【正文】 是 是 開始 手動(dòng) /自動(dòng) K K2 是否有信號(hào) 等待時(shí)是否有人經(jīng)過 開門（ KMI 通電直流電機(jī)正轉(zhuǎn)） 門碰到行程開關(guān) K3后停止（門全開狀態(tài)） 延時(shí) 8S(通過可調(diào)延時(shí)器實(shí)現(xiàn)） 關(guān)門（ KM2 線圈通電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)反轉(zhuǎn)） 關(guān)門時(shí)是否有人經(jīng)過 門碰到限位開關(guān) K4 后停止（門關(guān)閉狀態(tài)） 結(jié)束 始 按下按鈕 門打開到底 按下按鈕 門關(guān)閉到底 否 返回 是 否 否 是 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 22 圖 51 自動(dòng)門系統(tǒng)流程圖 框圖說明如下： （ 1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān) K1 或 K2 時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān) K3位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。對(duì)軟件設(shè)計(jì)來說， I/O 地址分配以后才可以進(jìn)行編程；對(duì)控制柜及 PLC 的外圍接線來說，只有 I/O地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖來安裝控制 柜。 微波感應(yīng)器的特點(diǎn)：是以 微波頻率發(fā)射、接收。西門子 S7200CPU224 如下圖（圖 ） 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 18 對(duì)于本次自動(dòng)門的設(shè)計(jì)，所選 PLC為西門子 S7200 CPU224就能滿足要求，其性能如下表 41： 表 41 S7200的參數(shù)表 主要性能 集成 14 輸入 /10 輸出共 24個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)， 2輸入 /1 輸出共 3個(gè)模擬量 I/O點(diǎn)，可以連接 7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或 38路模擬量 I/O點(diǎn) 其他性能 20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間， 6個(gè)獨(dú)立的高速計(jì)數(shù)器（ 100KHZ)， 2個(gè) 100KHZ的高速脈沖輸出， 2個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI通訊協(xié)議， MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力 特點(diǎn) 本機(jī)還新增多種功能，如內(nèi)置模擬量 I/O，位控特性，自整定 PID功能，線性斜坡脈沖指令，診斷 LED，數(shù)據(jù)記錄集配方功能等 自動(dòng)門的硬件部分 主要是從以下幾個(gè)方面進(jìn)行硬件分析：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。 對(duì) PLC 響應(yīng)時(shí)間的選擇 對(duì)于多數(shù)場合， PLC 的響應(yīng)時(shí)間基本上能滿足控制要求。整體型的 PLC的 I/O點(diǎn)數(shù)是固定的，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型 PLC提供多種 I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)的 I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方面靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。編程軟件應(yīng)該帶有五種標(biāo)準(zhǔn)化的編程語言：順序功能圖（ SFC)、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）、語言表 (IL)和機(jī)構(gòu)文本（ ST）。因此，本設(shè)計(jì)的 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)所 要存儲(chǔ)的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)該詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍，確定所要的操作和動(dòng)作， 然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器的容量、確定 PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。它是由同步電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器組成，是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后 做出正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步皮帶，再由同步皮帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使自動(dòng)感應(yīng)門門扇開啟；自動(dòng)感應(yīng)門門扇開啟后由控制器做出判斷，若需關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門，通知馬達(dá)做相反運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門。大體分為 6 部分如下圖 . 圖 4— 1 硬件組成框圖 自動(dòng)感應(yīng)門的基本 工作原理 首先，平移式自動(dòng)感應(yīng)門由以下部件組成： (1) 主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)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)。閉門門磁：檢測(cè)門的關(guān)閉位置，門關(guān)后驅(qū)動(dòng)電機(jī)停止工作。 自動(dòng)門控制要求。全橋是由 4 只整流二極管按橋式全波整流電路的形式鏈接并封裝為一體構(gòu)成的。較為普遍的穩(wěn)壓裝置是變壓器，因?yàn)樗鼉r(jià)格實(shí)惠，但有一定的弱點(diǎn)，對(duì)于電源的穩(wěn)壓性能并不是很強(qiáng)。 在這個(gè)階段，除了輸入映像寄存器外，各個(gè)元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而變化的。 PLC 是采用周期循環(huán)掃描的工作方式， CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。 PLC 為用戶提供了一定數(shù)量的位移寄存器，用位移寄存器可方便的完成步進(jìn)控制功能。可編程控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 第二章 PLC 的介紹及選擇 可編程控制器（ Programmable Controller 簡稱 PLC）。 