【文章內(nèi)容簡介】 部分，均可對中斷事件進行響應(yīng)。在這個階段，除了輸入映像寄存器外，各個元件映像寄存器的內(nèi)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(dāng)CPU對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)動各輸出繼電器所帶的負(fù)載。 本章小結(jié)本章主要介紹了PLC的基本概念、PLC的主要功能及特點、PLC的組成與基本結(jié)構(gòu)、PLC的工作原理四個方面的內(nèi)容。通過對PLC的了解，掌握其基本功能，將其運用到自動門控制系統(tǒng)中去。 第三章 自動門的執(zhí)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計本章主要是在上一張的基礎(chǔ)上對自動門的執(zhí)行機構(gòu)進行設(shè)計，執(zhí)行機構(gòu)主要分為有穩(wěn)壓電源設(shè)計、直流無刷電機的應(yīng)用這兩大部分，同時能夠通過這個設(shè)計對穩(wěn)壓電源的設(shè)計及無刷直流電動機有更深的了解。 穩(wěn)壓電源設(shè)計隨著自動門的不斷發(fā)展，被越來越多的應(yīng)用于各建筑物，廣泛的應(yīng)用也使其安全變的越來越重要。對電源的影響因素是多方面的，其中主要干擾，來自噪聲的影響。因此，為了提高自動門的運行穩(wěn)定性，穩(wěn)定的電壓和較小的波紋是重點考慮的問題。因此我們需要設(shè)計穩(wěn)壓電源并根據(jù)無刷直流電機供電要求選擇合理的電路參數(shù)，同時需要合理設(shè)計交流濾波器以減少電磁干擾。由于自動門工作時間長、安全性要求高，因此從電網(wǎng)電源開始，就應(yīng)用了過流、過熱保護以盡量避免意外發(fā)生。保護電路有多種形式，下面是一種保護電路的框圖（圖31）。圖31 保護電路框圖過壓保護采用壓敏電阻和瞬變電壓抑制器，以防止雷擊等意外事故產(chǎn)生的瞬間高壓。交流EMI濾波器主要是用來抑制共模、共差干擾。 無刷直流電機的應(yīng)用目前自動門中的動力部分主要有無刷直流電機、交流變頻電機及步進電機的使用。今以無刷直流電機為例來介紹自動門系統(tǒng)中執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計。無刷直流電機需要控制器來進行控制，MC33035無刷直流電機控制器采用雙極性模擬工藝制造，可在任何惡劣的工業(yè)環(huán)境條件下保證高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。該控制器內(nèi)含可用于正確整流時序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對傳感器的溫度進行補償?shù)膮⒖茧娖?，同時它還具有一個頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個誤差信號放大器、一個脈沖調(diào)制器比較器、三個集電極開路頂端驅(qū)動輸出和三個非常適用于驅(qū)動功率場效應(yīng)管（MOSFET）的大電流圖騰柱式底部輸出器。此外，MC33035還有欠鎖定功能，同時帶有可選時間延遲鎖存關(guān)斷模式的逐周限流特性以及內(nèi)部運行使能等。自動門控制要求。物體靠近門時傳感器獲得信號傳給控制器，控制器根據(jù)當(dāng)前所在位置決定門的動作。有三種情況：①門處于關(guān)閉狀態(tài)，控制器應(yīng)驅(qū)動執(zhí)行電機以最佳速度曲線打開門。②門處于半開狀態(tài)，控制器應(yīng)根據(jù)門當(dāng)前所在位置，以適當(dāng)?shù)乃俣闰?qū)動執(zhí)行電機開門。③門處于開啟狀態(tài)，控制器使門保持開啟狀態(tài)。無物體靠近門時：如果門處于開啟狀態(tài)，延時適當(dāng)?shù)臅r間后以最佳速度曲線關(guān)閉門：如果門處于關(guān)閉狀態(tài)，維持相應(yīng)的開、關(guān)門速度曲線如圖一所示。關(guān)門時：OA段為加速段，AB段為穩(wěn)速運行段，BC段為減速停止（門關(guān)到位）段。開門時：CB段為加速段，BA段為穩(wěn)速運行段，OA段為減速停止（門開到位）段。根據(jù)自動門控制要求，系統(tǒng)原理框圖如下圖（圖35 ）所示。開門門磁：檢測門的最大開啟位置，門開后驅(qū)動電機停止工作，并防止開門過量而損壞系統(tǒng)部件。閉門門磁：檢測門的關(guān)閉位置，門關(guān)后驅(qū)動電機停止工作。驅(qū)動器：擴大驅(qū)動功率以驅(qū)動150w的無刷直流電機。工作指示燈：（a）有電源指示燈；（b）正常、故障指示燈。超過預(yù)期時間門不到位即是故障狀態(tài)。圖35 系統(tǒng)原理框圖 本章小結(jié)本章主要是對自動門控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)進行設(shè)計。主要設(shè)計的分為穩(wěn)壓電源和無刷直流電機的應(yīng)用兩大部分。通過這個設(shè)計能更多的了解穩(wěn)壓電路特點結(jié)構(gòu)等方面，也對無刷直流電機有了很多認(rèn)識，最重要的是能夠掌握其在自動門控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。