【文章內(nèi)容簡介】 。1968年，美國通用汽車公司（GM）根據(jù)市場形勢與生產(chǎn)發(fā)展的需要，為了完成“多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號”的戰(zhàn)略，提出了研制新型邏輯順序控制裝置來取代繼電器控制裝置。第2年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）就研制出了第一臺PLC，將其應(yīng)用于美國通用汽車自動裝配生產(chǎn)線上，并取得了極大的成功。此后隨著計算機技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的不斷進步，PLC也迅速發(fā)展起來。PLC初創(chuàng)階段的代表產(chǎn)品有MODICON公司的08AB公司的PDQIl、DEC的PDP．14和日立公司的SCY．022等。該時期PLC產(chǎn)品的主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、邏輯運算、定時和計數(shù)等。它的CPU由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，在I／O接口電路上做了改進以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求，它的控制功能比較簡單。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式—梯形圖。20世紀20年代起，人們把各種繼電器，定時器，接觸器及觸電按一定的邏輯關(guān)系連接起來，組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電器接觸控制系統(tǒng)，由于它結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，價格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣。在工業(yè)領(lǐng)域控制中一直占主導(dǎo)地位。但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難以實現(xiàn)交復(fù)雜的的控制，特別是由于它是靠硬件連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng)接線復(fù)雜，當生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。20世紀60年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對整個開展系統(tǒng)從新配置。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)市場競爭要求，1968年美國通用汽車公司公開向社會招標，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是。（1）編程方便，可現(xiàn)場修改程序 （2）維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)（3）可靠性高于繼電器控制裝置（4）體積小于繼電器控制盤（5）數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機（6）成本可與繼電器控制盤競爭（7）輸入可以是交流150V以上（8）輸出為交流115V，容量要求在2A以上，可直接驅(qū)動接觸器，電磁閥等（9）擴展時原裝系統(tǒng)改變最?。?0）用戶存儲器至少能擴展到4KB十項指針的核心要求是采用軟布線（編程）方程代替繼電器控制的硬接線方式，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。 PLC控制系統(tǒng)簡介可編程控制器，英文Programmable Controller,簡稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機。它以微處理器為核心，集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運行儲存在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)?？梢哉f，凡普通小型計算機能實現(xiàn)的功能，PLC幾乎都可以做到。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件?，F(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計，由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。 PLC的基本結(jié)構(gòu)及原理目前PLC種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都個不相同但都一微處理器為核心用微工業(yè)控制的專用計算機，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大至相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機相似，主要包括中央處理單元CPU存儲器RAM和ROM，輸入輸出接口電路、電源、I/O擴展接口、外部識別接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。PLC控制系統(tǒng)由輸入量—PLC—輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為PLC的輸入量，他們經(jīng)PLC外部輸入端子，作為PLC的輸出量對外圍設(shè)備進行各種控制。由此可見，PLC的基本結(jié)構(gòu)有控制部分輸入和輸出組成。 PLC的特點PLC作為一種專用于工業(yè)環(huán)境的、具有特殊結(jié)構(gòu)的計算機，有其顯著的特點。具體特點如下: （1）可靠性高，抗干擾能力強 （2）硬件配套齊全，功能完善，適用性強（3）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎（4）安裝方便，擴展靈活（5）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造（6）體積小，重量輕，能耗低 PLC的選型原則當某一個任務(wù)決定由PLC來完成后，選擇PLC就成為最重要的事情。再PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，一方面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，確定需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求估計輸入輸出點數(shù)，確定PLC的功能外部設(shè)備等內(nèi)存有多大。第一個問題，首先要對控制任務(wù)進行詳細的分析，把所有的I/O點找出來，包括開關(guān)量I/O和模擬量I/O，以及輸出量是用繼電器還是晶體管或可控硅型。控制系統(tǒng)輸出點的類型非常關(guān)鍵，如果他們之中既有交流220V的接觸器,電磁閥，又有24V指示燈，則最后選用的PLC的輸出點數(shù)有可能大于實際點數(shù)。因為PLC的實際點數(shù)，因為PLC的輸出點一般是幾個一組公用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。所以一旦他們是交流220V的負載使用。則直流24V的負載智能使用其他的輸出端了。這樣有可能造成輸出點浪費，增加成本。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載。第二個問題，則有以下幾個方面要考慮（1）功能方面所有PLC一般都具有常，規(guī)的功能，但對某些特殊要求，就要知道所發(fā)用的PLC是否有能力控制任務(wù)。如PLC的計算速度。用戶程序容量等有特殊要求。該選擇包括運算功能，控制功能，通信功能，編輯功能，診斷功能和處理速度等性能的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的要求主要有一下幾種功能的選擇： （2）價格方面不同廠家的PLC產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似，質(zhì)量相當，I/O點數(shù)相當，PLC價格卻相差很大在使用PLC較多情況下，這樣的差價是必須考慮的因素。綜合以上因素，本課題的設(shè)計采用智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC來實現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制。第三章 自動門控制系統(tǒng)的整體方案 設(shè)計流程。根據(jù)自動門控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。