【文章內容簡介】 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、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入，控制各種類型的機械或生產過程。可程序設計控制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?！鄙鲜龅亩x表明，PLC是一種能直接應用于工業(yè)環(huán)境的數字電子裝置，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。PLC具有很強的定時、計數功能，它可以為用戶提供數十甚至上百個定時器與計數器。對于定時器，定時間隔可以由用戶加以設定；對于計數器，如果需要對頻率較高的信號進行計數，則可以選擇高速計數器。4．步進控制PLC為用戶提供了一定數量的位移寄存器，用位移寄存器可方便地完成步進控制功能。在機械加工行業(yè)，可編程控器與計算機數控（CNC）集成在一起，用以完成機床的運動控制。大部分PLC都具有不同程度的數據處理能力，它不僅能進行算術運算、數據傳送，而且還能進行數據比較、數據轉換、數據顯示打印等操作，有些PLC還可以進行浮點運算和函數運算。PLC具有通信聯網的功能，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)（）、輸入/輸出擴展環(huán)節(jié)及外部設備組成。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，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，允許對數字量I/O指令和不設置數字濾波的模擬量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。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開門或者關門。 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門的自動化控制。，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。，自動進入關門過程，關門執(zhí)行機構KMKM4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，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)。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)等部件組成。考慮到自動控制門在出現故障時的維修方便，所以增加了手動開門K手動關門K2.自動門控制系統(tǒng)包含PLC控制和動作執(zhí)行組件構成。采用自動和手動電動控制方式，此種控制方式為目前大多自動門的控制方式。本課題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門的自動化控制。1. 主控器是自動感應門的指揮中心，它通過內部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應指令，指揮馬達或電鎖類系統(tǒng)工作；同時工作人員可通過主控器調節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數。2. 感應探測器負責采集外部信號，當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. 動力馬達可提供開關門的主動力。4. 自動感應門扇行進軌道用于約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進。5. 門扇吊具走輪系統(tǒng)用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。6. 同步皮帶(有的廠家使用三角皮帶)用于傳輸馬達動力，牽引自動感應門扇吊具走輪系統(tǒng)。7. 下部導向系統(tǒng)是自動感應門門扇下部的導向與定位裝置，防止門扇在運行時出現前后擺動。在本課題設計的自動門針對人流較多的商場，應對周圍環(huán)境進行綜合考慮，所以在本課題的自動門機械傳動設計中考慮了以下幾個方面： ，軌道，門機，皮帶，吊掛件等。 ，使得安裝很簡單。 ：驅動電機采用64V直流電動機，功率大，可調性強。 ：水平雙導軌結構，形式正懸掛，解決了側擺得問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側密封毛刷，形成密封式導軌，避免積塵對導軌及滑輪的磨損，實現了維護方便的特點。 5滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強度高，耐磨性好，同時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計，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動齒輪的吻合度，從而提高了使用壽命。第4章 自動門硬件系統(tǒng)的設計 控制系統(tǒng)結構設計本設計運用PLC控制變頻器來調節(jié)交流電機運轉來實現自動門運轉的控制方式。采用變頻器電路，結構簡單，控制方便，可靠性高，交流電機具有效率高、維護成本低的特點。交流電機驅動系統(tǒng)與直流電機驅動系統(tǒng)相比具有效率高、結構簡單、維護方便、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點，并且系統(tǒng)調速范圍寬，而且能實現低速恒轉矩、高速橫功率運轉等特性。隨著變頻技術的發(fā)展，交流電機控制的成本得以降低，為交流驅動系統(tǒng)在自動門中的大量運用提供了條件?？刂葡到y(tǒng)結構圖如圖41所示： 圖41控制系統(tǒng)結構圖 驅動裝置的選擇自動門的驅動器是自動門能否良好工作的保障，本設計中是運用變頻器來自動調節(jié)電機的速度，以達到驅動自動門的目的。這種方法具有穩(wěn)定性好，維修方便，連接簡單，成本較低，是在目前的自動門行業(yè)的主流控