【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 器的內(nèi)存，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？沙绦蛟O(shè)計(jì)控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！鄙鲜龅亩x表明，PLC是一種能直接應(yīng)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(chǔ)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過(guò)程、面向用戶(hù)的“自然語(yǔ)言”程序設(shè)計(jì)是一種簡(jiǎn)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(diǎn) PLC的主要功能這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場(chǎng)合。它的主要功能是完成開(kāi)關(guān)邏輯運(yùn)算和進(jìn)行順序邏輯控制，從而可以實(shí)現(xiàn)各種控制要求。（A/D和D/A控制）在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，許多連續(xù)變化的需要進(jìn)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(guò)去，PLC長(zhǎng)于邏輯運(yùn)算控制，對(duì)于模擬量的控制主要靠?jī)x表或分布式控制系統(tǒng)，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類(lèi)仿真量的功能，而且程序設(shè)計(jì)和使用方便。PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)、計(jì)數(shù)功能，它可以為用戶(hù)提供數(shù)十甚至上百個(gè)定時(shí)器與計(jì)數(shù)器。對(duì)于定時(shí)器，定時(shí)間隔可以由用戶(hù)加以設(shè)定；對(duì)于計(jì)數(shù)器，如果需要對(duì)頻率較高的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，則可以選擇高速計(jì)數(shù)器。4．步進(jìn)控制PLC為用戶(hù)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(jìn)控制功能。在機(jī)械加工行業(yè)，可編程控器與計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機(jī)床的運(yùn)動(dòng)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(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些PLC還可以進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算和函數(shù)運(yùn)算。PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 PLC的特點(diǎn)，抗干擾能力強(qiáng) ，功能完善，適用性強(qiáng) ，深受工程技術(shù)人員歡迎 、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 ，重量輕，能耗低 PLC的組成與基本結(jié)構(gòu)PLC是微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，從廣義上講，PLC也是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，只不過(guò)它比一般計(jì)算器具有更強(qiáng)的與工業(yè)過(guò)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(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有更適應(yīng)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(zhuān)用計(jì)算機(jī)，它的實(shí)際組成與一般微型計(jì)算機(jī)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(jī)系統(tǒng)（）、輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)及外部設(shè)備組成。圖21 PLC硬件主機(jī)系統(tǒng)圖 PLC的工作原理可程序設(shè)計(jì)控制器是一種專(zhuān)用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其工作原理與計(jì)算機(jī)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(hù)程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱(chēng)為掃描。CPU對(duì)用戶(hù)程序的執(zhí)行過(guò)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(lái)完成。一個(gè)掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個(gè)階段：這是第一個(gè)集中批處理過(guò)程，PLC按順序逐個(gè)采集所有輸入端子上的信號(hào)，不論輸入端子上是否接線(xiàn)，CPU順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號(hào)寫(xiě)到輸入映像寄存器中，在當(dāng)前的掃描周期內(nèi)，用戶(hù)程序用到的輸入信號(hào)的狀態(tài)是否變化。即使此時(shí)外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只能在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對(duì)于這種采集輸入信號(hào)的批處理，雖然嚴(yán)格上說(shuō)每個(gè)信號(hào)被采集的時(shí)間有先有后，但由于PLC的掃描周期很短，這個(gè)差異對(duì)一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認(rèn)為這些采集到的輸入信息是同時(shí)的。是第二個(gè)集中批處理過(guò)程，在執(zhí)行用戶(hù)程序階段，CPU對(duì)用戶(hù)程序按順序進(jìn)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(jìn)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(chǎng)的立即輸入信號(hào)。對(duì)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(hù)程序中，每一次運(yùn)算的中間結(jié)果都立即寫(xiě)入組件映像寄存器中，對(duì)輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，而是將其結(jié)果寫(xiě)入到輸出映射寄存器中。在此階段，允許對(duì)數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進(jìn)行處理，在掃描周期的各個(gè)部分，均可對(duì)中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。在這個(gè)階段，除了輸入映射寄存器外，各個(gè)組件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而變化的。這是第三個(gè)集中批處理過(guò)程，當(dāng)CPU對(duì)全部用戶(hù)程序掃描結(jié)束后，將組件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時(shí)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(dòng)各輸出繼電器所帶的負(fù)載。第3章 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本章從自動(dòng)門(mén)的功能需求、控制要求、系統(tǒng)組成、機(jī)械傳動(dòng)等方面系統(tǒng)介紹了自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問(wèn)題及解決辦法。本設(shè)計(jì)面向商場(chǎng)入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。結(jié)構(gòu)如圖31所示：圖31 自動(dòng)門(mén)結(jié)構(gòu)示意圖根據(jù)商場(chǎng)中對(duì)自動(dòng)門(mén)的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)應(yīng)由以下功能： 開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)控制應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式為了便于維護(hù)，自動(dòng)門(mén)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。手動(dòng)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)控制，當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向手動(dòng)位置時(shí)，門(mén)可以手動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí)，手動(dòng)開(kāi)門(mén)失效，由感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)有人接近門(mén)口且門(mén)未打開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門(mén)口且門(mén)未關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號(hào)給變頻器來(lái)控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén)。 