【正文】 特別要感謝白政民老師在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)這個(gè)過(guò)程中給 予我的指導(dǎo)，對(duì) 于我 設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題 不厭其煩 地給我糾正和提出意見(jiàn)。同理，自動(dòng)開(kāi)門(mén)和以上自動(dòng)關(guān)門(mén)一樣。當(dāng)開(kāi) /關(guān)門(mén)輸出低速信號(hào)接通時(shí)，通過(guò)傳送指令傳送二進(jìn)碼 0100 到 至 ，實(shí)現(xiàn)變頻器多功能端子的選擇輸入，達(dá)到變頻器速度的變換。 24 網(wǎng)絡(luò) 15 和網(wǎng)絡(luò) 16 是自動(dòng)開(kāi)門(mén)和自動(dòng)關(guān)門(mén)的信號(hào)輸出程序段。延時(shí)器延時(shí)關(guān)門(mén)時(shí)間可調(diào)節(jié)，但不得低于自動(dòng)門(mén)由完全關(guān)閉到完全打開(kāi)所需要的時(shí)間。 表 41 輸入地址分配表 輸入地址 作用 急停 手 /自動(dòng)轉(zhuǎn)換 19 感應(yīng)開(kāi)關(guān)（內(nèi)） 感應(yīng)開(kāi)關(guān)（外） 防夾人光柵 關(guān)門(mén)下限 開(kāi)門(mén)下限 異常復(fù)位 手動(dòng)關(guān)門(mén) 手動(dòng)開(kāi)門(mén) 關(guān)門(mén)低速 /開(kāi)門(mén)高速行程 開(kāi)關(guān) 關(guān)門(mén)中速 /開(kāi)門(mén)中速行程開(kāi)關(guān) 關(guān)門(mén)高速 /開(kāi)門(mén)低速行程開(kāi)關(guān) 表 42 輸出地址分配表 輸出地址 作用 手動(dòng)開(kāi)門(mén) 手動(dòng)關(guān)門(mén) 開(kāi) /關(guān)門(mén)提醒 自動(dòng)開(kāi)門(mén) 自動(dòng)關(guān)門(mén) 自動(dòng)開(kāi)門(mén)燈閃爍 自動(dòng)關(guān)門(mén)燈閃爍 變頻器多功能端子 SW1 變頻器多功能端子 SW2 變頻器多功能端子 SW3 故障報(bào)警 異常停止 20 PLC 梯形圖 根據(jù)以上流程圖和 I/O 地址分配，經(jīng)過(guò)深思熟慮 、反復(fù)驗(yàn)證，編寫(xiě)了本設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的最佳梯形圖程序，以下就梯形圖各個(gè)部分功能作解析。 16 4 控制系統(tǒng) PLC 程序設(shè)計(jì) 梯形圖及其編程環(huán)境概述 梯形圖是 PLC 使用得最多的圖形編程語(yǔ)言，被稱(chēng)為 PLC 的第一編程語(yǔ)言。 根據(jù)轉(zhuǎn)速公式： 60(1 )fn ps? ?，其中 f 表示電流的頻率， p 表示電機(jī)的極對(duì)數(shù)， s 表示電機(jī)的轉(zhuǎn)差率， n表示轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速，計(jì)算出變頻器的設(shè)定頻率。5% 輸 出 頻率范圍 ~250 Hz 頻率顯示 數(shù)字顯示 頻率精度 數(shù)字設(shè)定時(shí)： Hz(100 Hz 以上為 1 Hz),模擬設(shè)定時(shí)： Hz(50/60 Hz 時(shí) ) 表 32 SW 多功能端子多段速輸入組合 SW1(端子 ) SW2(端子 ) SW3(端子 ) 動(dòng)作頻率 0 0 0 第 1 速 1 0 0 第 2 速 0 1 0 第 3 速 1 1 0 第 4 速 0 0 1 第 5 速 1 0 1 第 6 速 0 1 1 第 7 速 1 1 1 第 8 速 13 變頻器的參數(shù)設(shè)定 本論文所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)具有如下速度要求： 自動(dòng)門(mén)要求高速啟動(dòng) (行程開(kāi)關(guān) 1)→ 中速運(yùn)行 (行程開(kāi)關(guān) 2)→ 低速運(yùn)行 (行程開(kāi)關(guān) 2)→停止 (限位下限開(kāi)關(guān) )，構(gòu)成了如圖 34 的開(kāi)門(mén) 和關(guān)門(mén)曲線。 (3) 采用了新設(shè)計(jì)的調(diào)頻電位器，用操作盤(pán)就可容易地操作正轉(zhuǎn) /反轉(zhuǎn)。變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符。