【正文】 (3)輸出刷新階段 當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容，依次送到輸出鎖存電路（輸出映像寄存器） ，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成 PLC 的實(shí)際輸出 [8] 。 PLC 的 I/O 點(diǎn)分配如表 9 所示 。它將 PLC內(nèi)部的各種編程元件（如繼電器的觸點(diǎn)、線圈、定時器、計數(shù)器等）和各種具有特定功能的命令用專用圖形符號、標(biāo)號定義，并按邏輯要求及連接規(guī)律組合和排列，從而構(gòu)成了表示 PLC 輸入、輸出之間控制關(guān)系的圖形。 (2)手動開閉 若光電傳感器 SE1 出現(xiàn)故障無法感應(yīng)信號實(shí)現(xiàn)電磁閥換向時，人員通過自動門時可以按下手動按鈕 SB1 使 電磁閥換向，從而使自動門開啟；通過自動門后，按下手動按鈕 SB2 使電磁閥復(fù)位，從而使自動門關(guān)閉。光電式傳感器具有非接觸、響應(yīng)快、性能可靠等特點(diǎn)，因此在工業(yè)自動化裝置和 機(jī)器人中獲得廣泛應(yīng)用 [9] 。在 Pro/ENGINEER Wildfire 中，零件裝備是通過定義零件模型之間的裝配約束來實(shí)現(xiàn)的。 需要強(qiáng)調(diào)的是在裝備門框時，應(yīng)該選擇的裝配環(huán)境是 “使用缺省模板” 的環(huán)境，這樣才能在仿真時保持門框的固定。在 “ 屬性 ” 欄中會自動顯示齒條的比值，最后單擊確定按鈕即可完成齒輪齒條副的定義。 (3)建立運(yùn)動特性測量 建立運(yùn)動結(jié)果測量可以將機(jī)構(gòu)運(yùn)動分析得到的結(jié)果不僅使用動畫的方式表現(xiàn)出來，而且還可以使用圖表的形式獲取每一時間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，使用者可以準(zhǔn)確的捕獲用來改進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)計的有關(guān)信息，以便以完成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計。在此次設(shè)計中，只測量運(yùn)動結(jié)果并查看運(yùn)動結(jié)果 ，過程 如下： 結(jié)果回放： 在播放結(jié)果集時可以通過設(shè)置 “ 沖突檢測設(shè)置 ” 、 “ 影片進(jìn)度表 ” 、“ 顯示箭頭 ” 等操作在影片播放時檢測軟件之間的干涉，顯示時間和進(jìn)度及在播放的過程中顯示測量值和方向。另外設(shè)計了手動按鈕，當(dāng)若光電傳感器出現(xiàn)故障，人只需按下手動按鈕來控制二位四通電磁閥換向，從而控制門的開閉。使此次設(shè)計在理論和實(shí)踐中都得到更大進(jìn)步。 同時也在此衷心的感謝在畢業(yè)設(shè)計期間關(guān)心、支持、幫助過我的全體同學(xué)。所有 的 這 一切 都將使我受益終生。另外， 此控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和原理簡單，便于檢測和維修。 首先 ， 進(jìn)行了自動門的氣動部分的設(shè)計 ，采用了典型的氣壓傳動系統(tǒng)，由氣源 裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件四個部分組成。運(yùn)動分析可以計算幾何圖元和連接的速度、加速度以及 作為捕獲機(jī)構(gòu)運(yùn)動的包絡(luò)。 本設(shè)計中采用的是運(yùn)動軸伺服電機(jī)。在此次設(shè)計中采用用齒輪副連接，齒輪副連接用于定義兩個連接軸的速度約束， Mechanism 包括標(biāo)準(zhǔn)齒輪副和齒條與齒輪兩種形式。 (1)打開 Pro/ENGINEER 后， 首先 新建裝配模型文件。 負(fù) 載紅藍(lán)+18 圖 6 PLC 的硬件接線 6 自動門的模擬 自動門主要部分的三維建模 自動門 主要部件圖 在自動門的主要部件建模中，使用了一些常用的命令，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、矩陣等 Pro/ENGINEER Wildfire 常用 的建模命令。 在這次設(shè)計中所采用的是傳感器是光電傳感器， 光電傳感器是各種光電檢測系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵元件，它是把光信號（紅外 、可見及紫外光輻射）轉(zhuǎn)變成為電信號的器件。 圖 4 PLC 程序 梯形圖 自動門的開閉方式分析 (1)自動開閉 1)當(dāng)有人員通過自動門，光電傳感器 SE1 檢測到信號時，電磁閥換向，氣缸的活塞伸出，從而推動門 的開啟。 (4)在門打開后的 10 秒等待時間內(nèi)，若有人員通過自動門時，光電傳感器SE1 檢測到信號，須重新開始等待 10 秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。 控制系統(tǒng)有自動門手動開啟按鈕 1 個，自動門手動關(guān)閉按鈕 1 個， 1 個光電傳感器， 1 個繼電器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代以來， 世界 PLC 的平均銷售額在 55億美元以上，其中我國約占 1%?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)充的原則設(shè)計。 (5)CQ 氣缸的選擇 根據(jù)設(shè)計參數(shù)，可確定本設(shè)計中選用的氣缸型號為 DCLCQ 125502 ? ，其中2CQ 表示氣缸的系列， L 表示氣缸的安裝方式為腳座式， 50 表示缸的直徑， 125表示氣缸的行程， D 表示氣缸的動作方式為雙作用方式， C 表示緩沖方式為添加緩沖墊 。 表 5 SMC 氣缸的部分系列 氣缸系列 氣缸缸徑 mm 6 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 100 CJ2 系列 小型不銹鋼缸筒系 列 √ √ √ CM2 系列 輕型不銹鋼缸筒系列 √ √ √ √ CG1 系列 鋁制缸筒、輕型 √ √ √ √ √ √ √ √ CA2 系列 拉桿型中缸系列 √ √ √ √ √ MB 系列 √ √ √ √ √ √ C85 符合 CETOP 標(biāo)準(zhǔn)的氣缸 √ √ √ √ √ √ C95 √ √ √ √ √ √ CQ2 系列 薄壁 √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ CQS 系列 緊湊，薄型 √ √ √ √ 11 因?yàn)樗x用的氣缸的直徑應(yīng)為 mm50 ；所以查表 5 中確定本設(shè)計選用 2CQ 系列的氣缸。