【正文】 15W～ 100W。在本設(shè)計中是運用直流無刷電機。 綜合以上因素，本課題的設(shè)計采用德國西門子公司生 產(chǎn)的 CPU224 小型 PLC來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。響應(yīng)時間包括輸入濾波時間，輸出濾波時間和掃描周期。本課題所設(shè)計的自動門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟性的考慮因此選用整體型 PLC。點當(dāng)數(shù)增加到一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量相應(yīng)增加，因此，點數(shù)的增加對 PLC 選用、存儲器容 量、控制功能范圍等選擇都有影響?？紤]經(jīng)濟性時，應(yīng)同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進行比較和兼顧，最終選出比較滿意的產(chǎn)品。整體型 PLC 的 I/0 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/0 卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)控制的 I/0 點數(shù)，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 1） PLC的類型 PLC 按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型，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)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷，通過軟鍵對 PLC的 CPU玉外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進行診斷是外診斷。 3）診斷功能 PLC 的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。 五種標(biāo)準(zhǔn)化變成語言：順序功能圖（ SFC）、梯形圖（ LD）、功能模塊圖（ FBD）三種圖形化語言和語言表（ IL）、結(jié)構(gòu)文本（ ST）兩種文本語言。在編程方式： CPU 和編程器有各自的 CPU，主機 CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù) 交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行。完成編程后，編程器切換到運行模式， CPU對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不能進行編程。 1） 控制功能 12 PLC 主要用于順序邏輯控制，因此 ，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制 器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的控制功能，提高 PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。 該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇。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，存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的形式，許多文獻 資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量 I/O 點數(shù)的 10 到 15倍，加上模擬 I/O 點數(shù)的 100 倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（ 16 位為一個字），另外再按次數(shù)的 25%考慮余量。 存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項目實用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器的容量。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)進行圓整。 （ I/O）點數(shù)的估算 I/O 點數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，在增加 10%到20%的可擴展。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)。 11 第四章 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 自動門的硬件根據(jù)不同的類型各有不同，此以平移型感應(yīng)門為例子介紹它的硬件，主要有：自動感應(yīng)門主控制器，自動感應(yīng)探測器，自動感應(yīng)門動力馬達(dá)，自動感應(yīng)門門扇行進軌道，門扇吊具走輪系統(tǒng)，同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶），自動感應(yīng)門下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。 本章小結(jié) 本章主要是對自 動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計的綜合分析。 5 滑輪：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。 ：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺得問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。 10 組件都為插入式元件，使得安裝很簡單。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構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。 自動門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC控制和動作執(zhí)行元件構(gòu)成。 ，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān) K2或 K1 時，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進入開門程序。 自動門的控制要求 光電檢測開關(guān) K1 或 K2 時，開門執(zhí)行機構(gòu) KM1動作，電動機正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān) K3位置時，電機停止運行。當(dāng)信號采集裝置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口且門未關(guān)閉， PLC 動作輸出信號開控制點動機正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來開門或者關(guān)門。 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。通過對 PLC 的了解，掌握其基本功能，將其運用到自動門控制系統(tǒng)中去。 這是第三個集中批處理過程，當(dāng) CPU 對全部用戶程序掃描結(jié) 束后，將元件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動各輸出繼電器所帶的負(fù)載。在此階段，允許對數(shù)字量 I/O 指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量 I/O 指令進行處理，在掃描周期的各個部分，均可對中斷事件進行響應(yīng)。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下、從左到右的順序進行掃描，每掃描到一條指令，所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而不是直接 使用現(xiàn)場的立即輸入信號。即使此時外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只能在下一個掃描周期的輸入采樣掃描階段去 8 讀取，對于這種采集輸入信號的批處理，雖然嚴(yán)格上說每個信號被采集的時間有先有后，但由于 PLC 的掃描周期很短，這個差異對一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認(rèn)為這些采集到的輸入信息是同時的。 CPU 對用戶程序的執(zhí)行過程是 CPU 的循環(huán)掃描，并用周期性的地集中采樣、集中輸出的方式來完成。 圖 21 PLC 硬件主機系統(tǒng)圖 PLC 的工作原理 可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計算機，其 工作原理與計算機控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。因此， PLC是一種工業(yè)控制用的專用計算機，它的實際組成與一般微型計算機系統(tǒng)基本相同，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。 在機械加工行業(yè)，可編程序控制器與計算機數(shù)控（ CNC）集成在一起，用以完成機床的運動控制。對于定時器，定時間隔可以由用戶加以設(shè)定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。過去， PLC 長于邏輯運算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)，目前大部分 PLC 產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功 能，而且編程和使用方便。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種控制要求?！? 上述的定義表明， PLC 是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置，是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”編程是一 種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。它采用可編程序控制器的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。美國電氣制造商協(xié)會（ NEMA）經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1980 年正式將可編程序控制器命名為 PC（ Programmable Controller），但為了與個人計算機 PC（ Personal Computer）相區(qū)別，常將可編程控制器簡稱為 PLC，并給 PLC 作了定義：可編程序控制器是一種帶有指令存儲器、數(shù)字的或模擬的輸入 ∕ 輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和運算等功能，用于控制器或產(chǎn)生過程的自動化控制裝置。由于 PLC 在自動化控制中的種種優(yōu)勢，因此被廣泛的引用于自動門系統(tǒng)中。 PLC 是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù) 、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的控制系統(tǒng)。主要是對自動門的發(fā)展歷史以及其基本概念有一個大致的了解，為下面的設(shè)計打下一個基礎(chǔ)。 自動門的分類 自動門主要有 :旋轉(zhuǎn)自動門、 弧形自動門 、平滑自動門、 平開自動門 、折疊自動門、重疊自動門、醫(yī)用自動門、卷閘自動門、車庫自動門、特種自動門等。 4 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。 門扇行運軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進行。 自動門的組成及分類 自動門的組成 主控制器：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、指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時人們通過主控制器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。為了防盜，必須同時裝有特殊的設(shè)備，例如家庭用的自動門就需要裝設(shè)來人識別裝置或電視監(jiān)視器等，對家庭以外的人員進行嚴(yán)格限制。③按鈕方式：用手按類似開關(guān)的按鈕使門扇打開。①腳踏板式：在踏板之下裝有壓力開關(guān)。例如：各種用可識別控制的自動專用門，如：感應(yīng)自動門 (紅外感應(yīng) ,微波感應(yīng) ,觸摸感應(yīng) ,腳踏感應(yīng) )、刷卡自動門等。到了 1962 年，電氣式已開始出現(xiàn)，之后伴隨著城市的建設(shè)，自動門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增