【正文】 X2 2 ANI X8 16 OR Y3 30 ANI X6 44 AND R1 3 OUT R1 17 AND X5 31 ANI X1 45 ANI X8 4 LD X1 18 AND R1 32 ANI X2 46 ANI Y2 5 OR X2 19 ANI X8 33 AND RI 47 OR X10 6 OR Y1 20 ANI Y1 34 ANI X8 48 ANI X4 7 ANI X5 21 OR X9 35 ANI Y4 49 OUT Y4 8 AND R1 22 ANI X3 36 ANI X4 50 END 9 ANI X8 23 OUT Y3 37 OUT Y2 10 ANI Y3 24 LD X3 38 LD TO 11 ANI X3 25 ANI X1 39 OR Y2 12 OUT Y1 26 ANI X2 40 OR Y4 13 LD X1 27 OUT TMX0 K80 41 AND X6 表 52 程序過程分析 可編程自動門控制系統(tǒng)設(shè)計 第 20 頁 啟動程序（如圖 56） X7：啟動按鈕； X8： 停止按鈕； R1： PLC 內(nèi)部繼電器 圖 56 如圖 56，按下啟動按鈕 X7，內(nèi)部繼電器 R1 得電并自鎖，程序開始啟動。 （ 3）、單扇門的最大承重 120kg。 20xx 屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 第五章 控制系統(tǒng)及程序設(shè)計 1. 自動門控制系統(tǒng)設(shè)計 自動門控制系統(tǒng)的硬件組成 由德國西門 子公司 S7200 小型 PLC、 MGK 系列光電傳感器、亞坦 45BLDC 系列直流無刷電動機、門外光電探測開關(guān) K門內(nèi)光電探測開關(guān) K開門到限位開關(guān) K關(guān)門到限位開關(guān) K低速開門感應(yīng)開關(guān) K低速關(guān)門感應(yīng)開關(guān) K開門執(zhí)行機構(gòu) KM1（使直流電動機正傳）、關(guān)門執(zhí)行機構(gòu) KM2（使直流電動機反轉(zhuǎn)）、低速開門執(zhí)行機構(gòu) KM3（使直流電動機低速正傳）、低速開門執(zhí)行機構(gòu) KM4（使直流電動機低速反傳）等組成。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。而滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動復(fù)位式和雙滾輪 (羊角式 )非自動復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。無刷直流電機把其復(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。因此，對調(diào)速要求高的設(shè)備，均采用直流電 動機。 （ 2） 、防止相互干擾：防止干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置，超過 2 組時還拉開組距。 光電感應(yīng)器：是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強弱變化轉(zhuǎn)化為電流的變化以達到探測的目的。傳感器主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 （ 7）、下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門 體擺動。 （ 4）、在門打開后的 8s 等待時間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān) K2 或 K1 時，必須重新開始等待 8s 后，再自動進入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。（如圖 31） K1（ K2） 圖 31 2. 自動門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制、驅(qū)動裝置、傳動裝置、感應(yīng)器件構(gòu)成。 （ 3）、輸出刷新掃描階段 這是第三個集中批處理過程，當(dāng) CPU對全部用戶程序掃描結(jié)束后，將元件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動各輸出 繼電器所帶的負載。 CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是 CPU的循環(huán)掃描，并用周期性的地集中采樣、集中輸出的方式來完成。適應(yīng)高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以 及電磁干擾環(huán)境。允許操作者和 PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便做決策和調(diào)整，實現(xiàn)工業(yè)計算機的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。包括基本數(shù)學(xué)運算、比較、對字節(jié)的運算、 PID運算、濾波等。 （ 2）、 I/O模塊即輸入 /輸出模塊，是 PLC與外界連接的接口。隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)，以及流程加工行業(yè)（如汽車制造業(yè)）對生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求， PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。 3. 自動門技術(shù)發(fā)展方向 智能化，多功能：今后的還將進一步提高智能化程度，如自動檢測開關(guān)門行程位置，自動適應(yīng)門體阻力的變化，以始終保持較高的遇障保護靈敏度等。從新產(chǎn)品開發(fā)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性方面還不具備和進口產(chǎn)品競爭的實力。自動門就是自動控制應(yīng)用的以典型例子，由于可編程控制器具有很好的處理自動門開關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，而且可以很簡單的改變控制的方式，因此，自動門的生產(chǎn)商家很多都運用 PLC 來做門的控制器。