基于plc步進(jìn)電機(jī)控制自動(dòng)門系統(tǒng)的設(shè)計(jì)-wenkub
2023-06-21 22:38:52 本頁面
【正文】 ystem of the overall design scheme. Automatic system is mainly focused on the design of hardware and software design. The automatic control and main drive and control system design. Automatic control system for the characteristics and design requirements, adopting stepmotor drive mode, through the fourth phase eight clap stepper motor to precise control of the automatic switch, create conditions for design requirements. In control, application of stepping motor and programmable controller to automatic PLC control system, the hardware and software design. Automatic control system is achieved the transmission and control requirements are met, and the environmental protection, efficient, reliable and low cost.Key words: stepper motor；three mitsubishi programmer logic controller；automatic door；ultrasonic switch；目 錄1 引言 1 1 12 FX2系列的PLC 2 FX2 PLC的主要介紹 2 FX2 PLC的主要編程元件 33 步進(jìn)電機(jī)的介紹 44步進(jìn)電機(jī)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì) 7 7 7 9 反的控制 11 12 1流程圖 12 2控制過程分析 12 3控制接線圖 135 步進(jìn)電機(jī)控制自動(dòng)門系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 14 I/O口分配表 14 程序編寫 14 1梯形圖 14 2程序指令表(見附錄) 17 3驗(yàn)證調(diào)試 17結(jié)束語 18參考文獻(xiàn) 19附錄 20致謝 22II1 引言 研究的目的與意義自動(dòng)門從理論上理解應(yīng)該是門的概念的延伸，是門的功能根據(jù)人的需要所進(jìn)行的發(fā)展和完善。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動(dòng)機(jī)的速度控制很難，只好進(jìn)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(dòng)機(jī)的電氣式自動(dòng)門逐漸成為主流。兩翼旋轉(zhuǎn)自動(dòng)門新型兩翼自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門是集自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門和自動(dòng)平滑門二者優(yōu)點(diǎn)于一身的完美結(jié)合，是旋轉(zhuǎn)門、平移門和豪華展箱的完美結(jié)合，是融合世界先進(jìn)科技與現(xiàn)代時(shí)尚的經(jīng)典之作。簡(jiǎn)單實(shí)用，安全穩(wěn)定，它將旋轉(zhuǎn)通道體系和最大旋轉(zhuǎn)直徑容為一體，同時(shí)滿足了“最大程度的通行量”與“完美無缺的除風(fēng)效果”這兩個(gè)相對(duì)立的條件，適用于銀行、商店、酒店、商場(chǎng)、辦公樓、機(jī)場(chǎng)、賓館及各種娛樂場(chǎng)所內(nèi)，為所在的建筑增添一份尊貴氣息。有效地阻隔了嚴(yán)寒、酷暑、風(fēng)沙的侵襲，減少了制冷和供暖的能源消耗，而且營(yíng)造了清潔、安靜、四季宜人的綠色通行環(huán)境。晶瑩剔透，透視清晰，方便巡視，可增強(qiáng)保安效益。F1系列在我國(guó)曾有較廣泛的應(yīng)用。本設(shè)計(jì)采用FX2系列PLC，F(xiàn)X2系列PLC是三菱公司高性能小型機(jī)的代表作。它有6個(gè)和普通輸入口兼容的告訴計(jì)數(shù)器輸入點(diǎn)，最高計(jì)數(shù)頻率為10KHz。擴(kuò)展單元是用于增加I/O點(diǎn)數(shù)的裝置，內(nèi)部設(shè)有電源。如模擬量I/O單元、高速計(jì)數(shù)單元、位置控制單元、通信單元等；這些單元大多數(shù)通過基本單元的擴(kuò)展口連接基本單元，也可以通過編程器接口接入或通過主機(jī)上并接的適配器接入，不影響原系統(tǒng)的擴(kuò)展。