動方式 。當(dāng)信號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 動作輸出信號開控制點動機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來開門或者關(guān)門。 10 （ 2） 緊急停止 當(dāng)自動門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進(jìn)入開門過程。 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為目前大多自動門的控制方式。本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)采用 PLC為控制中心來控制傳動機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。 （ 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，開門執(zhí)行 機(jī)構(gòu) KM1動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān) K3 位置時，電機(jī)停止運行。 （ 2）自動門在開門位置停留 8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2 被起動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān) K4 位置時，電機(jī)停止運行。 （ 3） 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，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。 （ 4） 在門打開后的 8 秒等待時間內(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，必須重新開始等待 8秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。 11 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC控制和動作執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動和手動電動控制方式，此種控制方式為目前大多自動門的控制方式。本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制中心來控制傳動機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。 概述 可編程控制器，英文 Programmable Controller,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(shù)，但基于電子計算機(jī)。 它以微處理器為核心，集自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體， 它通過運行儲存在其內(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現(xiàn)對負(fù)載的控制。 PLC 基于電子計算機(jī)，但并不等同于計算機(jī)。普通計算機(jī)進(jìn)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(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，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(shè)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(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，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本功能： （ 1） 邏輯處理功能； 12 （ 2） 數(shù)據(jù)運算功能； （ 3） 準(zhǔn)確定時功能； （ 4） 高速計數(shù)功能； （ 5） 中斷處理 (可以實現(xiàn)各種內(nèi)外中斷 )功能； （ 6） 程序與數(shù)據(jù)存儲功能； （ 7） 聯(lián)網(wǎng)通信功能 ； （ 8） 自檢測、自診斷功能。 可以說，凡 普通小型計算機(jī)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(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)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(yīng)用而設(shè)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 : (1) 抗干擾能力強(qiáng)，可靠性能高 (2) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng) (3) 編程方便，易于使用 (4) 功能強(qiáng)大，成本低 (5) 設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短 (6) 維護(hù)方便 （ 1） PLC 與其它典型控制系統(tǒng)的區(qū)別 13 繼電器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點。是設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點在開閉時易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可 靠性差。 a． 控制邏輯 繼電器控制邏輯采用硬件接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后 ，想在改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點數(shù)目有限，每個只有 48對觸點，因此靈活性和擴(kuò)展性很差，而 PLC采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式儲存在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需要改變程序即可，因此靈活性和擴(kuò)展性很好。 電源接通時，繼電器控制線路中各繼電器同時處于受控制狀態(tài)，它屬于并行方式。而 PLC 得控 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)果都是按照在程序中的前后順序計算出來的，它屬于串行方式。 PLC 有微型計算機(jī)的許多特點，但他的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。而 PLC則采用不斷循環(huán)的順序掃描的工作方式。每次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。 CPU從第一條指令開始，按順序逐條的執(zhí)行用戶程序知道用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令 開始新一輪的掃描。 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)的控制下，順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶 程序進(jìn)行運算處理，然后順序向輸出點