目前自動門在日常生活中用越來越廣泛。 專業(yè)化分工趨勢顯現(xiàn)早期的生產(chǎn)廠家，一般是自主研發(fā)和生產(chǎn)，頂多委托代加工部分零部件。還將增加一些新的功能，如和住宅安防系統(tǒng)配合使用等。 目前， PLC在小型化、大型化、大容量、強功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期的 PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時、計數(shù)、記憶 和算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及 PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代 PLC。 （ 3）、編程器是 PLC最重要的外圍設(shè)備，是 PLC不可缺少的部分。 （ 4）、輸入 /輸出接口調(diào)理功能。 （ 7）、編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。 （ 6）、安裝、維修簡單。一個掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個階段： （ 1）、輸入采樣掃描階段 這是第一個集中批處理過程， PLC按順序逐個采集所有輸入端子上的信號，不論輸入端子上是可編程自動門控制系統(tǒng)設(shè)計 第 8 頁 否接線， CPU順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號寫到輸入映像寄存器中，在當(dāng)前的掃描周期內(nèi)，用戶程序用到的輸入信號的狀態(tài)是否變化。 20xx 屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 第三章 自動門控制系統(tǒng)功能要求分析 1. 課題研究內(nèi)容 以某銀行的平開自動門為例，設(shè)計了以 PLC 為控制器的自動門控制系統(tǒng)。采用自動和手動控制方式。 （ 5）、開門與關(guān)門不可同時進行。 2. 自動門的機械傳動選取 （ 1）、自動門的傳動主要包括安裝板、軌道、門機、皮帶、吊掛件等。 傳感器的分類 傳感器目前采用二種分類方法：一種是按被測參數(shù)分類，如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、速度傳感器等。由于光電開關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場合得到應(yīng)用。 （ 3） 、鏡面角度影響：當(dāng)被測物體有光澤或遇到光滑金屬面時，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用。這是因為直流電動機能無級調(diào)速，機械傳動機構(gòu)比較簡單。 自動門直流電動機的負載 電動機是自動門能否良好工作的保障，根據(jù)測量，自動門 單扇門的最大承重為 120kg，為 了保證自動門的正常運轉(zhuǎn)，故而本設(shè)計選用的是亞坦電機控制有限公司生產(chǎn)的 45BLDC 系列直流無刷電機，電機直徑φ 45，額定轉(zhuǎn)數(shù) 4000 轉(zhuǎn)，額定扭矩 ，功率 70W～ 100W，額定電壓 24V。 因為自動門需要自動復(fù)位，所以選擇單滾輪自動復(fù)位式行程開關(guān)。當(dāng)點數(shù)增加到一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對 PLC選用、存儲器容量、可編程自動門控制系統(tǒng)設(shè)計 第 14 頁 控制功能范圍等選擇都有影響。 控制要求 （ 1）、當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān) K1 或 K2 時，開關(guān)執(zhí)行機構(gòu) KM1 動作，電動機高速 正轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到低速感應(yīng)開關(guān) K5 位置時，低速開門執(zhí)行機構(gòu) KM3 動作，當(dāng)門移動到限位開關(guān) K3 位置時，所有電動機停止運行。 （ 4）、使用了光電傳感器 ；多種觸發(fā)開門方式（感應(yīng)、按鈕、刷卡等）；后備電源；上電后門自動檢測運行；人夾住后反彈。 開門程序（如圖 57） X1：門內(nèi)光電探測開關(guān) K1； X2：門外光電探測開關(guān) K2； X3：開門到限位開關(guān) K3； X5：低速開門感應(yīng)開關(guān) K5； R1：啟動繼電器； X8：停止按鈕； Y1：高速開門執(zhí)行機構(gòu) KM1； Y3：低速開門執(zhí)行機構(gòu)KM2。 手動開門 /關(guān)門程序 （ 1） 、手動開門程序（如圖 510） X9：不帶自鎖手動開門按鈕； X3：開門到位限位開關(guān) K3； Y3：低速開 門執(zhí)行機構(gòu) KM3。 通過這次設(shè)計實踐。同時，更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學(xué)會了堅持不懈，不輕言放棄，設(shè)計過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。 [2]張進秋．可編程控制器原理及應(yīng)用實例 [M]．北京：機械，工業(yè)出版社， 20xx。 [4]鐘肇新 , 彭侃 . 可編程序控制器原理及應(yīng)用 . 華南理工大學(xué)出版社。在我撰寫論文的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構(gòu)想和資料的收集方面，我都得到了老師悉心細致的教誨和無私的幫助。在理論的運用中，也提高了我的工程素質(zhì)。 該程序的目的是主動門出現(xiàn)故障時，自動控制系統(tǒng)不能控制時，由保安人員按下 X9 將自動門打開，避免人或物不能進出。 延時程序（如圖 58） X3：開門到位限位開關(guān) K3； X1：門內(nèi)光電探測開關(guān) K1； X2：門外光電探測開關(guān) K2； TMX0： 秒定時器 T0 20xx 屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 21 頁 圖 58 如圖 58 所示，當(dāng)自動門開到位時，觸碰開門到位限位開關(guān) X3