【正文】 The sensor The principle of design The Working principle 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 3 目錄 PLC 自動(dòng)門控制系統(tǒng) 5 第一章 自動(dòng)門的概述 10 PLC 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 13 第三章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的整體方案 16 第四章 硬件設(shè)計(jì) 18 行程開關(guān) (限位開關(guān) )的工作原理 22 梯形圖的設(shè)計(jì) 23 自動(dòng)門 I/O 地址分配表 25 謝辭 由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，給我們的日常生活帶來(lái)很多的好處 ,比如進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、還有利于人力資源的節(jié)省 ,更令我們的大門增添了不少高貴典雅 的氣息 ,也顯示了一個(gè)國(guó)家的發(fā)展。 它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式 和 開關(guān)量 的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 自動(dòng)門根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等， 其中平開門用的場(chǎng)合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大，一般只使用于 高 檔酒店賓館，自動(dòng)平移門使用的最廣泛，大家一般所說的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門，目前市場(chǎng)上流行的平移型自動(dòng)門一般是兩開，這種門的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控，維護(hù)方便 。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 6 第一章 自動(dòng)門的概述 自動(dòng)門簡(jiǎn)介 自動(dòng)門英文名： automatic door。二十年代后期美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開放， 受此影響， 自動(dòng)門開始被使用， 世界第一自動(dòng)門品牌多瑪在 1945 年開發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門，新建大樓的正門也開始使用了。 自動(dòng)門的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在國(guó)外 ,進(jìn)入 90 年代以來(lái)，自動(dòng)化 技術(shù)已經(jīng)很成熟 ，技術(shù)發(fā)展很快， 并取得了驚人的成就， 自動(dòng)門是自動(dòng)化技術(shù)的典型代表 。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。 自動(dòng)門的控制方法有很多，從控制器的不同來(lái)說，有繼電器控制，即通過按鈕遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 7 和復(fù)雜的接線安裝來(lái)控制； 還有 智能控制器控制，即通過運(yùn)行現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備來(lái)控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。 本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對(duì)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證 。 自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為 滿足日常的需要 本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門要求有很高的穩(wěn)定性 ，故在本設(shè)計(jì)中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好 的 德國(guó)西門子公司生產(chǎn)的 CPU224 小型 PLC。 本課題研究的背景和意義 21 世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門與 周圍建筑的風(fēng)格的整體的 協(xié)調(diào)與 和諧。作為建筑物一部分的門，從最基本的意義上講，要同時(shí)滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。 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，于是迅速在國(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)遲緩的人員進(jìn)入的場(chǎng)所?！? 定義強(qiáng)調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。它能完成邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)”聯(lián)成一體，易于“擴(kuò)充”。 在可編程控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo)地位的。此后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新 技術(shù)的不斷進(jìn)步， PLC 也迅速發(fā)展起來(lái)。在軟件編程上， 采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 — 梯形圖。 20 世紀(jì) 60 年代末期，美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)不斷更新，它必然 要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對(duì)整個(gè)開展系統(tǒng)從新配置。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。 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)，由于這 些特點(diǎn)，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。 PLC 控制系統(tǒng)由輸入量 — PLC— 輸出量組成 ，外部的各種開關(guān)信號(hào) 、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)均作為 PLC 的輸入量，他們經(jīng) PLC 外部輸入端子，作為 PLC的輸出量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。再 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，一方面工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因?yàn)?PLC 的實(shí)際點(diǎn)數(shù)，因?yàn)?PLC 的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組公用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級(jí)。所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載。該選擇包括運(yùn)算功能，控制功能，通信功能，編輯功能，診斷功能和處理速度等性能的選擇。 I/O 設(shè)備。 I/O 點(diǎn)，分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。 自動(dòng)門的功能需求分析 本設(shè)計(jì)面向商場(chǎng)入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí)，手動(dòng)開門失效，由感應(yīng)器檢測(cè)到有人接近門口且門未打開或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門且門未關(guān)閉， PLC 動(dòng)作輸出信號(hào)給變頻器來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)開門或者關(guān)門。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。 首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體 通過 信號(hào)時(shí)，開關(guān)上有電流通過，（光電檢測(cè)開關(guān)是脈沖觸發(fā)需對(duì) 其自鎖）所以線圈上有電流通過，電動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)門執(zhí)行開門過程。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。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)。 感應(yīng)器件的選型 目前自動(dòng)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。因此，行程開關(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。 2．所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)便。 5．滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 20 第五章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) PLC梯形圖概述 梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握 ，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。 （ 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(cè)開關(guān) K2 或 K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程 序。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 21 圖 51 自動(dòng)門工作流程圖 自動(dòng)門控制系統(tǒng)原理圖 主電路控制圖 ： 圖 52 自動(dòng)門控制系統(tǒng)主電路 圖 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 22 圖 53 繼電器接觸器控制圖 圖 54 自動(dòng)門控制系統(tǒng)外圍接線圖 工作過程的分析 根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計(jì)的程序按照下圖所示的流程運(yùn)行，已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)，工作流程如下： 首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體信號(hào)時(shí)，電動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 23 門執(zhí)行開門過程。 考慮到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。 ，使開門限位開關(guān) 打開， 線圈失 電 。 8 秒的延時(shí)完畢后 T0 線圈通電，關(guān)門限位開關(guān) 閉 合 ，所以使 得 電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 25 總結(jié) 本設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的 ，利用 PLC 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)。 用可編程控制器對(duì) 自動(dòng)門 進(jìn)行控制的同時(shí)實(shí)施實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確可靠，實(shí)時(shí)性好，便于維修 。 對(duì)于自動(dòng)門硬件，也知道了一些周邊技術(shù)，擴(kuò)充了知識(shí)面，增強(qiáng)對(duì)工