【正文】 關(guān)，限位開關(guān)，超載要實現(xiàn)電機(jī)正保護(hù)開安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 16 關(guān) 。本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制中心來控制傳動機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。PLC 控制和執(zhí)行元件構(gòu)成 是自動門控制系統(tǒng)的兩個重要組成。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時，手動開門失效，由感應(yīng)器檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門且門未關(guān)閉， PLC 動作輸出信號給變頻器來控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)開門或者關(guān)門。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。 自動門的功能需求分析 本設(shè)計面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。 PLC 進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 I/O 點，分配 PLC 的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入 輸出端子的接線圖。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。 I/O 設(shè)備。 安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 14 綜合以上因素，本課題的設(shè)計采用 智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國西門子 公司生產(chǎn)的 CPU224 小型 PLC 來實現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制 。該選擇包括運(yùn)算功能，控制功能，通信功能，編輯功能，診斷功能和處理速度等性能的選擇。如 PLC 的計算速度。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負(fù)載。則直流 24V 的負(fù)載智能使用其他的輸出端了。因為 PLC 的實際點數(shù)，因為 PLC 的輸出點一般是幾個一組公用一個公共端，這一組輸出只能有一種電源的種類和等級。 第一個問題，首先要對控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的 I/O 點找出來，包括開關(guān)量 I/O 和模擬量 I/O，以及輸出量是用繼電器還是晶體管或可控硅型。再 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，一方面工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(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。 PLC 控制系統(tǒng)由輸入量 — PLC— 輸出量組成，外部的各種開關(guān)信號 、模擬信號、傳感器檢測的各種信號均作為 PLC 的輸入量，他們經(jīng) PLC 外部輸入端子，作為 PLC的輸出量對外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)及原理 目前 PLC 種類繁多，功能和指令系統(tǒng)也都個不相同但都一微處理器為核心用微工業(yè)控制的專用計算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大至相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似，主要包括中央處理單元 CPU 存儲器 RAM 和 ROM，輸入輸出接口電路、 電源 、 I/O 擴(kuò)展接口、外部識別接口等。 PLC 專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計，由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得 到迅速的發(fā)展。豐富的功能為 PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。 可以說，凡普通小型計算機(jī)能實現(xiàn)的功能， PLC 幾乎都可以做到。它以微處理器為核心，集自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運(yùn)行儲存在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負(fù)載的 控制。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。 （ 1） 編程方便，可現(xiàn)場修改程序 （ 2） 維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu) （ 3） 可靠性高于繼電器控制裝置 （ 4） 體積小于繼電器控制盤 （ 5） 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機(jī) （ 6） 成本可與繼電器控制盤競爭 （ 7） 輸入可以是交流 150V 以上 （ 8） 輸出為交流 115V，容量要求在 2A 以上，可直接驅(qū)動接觸器，電磁閥等 （ 9） 擴(kuò)展時原裝系統(tǒng)改變最小 （ 10） 用戶存儲器至少能擴(kuò)展到 4KB 十項指針的核心要求是采用軟布線（編程）方程代替繼電器控制的硬接線方式，實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。 20 世紀(jì) 60 年代末期，美國的汽車制造業(yè)競爭激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號不斷更新，它必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變，以及對整個開展系統(tǒng)從新配置 。在工業(yè)領(lǐng)域控制中一直占主導(dǎo)地位。在軟件編程上， 采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 — 梯形圖。該時期 PLC 產(chǎn)品的主要功能是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、邏輯運(yùn)算、定時和計數(shù)等。此后隨著計算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高新技術(shù)的不斷進(jìn)步， PLC 也迅速發(fā)展起來。 1968 年，美國通用汽車公司（ GM）根據(jù)市場形勢與生產(chǎn)發(fā)展的需要，為了完成“多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號”的戰(zhàn)略，提出了研制新型邏輯順序控制裝置來取代繼電器控制裝置。 在可編程控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是以繼電器控制占主導(dǎo) 地位的。 機(jī)械或生產(chǎn)過程。它能完成邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，定時，計數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入和輸出”的能力，并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)”聯(lián)成一體，易于“擴(kuò)充”。 定義還強(qiáng)調(diào)了 PLC 是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”它也是一種計算機(jī)，它是專業(yè)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè) 計的工業(yè)計算機(jī)?！? 定義強(qiáng)調(diào)了 PLC 應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強(qiáng)的抗干擾能力，廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 9 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)計過程中主要考安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 8 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。 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，即通過按鈕安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 7 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)閉的過程實現(xiàn)控制的系統(tǒng)。 安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 6 第一章 自動門的概述 自動門簡介 自動門英文名： automatic door。 本課題主要介紹運(yùn)用 PLC 為控制器的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計， 本課題開發(fā)的產(chǎn)品對許多場合都能 適用，并 滿足了自動門的基本要求，還可 以保證自動門的穩(wěn)定性。 自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動平移門、自動平開門、自動旋轉(zhuǎn)門、自動圓弧門、自動折疊門等， 其中平開門用的場合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大，一般只使用于 高檔酒店賓館，自動平移門使用的最廣泛，大家一般所說的自動門、感應(yīng)門就是指自動平移門，目前市場上流行的平移型自動門一般是兩開，這種門的特 點是簡單易控，維護(hù)方便 。 運(yùn)用 PLC 控制自動門具有較高的可靠性、 穩(wěn)定性， 維修方便等優(yōu)點。 它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式 和 開關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 控制 裝置 性能決定 自動門性能 的優(yōu)劣 ，早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制 ,造成安裝繁瑣 , 不穩(wěn)定 ， 不易維修 ， 體積大等缺點已經(jīng)逐漸被淘汰。由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人管理，給我們的日常生活帶來很多的好處 ,比如進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、還有利于人力資源的節(jié)省 ,更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息 ,也顯示了一個國家的發(fā)展。 27 安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 5 前言 在經(jīng)濟(jì)與科技飛速發(fā)展的中國，自動門在人們的生活中的運(yùn)用越來越廣泛 ,在一 些正式的公共場合 自動門已經(jīng)隨處可見。 26 參考文獻(xiàn) 25 謝辭 23 安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 4 總結(jié) 23 過程分析 23 自動門 I/O 地址分配表 20 自動門控制系統(tǒng)原理圖 19 第五章 自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計 19 傳動裝置 18 行程開關(guān) (限 位開關(guān) )的工作原理 18 感應(yīng)器件的選型 18 驅(qū)動裝置的選型 15 自動門的控制要求 15 設(shè)計流程 13 第三章 自動門控制系統(tǒng)的整體方案 12 PLC 的選型原則 12 PLC 的特點 10 PLC 控制系統(tǒng)簡介 10 PLC 的產(chǎn)生背景 10 P