【正文】 MAX6509/6510 是其典型代表 ，所以在此 我們選擇 LM56。LM56 是 NS 公司生產(chǎn)的高精度低壓溫度開(kāi)關(guān)，內(nèi)置 參考電壓 輸出端 ，最大只能帶 50μA 的負(fù)載。電源電壓從 ~10V，工作電流最大 230μA ，內(nèi)置傳感器的靈敏度為 ℃ ，傳感器輸出電壓為 ℃ T+395mV 。其它傳感器（一氧化碳觸感器、粉塵觸感器）也可以選用類似的邏輯輸出式觸感器或者把電路設(shè)計(jì)成邏輯輸出型，方便主機(jī)的處理 。 電機(jī)的選擇 根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作環(huán)境選擇不一樣型式的電動(dòng)機(jī) .。根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電動(dòng)機(jī) .如果容量選擇過(guò)小 ,就會(huì) 發(fā)生長(zhǎng)期過(guò)載現(xiàn)象 ,影響電動(dòng)機(jī)壽命甚至燒毀。如果容量選擇過(guò)大 ,電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率不能充分利用 ,功率因數(shù)也不高 .因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率是隨著負(fù)載變化的 . 由于倉(cāng)庫(kù)大門一般較厚重，所以所采用的電機(jī)應(yīng)該具有較大的啟動(dòng)性能，因此直流電機(jī)是個(gè)不錯(cuò)的選擇，但是考慮到我們常用的電是交流的，因此采用直流電機(jī)必須配套較大的整流系統(tǒng)，會(huì)增加設(shè)計(jì)成本。所以本文中采用工廠通用的380V 三相交流異步電機(jī)。異步電機(jī)主要作為電動(dòng)機(jī)使用。它是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中應(yīng)用最為廣泛而且需要量最大的一種電機(jī)。金屬切削機(jī)床、軋鋼設(shè)備、鼓風(fēng) 機(jī)、粉碎機(jī)、水泵、油泵、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、礦山機(jī)械等，絕大部分都采用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。人們的日常生活中，異步電機(jī)的應(yīng)用也日益廣泛，如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等家用電器中，都用到單相異步電機(jī)。電力拖動(dòng)中，絕大多數(shù)的拖動(dòng)電機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)，其用電量約占電網(wǎng)總負(fù)荷的 60%。 異步電動(dòng)機(jī)之所以得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、運(yùn)行可靠、效率較高，以及制造容易，成本低廉等優(yōu)點(diǎn) [4]。 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 25 小型三相異步電動(dòng)機(jī)，通常包括 H80315MM 的電機(jī)，其產(chǎn)量大、用途廣，在電網(wǎng)的總負(fù)荷中，它的用電量為 40%左右。 六十年代初流行的為 JO2 系列電動(dòng)機(jī)，該系列電機(jī)的功率等級(jí)、安裝尺寸與國(guó)際市場(chǎng)上的通用標(biāo)準(zhǔn)不同，另外該電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低和缺乏噪聲控制指標(biāo)，因此現(xiàn)在我國(guó)現(xiàn)在使用的電機(jī)為 Y 系列電機(jī)。該電機(jī)堅(jiān)固耐用、安全可靠因此使用范圍越來(lái)越廣。然而有些用戶使用的電機(jī)年損壞率高達(dá) 5%，究其原因多半是選型不當(dāng)、使用不妥、保護(hù)不善的緣故。因此本次講課的主要目的是：發(fā)現(xiàn)電機(jī)使用中發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，妥善的解決。 異步電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速性能較差，在要求有較寬廣的平滑調(diào)速范圍的場(chǎng)合，一般采用直流電動(dòng)機(jī)。近一二十年來(lái)，以電力電子器件和微型計(jì)算機(jī)為基 礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的異步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能得以改善，因而其用途更加廣泛 [4]。 異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，這將使電網(wǎng)的功率因數(shù)變差。由于電網(wǎng)的功率因數(shù)可以用別的辦法進(jìn)行補(bǔ)償，因而這一點(diǎn)并不妨礙異步電動(dòng)機(jī)的廣泛使用。 同時(shí)考慮到大電機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)，影響其他電氣設(shè)備，因此大型倉(cāng)庫(kù)門可以考慮調(diào)速啟動(dòng)，如星三角啟動(dòng)和串頻敏電阻啟動(dòng)。 本文設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)為中小型倉(cāng)庫(kù)，選用三相交流電機(jī)比較合適。 