變頻器的電流一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制 4 個(gè)部分組成。 西門(mén)子 S7200 系列 PLC 是 SIEMENS 公司推出的一種小型 PLC ，它結(jié)構(gòu)緊湊、擴(kuò)展性良好、指令功能強(qiáng)大、價(jià)格低廉，成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。 (2) 輸入輸出 (I/0)點(diǎn)數(shù)的估算 PLC 的輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)是 PLC 的基本參數(shù)之一。 隨著 PLC 技術(shù)的不斷發(fā)展，目前已能完成以下控制功能：條件控制功能；定時(shí) /計(jì)數(shù)控制功能；步進(jìn)控制功能；數(shù)據(jù)處理功能； A/D 與 D/A 轉(zhuǎn)換功能；運(yùn)動(dòng)控制功能；過(guò)程控制功能；擴(kuò)展功能；遠(yuǎn)程 I/O 功能；通訊聯(lián)網(wǎng)功能；監(jiān)控功能等。目前自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（ PLC）。雙水平導(dǎo)軌的最大優(yōu)點(diǎn)是靜音，因?yàn)閺氐捉鉀Q側(cè)擺的弊病從而達(dá)到了最大的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，從而保證了安全，在一定程度實(shí)現(xiàn)了 “ 免維修 ” 的承諾。其中馬達(dá)皮帶直徑為 5cm，皮帶外徑為 28cm，內(nèi)徑為 14cm。 3 ③ 門(mén)處于開(kāi)啟狀態(tài)，控制器應(yīng)使門(mén)保持開(kāi)啟狀態(tài)。 ④ 門(mén)扇行進(jìn)軌道：就象火車(chē)的鐵軌，約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。通過(guò)人員的組成，樓宇自控的系統(tǒng)要求等合理配備輔助控制裝置。 學(xué)號(hào)： 202107021135 成都農(nóng)業(yè)科技職業(yè)學(xué)院 畢業(yè)論文 論文題目 ： 基于 PLC 和變頻器的自動(dòng)門(mén)控制 學(xué)生姓名 ： 趙強(qiáng) 專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：機(jī)電一體化技術(shù) 指導(dǎo)教師：龐 智 2021 年 11 月 摘 要 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于西門(mén)子 S7200 系列 PLC 和松下 VF0 變頻器控制變頻電機(jī)的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)。 (2) 分類(lèi) ① 按啟閉形式分：可分為推拉門(mén)、平開(kāi)門(mén)、折疊門(mén)和旋轉(zhuǎn)門(mén)。 ⑤ 門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng) :用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。 (2) 無(wú)物體靠近門(mén)時(shí) 。 I 1傳 送 皮 帶皮 帶 滑 輪吊 架軌 道 滑 輪電 機(jī) 圖 22 機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu) 自動(dòng) 門(mén)的導(dǎo)軌及滑輪結(jié)構(gòu) 導(dǎo)軌、滑輪及傳動(dòng)皮帶是推拉自動(dòng)門(mén)的基本傳動(dòng)部件，與活動(dòng)扇的運(yùn)行直接有關(guān)，是易損件， 其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材質(zhì)、加工、安裝及調(diào)試精度、維修保養(yǎng)等決定了質(zhì)量和使用壽命。 (2) 水平雙導(dǎo)軌和滑輪受力狀況的改善 在兩側(cè)簡(jiǎn)支的水平雙導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。 本設(shè)計(jì)運(yùn)用 PLC 控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。 像 PLC 這樣集豐富功能于一身，是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的機(jī)電控制電路所無(wú)法比擬的。 I/O 點(diǎn)數(shù)的確定應(yīng)以控制設(shè)備所需的所有輸入 /輸出點(diǎn)數(shù)的總和為依據(jù)。