【正文】 可以實(shí)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。 本課題研究的內(nèi)容 本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對自 動門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。在自動門的開關(guān)門速度控制上本設(shè)計(jì)以變頻器作為調(diào)節(jié)器，運(yùn)用 變頻器的三段速控制實(shí)現(xiàn)自動門的轉(zhuǎn)速控制，為了解決在頻率很低時(shí)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(yùn)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(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給 PLC 來實(shí)現(xiàn) PLC 對自動門的控制。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(shí)可以使出口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。 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(diǎn)已被逐漸淘汰。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。根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)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。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。 （ 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(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。本課題所設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)門的自動化控制。它以微處理器為核心，集自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運(yùn)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(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。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(shí)現(xiàn)，可以說是 PLC 實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本點(diǎn)。 可以說，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能， PLC 幾乎都可以做到。 PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，一經(jīng) 出現(xiàn)就受到了廣大工程人員的歡迎。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有 48對觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差，而 PLC 采用存儲器邏11 11 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。微機(jī)一般采 用等待命令的工作方式。 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(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號。 繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開閉動作一般幾十毫秒數(shù)量級。開發(fā)單片機(jī)控制系統(tǒng)屬于底層開發(fā)，而設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)是在產(chǎn)品的單片機(jī)控制系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)。 ． 2 具體構(gòu)成 自動門系統(tǒng)的具體組成如下圖： 由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時(shí)將信號傳給PLC,PLC 根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動裝置運(yùn)行，通過傳動裝置帶動自動門的運(yùn)行。 ：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺得問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。 4 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PLC 的選擇 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動門控制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。選用的編程語15 15 言應(yīng) 遵守標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言變成方式，如 C， Basic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(shí)間。 b 經(jīng)濟(jì)的考慮 選擇 PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。 PLC 的工作方式?jīng)Q定了他不能接受 頻率過高或持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號，當(dāng)有此類信號輸入時(shí)需要選用掃描速度高的 PLC 或快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。直流無刷電機(jī)功率密度高，噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動機(jī)線性機(jī)械特性、調(diào)速范圍寬、啟動轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對物體的移動進(jìn)行反應(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，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線昨感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。 （ 2）不受溫度、濕度、噪音。因?yàn)槭蠡\式電動機(jī)在一般情況下是不能調(diào)速的，更不能無級調(diào)速，因此，對調(diào)速要求高的 設(shè)備，均采用直流電動機(jī)?，F(xiàn)常用的對直流電動機(jī)調(diào)速的方法有調(diào)磁法和調(diào)壓法。 T 可知磁通Φ減少時(shí)， n0升高，轉(zhuǎn)速降△ n增大，但后者與Φ 2成反比，所以磁通愈小，機(jī)械特性曲線愈陡，但仍具有一定硬度，如圖 14 所示。由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速產(chǎn)立即發(fā)生變化，于是反電動勢 E=KE如果阻轉(zhuǎn)矩 Tc未變，則 T＞ Tc轉(zhuǎn)速 n 上升。這種調(diào)速方法適用于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比而輸出功率基本不變（恒功率調(diào)速）的場合。在實(shí)際工作中，這種方法常作為電壓調(diào)速的一種補(bǔ)充手段。 KT在一定負(fù)載下， U 愈低，則 n愈低。隨著 n的降低，反電動勢 E 減小， Ia 和 T增大，直到 T=Tc 時(shí)為止。 這種調(diào)速方法 的缺點(diǎn)是調(diào)壓需用專門的設(shè)備，投資較高。 （ 2） 由于沒用轉(zhuǎn)子損耗（轉(zhuǎn)子使用永磁材料），也無需定子勵磁電流分量（應(yīng)用新理論），所以無刷直流電機(jī)具有較高的效率和 功率密度。無刷直流電機(jī)20 20 把其復(fù)雜的磁場定向控制簡化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制，無需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，控制性能更好。 2 自動門扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時(shí)在動力牽引下帶動門扇運(yùn)行。 限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī) 床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。 22 22 外圍接線 如上圖所示 KA1 KA2 是感應(yīng)器控制的兩個(gè)繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時(shí)會自動閉合， SQ SQ2 是開關(guān)門到位行程開關(guān) ，檢測開關(guān)門是否到位檢， SQSQ4 是開關(guān)門時(shí)減速行程開關(guān)。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。國際電工委員會（ IEC）1994 年 5 月公布的 IEC11313(可編程控制器語言標(biāo)準(zhǔn) )詳細(xì)的說明了句法、語義和下述 5 中編程語言：功能表圖（ sequential function chart）、梯形 圖（ ladder diagram ）、 功 能 塊 圖 (function black diagram) 、指令表（ Instruction Iist）結(jié)構(gòu)文本（ strured text）。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件的結(jié)果表示在右面。 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)： ，具有直觀性和對應(yīng)性； ，易于掌握和學(xué)習(xí)； ：梯形圖中的能流（ Power Flow）24 24 不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應(yīng)用時(shí)需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待； 梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一編程語言梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開關(guān)開關(guān)量邏輯控制。 （ 3）根據(jù)控制流程圖，有規(guī)律的分配和利用 PLC 內(nèi)部有關(guān)的邏輯元件（如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）構(gòu)成相應(yīng)的基本回路。在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)則： ，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。 在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動，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，這個(gè)電流只能在梯形圖中單向流動 — 即從左向右流動，層次的改 實(shí)的電流流動，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，這個(gè)電流只能在梯形圖中單向流動 — 即從左向右流動，層次的改變只能從上向下流動。 QA QA2用中間繼電器代替，其線圈電壓為 24V。 現(xiàn)象三：當(dāng) 8 秒延時(shí)完畢后，電動機(jī) M進(jìn)行反轉(zhuǎn)；在反轉(zhuǎn)過程中若按下按鈕 BG1 或 BG2，則電動機(jī) M 進(jìn) 行反轉(zhuǎn) 現(xiàn)象四：當(dāng)按下緊急按鈕 SF5時(shí)，電動機(jī) M進(jìn)行正轉(zhuǎn)。這就 又給我們提出了更高層次的問題，畢竟一個(gè)較好的和較完善的應(yīng)用軟件不是在短時(shí)間內(nèi)就可以完成的它需要不斷的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時(shí)間的檢驗(yàn)。首先，向山東技師學(xué)院電氣工程系的各位老師表示感謝。 值此論文完成之際，謹(jǐn)向所有曾為我?guī)椭椭笇?dǎo)老師、同學(xué)和朋友們致以中心的感謝！ 30 30 附錄 1 附錄 2 31 31 附錄 3 32 32