【正文】 ，因?yàn)橐陨掀骷谏钪蟹浅Ｈ菀踪?gòu)買，且價(jià)格適宜，同時(shí)也便于維護(hù)，非常適合廣泛生產(chǎn) 應(yīng)用。 自動(dòng)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(guò)程中，涌現(xiàn)出大批獨(dú)具規(guī)模專業(yè)制造商。所以對(duì)自動(dòng)門的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從人們對(duì)門功能的要求開(kāi)始。自動(dòng)門除可美化出入口環(huán)境外 ， 由于中國(guó)沒(méi)有相關(guān)的自動(dòng)門國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致自動(dòng)門檔次、質(zhì)量良莠不齊。 由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、 降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，浴室迅速在國(guó)內(nèi)外的建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。由于自動(dòng)平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 及。缺點(diǎn)是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢，適用于有行動(dòng)遲緩的人員出入的場(chǎng)所。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。如圖所示，祭壇點(diǎn)火使 1 的空氣膨脹，水流入 2，利用水的重量使軸 3 轉(zhuǎn)動(dòng) ,將門打開(kāi)。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。自動(dòng)門在商場(chǎng)、賓館、飯店、機(jī)場(chǎng)、車站、銀行等場(chǎng)合已得到廣泛應(yīng)用。門扇吊具走輪系統(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。 如圖 ： 弧形自動(dòng)門 雙重平移自動(dòng)門 雙扇平移自動(dòng)門 圖 11 自動(dòng)門分類 湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 本章小結(jié) 本章主要介紹了自動(dòng)門控制系統(tǒng)的研究意義與背景、自動(dòng)門的介紹與起源、自動(dòng)門的組成及分類?？删幊炭刂破骶哂心芰?qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的主要手段和重要的自動(dòng)化控制設(shè)備。 1982 年，國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee， IEC）頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿， 1985 年提交了第二稿，并在 1987 年的 3 稿中對(duì) PLC作了如下的定義：“ PLC 是一種數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 PLC 的主要功能及特點(diǎn) PLC 的主要功能 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合。 /計(jì)數(shù)控制 PLC 具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器。 大部分 PLC 都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些 PLC 還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算。 PLC 的硬件系統(tǒng) PLC 的硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)（如 圖 ）、輸入 /輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)及外部設(shè)備組成。一個(gè)掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個(gè)階段： 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 這是第一個(gè)集中批處理過(guò)程， PLC 按順序逐個(gè)采集所有輸入端子上的信號(hào)，不論輸入端子上是否接線， CPU 順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號(hào)寫到輸入映像寄存器中，在當(dāng)前的掃描周期內(nèi)，用戶程序用到的輸入信號(hào)的狀態(tài)是否變化。對(duì)其他信息，則是從 PLC 的原件映像寄存器中去讀取，在執(zhí)行用戶程序中，每一次運(yùn)算的中間結(jié)果都立即寫入元件映像寄存器中，對(duì)輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，而是將其結(jié)果寫入到輸出映像寄存器中。 本章小結(jié) 本章主要介紹了 PLC 的基本 概念、 PLC 的主要功能及特點(diǎn)、 PLC 的組成與基本結(jié)構(gòu)、 PLC 的工作原理四個(gè)方面的內(nèi)容。對(duì)電源的影響因素是多方面的，其中主要干擾，來(lái)自噪聲的影響。 由于自動(dòng)門工作時(shí)間長(zhǎng)、安全性要求高，因此從電網(wǎng)電源開(kāi)始，就應(yīng)用了過(guò)流、過(guò)熱保護(hù)以盡量避免意外發(fā)生。如 圖（ 圖 ） 所示，它主要包括兩個(gè)輸入端、兩個(gè)輸出端和一個(gè)接地端，電路包括共模扼流圈、濾波電容、共模濾波電容。下圖 （圖 ）是其電路圖形符號(hào)與內(nèi)部電路。