【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 技術(shù)相對(duì)成熟，并獲得了驚人的成就。自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門技術(shù)的重要組成部分，在現(xiàn)代人們生活中，自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵。同時(shí)可以使入口顯得莊重、高檔。因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)門、智能門控的主要產(chǎn)品品牌均來(lái)自于：美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、日本等 煙臺(tái)南山學(xué)院電氣控制與 PLC課程設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 國(guó)家和地區(qū)的著名電器制造商制造。比如國(guó)外的品牌有：日本扶桑，中美合資奧都馬，美國(guó)德羅思等。 在國(guó)內(nèi)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。自動(dòng)門在人們生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛，自動(dòng)自動(dòng)門適用于賓館、酒店、銀行、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、商店等。但在國(guó)內(nèi)，自動(dòng)門自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段。在自動(dòng)自動(dòng)門控制系統(tǒng)中：穩(wěn)定、節(jié)能 、環(huán)保、安全及人性化石需要首先考慮的因素。 自動(dòng)門的控制方式有許多種，比如從控制器的不同上來(lái)分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，就是通過(guò)按鈕和復(fù)雜的連線安裝來(lái)控制；另一種就是智能控制器控制，就是通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代化的自動(dòng)化設(shè)備來(lái)控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)。因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。由于繼電器邏輯控制的自控自動(dòng)門系統(tǒng)存在很多的缺陷而慢慢的被智能化的控制器所取代。 在智能控制器的選擇上，自動(dòng)門的主控器有微電腦控制器控制和可編程控制器（ PLC）控制兩種。微電腦控制的優(yōu)點(diǎn)是體積小，安裝方便等。而 PLC 控制器的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性高， 維護(hù)方便等。 煙臺(tái)南山學(xué)院電氣控制與 PLC課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 第 2 章 總體方案設(shè)計(jì) 自動(dòng)門的控制要求 （ 1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) K1 或 K2 時(shí)，開(kāi)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1 動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān) K3 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 （ 2）自動(dòng)門在開(kāi)門位置停留 8 秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān) K4 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān) K2 或 K1 時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。 在門打開(kāi)后的 8 秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由 內(nèi)至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2 或 K1 時(shí)，必須重新開(kāi)始等待 8 秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。 自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制和動(dòng)作執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)電動(dòng)控制方式，此種控制方式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。 自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖： 圖 煙臺(tái)南山學(xué)院電氣控制與 PLC課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測(cè)到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給 PLC,PLC 根據(jù)已經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出控制信號(hào)，是驅(qū) 動(dòng)裝置運(yùn)行，通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門的運(yùn)行。 自動(dòng)門的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 在本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門針對(duì)人流較多的商場(chǎng)，應(yīng)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面： （ 1）自動(dòng)門的傳動(dòng)主要包括安裝版，軌道，門機(jī)，皮帶，吊掛件等。 （ 2）所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)單。 （ 3）電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用 64V 直流電動(dòng)機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。 （ 4）導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺得問(wèn)題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對(duì)導(dǎo)軌及 滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方便的特點(diǎn)。 （ 5）滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。 （ 6）皮帶：采用齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設(shè)計(jì)，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動(dòng)齒輪的吻合度，從而提高了使用壽命。 煙臺(tái)南山學(xué)院電氣控制與 PLC課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 第 3 章 硬件設(shè)計(jì) PLC 的選擇 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定 所需要的操作和動(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)。 （ 1）輸入輸出（ I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O 點(diǎn)數(shù)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。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點(diǎn)對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法故本課題的 I/O 點(diǎn)數(shù)為輸入 12 點(diǎn)，輸出 12 點(diǎn)。 (2)存儲(chǔ)器容量的選擇 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能 提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器的容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)，能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)代替，存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的形式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點(diǎn)數(shù)的 10 到 15 倍，加上模擬 I/O 點(diǎn)數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個(gè)字），另外再按次數(shù)的 25%考慮余量。 因此本課題的 PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)索要儲(chǔ)存的程序，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的空間。 (3)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。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能 煙臺(tái)南山學(xué)院電氣控制與 PLC課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 的選擇。 ① 控制功能 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的控制功能，提高PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。 ② 編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器共用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。 編程方式： CPU 和編程器有各自的 CPU，主機(jī) CPU 負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。 五種標(biāo)準(zhǔn)化變成語(yǔ)言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)言表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（ IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言變成方式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 ③ 診斷功能 PLC 的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì) PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟鍵對(duì) PLC 的 CPU 玉 外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進(jìn)行診斷是外診斷。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 (4)機(jī)型的選擇 ① PLC 的類型 PLC 按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型