4 倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)門禁與報(bào)警系統(tǒng) 自動(dòng)門裝置的主要電氣原理 圖 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 26 圖 5 自動(dòng)門開(kāi)關(guān)門電氣接線圖 圖中器件說(shuō)明： KM0：正轉(zhuǎn)接觸器線圈 KM1：反轉(zhuǎn)接觸器線圈 KA：中間繼電器線圈 SBSB2： IBA AC08 單門控制器 電路輸出端 SQ SQ2： 門的限位保護(hù)開(kāi)關(guān) SB5： 過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān) SB6： 緊急停車保護(hù)開(kāi)關(guān) SB7： 啟動(dòng) /停止開(kāi)關(guān) SB10： 手動(dòng)開(kāi)門 SB11： 手動(dòng)關(guān)門 QF:低壓斷路器 FR：熱繼電器 工作過(guò)程如下： SB7 SB7 KM0 KM0 SB10 SB2 SB1 SB7 FR QF1 KM1 KM0 FR M 3~ KM0 KT KM1 KA L1 L2 L3 QF2 SQ1 KA SQ1 SB1 SB2 KT SQ2 KA SB11 KM1 SB5 SB6 KA 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 27 開(kāi)門 SB SB2 、 SB10 中的任一 個(gè)按鈕接通，接觸器 KM0線圈通電，輔助觸頭閉合自鎖，主觸頭閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行開(kāi)門動(dòng)作，開(kāi)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān) SQ1，限位開(kāi)關(guān)的常閉觸頭打開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合， KM0 線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，開(kāi)門動(dòng)完成。 等待 SQ1 常開(kāi)觸頭閉合，時(shí)間繼電器線圈 KT 通電，等待預(yù)設(shè)時(shí)間后常開(kāi)觸頭閉合。 關(guān)門 KT 或 SB11 閉合，接觸器 KM1線圈通電，輔助觸頭閉合完成自鎖，主觸頭閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作，限位開(kāi)關(guān) SQ1復(fù)位，門完全關(guān)閉到達(dá)關(guān)門限位開(kāi)關(guān) SQ2，限位開(kāi)關(guān)的常閉觸頭打開(kāi)，接觸器 KM1 線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，關(guān)門動(dòng)作完成。 插入 關(guān) 門過(guò)程中若有 SB SB SB10 中的任一個(gè)閉合，接觸器 KM0 線圈通電，常閉觸頭 KM0 閉合使得接觸器 KM1 線圈斷電，系統(tǒng)重新進(jìn)入開(kāi)門動(dòng)作。 保護(hù) 系統(tǒng)過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān) SB5 閉合，或者門上緊急停車保護(hù)開(kāi)關(guān) SB6 閉合，中間繼電器 KA 線圈得電，常閉觸頭斷開(kāi)，開(kāi)門和關(guān)門動(dòng)作都停止。遇到重大故障可以使用啟動(dòng) /停止開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)停止和啟動(dòng)。 開(kāi)關(guān)門程序 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 28 圖 6 開(kāi)關(guān)門程序梯形圖 作息時(shí)間及報(bào)警程序 為了倉(cāng)庫(kù)的安全我們?cè)O(shè)置了自動(dòng)門系統(tǒng)的作息時(shí)間，為了程序 設(shè)計(jì)上的方便我們規(guī)定周一到周五的早上八點(diǎn)到十二點(diǎn)下午兩點(diǎn)到六點(diǎn)為工作時(shí)間，自動(dòng)門會(huì)工作。其它時(shí)間為休息時(shí)間，熱釋電感應(yīng)到有人接近系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)也會(huì)全天候工作。 程序如下： 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 29 圖 7 主程序梯形圖 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 30 5 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真 采用西門子公司專為 S7200 系列可編程控制器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的 STEP 7Micro/WIN32，既可開(kāi)發(fā)控制程序使用，也可實(shí)時(shí)監(jiān)控程序執(zhí)行的狀態(tài)。根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和硬件部分的設(shè)計(jì)情況，以及 PLC控制系統(tǒng)中 I/O 的分配情況，進(jìn)行軟件編程設(shè)計(jì) [6]。在軟件設(shè)計(jì)中，首先需要按 照控制系統(tǒng)的功能要求畫出系統(tǒng)流程框架圖，然后細(xì)化流程圖，按照不同的功能要求編寫不同的功能模塊。編寫好程序編譯正確后可以復(fù)制到仿真程序中進(jìn)行仿真 ,仿真軟件是西門子 S7－ 200 仿真軟件 Simulation[7]。 仿真方法如下： （ 1）在 Step 7 MicroWin 中新建一個(gè)項(xiàng)目。