該控制器內(nèi)含可用于正確整 流時(shí)序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對(duì)傳感器的溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖茧娖剑瑫r(shí)它還具有一個(gè)頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個(gè)誤差信號(hào)放大器、一個(gè)脈沖調(diào)制器比較器、三個(gè)集電極開(kāi)路頂端驅(qū)動(dòng)輸出和三個(gè)非常適用于驅(qū)動(dòng)功率場(chǎng)效應(yīng)管（ MOSFET）的大電流圖騰柱式底部輸出器。有三種情況： ①門處于關(guān)閉狀態(tài)，控制器應(yīng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)以最佳速度曲線打 開(kāi)門。關(guān)門時(shí)： OA 段為加速段， AB 段為穩(wěn)速運(yùn)行段， BC 段為減速停止（門關(guān)到位）段。閉門門磁：檢測(cè)門的關(guān)閉位置，門關(guān)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。 圖 35 系統(tǒng)原理框圖 本章小結(jié) 本章主要是對(duì)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。大體分為 6 部分如下圖 。 （ 4）自動(dòng)感應(yīng)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)，使其按特定的方向行進(jìn)。 自動(dòng)感應(yīng)門門扇完成一次開(kāi)門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)人 機(jī) 界 面紅 外 傳 感 限 位 開(kāi) 關(guān) 控 制 器P L C電 機(jī)湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。因此，行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的工作原理 是將交流電源整流后變成直流，再由逆變器轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流電，但是，注意此處逆變是工作在直流斬波方式。驅(qū)動(dòng)器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止、制動(dòng)信號(hào)，以控制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止和制動(dòng)；接受位置 傳感器信號(hào)和正反轉(zhuǎn)信號(hào)，用來(lái)控制逆變橋各功率管的通斷，產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號(hào)，用來(lái)控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。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)。在實(shí)際訂貨時(shí)，還需要根據(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。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量估算來(lái)代替，存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的形式，許多文獻(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，以此為內(nèi)存的字?jǐn)?shù)（ 16 位為一字），另外再按次數(shù)的 25％考慮余量。 （ 1）控制功能 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，在大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的控制功能，提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。這種方式成本高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大型 PLC 中常采用。硬件診斷是通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼?出點(diǎn)數(shù)選型。進(jìn)行比較和兼顧，最終選出比較滿意的產(chǎn)品。本設(shè)計(jì)的自動(dòng)門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮，選用整體型 PLC。 綜合以上的因素，本設(shè)計(jì)采用德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的 CPU224 小型 PLC 來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。存儲(chǔ)容量大，有 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高速計(jì)數(shù)處理能力。是應(yīng)用于“輕、小、薄、安靜、精密、可靠”等場(chǎng)合的最佳選擇。微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線作感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。 根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場(chǎng)合的自動(dòng)門控制系統(tǒng)中，感應(yīng)器是自動(dòng)門系統(tǒng)的重要部位，其性能直接影響自動(dòng)門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，結(jié)合本設(shè)計(jì)要求，選用上海安達(dá)門業(yè)裝飾有限公司的微波自動(dòng)門感應(yīng)器 WB3004，其規(guī)格如下 表 42： 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 表 42 感 應(yīng)器的參 數(shù) 表 型號(hào) WB3004 供電電壓 AC/DC12V— AC/DC24V 工作頻率 50Hz— 60Hz 感應(yīng)探頭工作頻率 (— ) 工作指示方式 LED 感應(yīng)時(shí)間 /延時(shí)時(shí)間 REALTIME/ 感應(yīng)范圍 (W)(D) 靜態(tài)功耗： 工作功耗： 200Mw/12V 550Mw/12V 探頭可調(diào)角度 40186。 