【正文】 通過對自動門控制系統(tǒng)的軟件設計，在學習與設計過程中，了解所設計工程的工藝流程，從而完成了對自動門系統(tǒng)的軟件設計，同時，對于自動門硬件，也知道了一些周邊技術，擴充了知識 面，增強對工藝的理解。 參考文獻 （ 1） 王永華，《現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應用技術》。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實施的可行性，而且在實驗中進行了模擬調試。 （ 3） 運行過程實驗 按啟動按鈕” SF0” a手動開 /關 現(xiàn)象一：當按手動開關按鈕 SF10 時，電動機 M正轉 現(xiàn)象二：當按手動開關按鈕 SF11 時，電動機 M反轉 b 自動開 /關門 現(xiàn)象一：當按下按鈕 BG1 或 BG2 時，電動機 M 正轉；若按下按鈕 BG4，則電動機 M停止轉動 現(xiàn)象二：當電動機 M停止轉動時，計時器計時 8秒進行延時。 根據(jù)以上規(guī)則和 PLC 的編程方法和思路編寫了本課題設計的自動門控制系統(tǒng)的梯形圖程序，具體程序如下： 26 26 6 程序調試 硬件線路連接 圖 61 接線圖 采用實驗室可編程控制器試驗臺，主機 s7200cpu224 ac/dc/rly,其供電電壓均為直流 24v。 。 （ 5）編寫程序清單時，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排順序（由上而下，從左到右）依次進行。 梯形圖的設計 設計梯形圖的基本方法和步驟： (1)首先根據(jù)工藝過程控制要求，畫出控制流程圖，力求表達清晰、準確。在工業(yè)過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉。 梯形圖程序設計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種設計語言。以上工作過程可用流程圖表達如附圖所示。 ，使開門限位開關打開，此時自動門停止，進行 8秒23 23 延時。 自動門控制系統(tǒng) I/0 地址分配表 I/0 分配表示編寫 PLC 程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場接線和調試的21 21 重要依據(jù)。 限位開關 限位開關又稱行程開關，是一種利用生產機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。所以在本課題設計中選用了無刷直流電動機。 （ 3） 由于沒有轉子發(fā)熱，無刷直流電機也無需考慮轉子冷卻問題。印刷設備中直流電動機的調速多采用這種方法。 由于調速時磁通不變，如在一定的額定電流下調速，則電動機的輸出轉矩便是一定的（恒轉矩調速）。 調速的過程是：當磁 通Φ保持不變時，減小電壓 U 由于轉速不立即發(fā)生變化，反電動勢 E便暫不變化，于是電流 Ia 減小，轉矩 T 也減小。 T 19 19 可見， n0變低了，但△ n 未改變。當保持他勵電動機的勵磁電流 If 為額定值時，降低電樞電壓 U，則由 n=U/KT 這種調 速方法的局限是轉速只能升高，即調速后的轉速要超過額定轉速。但這時轉速已比原來升高了。 n就減小， Ia 隨之增加。由于電動機在額狀態(tài)運行時，它的磁路已接近飽和，所以通常都是減小磁通（Φ＜Φ n），將轉速往上調（ n＞ nn）。當保持電源電壓 U為額定值時，調節(jié) Rf，改變勵磁電流 If 以改變磁通量，如圖 13所示。 由直流電動機的轉速公式： n=（ UIaRa） /KEΦ 可知， Ra、Φ和 U中的任意一個值，都可使轉速改變，改變電樞電路中外電阻的方法也可進行調速。 根據(jù)不同的功能和性能運用在各類不同場合的自動控制系統(tǒng)中，是自動門系統(tǒng)的關鍵部位，其性能直接影響自動門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，如在高 檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應器；在人行道邊上的銀行、商店等經(jīng)常17 17 有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應器。 微波感應器的特點： 微波感應器是以 微波頻率發(fā)射、接收。額定電壓 24V DC。 驅動裝置的選型 自動門的驅動器是自動門能否良好工作的保障。 （ 5）對 PLC 響應時間的要求 對于多數(shù)場合， PLC 的相應時間基本上能滿足控制要求。輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響。從應用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c數(shù)選型。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內診斷和外診斷。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。 b編程功能 離線編程方式： PLC 和編程器共用一個 CPU，編程器在編程模式時， CPU 只為編程器提供服務，不對現(xiàn)場設備進行控制。因此本課題的 PLC內存容量選擇應能存儲索要儲存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。14 14 根據(jù)估算的方法故本課題的 I/O 點數(shù)為輸入 12點，輸出 12 點。因此工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定 PLC 的功能、外 部設備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設計相應的控制系統(tǒng)。 ：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。 ，使得安裝很簡單。 設計開發(fā)一個單片機控制系統(tǒng)，需要先設計硬件系統(tǒng)，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購置各種所需 要的電子元件，焊接電路板，進行硬件調試，進行抗干擾等大量工作需要專門的開發(fā)裝置和低級編輯語言控制程序，進行系統(tǒng)聯(lián)調；而 PLC 不必操心內部的計算機系統(tǒng)是否可靠和他們的抗干擾能力，軟件設計使用工業(yè)編程語言，相對來說比較簡單。 與單片機控制系統(tǒng)的區(qū)別 單片機控 制系統(tǒng)是基于芯片級的系統(tǒng)，而 PLC 控制系統(tǒng)是基于板級或模塊級的系統(tǒng)。但是 CPU 是分時操作方 式來處理各項任務的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序一次完成相應各電器的動作，便成為時間上的串行。每次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。而 PLC 得控制邏輯中，各內部期間都處于周期性掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出地結果都是按照在程序中的前后順序計算出來的，它屬于串行方式。是設備連線復雜，且觸點在開閉時易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。豐富的功能為 PLC 的廣泛應用提供了可能，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。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強得多。普通 計算機進行入出信息交換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。 自動門控制系統(tǒng)構成 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制和動作執(zhí)行元件構成。 自動門的控制要求 （ 1） 當有人由內到外或由外到內通過光電檢測開關 K1或 K2 時，開門執(zhí)行機構KM1 動作，電動機正轉，到達開門限位開關 K3位置時，電機停止運行。 （ 2） 緊急停止 當自動門出現(xiàn)夾 人現(xiàn)象時，可閉合緊急停止開關，自動門自動進入開門過程。 本課題的自動門設計運用 PLC 做控制器能大大提高自動門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，對與整個自動門行業(yè)是一次技術革新，提高了自動門的使用率，因此，進8 8 行自動門的 PLC 控制系統(tǒng)的設計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā) 展，擴大 PLC 在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應用，具有一定的經(jīng)濟和理論研究價值。他采用可以編程的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、和算數(shù)運算等操作指令，并能通過數(shù)字式和開關量的邏輯控制的輸 入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。由于自動平移門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑檔次，于是迅速在國內外建筑市場上得到了廣泛應用。 3. 自動門的軟件設計 在本設計中選用了目前運用最多的 PLC編程語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設計出自動門的控制要 求，并能更好的考慮到安全性和故障報警等問題，梯形圖的編寫運用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時間。 綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動門所淘汰。 自動平移門最常見的形式是自動門內外兩側加感應器，當人走進門時，6 6 感應器感應到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅動裝置將門打開。在自動門控制系統(tǒng)設計中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。 2 國內外自動門發(fā)展 在國外，進入 90 年代以來，自動化技術發(fā)展很快，技術已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就，自動化技術是自動門的重要部分。 本課題主要介紹運用 PLC 為控制器的自動門控制系統(tǒng)的設計，所有產品的開發(fā)都要講究實用本課題開發(fā)