防夾人功能為了杜絕自動(dòng)門(mén)的夾人事件，在門(mén)兩側(cè)安裝主動(dòng)式紅外線(xiàn)防夾傳感器，一防止停留在門(mén)附近的人被門(mén)所夾住。 蜂鳴器提示功能當(dāng)自動(dòng)門(mén)出現(xiàn)夾人意外狀況時(shí)，PLC輸出信號(hào)給蜂鳴器，蜂鳴器響以提示管理人員的注意。自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)包含PLC控制和動(dòng)作執(zhí)行組件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)點(diǎn)動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多數(shù)自動(dòng)門(mén)的控制方式。本設(shè)計(jì)所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)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(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化控制。，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KMl、KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB3位置時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速，門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SB4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KMKM4被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB5位置時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速，門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SB6位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。3. 在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。4. 在門(mén)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)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。，感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2就會(huì)一直檢測(cè)到信號(hào)，定時(shí)器處于循環(huán)定時(shí)狀態(tài)。自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)外感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl、門(mén)內(nèi)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SB開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB開(kāi)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)SB關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)SB開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KMl/KM2(使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn))、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3/KM4(使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn))等部件組成?？紤]到自動(dòng)控制門(mén)在出現(xiàn)故障時(shí)的維修方便，所以增加了手動(dòng)開(kāi)門(mén)K手動(dòng)關(guān)門(mén)K2.自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)包含PLC控制和動(dòng)作執(zhí)行組件構(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(mén)的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)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(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化控制。1. 主控器是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的指揮中心，它通過(guò)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(lèi)系統(tǒng)工作；同時(shí)工作人員可通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門(mén)扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。2. 感應(yīng)探測(cè)器負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，當(dāng)有移動(dòng)物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控器一個(gè)脈沖信號(hào)。3. 動(dòng)力馬達(dá)可提供開(kāi)關(guān)門(mén)的主動(dòng)力。4. 自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇行進(jìn)軌道用于約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。5. 門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。6. 同步皮帶(有的廠家使用三角皮帶)用于傳輸馬達(dá)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)。7. 下部導(dǎo)向系統(tǒng)是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門(mén)扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后擺動(dòng)。在本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)針對(duì)人流較多的商場(chǎng)，應(yīng)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門(mén)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面： ，軌道，門(mén)機(jī)，皮帶，吊掛件等。 ，使得安裝很簡(jiǎn)單。 ：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)。 ：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(mén)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(xiàn)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。第4章 自動(dòng)門(mén)硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC控制變頻器來(lái)調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。采用變頻器電路，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制方便，可靠性高，交流電機(jī)具有效率高、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比具有效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、易于冷卻和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，并且系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速橫功率運(yùn)轉(zhuǎn)等特性。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)控制的成本得以降低，為交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在自動(dòng)門(mén)中的大量運(yùn)用提供了條件?？刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖41所示： 圖41控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 驅(qū)動(dòng)裝置的選擇自動(dòng)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門(mén)能否良好工作的保障，本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用變頻器來(lái)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，以達(dá)到驅(qū)動(dòng)自動(dòng)門(mén)的目的。這種方法具有穩(wěn)定性好，維修方便，連接簡(jiǎn)單，成本較低，是在目前的自動(dòng)門(mén)行業(yè)的主流控