編譯正確后轉(zhuǎn)換成 STL編程語(yǔ)言界面（查看（ V）－ STL(S)）。 （ 2）程序復(fù)制，選擇需要仿真的程序，然后點(diǎn)擊“編輯”→“復(fù)制”。注意：在 Step 7 MicroWin 的 STL 編程語(yǔ)言界面復(fù)制時(shí)，必須完整復(fù)制 指令，例如前面必須包含網(wǎng)絡(luò)序號(hào)“ NETWORK 1”而后面不能有多余的程序空行等。 （ 3）打開(kāi)仿真軟件，點(diǎn)“配置” “ CPU 型號(hào)” (或在已有的 CPU 圖案上雙擊 )。 （ 4）在彈出的對(duì)話框中選擇 CPU 型號(hào)，要與你項(xiàng)目中的型號(hào)相同，本文中選用 CPU222 外加一個(gè) EM223 模塊。 （ 5）點(diǎn)擊“程序（ P）” “粘貼程序（ OB1）” (或工具條中的第 3 個(gè)按鈕 )。Step 7 MicroWin 中的 STL 程序就被粘貼到模擬軟件中。 （ 6）點(diǎn)擊“查看（ E）”－“內(nèi)存監(jiān)視（ M）” (或工具條中的第 12 個(gè)按鈕 )輸入想要監(jiān) 視的地址。 （ 7）點(diǎn)擊“ PLC” “運(yùn)行” (或工具欄上的綠色三角按鈕 )， 程序已經(jīng)開(kāi)始模擬運(yùn)行。 （ 8）選擇各種輸入狀態(tài)一一輸入，觀察輸入輸出狀態(tài)是否與程序設(shè)計(jì)及相符，并記錄仿真結(jié)果。 6 設(shè)計(jì)小結(jié) 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 31 本設(shè)計(jì)完成了課題基本部分全部要求，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)門禁功能和安全報(bào)警功能，主程序和子程序能分別進(jìn)行仿真，通過(guò)仿真能夠穩(wěn)定工作，但是由于各種原因不能進(jìn)行全文程序的仿真。同時(shí)由于時(shí)間精力及資料關(guān)系該課題還有許多有待改進(jìn)的地方?jīng)]有改進(jìn)， PLC 的強(qiáng)大功能也只用到了小部分，比如用一氧化碳報(bào)警和溫度報(bào)警以及可以加一個(gè)粉塵報(bào) 警后再加上相應(yīng)的設(shè)備及程序可以實(shí)現(xiàn)智能滅火、除塵及調(diào)溫的功能。還有可以在門禁系統(tǒng)是添加智能識(shí)別系統(tǒng)或者設(shè)計(jì)密碼鎖實(shí)現(xiàn)真正的倉(cāng)庫(kù)安全門禁。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)了培養(yǎng)創(chuàng)新精神，以及充分系統(tǒng)的學(xué)習(xí)了 PLC的結(jié)構(gòu)及指令系統(tǒng)，了解了傳感器的使用方法，以及對(duì)現(xiàn)代的倉(cāng)庫(kù)和電動(dòng)門初步認(rèn)識(shí)。同時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)本課題也提高了思考問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，設(shè)計(jì)過(guò)程就好比我們的成長(zhǎng)過(guò)程，盡管常有些不如意，但是我們總能克服困難實(shí)現(xiàn)目標(biāo)到達(dá)成功的彼岸。 參考文獻(xiàn) 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 32 [1] 陳建明 .電氣控制與 PLC應(yīng)用 [M].北京 ：電子工業(yè)出版社， 2021. [2] 西門子公司 .SIMATIC S7200可編程控制器系統(tǒng)手冊(cè)， 2021. [3] 陶紅艷，余成波 .傳感器與現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù) [M].清華大學(xué)出版社， 2021. [4] 胡虔生，胡敏強(qiáng) .電機(jī)學(xué) [M].南京 :中國(guó)電力出版 ,2021. [5] 王知行，鄧宗全 .機(jī)械原理 [M].北京：高等教育出版社， 2021. [6] 吳中俊，黃永紅 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 [M].北京：科技出版社， 1999. [7] 廖常初 .可編程序控制器的編程方法與工業(yè)應(yīng)用 [M].重慶：重慶大學(xué)出版社， 2021. [8] 欽和 .可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例 [M].北京：人民郵電出版社， 2021. [9] 廖常初 .PLC基礎(chǔ)及應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021. [10] 胡學(xué)林 . 可編程控制器教程（提高篇） [M].北京：電子工業(yè)出版社， 2021. [11] 西門子公司 .TD400C人機(jī)界面使用手冊(cè) ,2021. 自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)畢業(yè)論文 33 致 謝 本論文是在賈老師的悉心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的。賈老師淵博的學(xué)識(shí)、嚴(yán)峻的治學(xué)態(tài)度及隨和的為人之道給我留下了難以磨滅的印象，這將使我終身受益 ,同時(shí)，謝 老師在生活上也給了我極大的鼓勵(lì)和幫助。為此，我要對(duì)他致以最衷心的感謝 . 在本科學(xué)習(xí)的四年中，我與同學(xué)建立了深厚的友誼，他們?cè)谖矣龅嚼щy時(shí)無(wú)私地伸出援助之手，對(duì)他們的幫助我特別感謝。最后，對(duì)關(guān)心、支持我的親人和老師致以最衷心的感謝。