【正文】 32 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 33 致 謝 ........................................................................................................................................... 34 1 1 緒論 自動門的簡介 (1) 基本原理 自動門的系統(tǒng)配置是指根據(jù)使用要求而配備的，與自動門控制器相連的外圍輔助控制裝置，如開門信號源、驅(qū)動裝置、傳動裝置、門禁系統(tǒng)、安全裝置、集中控制等。該系統(tǒng)具有 結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，維護(hù)方便，可靠性高，安全性高，調(diào)速范圍寬等特點(diǎn)，所設(shè)計的自動門適用于使用頻繁、人流量多的公共場所，是目前實(shí)現(xiàn)樓宇自動化的設(shè)備之一。用其組成的常見種類有無框玻璃自動門、不銹鋼框玻璃自動門和鋁合金框（刨光或氟碳噴漆）玻璃自動門。 (2) 輔助配置 ① 行程開關(guān) ：在自動門行進(jìn)過程中，通過行程開關(guān)判斷自動門所在位置，驅(qū)動信號輸出達(dá)到控制自動門行進(jìn)速度。 ② 如果門處于關(guān)閉狀態(tài)，維持此狀態(tài)。這種結(jié)構(gòu)不僅有效地緩解了動態(tài) “ 側(cè)擺 ” 的弊病，同 6 時也在一定程度上解決了活動扇 “ 掉扇 ” 等安全問題。 (3) 新齒型皮帶的選用 為了提高傳動機(jī)械效率，自動門采用齒型皮帶傳動。交流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)相比，具有效率高，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，易于冷卻和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，并且系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩，高速恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)等特性。 自動門 PLC 的選型 系統(tǒng)設(shè)計的水平將直接影響控制系統(tǒng)的性能、設(shè)備的可靠性。 (3) PLC 機(jī)型的選擇 整體型 PLC 的 I/0 點(diǎn)數(shù)較少且相對固定，因此用戶選擇的余地較小，通常用于小型控制系統(tǒng)。該編程軟件可以方便地在 Windows 環(huán)境下對 PLC 編程、調(diào)試、監(jiān)控。變頻器調(diào)速的 主要工作原理是將供給電機(jī)定子的三相電流工頻電經(jīng)大功率整流元件整流，變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)，幅度也隨之改變的三相交流電，以此為電源再提供給電機(jī)使用。在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。 表 31 松下 VF0 系列 BFV00042G 變頻器主要參數(shù)表 電機(jī)容量 變頻器控制方式 高載頻正弦波 PWM 控制 (V/F 控制 ) 輸 入 相數(shù) 設(shè)馬達(dá)輪皮帶輪直徑為 1D (m)，轉(zhuǎn)速為 1n (r/min)，線速度為 1v (m/s)；門滑輪外直徑是2D (m)，內(nèi)直徑是 3D (m)，內(nèi)外徑轉(zhuǎn)速一樣為 2n (r/min)，門皮帶內(nèi)輪線速度為 2v (m/s)。 根據(jù)以上速度要求，參照松下電工提供的設(shè)置手冊進(jìn)行設(shè)定，變頻器的頻率具體設(shè)定方式見表 33 所示，根據(jù)以下設(shè)定方式按設(shè)計要求設(shè)定好變頻器三速控制的頻率。 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。網(wǎng)絡(luò) 28 和 2 網(wǎng)絡(luò) 29 中，當(dāng)按下手動開 /關(guān)門，接通開 /關(guān)門輸出，實(shí)現(xiàn)手動開 /關(guān)門。 23 網(wǎng)絡(luò) 10 到網(wǎng)絡(luò) 12 是行程開關(guān)信號，由安放在導(dǎo)軌適當(dāng)位置的接近開關(guān)傳感器所控制，當(dāng)門體金屬接近接近開關(guān)時便觸動信號輸出高電平，以此控制變頻器頻率達(dá)到控制門速的高中低運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生夾人事故時，防夾人 常開開關(guān)閉合，常閉開關(guān)斷開，使得自動關(guān)門信號斷開，自動開門信號接通。 27 5 程序仿真調(diào)試 調(diào)試環(huán)境概述 為使編寫的程序能夠正確運(yùn)行并且可靠，需要進(jìn)行程序的調(diào)試，為節(jié)省開支和公共資源，故采用專為西門子 S7200 系列 PLC 開發(fā)的模擬仿真軟件進(jìn)行調(diào)試，該軟件由西班牙編程員所編寫，經(jīng)過多次改版后最新的 版已經(jīng)相當(dāng)成熟和可靠， 故 本次仿真調(diào)試將采用其仿真軟件調(diào)試。當(dāng) 、 同時按下，表明程序已經(jīng)轉(zhuǎn)為手動， 常亮， 常亮表明手動電機(jī)以低速運(yùn)轉(zhuǎn)，同理，手動關(guān)門也一樣。 。 PLC 采用梯形圖設(shè)計，直觀易懂，擴(kuò)展容易，保證程序的條理性和準(zhǔn)確性。