氣缸筒均為圓筒形狀，要確定的主要尺寸為 ： (1)氣缸的直徑 D 已求出。d 為 ][4vqd ??。氣缸的內(nèi)徑系列 如 表 2 所示 。所以此次設(shè)計選擇雙作用緩沖氣缸。 (2)按氣缸的功能分 1)普通氣缸 包括單作用式和雙作用式氣缸。 7 氣泵的選擇 氣泵是氣動系統(tǒng)的動力源，它把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成氣壓能輸送給氣動系統(tǒng)。 氣壓傳動與其它傳動方式性能的比較如表 1 所示 [2] 。包括各種壓力閥、方向閥、流量閥、邏輯元件、射流元件、行程閥 、轉(zhuǎn)換器和傳感器等。 3 氣壓傳動 氣壓傳動的原理 及組成 氣壓傳動又簡稱氣動，是指以壓縮空氣 作 為工作介質(zhì)來傳遞動力和控制信號，控制和驅(qū)動各種機(jī)械和設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化的一門技術(shù)。其中雙作用氣缸的活塞 桿 與齒條聯(lián)接， 來推動門的開閉。當(dāng)光電傳感器未檢測到信號時，活塞縮回，使門處在關(guān)閉狀態(tài)。 2 自動門自動開閉氣動系統(tǒng)設(shè)計方案 自動開閉氣動系統(tǒng)的主要構(gòu)成裝置 自動門自動開閉氣動系統(tǒng)主要由以下幾部分組成： (1)氣泵 氣源裝置，為系統(tǒng)提供壓縮空氣 ； (2)氣缸 執(zhí)行元件，將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能 ； (3)單向二位四通電磁換向閥 控制元件，控制壓縮空氣流的流動方向，以便使執(zhí)氣缸完成預(yù)定運(yùn)動規(guī)律 ； (4)光電傳感器 感應(yīng)元件，通過感應(yīng)來傳遞信號給 PLC； (5)可編程控制器（ PLC） 控制換向閥的換向，從而控制氣缸有規(guī)律的運(yùn)動 。這使國內(nèi)市場的競爭更加殘酷。另外在實(shí)現(xiàn)門的開與關(guān)的方面， 不再采用以往采用電機(jī)正反 轉(zhuǎn)來控制門的開閉，而是采用氣壓傳動來控制門的開閉。在此基礎(chǔ)上利用Pro/E 軟件進(jìn)行自動門結(jié)構(gòu)三維建模、虛擬裝配和工作過程的運(yùn)動仿真。 關(guān)鍵詞： 自動門，氣動系統(tǒng)， PLC 自動 控制， Pro/E 建模 仿真 Automatic door Pneumatic system Design and motion Simulation Abstract The automatic door is the automation in the process of a typical representative, this design is the use of learned knowledge, bined with the actual needs and make a study of. This paper focuses on the automatic door opening and closing ’s pneumatic system was designed, and its motion simulation. Through analyzed the automatic doors function and structure to identified the automatic pneumatic control system diagram, and piled the PLC control procedures, to achieve the automatic door working process. On this basis, using Pro / E software for automatic door structure of 3D modeling, virtual assembly and motion simulation of the working process. Keywords: Automatic door, Automatic Control of Pneumatic System, PLC, Pro / E Modeling and Simulation 目 錄 1 前言 ............................................................................................................................ 1 自動門的概述 .................................................................................................. 1 國內(nèi)自動門的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................................. 1 自動門的發(fā)展趨勢 ........................................................................................... 2 2 自動門自動開閉氣動系統(tǒng)設(shè)計方案 ........................................................................ 2 自動開閉氣動系統(tǒng)的主要構(gòu)成裝置 .............................................................. 2 自動門自動開閉氣動系統(tǒng)的設(shè)計理念 .......................................................... 3 自動門自動開閉氣動系統(tǒng)功能分析 .............................................................. 3 自動門的控制要求 .......................................................................................... 3 氣動系統(tǒng)的設(shè)計方案 ....................................................................................... 3 自動門的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 ....................................................