I/O 地址分配是編寫 PLC 程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)成接線和調(diào)試的重要依據(jù)。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 第 五 章 自動(dòng)門的軟件系統(tǒng) 本章 主要是對(duì)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 2）自動(dòng)門在開(kāi)門位置停留 8s 后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2開(kāi)始手動(dòng) / 自動(dòng)K 1 、 K 2 是否有信號(hào)開(kāi)門 （ KM 1 通電 、 直流電機(jī)正傳 ）門碰到行程開(kāi)關(guān) K 3 后停止 （ 門全開(kāi)狀態(tài) ）延時(shí) 8 s （ 通過(guò)可調(diào)延時(shí)器實(shí)現(xiàn) ）關(guān)門時(shí)是否有人經(jīng)過(guò)關(guān)門 （ KM 2 線圈通電 ， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn) ）結(jié)束等待時(shí)是否有人經(jīng)過(guò)門碰到行程開(kāi)關(guān) K 4 后停止 （ 門關(guān)閉狀態(tài) ）是是否否是返回否是是按下按鈕門關(guān)閉到底門打開(kāi)到底按下按鈕是 是湖南工業(yè)大學(xué)專科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 被啟動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān) K4 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 控制變量 —— 共兩個(gè)，分別控制正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器 自動(dòng)門 監(jiān)控系統(tǒng)初方案指定 從 人身安全、公共利益，提高自動(dòng)化程度、降低勞動(dòng)強(qiáng)度考慮，本系統(tǒng)選擇閉環(huán)方案。 （ 3）線圈不能直接接在左邊母線上。 梯形圖以及指令 圖 54 自動(dòng)門開(kāi)門梯形圖 圖 55 自動(dòng)門運(yùn)行梯形圖 圖 56 自動(dòng)門關(guān)門梯形圖 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 圖 57 自動(dòng)門開(kāi)門語(yǔ)句表 圖 58 自動(dòng)門運(yùn)行 及關(guān)門 語(yǔ)句表 過(guò)程分析 閉合，若外檢測(cè)開(kāi)關(guān)或內(nèi)檢測(cè)開(kāi)關(guān)有信號(hào)時(shí) 或 閉合。 ，由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)的長(zhǎng)閉變成長(zhǎng)開(kāi)，故使長(zhǎng)開(kāi)閉合。 ，為了保證其安全性設(shè)置過(guò)載保護(hù)和緊急停車。加深了我對(duì)這兩個(gè)軟件的了解， 也了解到了工控組態(tài)、 PLC 編輯的一些注意事項(xiàng)。 本章小結(jié) 本章通過(guò)對(duì)自動(dòng)門軟件部分的設(shè)計(jì) ,完成了對(duì)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 8 秒的延時(shí)完畢后 T0 線圈通電，關(guān)門限位開(kāi)關(guān)關(guān)閉，所以使 通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過(guò)程。當(dāng) 線圈通電時(shí) 閉合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開(kāi)門過(guò)程。 （ 5）在梯形體中沒(méi)有真實(shí)的電流流動(dòng)，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動(dòng)，這個(gè)電流只能在梯形圖中單向流動(dòng) —— 即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從 上向下流動(dòng)。 湖南工業(yè)大學(xué)?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 自動(dòng)門組態(tài)控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 根據(jù)自動(dòng)門組態(tài)對(duì)象的分析 本設(shè)計(jì)需設(shè)置如下圖 的變量： 圖 53 自動(dòng)門實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) PLC 梯形圖 的設(shè)計(jì) 梯形圖編輯注意事項(xiàng) （ 1）每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一個(gè)編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用沒(méi)有數(shù)量限制。 （ 4）在門打開(kāi)后的 8s 等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) K2 或 K1 時(shí)，必須重新開(kāi)始等待 8s 后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。首先提出系統(tǒng)控制要求，然后對(duì)自動(dòng)門 對(duì)象進(jìn)行分析，確定控制方案 。其中 主要是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)：驅(qū)動(dòng)裝置的選型、感應(yīng)器件的選型、自動(dòng)門控制系統(tǒng) I/O 地址的分配。