【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。但在國(guó)內(nèi)，自動(dòng)門(mén)的自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。 我國(guó)的自動(dòng)門(mén)狀況有如下幾點(diǎn)： (1) 廠家多，規(guī)模小。近年來(lái)，自動(dòng)門(mén)在國(guó)內(nèi)得到了快速的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)大大小小生產(chǎn)自動(dòng)門(mén)的廠家已有 50 多家，但普遍生產(chǎn)規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。從新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性方面還不具備和進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。 (2)進(jìn)口產(chǎn)品借助質(zhì)量和品牌優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了高端市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)廠 家的產(chǎn)品基本上也都具備了比較完善的功能，但生產(chǎn)工藝略嫌粗糙，質(zhì)量水平參差不齊，整體檔次較低，主要集中在低端市場(chǎng)。 (3) 產(chǎn)品同質(zhì)化和市場(chǎng)特點(diǎn)導(dǎo)致利潤(rùn)微薄，加之自動(dòng)門(mén)產(chǎn)品往往是開(kāi)發(fā)商而非最終用戶(hù)在選擇產(chǎn)品，所以?xún)r(jià)格因素占的比重較大，加劇了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 本課題設(shè)計(jì)的背景 隨著社會(huì)的迅速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，使得現(xiàn)代的門(mén)必須更加突出安全的理念，又要突出有效性：有效的通行、有效的疏散、有效的防盜，同時(shí)還要突出與周?chē)h(huán)境的和諧，從而體現(xiàn)出美觀性，使得人們看了心情舒暢。 當(dāng)今的社會(huì)是個(gè)講究個(gè)性的社會(huì)，不同 的場(chǎng)所對(duì)門(mén)功能的需求是不同的。高檔的商店門(mén)除可美化出入口環(huán)境外，還需要自動(dòng)為客人開(kāi)關(guān)門(mén)且對(duì)客人問(wèn)好，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防盜、防塵、防風(fēng)、降低噪音等功能，從而來(lái)提高商店的檔次，濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 來(lái)吸引更多的顧客。為了迎合某些商店的這種需求，從而提出了基于 FX 系列 PLC的多功能商店門(mén)的設(shè)計(jì)。我們從設(shè)計(jì)理論上來(lái)講，它應(yīng)該是對(duì)傳統(tǒng)門(mén)使用觀念的延伸和創(chuàng)新，是根據(jù)人們的需求對(duì)門(mén)的功能的創(chuàng)新和完善，以滿(mǎn)足人們的新需求。 本課題設(shè)計(jì)的內(nèi)容 本次課題主要是對(duì)多功能商店門(mén)控制系統(tǒng)的研究，開(kāi)發(fā)出用三菱 FX2N 系列PLC 對(duì)控制系統(tǒng)控制的 程序。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，商店業(yè)日益繁榮，為了滿(mǎn)足某些高檔商店的需求，多功能商店門(mén)必須具有以下幾個(gè)功能： （ 1）停業(yè)時(shí)間預(yù)警防盜、火災(zāi)報(bào)警功能 （ 2）營(yíng)業(yè)時(shí)間為客人自動(dòng)開(kāi)關(guān)門(mén)且問(wèn)好的功能 （ 3）夜間控制 LED 彩虹管美化功能 本課題設(shè)計(jì)的目的和意義 一般來(lái)講控制系統(tǒng)性能的好壞主要取決于其控制器性能的好壞，由于早期的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用的是繼電器邏輯控制，這樣致使安裝調(diào)試非常繁瑣、占用空間體積比較龐大、工作運(yùn)行中性能很不穩(wěn)定、故障情況下很不方便維修等缺點(diǎn)，所以此種控制方式已經(jīng)逐漸被市場(chǎng)所淘汰。目前，在自 動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程邏輯控制器（以下簡(jiǎn)稱(chēng) PLC） ,PLC 是一種專(zhuān)門(mén)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而產(chǎn)生的數(shù)字式運(yùn)算操作的電子設(shè)備。