如表 51 所示： 28 表 51 調(diào)試記錄表 輸入地址 動作記錄 動作 結(jié)果 無 PLC 上電運(yùn)行 假設(shè)自動門現(xiàn)在處于開門位置， 15 秒之后 閃亮一下之后不亮， 常亮， 一直閃亮 ON 后 OFF 常亮， 一直閃亮， 常亮 ON 后 OFF 常亮， 一直閃亮， 常亮 ON 后 OFF 常亮， 一直閃亮， 常亮， 常亮 ON 后 OFF 、 、 保持上一狀態(tài) 或 ON 后 OFF 閃亮一下之后不亮， 常亮， 一直閃 亮 ON 后 OFF 常亮， 一直閃亮， 常亮 ON 后 OFF 常亮， 一直閃亮， 常亮 ON 后 OFF 常亮， 一直閃亮， 常亮， 常亮 ON 后 OFF 、 、 保持上一狀態(tài) ON 后 OFF 閃亮一下之后不亮， 常亮， 一直閃亮 ON 常亮 ON 后 OFF 熄滅 、 ON 常亮， 常亮 ， 常亮 、 ON 常亮， 常亮， 常亮 通過認(rèn)真細(xì)致的反復(fù)調(diào)試，根據(jù)上表調(diào)試記錄對應(yīng) I/O 地址分配表，其結(jié)果符合原本設(shè)計初衷，完全具備自動門正常運(yùn)行的必要條件，所以該程序可靠。 網(wǎng)絡(luò)是 17 利用定時信號實(shí)現(xiàn)開 /關(guān)門提醒。 網(wǎng)絡(luò) 13 和網(wǎng)絡(luò) 14 程序段分別是復(fù)位開關(guān)和設(shè)備故障信號。定時器的設(shè)置是為了防止感應(yīng)開關(guān)的誤動作，避免例如蚊子、漂落物等觸動感應(yīng)開關(guān)接通，定時器定時時間可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)。 典型的梯形圖如圖 41： 圖 41 經(jīng)典梯形圖 本設(shè)計的梯形圖編程是運(yùn)用西門子公司的 STEP 7 MicroWIN SP3 編程軟件完成的，其編程界面如圖 42 所示： 17 圖 42 STEP 7 MicroWIN SP3 編程軟件界面 PLC 程序設(shè)計 程序流程圖 根據(jù)本設(shè)計的控制要求，所設(shè)計的程序按照圖 43 所示的流程運(yùn)行，以達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計。 結(jié)合本設(shè)計的實(shí)際需要在設(shè)計的自動門的人員檢測上運(yùn)用奧帝門控 (中國 )有限公司生產(chǎn)的 OD— 001 微波感應(yīng)器，它造型精巧、監(jiān)測范圍大、靈敏度高、微處理器功能強(qiáng)大、安裝角度多向調(diào)節(jié)，適用于賓館、銀行、辦公樓、工廠等出入人員較多的自動門。 加速開門或者關(guān)門的距離為 40cm，時間控制在 ，線速度速度為 ，此時要求電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速 hn =612r/min。頻率 單相 本設(shè)計選取電機(jī)功率為 ， 所以選取變頻器時其容量必須大于 以上。變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符?？梢哉f， S7200 可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。 10 (4) 經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇 PLC 時，應(yīng)考慮性能價格比。選擇 PLC，主要是確定 PLC 的生產(chǎn)廠家和 PLC 的具體型號。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 23 所示： 7 P L C門 內(nèi) 外 感 應(yīng) 開 關(guān)手 動 控 制 開 關(guān)安 全 光 柵變 頻 器開 / 關(guān) 門 指 示 燈開 / 關(guān) 門 提 醒 蜂 鳴器三 相 交 流 電 機(jī) 圖 23 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 8 3 自動門控制系統(tǒng)的設(shè)備選型 驅(qū)動裝置的選型 根據(jù)本論文所設(shè)計的自動門的要求選用絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、接地裝置、過電壓保護(hù)等符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定的，具有噪聲低、過載能力強(qiáng)、低轉(zhuǎn)速的交流變頻電機(jī)，在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮，本論文設(shè)計的自動控制系統(tǒng)的驅(qū)動裝置選用本溪市微分電機(jī)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的電梯自動門專用三相交流變頻電機(jī)，型號為 SBP9060 型，額定電壓為三相交流 220V，采用 Y 型接法。當(dāng)皮帶張緊及門機(jī)加速度運(yùn)行時，皮帶的齒距會發(fā)生變化并導(dǎo)致皮帶快速磨損，所以傳動皮帶是易損件，需定期更換。 自動門導(dǎo)軌采用雙層水平導(dǎo)軌設(shè)計，使活動扇重心處于雙層水平導(dǎo)軌的兩個 支撐點(diǎn)之間，形成雙層 “ 正懸掛 ” 。根據(jù)例如機(jī)場、大型超市、和醫(yī)院外門等公共場所人員流量巨大的需求，必須對自動門進(jìn)行綜合的考慮，設(shè)定適合的具體參數(shù)，例如增加門的數(shù)量、加大門扇寬度、增加關(guān)門延時時間等。 ③ 配備后備電源：為保證停電時自動門也能工作正常，可以配備后備電源。 (1) 主要部件 ① 主控制器：它是自動門的指揮中心，通過內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，