【文章內容簡介】 自動門微波傳感器對物體的運動進行反應，靈敏度可調，性能穩(wěn)定。 山東科技大學畢業(yè)論文 12 自動門加密遙控器聚多功能為一體，對感應門進行加密，可以避免工程上出現(xiàn)的賴賬，呆賬，等現(xiàn)象從而有效保護經銷商的利益，同時可以實現(xiàn)遙控 開門、常開、上鎖、開鎖；具有連接卡片閱讀機、指紋、出門按扭、電鎖等外圍設備的功能。 安全光線 可以有效克服感應探頭感應不到的盲區(qū)，從而使感應門更安全。 自助銀行刷卡機整體一機設計， ABS 電鍍外殼堅固耐用方便安裝，可搭配任何銀行提款卡使用，無卡片容量限制，進口合金磁頭靈敏度高、超耐磨、高抗 (400)或低抗 (300)Oe 磁卡均可使用；適用于自助銀行。 自動門微波模塊、踢腳開光、 ID 卡密碼機、遙控收發(fā)模塊、電動車報警器、伸縮門電子顯示屏、摩托車報警器。 本課題研究的內容 綜合了自動門的實 用、簡潔、便捷、簡單、的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全和穩(wěn)定性的要求。 本設計將在以下幾個方面對自動門的控制系統(tǒng)進行研究和論證。 自動門類型的選擇 由于門體的重量及體積不同會對自動門驅動傳動系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種自動門又可以分為重型自動門和輕型自動門。 客流量的差異會對自動門的使用產生很大的影響，因此，自動門還可以分為一般自動門和頻繁使用 自動門。 綜合了自動門的實用，簡潔、便捷、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時山東科技大學畢業(yè)論文 13 間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。 自動門的硬件設計 為滿足日常的需要本課題設計的自動門要求有很高的穩(wěn)定性，故在本設計中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的 德國西門子公司生產的 CPU224小型 PLC。驅動裝置選用穩(wěn)定性較好、功率強大、自帶減速裝置的三相交流電機，在傳感器運用自動門專用的微波雷達傳 感器和在工業(yè)自動控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運用傳感器件感應到的開關量信號輸入給 PLC，再由來 PLC 實現(xiàn)對自動門的控制。本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設計過程中主要考慮了自動門的穩(wěn)定、經濟實用、方便、安全的需要。 自動門的軟件設計 在本設計中選用了目前運用最多的 PLC 程序設計語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設計出自動門的控制要求，并能更好的實現(xiàn)安全性和故障報警等問題，梯形圖的編寫運用西門子程序設計軟件，此軟件具有強大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短 了維修時間。 山東科技大學畢業(yè)論文 14 第 2 章 PLC 控制系統(tǒng) 可程序設計控制器（ Programmable Controller 簡稱 PLC）。 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術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、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)?？沙绦蛟O計控制器具有能力強、可靠性高、配置靈活、程序設計簡單等優(yōu)點，是當代工業(yè)生產自動化的主要手段和重要的自動化控制設備。由于 PLC 在自動化控制中的種種優(yōu)勢，因此被廣泛的引用于自動門系統(tǒng)中。 PLC 的簡介 由于 PLC 在不斷發(fā)展，因此，對它進行確切的定義是比較困難的。美國電氣制造商協(xié)會（ NEMA）經過四年的調查工作，于 1980 年正式將可編程控器命名為 PC（ Programmable Controller），但為了與個人計算機 PC（ Personal Computer）相區(qū)別，常將可程序設計控制器簡稱為 PLC，并給PLC 作了定義：可編程控器是一種帶有指令內存、數(shù)字的或模擬的輸入∕輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和運算等功能，用于控制器或產生過程的自動化控制裝置。 1982 年，國際電 工委員會（ International Electrical Committee，IEC）頒布了 PLC 標準草案第一稿， 1985 年提交了第二稿，并在 1987 年的3 稿中對 PLC 作了如下的定義：“ PLC 是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它采用可編程控器的內存，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入，控制各種類型的機械或生產過程?？沙绦蛟O計控制山東科技大學畢業(yè)論文 15 器及其有關的外圍設備，都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴展其功能的原則而設計?！? 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，是以微處理器為基礎，結合計算機技術、自動控制技術和通信技術，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”程序設計是一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。 PLC 的主要功能及特點 PLC 的主要功能 這是 PLC 應用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種控制要求。 （ A/D 和 D/A 控制） 在工業(yè)生產過程中，許多連續(xù)變化的需要進行控制 的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。過去， PLC 長于邏輯運算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)，目前大部分 PLC 產品都具備處理這類仿真量的功能，而且程序設計和使用方便。 /計數(shù)控制 PLC 具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時器與計數(shù)器。對于定時器，定時間隔可以由用戶加以設定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。 4．步進控制 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地完成步進控制功能。 動控制 在機械加工行業(yè)，可編程控器與計算機數(shù)控（ CNC）集成在一起，用以山東科技大學畢業(yè)論文 16 完成機床的運動控制。 