【正文】 .............................................................................................. 20 第五章 自動門的軟件系統(tǒng) ............................................................................ 21 控制系統(tǒng)流程設(shè)計 ..................................................................................... 21 MCGS 組態(tài)控制設(shè)計 ................................................................................. 22 自動門組態(tài)控制對象分析： ............................................................ 22 自動門監(jiān)控系統(tǒng)初方案制定 ............................................................ 22 自動門組態(tài)控制實時數(shù)據(jù) .............................................................. 23 梯形圖的設(shè)計 ..................................................................................... 24 梯形圖編輯注意事項 ....................................................................... 24 梯形圖以及指令 ............................................................................ 24 過程分析 ........................................................................................ 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。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(yùn)行位置檢測、門運(yùn)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(jìn)行了說明。在實際中獲得了應(yīng)用。例如：各種可用識別感應(yīng)器控制的自動專用門。因而得到廣泛的應(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。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(xì)的自動門家族。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(rèn)得通行這兩種要求。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）。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。 自動門的開門信號是觸點信號，微波雷達(dá)和紅外線穿感器是常用的兩種信號源。 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(jì)后。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。 ○ 1 腳踏板式：在踏板之下裝有壓力開關(guān)。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(jìn)行嚴(yán)格限制。 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(yùn)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(jìn)行。 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。 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(jī)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)。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(jī) 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(yùn)算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和運(yùn)算等功能，用于控制器或產(chǎn)生過程的自動化控制裝置。” 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(jī)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。過去， PLC 長于邏輯運(yùn)算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)，目前大部分 PLC 產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用方便。 在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控制器與計算機(jī)數(shù)控（ CNC)集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動控制。因此，PLC是一種工業(yè)控制用的專用計算機(jī)，它的實際組成與一般微型計算機(jī)系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 CPU 對用戶程序的執(zhí)行過程是 CPU 的 循環(huán)掃描，并用周期性的集中采樣、集中輸出的方式來完成。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下、從左到右的順序進(jìn)行掃描，每掃描大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 到一條指令，所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而不是直接使用現(xiàn)場的立即輸入信息。 這是第三個集中批處理過程，當(dāng) CPU 對全部用戶程序掃描結(jié)束后，將元件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動各輸出繼電器所帶的負(fù)載。 穩(wěn)壓電源的設(shè)計 隨著自動門的不斷發(fā)展，被越來越多的應(yīng)用于各建筑物，廣泛的應(yīng)用也使其安全變的越來越重要。因此我們需要設(shè)計穩(wěn)壓電源并根據(jù)無刷直流電機(jī)提供電要求選擇合理的電路參數(shù)，同時需要合理設(shè)計交流濾波器以減少電磁干擾。交流 EMI 濾波器主要是用來抑制共模、共差干擾。全橋的正向電流有 、 1A、 、 2A、 、3A、 5A、 10A、 20A 等多種規(guī)格，耐壓值（最高反向電壓有） 25V、 50V、 100V、 200V、300V、 400V、 500V、 600V、 800V、 1000V 等多種規(guī)格。下圖是電機(jī)的主電大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 12 路圖 （圖 ）： 無刷直流電機(jī)需要控制器來進(jìn)行控制， MC33035 無刷直流電機(jī)控制器采用雙極性模擬工藝制造，可在任何惡劣的工業(yè)環(huán)境條件下保證高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。物體靠近門時傳感器獲得信號傳給控制器，控制器根據(jù)當(dāng)前所在位置決定門的動作。 無物體靠近門時：如果門處于開啟狀態(tài)，延時適當(dāng)?shù)臅r間后以最佳速度曲線關(guān)閉門；如果門處于關(guān)閉狀態(tài)，維持相應(yīng)的 開、關(guān)門速度曲線。驅(qū)動器：擴(kuò)大驅(qū)動功率以驅(qū)動 150W 的無刷直流電機(jī)。主要的設(shè)計分為穩(wěn)壓電源和無刷直流電機(jī)的應(yīng)用兩大部分。 (2) 感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它的工作范圍時，他就給主控制器一個脈沖信號。 (6) 同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 限位開關(guān)的工作原理 行程開關(guān)又被稱為限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及保護(hù)。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可檢測。同步電動機(jī)的定子繞組多做成對星型接法，同三相異步電動機(jī)十分相似。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 16 因此，它采用的是方波自控永磁體式同步機(jī)，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料；產(chǎn)品性能超越傳統(tǒng)直流電機(jī)的所有優(yōu)點，同時又解決了直流電機(jī)碳刷滑環(huán)的缺點，數(shù)字式控制，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。 輸入輸出（ I/O）點數(shù)的估算 I/O點數(shù)的估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，在增加 10%到 20%的可擴(kuò)展。 存儲器容量的選擇 存儲器容量是可編程控制器本身能提供 的硬件存儲單元的大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目實用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。 控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式， CPU 對現(xiàn)場進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。選用的編程語言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123),同時，也應(yīng)支持多種語言編程方式，如 C 語言， Basic 語言等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。 （ 2）經(jīng)濟(jì)角度的考慮 在選擇 PLC 時，應(yīng)該考慮其性能價格比。因此，點數(shù)的增加對 PLC選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有一定的影響。響應(yīng)時間包括輸入濾波時間、輸出濾波時間和掃描周期。其機(jī)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很高的性能價格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。 驅(qū)動裝置選型 自動門的驅(qū)動裝置是自動門能否良好工作的保障，在本設(shè)計中是運(yùn)用直流無刷電動機(jī)。 感應(yīng)器選型 目前，自動門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。 其探測方式具體有以下優(yōu)點：非接觸探測和不受溫度、適度、噪音影響。 工作溫度范圍 25176。 I/O 地址分配時編寫 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)。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 21 第五章 自動門的軟件系統(tǒng) 本章主要是對自動門控制系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計。 （ 2）自動門在開門位置停留 8S后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2被啟動，電機(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(yùn)行。 控制變量 —— 共兩個，分別控制正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器 自動門監(jiān)控系統(tǒng)初方案制定 從人身安全、公共利益，提高自動化程度、降低勞動強(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