第二部分為數(shù)字，數(shù)字為該類器件的序號(hào)。FX2系列可編程控制器有基本指令20條，步進(jìn)指令2條，應(yīng)用指令85條。 FX2 PLC的主要編程元件 可編程序控制器內(nèi)部有許多具有不同功能的器件，從物理實(shí)質(zhì)上講，這些器件是由電子電路和存儲(chǔ)器組成的。為了和通常的硬器件相區(qū)別，通常把上面的器件成為軟器件，是等效概念抽象的模擬器件。這些號(hào)碼就是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)單元的地址[5][10]。FX2系列PLC輸入繼電器編號(hào)范圍為X0X177（128點(diǎn)）。輔助繼電器分以下三種類型：（500點(diǎn)）。（256點(diǎn)）。這類特殊輔助繼電器常用做時(shí)基、狀態(tài)標(biāo)志或?qū)Ｓ每刂圃霈F(xiàn)在程序中。(4)定時(shí)器T定時(shí)器相當(dāng)于繼電器電路中的時(shí)間繼電器，可在程序中用作延時(shí)控制。 通用：C0C99（100點(diǎn)） 掉電保持用：C100C199（100點(diǎn)）（設(shè)定值2147483648 +2147483647）有兩種32位的增/減計(jì)數(shù)器通用：C200 C219（20點(diǎn)）掉電保持用：C220 C234（15點(diǎn)）3 步進(jìn)電機(jī)的介紹步進(jìn)電機(jī)最早是在1920年由英國(guó)人所開發(fā)。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一, 廣泛應(yīng)用在各種自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。步進(jìn)電機(jī)的角位移量w或線位移量s與脈沖數(shù)k成正比如圖2（a）所示；它的轉(zhuǎn)速n，或線速度v與脈沖頻率f成正比，如圖2（b）所示。它不需要變換能直接將數(shù)字脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為角位移，很適合采用微型計(jì)算機(jī)控制[6][7]。其中典型結(jié)構(gòu)如圖3所示。根據(jù)工作要求，定子磁極上小齒的齒距和轉(zhuǎn)子上小齒的齒距必須相等，而且轉(zhuǎn)子的齒數(shù)有一定的限制[8]。 本設(shè)計(jì)的可行性分析當(dāng)人或車輛到來時(shí)，按下按鈕，超聲波開關(guān)輸出一個(gè)信號(hào)，表示人或車輛要通過，請(qǐng)求打開自動(dòng)門，這個(gè)信號(hào)輸入自動(dòng)門控制系統(tǒng)的PLC，PLC根據(jù)程序，接通開啟電機(jī)使其工作，電機(jī)通過相應(yīng)的機(jī)械機(jī)構(gòu)開啟自動(dòng)門。它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的。n=△L/δ，式中△L為步進(jìn)電機(jī)的輸出位移量(mm)，δ為機(jī)構(gòu)的脈沖當(dāng)量(mm/脈沖)；同時(shí)可以通過控制脈沖頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。當(dāng)B相一相通電時(shí)，轉(zhuǎn)子齒軸線和B極下齒軸線相重合，轉(zhuǎn)子按順時(shí)針方向又轉(zhuǎn)過1/8齒距角。例如一個(gè)按三相雙三拍運(yùn)行的環(huán)形分配器輸入是一路，輸出有A、B、C三路。圖5 控制方框圖圖6 三相雙三拍運(yùn)行時(shí)各相控制電壓波形圖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)這種輪流通電的方式稱為“分配方式”。不管分配方式如何，每循環(huán)一次，控制電脈沖Uk的個(gè)數(shù)總等于拍數(shù)N，而加在每相繞組上的脈沖電壓（或電流）個(gè)數(shù)卻等于1，因而控制電脈沖頻率f是每相脈沖電壓（或電流）頻率fx的N倍，即fx=f/N。m為相數(shù))。每輸入一個(gè)脈沖，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度是整個(gè)圓周角的1/Zr*N，也就是轉(zhuǎn)過1/Zr*N轉(zhuǎn)，因此每分鐘轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的圓周數(shù)，即轉(zhuǎn)速為n=60f/Zr*N(r/min),式中f為控制脈沖的頻率，即每秒輸入的脈沖數(shù)。(4)步進(jìn)電機(jī)具有自鎖能力。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)被廣泛地應(yīng)用于各種數(shù)字控制系統(tǒng)中[2]。(2)電機(jī)固有步距角： 它表
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