大部分 PLC 都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進行算術運算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些 PLC 還可以進行浮點運算和函數(shù)運算。 PLC 具有通信聯(lián)網的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。 PLC 的特點 ，抗干擾能力強 ，功能完善，適用 性強 ，深受工程技術人員歡迎 、建造工作量小，維護方便，容易改造 ，重量輕，能耗低 PLC 的組成與基本結構 PLC 是微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物，從廣義上講， PLC也是一種計算機系統(tǒng)，只不過它比一般計算器具有更強的與工業(yè)過程相連接的輸入 /輸出接口，具有更適用于控制要求的程序設計語言，具有更適應于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此， PLC 是一種工業(yè)控制用的專用計算機，它的實際組成與一般微型計算機系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 PLC 的硬件系統(tǒng) PLC 的硬件系統(tǒng)由主機系統(tǒng)（如圖 ）、輸入 /輸出擴展環(huán)節(jié)及外部設備組成。 山東科技大學畢業(yè)論文 17 圖 21 PLC硬件主機系統(tǒng)圖 PLC 的工作原理 可程序設計控制器是一種專用的工業(yè)控制計算機，其工作原理與計算機控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。 PLC 是采用周期循環(huán)掃描的工作方式， CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務的循環(huán)序列稱為掃描。 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。一個掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個階段： 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，在當前的掃描周期內，用戶程序用到的輸入信號的狀態(tài)是否變化。即使此時外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，山東科技大學畢業(yè)論文 18 也只能在下一個掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對于這種采集輸入信號的批處理，雖然嚴格上說每個信號被采集的時間有先有后，但由于 PLC的掃描周期很短，這個差異對一般工程應用可忽略，所以可以認為這些采集到的輸入信息是同時的。 是 第二個集中批處理過程，在執(zhí)行用戶程序階段， CPU 對用戶程序按順序進行掃描。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下、從左到右的順序進行掃描，每掃描到一條指令，所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而 不是直接使用現(xiàn)場的立即輸入信號。對其他信息，則是從 PLC 的原件映射寄存器 中去讀取，在執(zhí)行用戶程序中，每一次運算的中間結果都立即寫入組件映像寄存器中，對輸出繼電器的掃描結果，也不是馬上去驅動外部負載，而是將其結果寫入到輸出映射寄存器中。在此階段，允許對數(shù)字量 I/O 指令和不設置數(shù)字濾波的模擬量 I/O 指令進行 處理，在掃描周期的各個部分，均可對中斷事件進行響應。 在這個階段，除了輸入映射寄存器外，各個組件映像寄存器的內容是隨著程序的執(zhí)行而變化的。 這是第三個集中批處理過程，當 CPU 對全部用戶程序掃描結束后，將組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，再由輸出鎖存器經輸出端子去驅動各輸出繼電器所帶的負載。 第 3 章 自動門控制系統(tǒng)總體方案設計 本章從自動門的功能需求、控制要求、系統(tǒng)組成、機械傳動等方面系統(tǒng)介紹了自動門控制系統(tǒng)方案設計應考慮的問題及解決辦法。 山東科技大學畢業(yè)論文 19 自動門的功能需求分 析 本設計面向商場入口的應用，需要有安全性和可靠性。 結構如圖 31 所示： 圖 31 自動門結構示意圖 根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設計的自動門應由以下功能： 開門和關門控制應具有手動和自動方式 為了便于維護，自動門應具有手動和自動方式。手動和自動轉換開關來控制，當轉換開關撥向手動位置時，門可以手動調節(jié)開或者關。當轉換開關撥向自動位置時，手動開門失效，由感應探測器檢測有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門口且門未關閉， PLC 動作輸出信號給變頻器來控制電機的正轉或者反轉來實現(xiàn)開門或者 關門。 山東科技大學畢業(yè)論文 20 防夾人功能 為了杜絕自動門的夾人事件，在門兩側安裝主動式紅外線防夾傳感器，一防止停留在門附近的人被門所夾住。 蜂鳴器提示功能 當自動門出現(xiàn)夾人意外狀況時， PLC 輸出信號給蜂鳴器，蜂鳴器響以提示管理人員的注意。 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制和動作執(zhí)行組件構成。采用自動和手動點動控制方式，此種控制模式為目前大多數(shù)自動門的控制方式。本設計所設計的自動門控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制中心來控制傳動機構從而控制門的開和關實現(xiàn)門的自動化控制。 自動門的控制要求 測器檢測開關 SBl或 SB2時，開門執(zhí)行機構 KMl、 KM2 動作，電動機正轉，當門到達開門減速開關 SB3 位置時，電機開始減速，門到達開門限位開關 SB4 位置時，電機停止運行。 8 秒后，自動進入關門過程，關門執(zhí)行機構KM KM4 被起動，電動機反轉，當門移動到關門減速開關 SB5 位置時，電機開始減速，門移動到關門限位開關 SB6 位置時，電機停止運行。 3. 在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過感應探測器檢測開關 SBl 或 SB2 時，門立即停止且停止 秒后，自動進入開門程序。 4. 在門打 開后的 8 秒等待時間內，若有人員由外至內或由內至外通過感應探測器檢測開關 SBl 或 SB2 時，必須重新開始等待 8 秒后，再自動進入關門過程，以保證人員安全通過。 ，感應探測器檢測開關 SBl 或 SB2 就會一直檢測到信號，定時器處于循環(huán)定時狀態(tài)。 山東科技大學畢業(yè)論文 21 自動門控制裝置由門外感應探測器檢測開關 SBl、門內感應探測器檢測開關 SB開門減速開關 SB開門到限位開關 SB關門減速開關 SB關門到限位開關 SB開門執(zhí)行機構 KMl/KM2(使直流電動機正轉 )、關門執(zhí)行機構 KM3/KM4(使直流電動機反轉 )