【正文】 12 3 自動門控制系統(tǒng)的整體方案 設(shè)計流程 求和控制部件。 感應(yīng)開 關(guān) 的選型 目前自動門行業(yè)的運(yùn)用的感應(yīng)開關(guān)主要有觸摸感應(yīng)開關(guān)，微波感應(yīng)器，紅外感應(yīng)器，接近感應(yīng)開關(guān)等，根據(jù)不同的性能和功能運(yùn)用在各類不同場合的自動門控制系統(tǒng)中。 （ 2）安裝靈活，可以根據(jù)實際需要，把控制裝置安裝到任何位置，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。 11 綜合以上因素，本課題變頻器采用日本三菱公司生產(chǎn)的 FR500 系列中的 FR540變頻器作為控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器。在本課題所使用的三相交流電機(jī)的最大起動電流為 Y 形接法為 ，△形接法為 。 變頻器的選型 根據(jù)自動門的需要，變頻器選型時要確定以下幾點： 變頻器的額度電流應(yīng)與負(fù)載的額定電壓相符：均為 380V。這種方法具有穩(wěn)定性能好，維修方便，連接簡單，成本較低，是在目前的自動門行業(yè)主流控制方式。具有突出的寄存器容量和豐富的元件資源。 綜合以上因素，本課題的設(shè)計采用 智能控制器為穩(wěn)定性良好的日本三菱公司司生產(chǎn)的 FX2N32M 小型 PLC 來實現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制。在估算和選用時應(yīng)充分考慮。當(dāng)點數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量相應(yīng)增加。考慮經(jīng)濟(jì)性時，應(yīng)兼顧應(yīng)用的可拓展性、可操作性、投入產(chǎn)出比 等因素，最終選出比較滿意的產(chǎn)品。 整體型 OLC 的 I/O 點數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型 PLC 提供多種 I/O 卡件或插卡，因此用戶可以較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 4. 機(jī)型的選擇 （ 1） PLC 的機(jī)型 PLC 按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按 CPU 字長分為 1 位、 4 位、 8 位、 16 位、 32 位、 64 位等。通過軟件對 PLC 內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對 PLC 的 CPU 與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷則是外診斷。 （ 3）診斷功能 PLC 的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。 （ 2） 編程功能 離線編程方式：可降低成本，但使用和調(diào)試不方便。 根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因而程序容量在設(shè)計階段是未知的，為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來代替。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商 PLC 的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。 1. 輸入輸出 I/O 點數(shù)的估算 I/O 點數(shù)估算要考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加大約 10％ — 20％的可拓展。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的重要依據(jù)。 PLC 的特點 PLC 作為一種專用于工業(yè)環(huán)境的、具有特殊結(jié)構(gòu)的計算機(jī)，有其顯著的特點。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強(qiáng)有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。像 PLC 這樣，集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無法 比擬的。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機(jī)。 PLC 控制系統(tǒng)簡介 可編程控制器，英文 Programmable Controller,簡稱 PLC，本課題中用 PLC作為它的簡稱。為拋棄傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)的束縛，適應(yīng)市場競 7 爭要求， 1968 年美國通用汽車公司公開向社會招標(biāo)，對汽車流水線控制系統(tǒng)提出具體要求，歸納起來是 。但是繼電接 觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設(shè)備體積大，可靠性差，動作速度慢，功能少，難以實現(xiàn)交復(fù)雜的的控制，特別是由于它是靠硬件連線邏輯構(gòu)成的系統(tǒng) 接線復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或?qū)ο蟾淖儠r，原有的接線和控制盤就要更換，所以通用性和靈活性較差。 20 世紀(jì) 20 年代起，人們把各種繼電器，定時器，接觸器及觸電按一定的邏輯關(guān)系連接起來，組成控制系統(tǒng)，控制各種生產(chǎn)機(jī)械，這就是大家所熟悉的傳統(tǒng)繼電器接觸控制系統(tǒng)，由于它結(jié)構(gòu)簡單，容易掌握，價格便宜，在一定范圍內(nèi)能滿足控制要求，因而使用面甚廣。它的 CPU 由中小規(guī)模的數(shù)字集成電路組成，在 I／ O 接口電路上做了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求，它的控制功能比較簡單。 PLC 初創(chuàng)階段的代表產(chǎn)品有 MODICON 公司的 08 AB 公司的 PDQIl、 DEC 的PDP． 14 和日立公司的 SCY． 022 等。第 2 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）就研制出了第一臺 PLC，將其應(yīng)用于美國通用汽車自動裝配生產(chǎn)線上，并取得了極大的成功。這種由繼電器構(gòu)成的控制系統(tǒng)存在明顯的缺點，尤其是對生產(chǎn)工藝多變的系統(tǒng)適應(yīng)性較差。