【正文】 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(guó)，自動(dòng)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(chǎng)合 自動(dòng)門已經(jīng)隨處可見。由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)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(gè)國(guó)家的發(fā)展。 控制 裝置 性能決定 自動(dòng)門性能 的優(yōu)劣 ，早期的自動(dòng)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(diǎn)已經(jīng)逐漸被淘汰。 它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)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。 運(yùn)用 PLC 控制自動(dòng)門具有較高的可靠性、 穩(wěn)定性， 維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 自動(dòng)門根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)折疊門等， 其中平開門用的場(chǎng)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(dòng) 平移門使用的最廣泛，大家一般所說的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門，目前市場(chǎng)上流行的平移型自動(dòng)門一般是兩開，這種門的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控，維護(hù)方便 。 本課題主要介紹運(yùn)用 PLC 為控制器的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 本課題開發(fā)的產(chǎn)品對(duì)許多場(chǎng)合都能 適用，并 滿足了自動(dòng)門的基本要求，還可 以保證自動(dòng)門的穩(wěn)定性。 安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 6 第一章 自動(dòng)門的概述 自動(dòng)門簡(jiǎn)介 自動(dòng)門英文名： automatic door。自動(dòng)門是指：可以將人 或物 接近門的動(dòng)作或某種入門授權(quán)， 轉(zhuǎn)換為開門信號(hào) ，通過驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將門開啟，在人離開后在將門自動(dòng)關(guān)閉，對(duì) 門的 開啟和關(guān)閉的過程實(shí)現(xiàn)控制的系統(tǒng)。二十年代后期美國(guó)的超級(jí)市場(chǎng)的開放， 受此影響， 自動(dòng)門 開始被使用， 世界第一自動(dòng)門品牌多瑪在 1945 年開發(fā)出油壓式、空氣式自動(dòng)門，新建大樓的正門也開始使用了。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動(dòng)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(dòng)機(jī)的電氣式自動(dòng)門逐漸成為主流。 自 動(dòng)門的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 在國(guó)外 ,進(jìn)入 90 年代以來，自動(dòng)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(dòng)門是自動(dòng)化技術(shù)的典型代表 。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì) 和科技水平 的飛速發(fā)展，自動(dòng)門在人們的生活中的運(yùn)用越來越廣泛 ，自動(dòng)門適用 于各種大型 公共場(chǎng)所 。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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。當(dāng)人通過之后，再將門關(guān)上。 自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。 在 智能控制器的選擇制主要有體積小、安裝方便等特點(diǎn)，目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動(dòng)門， PLC 控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定型高、維護(hù)方便，目前許多大型商場(chǎng)的自動(dòng)門都是有這種方式來控制的。 本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對(duì)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。 客流量的差異會(huì)對(duì)自動(dòng)門的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動(dòng)門還可以分為一般自動(dòng)門和頻繁使用自動(dòng)門。 自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 為 滿足日常的需要 本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門要求有很高的穩(wěn)定性 ，故在本設(shè)計(jì)中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好 的 德國(guó)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(jì)過 程中主要考安徽汽車職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 8 慮了自動(dòng)門的 穩(wěn)定 、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便、 安全 的需要。 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(shí)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。自動(dòng)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(duì)門的功能的 進(jìn)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(shí)滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。 自動(dòng)門的普及和應(yīng)用，改變了人們的防護(hù)意識(shí)，提升了人們的安全觀念。 由于自動(dòng)門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人看管，同時(shí)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(guó)內(nèi)外的建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。 自動(dòng)平移門最常見的形式是自動(dòng)門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達(dá)，當(dāng)人走近自動(dòng)門時(shí)，雷達(dá)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開門信號(hào)，控制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。由于 自動(dòng)平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。 微波雷達(dá)是對(duì)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(chǎng)所，它的特點(diǎn)是一旦在門附近的人員不想出門而靜止不動(dòng)后，雷達(dá)便不再反應(yīng)，自動(dòng)門就會(huì)關(guān)閉，對(duì)門機(jī)有一定的保護(hù)作用。缺點(diǎn)是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢，適用于有行動(dòng) 遲緩的人員進(jìn)入的場(chǎng)所。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)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?！? 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。 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(jì)算機(jī)，它是專業(yè)在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)計(jì)算機(jī)。它能完成邏輯運(yùn)算，順序運(yùn)算，定時(shí)，計(jì)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”。 機(jī)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(dǎo)地位的。 1968 年，美國(guó)通用汽車公司（ GM）根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)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(hào)”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(jì)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。該時(shí)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(shí)和計(jì)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(dǎo)地位。 20 世紀(jì) 60 年 代末期，美國(guó)的汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各生產(chǎn)廠家的汽車型號(hào)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(duì)整個(gè)開展系統(tǒng)從新配置。 （ 1） 編程方便，可現(xiàn)場(chǎng)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(jì)算機(jī) （ 6） 成本可與繼電器控制盤競(jìng)爭(zhēng) （ 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(dòng)接觸器，電磁閥等 （ 9） 擴(kuò)展時(shí)原裝系統(tǒng)改變最小 （ 10） 用戶存儲(chǔ)器至少能擴(kuò)展到 4KB 十項(xiàng)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(shí)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(chǎng)的電控制器。它以微處理器為核心，集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運(yùn) 行儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。 可以說，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能， PLC 幾乎都可以做到。豐富的功能為 PLC 的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。 PLC 專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，由于這些特點(diǎn)，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(gè)不相同但都一微處理器為核心用微工業(yè)控制的專用計(jì)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(chǔ)器 RAM 和 ROM，輸入輸出接口電路、 電源 、 I/O 擴(kuò)展接口、外部識(shí)別接口等。 PLC 控制系統(tǒng)由輸入量 — PLC—