【正文】 C（可編程控制器，以下統(tǒng)一用“PLC”表示）控制自動(dòng)門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。本課題所研究的自動(dòng)門控制系統(tǒng)，主要通過PLC作為控制基礎(chǔ)，加上對(duì)紅外熱釋電傳感器的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)了門的“自動(dòng)”功能，此設(shè)計(jì)拓展了PLC的應(yīng)用層面，增加了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的選擇性。門的高級(jí)形式——自動(dòng)門起源在歐美，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(dòng)門家族。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。如果你沒有使用過自動(dòng)門，最好選擇一個(gè)由專業(yè)廠生產(chǎn)、能提供較完善售后服務(wù)的自動(dòng)門品牌（目前有很多自動(dòng)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(shí)也幾乎成為了銀行，寫字樓，酒店等辦公娛樂場(chǎng)所裝修所不可少的一項(xiàng)配置。自動(dòng)門的開門信號(hào)是觸點(diǎn)信號(hào)，微波雷達(dá)和紅外傳感器是常用的兩種信號(hào)源。 自動(dòng)門的簡(jiǎn)介自動(dòng)門 英文名：automatic door 自動(dòng)門開始在建筑物上使用，是在二十世紀(jì)年以后。例如：各種用可識(shí)別控制的自動(dòng)專用門，如：感應(yīng)自動(dòng)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(dòng)門等。祭壇滅火，門即自動(dòng)關(guān)閉。③按鈕方式：用手按類似開關(guān)的按鈕使門扇打開。 自動(dòng)門的組成及分類 自動(dòng)門的組成主控制器：它是自動(dòng)門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令、指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過主控制器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。主要是對(duì)自動(dòng)門的發(fā)展歷史以及其基本概念有一個(gè)大致的了解，為下面的設(shè)計(jì)打下一個(gè)基礎(chǔ)。由于PLC在自動(dòng)化控制中的種種優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛的引用于自動(dòng)門系統(tǒng)中。它采用可編程序控制器的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。對(duì)于定時(shí)器，定時(shí)間隔可以由用戶加以設(shè)定；對(duì)于計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速計(jì)數(shù)器。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。圖21 PLC硬件主機(jī)系統(tǒng)圖 PLC的工作原理可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其工作原理與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。即使此時(shí)外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只能在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對(duì)于這種采集輸入信號(hào)的批處理，雖然嚴(yán)格上說每個(gè)信號(hào)被采集的時(shí)間有先有后，但由于PLC的掃描周期很短，這個(gè)差異對(duì)一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認(rèn)為這些采集到的輸入信息是同時(shí)的。在此階段，允許對(duì)數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進(jìn)行處理，在掃描周期的各個(gè)部分，均可對(duì)中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。通過對(duì)PLC的了解，掌握其基本功能，將其運(yùn)用到自動(dòng)門控制系統(tǒng)中去。因此，為了提高自動(dòng)門的運(yùn)行穩(wěn)定性，穩(wěn)定的電壓和較小的波紋是重點(diǎn)考慮的問題。保護(hù)電路有多種形式，下面是一種保護(hù)電路的框圖（）。圖32 交流EMI濾波器自動(dòng)門的整流電路主要是把交變的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電，使電源適合各種驅(qū)動(dòng)裝置（如無刷直流電機(jī)）的使用。圖33 電路圖形符號(hào)與內(nèi)部電路 無刷直流電機(jī)的應(yīng)用目前自動(dòng)門中的動(dòng)力部分主要有無刷直流電機(jī)、交流變頻電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)的使用。此外，MC33035還有欠鎖定功能，同時(shí)帶有可選時(shí)間延遲鎖存關(guān)斷模式的逐周限流特性以及內(nèi)部運(yùn)行使能等。②門處于半開狀態(tài)，控制器應(yīng)根據(jù)門當(dāng)前所在位置，以適當(dāng)?shù)乃俣闰?qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)開門。開門時(shí)：CB段為加速段，BA段為穩(wěn)速運(yùn)行段，OA段為減速停止（門開到位）段。驅(qū)動(dòng)器：擴(kuò)大驅(qū)動(dòng)功率以驅(qū)動(dòng)150w的無刷直流電機(jī)。主要設(shè)計(jì)的分為穩(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(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)物體進(jìn)入它的 工作范圍時(shí)，它就給主控器一個(gè)脈沖信號(hào)。（6）同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)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(cè)。同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成對(duì)成星型接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。因此，它采用的是方波自控永磁式同步機(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(diǎn)，同時(shí)又解決了直流電機(jī)碳刷滑環(huán)的缺點(diǎn)，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(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)的估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10％到20％的可擴(kuò)展。 存儲(chǔ)器容量的選擇存儲(chǔ)器容量是可編程控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，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(chǎng)合的控制要求。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)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。（2）經(jīng)濟(jì)角度的考慮 在選擇PLC時(shí)，應(yīng)該考慮其性能價(jià)格比。因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)PLC選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有一定的影響。響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間、輸出濾波時(shí)間和掃描周期。其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很高的性能價(jià)格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。 驅(qū)動(dòng)裝置選型自動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)裝置是自動(dòng)門能否良好工作的保障，在本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用直流無刷電機(jī)。 感應(yīng)器選型目前，自動(dòng)門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要由微波感應(yīng)器、紅外線感應(yīng)器等。其探測(cè)方式具體有以下優(yōu)點(diǎn)：非接觸探測(cè)和不受溫度、濕度、噪音影響。工作溫度范圍25℃—+60℃相對(duì)濕度0—95％安裝方式WALL 自動(dòng)門系統(tǒng)I/O地址的分配情況輸入/輸出信號(hào)在PLC接線端子的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。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。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。（4）在門打開后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。 自動(dòng)門組態(tài)控制實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)：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)使用沒有數(shù)量限制。（5）在梯形體中沒有真實(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)。此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開門過程。，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。 本章小結(jié)本章通過對(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)。首先，向西安機(jī)電信息技術(shù)學(xué)院的各位老師表示感謝。在此向范立娜老師表示誠摯的謝意！再者，要感謝楊國凱、陳淑宏、趙阿敏等