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。 6 PLC 的產(chǎn)生背景 可編程控制器是基于微型計算機(jī)技術(shù)的通用工業(yè)自動控制設(shè)備，在其早期主要應(yīng)用于開關(guān)量的邏輯控制。其功能要比繼電控制裝置多的多，強(qiáng)得多。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題，入出信息變換及可靠的物理實現(xiàn)，可以說是 PLC 實現(xiàn)控制的兩個基本要點。普通計算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個重要特征?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計。 5 2 PLC 的概述 PLC 的定義 國際電工委員會（ International Electrical Committee）于 1987 年頒布了可編程控制器的標(biāo)準(zhǔn)及其定義：“可編程控制器是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。缺點是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢，適用于有行動遲緩的人員進(jìn)入的場所。 微波雷達(dá)是對物體的位移反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所，它的特點是一旦在門附近的人員不想出門而靜止不動后，雷達(dá)便不再反應(yīng)，自動門就會關(guān)閉，對門機(jī)有一定的保護(hù)作用。由于自動平移門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，既方 4 便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到大范圍的普及。 自動平移門最常見的形式是自動門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達(dá)，當(dāng)人走近自動門時，雷達(dá)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。 由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人看管，同 時又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外的建筑市場上得到大范圍的普及。 自動門的普及和應(yīng)用，改變了人們的防護(hù)意識，提升了人們的安全觀念。作為建筑物一部分的門，從最基本的意義上講，要同時滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。自動門從理論上理解應(yīng)該是門的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對門的功能的進(jìn)一步提升和完善。 本課題研究的背景和意義 21 世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門與周圍建筑的風(fēng)格的整體的協(xié)調(diào)與和諧。本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮了自動門的穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)實用、方便、安全的需要。 自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計 為滿足日常的需要本課題設(shè)計的自動門要求有很高的穩(wěn)定性，故在本設(shè)計中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的 德國西門子公司生產(chǎn)的 CPU224 小型 PLC。 客流量的差異會對自動 門的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動門還可以分為一般自動門和頻繁使用自動門。 本設(shè)計將在以下幾個方面對自動門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。 在智能控制器的選擇制主要有體積小、安裝方便等特點，目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動門， PLC 控制的特點是穩(wěn)定型高、維護(hù)方便，目前許多大型商場的自動門都是 有這種方式來控制的。 2 自動門的控制方法有很多，從控制器的不同來說，有繼電器控制，即通過按鈕和復(fù)雜的接線安裝來控制；還有智能控制器控制，即通過運(yùn)行現(xiàn)代自動化設(shè)備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點，因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。當(dāng)人通過之后，再將門關(guān)上。在自動門控制系統(tǒng)設(shè)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。 隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技水平的飛速發(fā)展，自動門在人們的生活中的運(yùn)用越來越廣泛，自動門適用于各種大型公共場所。 自動門的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在國外 ,進(jìn)入 90 年代以來，自動化技術(shù)已經(jīng)很成熟，技術(shù)發(fā)展很快，并取得了驚人的成就，自動門是自動化技術(shù)的典型代表。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動機(jī)的速度控制很難，只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低，然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展 ,現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟，直接控制電動機(jī)的電氣式自動門逐漸成為主流。二十年代后期美國的超級市場的開放，受此影響，自動門開始被使用，世界第一自動門品牌多瑪在 1945 年開發(fā)出油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。自動門是指：可以將人或物接近門的動作或某種入門授權(quán)，轉(zhuǎn)換為開門信號，通過驅(qū)動系統(tǒng)將門開啟，在人離開后在將門自動關(guān)閉，對門的開啟和關(guān)閉的過程實