其產(chǎn)品集成一定數(shù)字 I/O 點(diǎn)的 CPU： CPU22 CPU 22 CPU 22 CPU 22 CPU 226XM。整流部分為三相橋 11 式不可控整流器，逆變部分為 IGBT 三相橋式逆變器，且輸出為 PWM 波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲(chǔ)能和緩沖無(wú)功功率。由以上電機(jī)選型參數(shù)可知電機(jī) Y 型連結(jié)啟動(dòng)最大電流值為 ，所用變頻器最大電流應(yīng)大于該電機(jī)最大啟動(dòng)電流值。 (4) 內(nèi)裝 8 段速多功能控制功能，可最大滿足自動(dòng)門(mén)多段速調(diào)節(jié) 。 開(kāi) 門(mén) 曲 線關(guān) 門(mén) 曲 線VS 圖 34 開(kāi)關(guān)門(mén)曲線 根據(jù)曲線要求，以下對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)公式和電機(jī)參數(shù) p=6，額定轉(zhuǎn)速為 900r/min，算出電機(jī)的轉(zhuǎn)差率 s= 。這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每個(gè)梯級(jí)是一種因果關(guān)系。 當(dāng)電源打開(kāi)時(shí)， PLC 需要上電，網(wǎng)絡(luò) 1 設(shè)置上電命令 ，并連接手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)接通時(shí)，直接跳轉(zhuǎn)到網(wǎng)絡(luò) 26 的指定位置，運(yùn)行手動(dòng)程序。 22 網(wǎng)絡(luò) 7 和網(wǎng)絡(luò) 8 是防夾人程序段，當(dāng)發(fā)生過(guò)于接近 人或物體時(shí)，防夾人傳感器接通，輸出下降沿信號(hào)，傳送到防夾人中間繼電器 ，當(dāng)門(mén)體開(kāi)門(mén)到開(kāi)門(mén)下限位置，下限常閉開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，解除防夾人信號(hào)。網(wǎng)絡(luò) 15 當(dāng)有開(kāi)門(mén)上升沿信號(hào)輸出時(shí)，自動(dòng)開(kāi)門(mén)輸出信號(hào)接通，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)開(kāi)門(mén)，同理網(wǎng)絡(luò) 16 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)門(mén)。同理網(wǎng)絡(luò) 21 至網(wǎng)絡(luò) 24 分別控制變頻器的中速和高速控制，不再贅述。當(dāng) 急停開(kāi)關(guān)按下， 常亮，表明已經(jīng)觸動(dòng) 24V 接觸器再控制 KM2 交流接觸器斷開(kāi)電機(jī)。 感謝所有在我成長(zhǎng)的道路上，關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的人。 33 參考文獻(xiàn) [1] 張萬(wàn)忠 ， 劉明芹 .電器與 PLC 控制技術(shù) [M].化學(xué)工業(yè)出 版社 ， [2] 唐介 .電機(jī)與拖動(dòng) [M].高等教育 出版社， [3] 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M].化學(xué)工業(yè)出版社， [4] 高鴻斌 .PLC 分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社， [5] 張運(yùn)剛 .從入門(mén)到精通 西門(mén)子 S7200 PLC 技術(shù)與應(yīng)用 [M].人民郵電出版社， [6] 劉偉強(qiáng) .變頻器基礎(chǔ)及應(yīng)用 [M].冶金工業(yè)出版社， [7] 吳玉香 ，吳忻生，胡躍明 .交流變頻電機(jī)在自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].中小型電機(jī)，2021， 30(4)： 3437 [8] 丁煒 .可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用 [M].化學(xué)工業(yè)出版社， [9] 李良仁 .變頻器調(diào)速技術(shù)與應(yīng)用 [M].電子工業(yè)出版社， [10] 廖常初 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù) [M].重慶大學(xué) 出版社， [11] 丁斗章 .變頻器調(diào)速技術(shù)與系統(tǒng)應(yīng)用 [M].機(jī)械工業(yè) 出版社， [12] 上海松