感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍 時(shí)，他就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)； 動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制門扇加速與減速運(yùn)行。 現(xiàn)代自動(dòng)門的操作主要有三種方式。缺點(diǎn)是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢，適用于有行動(dòng)遲緩的人員出入的場所。 由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人看管，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，入市迅速在國內(nèi)外的建筑市場上得到大范圍的普及。所以對(duì)自動(dòng)門的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從人們對(duì)門的功能要求開始。而實(shí)現(xiàn)門的開與關(guān)，則用直流電機(jī)作為動(dòng)力裝置，配以繼電器控制來達(dá)到電機(jī)的正反轉(zhuǎn)動(dòng)作，并加上行程開關(guān)作為 限位，以實(shí)現(xiàn)該功能，因?yàn)橐陨掀骷谏钪蟹浅Ｈ菀踪徺I，且價(jià)格適宜，同時(shí)也便于維護(hù)，非常適合廣泛生產(chǎn)應(yīng)用。 自動(dòng)門是指：可以將人接近門的動(dòng)作（或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識(shí)別為開門信號(hào)的控制單元，通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門開啟，在人離開后再將門自動(dòng)關(guān)閉，并對(duì)開啟和關(guān)閉的過程實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)。 為了增強(qiáng)自動(dòng)門運(yùn)行的可靠性，提出了一種以 S7200 可編程控制器 (PLC)為核心的自動(dòng)門控制系統(tǒng)。分析了該控制系統(tǒng)的工作原理，描述了系統(tǒng)的硬件組成，介紹了人體感應(yīng)探測(cè)、自動(dòng)門運(yùn)行位置檢測(cè)、門運(yùn)行障礙檢測(cè)等控制電路的工作過程，對(duì) PLC的選型及 I/O 點(diǎn)的確定進(jìn)行了說明。例如：各種可用識(shí)別感應(yīng)器控制的自動(dòng)專用門。 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。作為建筑物的一部分的門，從最基本的意 義上講，要同時(shí)滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙認(rèn)得通行這兩種要求。同時(shí)也幾乎成為了銀行，寫字樓，酒店等辦公娛樂場所裝修所不可少的一項(xiàng)配置。 自動(dòng)門的簡介 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)后。 ○ 1 腳踏板式：在踏板之下裝有壓力開關(guān)。 大慶石油學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 5 門扇運(yùn)行軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進(jìn)行。 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、計(jì)時(shí) 、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的控制系統(tǒng)?！? 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”編程是一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。 在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控制器與計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC)集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制。 CPU 對(duì)用戶程序的執(zhí)行過程是 CPU 的 循環(huán)掃描，并用周期性的集中采樣、集中輸出的方式來完成。 這是第三個(gè)集中批處理過程，當(dāng) CPU 對(duì)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(shí)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(dòng)各輸出繼電器所帶的負(fù)載。因此我們需要設(shè)計(jì)穩(wěn)壓電源并根據(jù)無刷直流電機(jī)提供電要求選擇合理的電路參數(shù)，同時(shí)需要合理設(shè)計(jì)交流濾波器以減少電磁干擾。全橋的正向電流有 、 1A、 、 2A、 、3A、 5A、 10A、 20A 等多種規(guī)格，耐壓值（最高反向電壓有） 25V、 50V、 100V、 200V、300V、 400V、 500V、 600V、 800V、 1000V 等多種規(guī)格。物體靠近門時(shí)傳感器獲得信號(hào)傳給控制器，控制器根據(jù)當(dāng)前所在位置決定門的動(dòng)作。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)。 (2) 感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，他就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)。 限位開關(guān)的工作原理 行程開關(guān)又被稱為限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及保護(hù)。同步電動(dòng)機(jī)的定子繞組多做成對(duì)星型接法，同三相異步電動(dòng)機(jī)十分相似。 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)，在增加 10%到 20%的可擴(kuò)展。 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。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，以滿足特殊控制場合的控制要求。 （ 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。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。 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)用直流無刷電動(dòng)機(jī)。 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、適度、噪音影響。 I/O 地址分配時(shí)編寫 PLC 程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)成接線和調(diào)試的重要依據(jù)。 （ 2）自動(dòng)門在開門位置停留 8S后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2被啟動(dòng)，電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān) K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 （ 3）線圈不能直接接在左邊母線