第四章 自動門的硬件設(shè)計自動門的硬件根據(jù)不同的類型各有不同，此以平移型感應(yīng)門為例子介紹它的硬件，主要有：自動感應(yīng)門主控制器，自動感應(yīng)探測器，自動感應(yīng)門動力馬達(dá)，自動感應(yīng)門門扇行進軌道，門扇吊具走輪系統(tǒng)，同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶），自動感應(yīng)門下部導(dǎo)向系統(tǒng)：大體分為6部分如下圖41。圖41 硬件組成框圖 自動感應(yīng)門的基本工作原理首先，平移式自動感應(yīng)門由以下部件組成：（1）主控器：它是自動感應(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；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。（2）感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人的眼睛，當(dāng)有移動物體進入它的 工作范圍時，它就給主控器一個脈沖信號。（3）無刷直流電動機：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門的速度。（4）自動感應(yīng)門扇行進軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定的方向行進。（5）門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力的牽引下帶動門扇運行。（6）同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。（7）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)門體擺動。自動感應(yīng)門門扇完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)，同時監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時候加力和進入慢行運行。馬達(dá)得到一定運行電流后做出正向運行，將動力傳給同步皮帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門門扇開啟；自動感應(yīng)門門扇開啟后由控制器做出判斷，若需關(guān)閉自動感應(yīng)門，通知馬達(dá)做相反運動，關(guān)閉自動感應(yīng)門。 限位開關(guān)的工作原理行程開關(guān)又稱為限位開關(guān)，用于控制機械設(shè)備的行程及保護。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝有生產(chǎn)的機械部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。 光電開關(guān)的工作原理它是光電接近開關(guān)的簡稱，是利用被測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通所要接通的電路，從而檢測物體的有無。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)化為光信號射出，接受器再根據(jù)接受到的光線強弱或有無目標(biāo)物體進行探測。 無刷直流電動機的工作原理是將交流電源整流后變成直流，再由逆變器轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流電，但是，注意此處逆變是工作在直流斬波方式。它是由同步電動機和驅(qū)動器組成，是典型的機電一體化產(chǎn)品。同步電動機的定子繞組多做成對成星型接法，同三相異步電動機十分相似。而轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機轉(zhuǎn)子的極性，在電動機內(nèi)裝有位置傳感器。由于無刷直流電動機的勵磁來源于永磁體，所以不像異步電動機那樣需要從電網(wǎng)吸取勵磁電流；由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通，其轉(zhuǎn)子上既無銅損耗又無鐵損耗，所以效率比同容量異步電動機高10％左右，一般來說，無刷直流電動機的力能指針（ηcosα）比同容量異步電動機高12％20％。因此，它采用的是方波自控永磁式同步機，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料；產(chǎn)品性能超越傳統(tǒng)直流電機的所有優(yōu)點，同時又解決了直流電機碳刷滑環(huán)的缺點，數(shù)字式控制，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機。 PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先要確定控制方案，下一步的工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)該詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍，確定所要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（I/O）點數(shù)的估算I/O點數(shù)的