它配有可以編制用戶(hù)程序的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，可用來(lái)在 PLC 內(nèi)部執(zhí)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、閉環(huán)過(guò)程控制功能、數(shù)據(jù)處理功能等操作指令，并且能通過(guò)邏輯控制的數(shù)字式、模擬式和開(kāi)關(guān)量的輸入和輸出，來(lái)操控各種類(lèi)型的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 具有容易編寫(xiě)用戶(hù)程序，功能強(qiáng)大但價(jià)格低廉，適用于惡劣環(huán)境下運(yùn)行，工作運(yùn)行中抗干擾能力好，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少，故障少且維修簡(jiǎn)單，占用空間體 積小、能耗低等特點(diǎn)，所以選擇 PLC作為本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的控制核心。以 PLC 為控制器設(shè)計(jì)出某些商店需求的新式自動(dòng)門(mén)，將推動(dòng)商業(yè)的發(fā)展，從而推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和自動(dòng)化行業(yè)的飛速發(fā)展。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 PLC的概述 PLC 的定義 PLC 即可編程邏輯控制器，是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)產(chǎn)生的新型工業(yè)控制設(shè)備。PLC 英文全稱(chēng) Programmable Logic Controller,是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子控制系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它內(nèi)部有隨機(jī)存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，可以用于其內(nèi)部執(zhí)行開(kāi)關(guān)量邏輯控制、邏輯 運(yùn)算、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并且能通過(guò)邏輯控制的數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，來(lái)自動(dòng)操作各種類(lèi)型的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備和自動(dòng)控制生產(chǎn)流程。 PLC 的基本組成結(jié)構(gòu) PLC 一般由輸入模塊、 CPU模塊、輸出模塊和編程器四大部分組成。 圖 21 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 （ 1） CPU模塊 CPU 模塊主要由微處理器和存儲(chǔ)器兩大部分組成。 CPU 模塊就好比人類(lèi)的大腦一樣，它根據(jù)獲得的被控對(duì)象的狀態(tài)信息和用戶(hù)寫(xiě)入的程序，作出相應(yīng)的判斷，來(lái)實(shí)時(shí)刷新系統(tǒng)的輸出，指示外部裝置的運(yùn)行；存儲(chǔ)器是記憶元件， 用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。 （ 2） I/O 模塊 輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱(chēng)為 I/O 模塊，它們就好比人類(lèi)的眼、耳、鼻子一樣，濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 接收并傳送狀態(tài)信息，從而把外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和 CPU模塊有機(jī)的組合起來(lái)。 輸入模塊用于接收和采集被控對(duì)象的狀態(tài)信息。模擬量輸入部分用于采集電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和溫度傳感器檢測(cè)的模擬量電壓、電流狀態(tài)信號(hào)；開(kāi)關(guān)量輸入部分用于采集從數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等外部設(shè)備來(lái)的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)信號(hào)。模擬量輸出部分用于操縱電磁調(diào)節(jié)閥、變頻器等控制裝置；開(kāi)關(guān)量輸出部分用于控制接觸器、指示燈、報(bào)警裝置、數(shù)碼管 等輸出裝置。 （ 3） 編程器 編程器是用來(lái)編寫(xiě)用戶(hù)程序的設(shè)備，并用它來(lái)進(jìn)行編輯用戶(hù)程序、檢查用戶(hù)程序中的錯(cuò)誤、根據(jù)實(shí)際需要修改用戶(hù)程序，然后把正確的用戶(hù)程序下載到 PLC 內(nèi)，還能監(jiān)視用戶(hù)程序的執(zhí)行狀況。 