【正文】 控制的。 本設(shè)計將在以下幾個方面對自動門的控制系統(tǒng)進行研究和論證。 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。 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。 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)濟實用、方便、 安全 的需要。 本課題研究的背景和意義 21 世紀的今天，門更加突出了安全理念，強調(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，強調(diào)門與 周圍建筑的風格的整體的協(xié)調(diào)與 和諧 。自動門從理論上理解應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 進一步 提升和完善。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。 自動門的普及和應用，改變了人們的防護意識，提升了人們的安全觀念。 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、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。 自動平移門最常見的形式是自動門機及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達，當人走近自動門時，雷達感應到人的存在，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。 微波雷達是對物體的位移反應，因而反應速度快，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，雷達便不再反應，自動門就會關(guān)閉，對門機有一定的保護作用。缺點是紅外傳感器的反應速度較慢，適用于 有行動遲緩的人員進入的場所。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、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和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。” 定義強調(diào)了 PLC 應直接應用于工業(yè)環(huán)境，它必須具有很強的抗干擾能力，廣泛的適應能力和應用范圍。 定義還強調(diào)了 PLC 是“數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)”它也是一種計算機，它是專業(yè)在工業(yè)環(huán)境下應用而設(shè)計的工業(yè)計算機。它能完成邏輯運算，順序運算，定時，計數(shù)和算數(shù)運算等操作，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“擴充”。 機械或生產(chǎn)過程。 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地位的。 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。此后隨著計 算機技術(shù)、半導體集成技術(shù)、控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等高河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 9 新技術(shù)的不斷進步， PLC 也迅速發(fā)展起來。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、邏輯運算、定時和計數(shù)等。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。在工業(yè)領(lǐng)域控制中一直占主導地位。 20 世紀 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。 （ 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 （ 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） 擴展時原裝系統(tǒng)改變最小 （ 10） 用戶存儲器至少能擴展到 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，河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 10 實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)線的流程控制。 PLC 是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它以微 處理器為核心，集自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運行儲存在其內(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，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。 可以說，凡普通小型計算機能實現(xiàn)的功能， PLC 幾乎都可以做到。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。 PLC 專為工業(yè)控制應用而設(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。 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，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 擴展接口、外部識別接口等。 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)備進行各種控制。 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，有其顯著的特點。再 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應確定控制方案，一方面工藝流程的特點和應用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。 第一個問題，首先要對控制任務(wù)進行詳細的分析，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。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。則直流 24V 的負載智能使用其他的輸出端了。所以要盡可能選擇相同等級和種類的負載。如 PLC 的計算速度。該選擇包括運算功能，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。完成編程后，編程器切換到運行模式， CPU河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院 畢業(yè)設(shè)計 12 對現(xiàn)場設(shè)備進行控制，不 能進行編程。在編程方式： CPU 和編程器有各自的 CPU，主機 CPU 負責現(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。 五種標準化變成語言：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。 PLC 的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷。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。 PLC 按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型，按應用環(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。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)?？紤]經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、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。點當數(shù)增加到一數(shù)值后，相應的存儲器容量相應增加，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。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。響應時間包括輸入濾波時間，輸出濾波時間和掃描周期。 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。 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 。 I/O 設(shè)備。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 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。 PLC 進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 自動門的功能需求分析 本設(shè)計面向商場入口的應用，需要有安全性和可靠性。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。當轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時，手動