【文章內(nèi)容簡介】 和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示 PLC 輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，既直觀又易懂。 梯形圖中常用 、 圖形符號分別表示 PLC 編程元件的常開和常閉觸點(diǎn)；用 表示他們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號以及標(biāo)注的字母或數(shù)字加以區(qū)別。 下圖是梯形圖的常用例子，動作間的互鎖控制，這段 梯形圖的思想在本 設(shè)計中多次使用。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 6 圖 12 互鎖控制 啟動常閉觸電 X X2 哪一個先有效，對應(yīng)的輸出 Y Y2 將先動作，而且其中一個動作了，另一個就不會動作，也就是說 Y Y2 不會同時動作（互鎖作用）。即使X X2 同時有效，由于梯形圖程序是自上而下掃描的， Y Y2 也不可能同時動作。 這里有幾點(diǎn)要說明的： （ 1）如前所述，梯形圖中的繼電器不是物理繼電器，而是 PLC 存儲器的一個存儲單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為 1 時，則表示相 應(yīng) 繼電器的線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉合，常閉觸點(diǎn)斷開。 （ 2）梯形圖按從左到右、自上 而下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點(diǎn)的串、并聯(lián)，最后通過線圈與右母線相連。 （ 3）梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左向右，其兩端沒有電源。 （ 4） 輸入繼電器用于接收外部輸入信號，它不能由 PLC 內(nèi)部其他繼電器的觸點(diǎn)來驅(qū)動。因此梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點(diǎn)，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器用于將程序執(zhí)行的結(jié)果輸出給外部設(shè)備。當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈接通時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而是要再輸出刷新階段通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管菜能實(shí)現(xiàn)。 當(dāng)設(shè)計好梯形圖還 要對其進(jìn)行必要的化簡，需要遵循以下幾個原則： （ 1）“左沉右輕” （ 2）左母線“上沉下輕” （ 3）右 母線“上輕下沉” （ 4）避免“訊號回流” 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 7 臺達(dá) SV 系列 PLC簡介 由于實(shí)驗(yàn)室提供的是臺達(dá) DVP28SV11R 的 PLC 控制器，所以下面對其 優(yōu)點(diǎn)和 基本構(gòu)成進(jìn)行簡單介紹。 臺達(dá) SV 系列外形輕巧，采用了 CPU+ASIC 雙處理器，支持浮點(diǎn)運(yùn)算，指令最快執(zhí)行速度可達(dá) s，完全可以滿足自動門對 PLC 控制器的要求。 DVP28SV11R 的演算控制方式為內(nèi)存程序，往返式來回掃描方式。輸 入輸出控制方式 為結(jié)束再生方式 (當(dāng)執(zhí)行至 END 指令 ) 。演算處理速度為基本指令最小 μ s。程序語言可以使用指令、階梯圖。指令種類有基本順序指令 32 個和應(yīng)用指令193 種。 臺達(dá) PLC 以高速、穩(wěn)健、高可靠度而著稱，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動化機(jī)械。 臺達(dá) PLC 除了具有快速執(zhí)行程序運(yùn)算、豐富指令集、多元擴(kuò)展功能卡及高性價比 等特色外，并且支持多種通訊協(xié)議，使工業(yè)自動控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體。 為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較， 臺達(dá) PLC 機(jī)有以下特點(diǎn)： （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) （ 2） 通用性強(qiáng)，控制 程序可變，使用方便 （ 3） 功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣 （ 4） 編程簡單，容易掌握 （ 5） 減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 8 第二 章 自動門控制方案的設(shè)計 自動門的控制要求 （ 1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或有人由外到內(nèi)通過時，感應(yīng)探測器檢測到信號，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位位置時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。 （ 2）自動門在最大開門位置停留 8 秒后，自動進(jìn)入關(guān)門程序，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)被啟動，當(dāng)門移動到關(guān)門限位位置時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。 （ 3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到位通過時，感應(yīng)探測器 檢測到信號，應(yīng)當(dāng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序，以保證人員安全通過。 為了改進(jìn)控制功能，增加以下三個輔助功能： （ 1）自動控制和手動控制：為了便于維護(hù)和運(yùn)送貨物 ，設(shè)計自動門具有自動控制和手動控制兩種功能，切換到手動控制時，自動控制失效，可以手動開門和手動關(guān)門。 （ 2） 指示燈的提示功能：當(dāng)自動門開啟和關(guān)閉時， PLC 輸出信號，指示燈閃爍以提示來往行人注意。 （ 3）安全輔助裝置：為了 杜絕自動門的夾人事件，可以選擇安裝防夾人紅外感應(yīng)器。 控制方案的設(shè)計 如下圖 21 自動門的運(yùn)行示意圖中所示，在自動門的 的運(yùn)行過程中設(shè)置四個行程開關(guān)，將自動門控制過程分為四個環(huán)節(jié)，即開門高速區(qū)、開門低速區(qū)、關(guān)門高速區(qū)和關(guān)門低速區(qū)。 為了滿足設(shè)計要求，需要設(shè)計手動開關(guān)自動門、自動開關(guān)自動門和指示燈閃爍的功能。 手動動作 手動和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切到手動檔，按下手動開門鍵，電機(jī)啟動開門動作，在開門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到開門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。按下手動關(guān)門鍵，電機(jī)啟動關(guān)門動作，在關(guān)門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到關(guān)門髙低速轉(zhuǎn)換開關(guān) 進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 9 自動動作 手動和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切到自動檔，內(nèi)外感應(yīng)探測器開始工作，當(dāng)檢測到離自動門設(shè)定范圍內(nèi)有人時，感應(yīng)探測器輸入 PLC 脈沖信號，電機(jī)啟動開門動作，在開門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。 電機(jī)停轉(zhuǎn)后啟動定時 8 秒，定時時間到電機(jī)啟動關(guān)門動作 ,在關(guān)門高速區(qū)高速運(yùn)行，碰到關(guān)門高速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運(yùn)行， 當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。 若關(guān)門動作執(zhí)行在開門低速區(qū)，內(nèi)外感應(yīng)探 測器或防夾人傳感器檢測到信號，停止關(guān)門動作，延時 秒，啟動低速開門動作低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時電動機(jī)停轉(zhuǎn)。 若關(guān)門動作執(zhí)行在開門高速區(qū)，內(nèi)外感應(yīng)探測器或防夾人傳感器檢測到信號，停止關(guān)門動作，延時 秒，啟動高速開門動作高速運(yùn)行，碰到開門高速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運(yùn)行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。 指示燈指示 在電機(jī)執(zhí)行開門動作過程中開門指示燈閃爍，在電機(jī)執(zhí)行關(guān)門動作過程中關(guān)門指示燈閃爍。 開門方 向 開門低速區(qū) 開門高速區(qū) 關(guān)門高速區(qū) 關(guān)門低速區(qū) 關(guān)門方向 圖 21 自動門運(yùn)行示意圖 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 10 第三 章 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 主要控制元件 如下圖 31 自動門控制系統(tǒng)組成圖中所示，自動門主要 由以下部件組成 ： （ 1）主控制器： 即 PLC。 它是自動門的指揮中心，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，指揮電機(jī)系統(tǒng)工作。 （ 2）感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)接收處理外部信號，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它的探測范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號。 （ 3）驅(qū)動裝置 ：提供開門與關(guān)門門扇移動的主動力。 （ 4）行程開關(guān)：檢測門扇的移動位置，提供給主控制器脈沖信號控制動力電機(jī)在指定位置停轉(zhuǎn)。 （ 5） 傳動裝置：由驅(qū)動裝置帶動自動門扇運(yùn)動。 圖 31 自動門 控制 系統(tǒng)組成圖 PLC 的選型 本課題的設(shè)計采用臺達(dá) DVP28SV11R 可編程控制器。 SV 為 28 點(diǎn) (16 輸入點(diǎn)和 12輸出點(diǎn) )PLC 主機(jī)，提供豐富的指令集，并具有 16K Steps 的程序內(nèi)存，可連接SS/SA/SX/SC/SV 全系列擴(kuò)充機(jī)，包含數(shù)字輸入 /輸出（最大輸入 /輸出擴(kuò)充點(diǎn)數(shù)可達(dá)512 點(diǎn)）、模擬模塊（ A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換及溫度單元）及新型高速擴(kuò)充機(jī)等各類機(jī)型。四組高速（ 200KHz）脈沖輸出、新增兩軸插補(bǔ)指令，可滿足各種應(yīng)用場合，并且體積小，安裝容易。 PLC 自動門 感應(yīng)探測器 傳動裝置 驅(qū)動裝置 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 11 圖 32 實(shí)驗(yàn)室使用 DVP28SV11R 感應(yīng)探測器的選型 由于本課題設(shè)計的自動門適用于人流較多的商場等場合，我們選用紅外感應(yīng)器的一種熱 釋電紅外傳感器作為自動門檢測有人進(jìn)入或走出的感應(yīng)探測器。 圖 33 DIYME003人體紅外感應(yīng)器 主要 技術(shù)參數(shù)： （ 1） 工作電壓： DC 至 20V （ 2） 電平輸出：高 ，低 0V （ 3） 觸發(fā)方式： L 不可重復(fù)， H 可重復(fù)，默認(rèn)值為 H （ 4） 感應(yīng)范圍：小于 120 度錐角， 7 米以內(nèi)