PLC 的特點(diǎn) PLC 有如下的特點(diǎn)： （ 1）編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單易學(xué) （ 2）功能強(qiáng)大，性?xún)r(jià)比較高 （ 3）硬件配套齊全，便于用戶(hù)使用，適應(yīng)性較強(qiáng) （ 4）工作可靠性高，抗干擾性較強(qiáng) （ 5）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少 （ 6）維修工作量小，很方便維修 （ 7）體積小，能耗低 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家 中， PLC 已被廣泛用于生產(chǎn)行業(yè)，隨著其性?xún)r(jià)比的不斷提升，應(yīng)用領(lǐng)域也正迅速不斷擴(kuò)大。 PLC 被主要用在以下幾個(gè)方面： (1)開(kāi)關(guān)量的邏輯控制方面 PLC 可用“與”、“非”、“或”、“取反”等邏輯指令來(lái)等效觸點(diǎn)電路的并、串聯(lián)等效果，用來(lái)替代繼電器進(jìn)行順序邏輯控制、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)控制和邏輯算數(shù)運(yùn)算控制等所需功能。此功能模塊既可控制單臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備，也可用來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的自動(dòng)化。 濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 (2)運(yùn)動(dòng)控制方面 PLC 設(shè)有專(zhuān)門(mén)的運(yùn)動(dòng)控制指令，可對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的位置、速度和加速度進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制與順序控制的完美結(jié)合。 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制 功能有著廣泛的應(yīng)用，例如化工生產(chǎn)、產(chǎn)品組裝、生產(chǎn)機(jī)器人、自動(dòng)門(mén)等方面。 (3)閉環(huán)控制過(guò)程方面 所謂閉環(huán)過(guò)程控制就是對(duì)濕度、濃度、亮度、壓力等不斷改變的模擬量實(shí)行閉環(huán)過(guò)程控制。 PLC 有專(zhuān)用的模擬量模塊，能實(shí)現(xiàn)數(shù)字量和模擬量間的相互轉(zhuǎn)化。此模塊的功能廣泛的應(yīng)用到需對(duì)模擬量進(jìn)行閉環(huán)控制的生產(chǎn)領(lǐng)域。 (4)數(shù)據(jù)處理方面 現(xiàn)在的 PLC 具有數(shù)據(jù)信息傳送功能、數(shù)據(jù)之間的運(yùn)算功能、有用數(shù)據(jù)的查詢(xún)功能、數(shù)據(jù)的排序功能和位操作功能，且可以完成數(shù)據(jù)的采集過(guò)程、處理過(guò)程和分析過(guò)程，數(shù)據(jù)信息還能通過(guò)通信功能模塊把數(shù)據(jù)傳送到其它的智 能設(shè)備。 (5)通信聯(lián)網(wǎng)方面 PLC 的通信包括： PLC 與遠(yuǎn)程 I/O 之間通信、多臺(tái) PLC 相互間的通信、 PLC 與其它智能設(shè)備之間的通信。 PLC 與其它智能化控制裝置有機(jī)的組合，能構(gòu)成“集中管理，分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。 PLC 的選型原則 第一個(gè)原則： 要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所需的 I/O 點(diǎn)列出來(lái)，計(jì)算出總的 I/O 點(diǎn)數(shù)。包括開(kāi)關(guān)量 I/O 和模擬量 I/O，根據(jù)具體的輸出設(shè)備判斷輸出量是采用繼電器型還是晶體管型或可控硅型，來(lái)選擇 I/O 點(diǎn)數(shù)足夠和和輸出類(lèi)型匹配的 PLC。 第二個(gè)原則 : 一般來(lái)講 所有 PLC 都能完成常規(guī)的控制任務(wù)，但對(duì)于控制任務(wù)中的某些特別強(qiáng)調(diào)的功能，就要選擇此功能比較強(qiáng)的 PLC,就要知道所選用的 PLC 是否有能力完成所需特殊控制任務(wù)。如對(duì)運(yùn)算功能、運(yùn)動(dòng)控制功能、通信功能、閉環(huán)過(guò)程控制功能和處理速度等性能方面的特殊要求，來(lái)確定合適的 PLC。 第三個(gè)原則 : 一般來(lái)講，廠家不同 PLC 的價(jià)格也不同。像有些廠家的 PLC 功能類(lèi)同，產(chǎn)品濱州學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 的性能相當(dāng)，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)也相當(dāng)，但 PLC 價(jià)格卻相差很大。這樣在運(yùn)用 PLC很多的情況下，這樣差價(jià)是必須考慮的要素，以此來(lái)選擇價(jià)格合理廠家的 PLC。 綜上考慮，本次畢 業(yè)設(shè)計(jì)選用 FX2N