【正文】 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。 自動平移門最常見的形式是自動門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走進(jìn)門時(shí)，感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)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(shí)現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到大范圍的普及。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動門所淘汰。 本設(shè)計(jì) 將在以下幾個(gè)方面對自動門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。 綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設(shè)計(jì)的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時(shí)間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。在自動門的開關(guān)門速度控制上本設(shè)計(jì)以變頻器作為調(diào)節(jié)器，運(yùn)用變頻器的三段速控制實(shí)現(xiàn)自動門的轉(zhuǎn)速控制，為了解決在頻率很低時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，驅(qū)動裝置選用功率強(qiáng)大、穩(wěn)定性好的自帶減速裝置的直流電動機(jī)，在感應(yīng)器方面運(yùn)用了自動門專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在工業(yè)控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好的接近傳感器，10 電氣自動化 10 運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給 PLC來實(shí)現(xiàn) PLC對自動門的控制。 在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的 PLC 編程語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設(shè)計(jì)出自動門的控制要求，并能更好的考慮到安全性和故障報(bào)警等問題，梯形圖的編寫運(yùn)用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時(shí)間。使用自動門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵， 同時(shí)可以使出口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。由于自動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檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到了廣泛應(yīng)用。 11 電氣自動化 11 早期自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已被逐漸淘 汰。他采用可以編程的存儲器 ，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過數(shù)字式和開關(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。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。 本課題的自動門設(shè)計(jì)運(yùn)用 PLC 做控制器能大大提高自動門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對與整個(gè)自動門行業(yè)是一次 技術(shù)革新，提高了自動門的使用率，因此，進(jìn)行自動門的PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC 在自動門行業(yè)乃至整個(gè)自動化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價(jià)值。根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動門應(yīng)由以下功能： （ 1） 開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式 為了便于維 護(hù)，自動門應(yīng)具有手動和自動方式。 （ 2） 緊急停止 當(dāng)自動門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進(jìn)入開門過程。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為目前大多自動門的控制方式。 （ 1） 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外 到內(nèi)通過光電檢測開關(guān) K1或 K2 時(shí)，開門執(zhí)行 機(jī)構(gòu) KM1 動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，13 電氣自動化 13 到達(dá)開門限位開關(guān) K3 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 （ 3） 在關(guān)門過程中，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(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。 自動門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制和動作執(zhí)行元件構(gòu)成。本課題所設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)門的自動化控制。 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(jì)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(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息交換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。特別要考慮怎樣適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝便于 門內(nèi)外感應(yīng)采集信號，便于維修和抗干擾等問題，入出信息變換及可靠地物理實(shí)現(xiàn)， 可以說是 PLC 實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本點(diǎn)。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強(qiáng)得多。 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)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程人員的歡迎。是設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有 48 對觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差，而 PLC 采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式儲存在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需要改變程序即可，因此靈活性和擴(kuò)展性很好。而 PLC 得控制邏輯中，各內(nèi)部期間都處于周期性掃描過程中，各種邏輯、數(shù)值輸出地結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算出來的，它屬于串行方式。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式。每次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。 PLC 就是這樣周而復(fù)始的重復(fù)上述循環(huán)掃描的，這種工作方式是在系統(tǒng)的控制17 電氣自動化 17 下， 順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號。但是 CPU 是分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序一次完成相應(yīng)各電器的動作，便成為時(shí)間上的串行。 繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動作實(shí)現(xiàn)控制， 工作頻率低，觸點(diǎn)開閉動作 一般幾十毫秒數(shù)量級。 （ 2）與單片機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別 單片機(jī)控制系統(tǒng)是基于芯片級的系統(tǒng)，而 PLC 控制系統(tǒng)是基于板級或模塊級的系統(tǒng)。開發(fā)單片機(jī)控制系統(tǒng)屬于底層開發(fā)，而設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)是在產(chǎn)品 的單片機(jī)控制系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)。 設(shè)計(jì)開發(fā)一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，需要先設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng) ，畫硬件電路圖，制作印刷電路板，購置各種所需要的電子元件，焊接電路板，進(jìn)行硬件調(diào)試，進(jìn)行抗干擾等大量工作需要專門的開發(fā)裝置和低級編輯語言控制程序，進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；而 PLC 不必操心內(nèi)部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否可靠和他們的抗干擾能力，軟件設(shè)計(jì)使用工業(yè)編程語言，相對來說比較簡單。 ． 2 具體構(gòu)成 自動門系統(tǒng)的具體組成如下圖： 19 電氣自動化 19 由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時(shí)將信號傳給 PLC,PLC 根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動裝置運(yùn)行，通過傳動裝置帶動自動門的運(yùn)行。 2. 所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡單。 4. 導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決20 電氣自動化 20 了側(cè)擺得問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。 5. 滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。 4 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) PLC 的選擇 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器的容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。根據(jù)估算的方法故本課題的 I/O 點(diǎn)數(shù)為輸入 12 點(diǎn)，輸出 12 點(diǎn)。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。因此本課題的 PLC 內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲索要儲存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動門控制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇。 b 編程 功能 離線編程方式： PLC 和編程器共用一個(gè) CPU，編程器在編程模式時(shí)， CPU 只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型 PLC 中常采用。選用的編程語言應(yīng) 遵守標(biāo)23 電氣自動化 23 準(zhǔn)（ IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言變成方式，如 C， Basic 等，以滿足特殊控制場合的控制要求。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。 PLC 的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(diǎn)數(shù)選型。 b經(jīng)濟(jì)的考慮 選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價(jià)格有直接影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。 （ 5） 對 PLC 響應(yīng)時(shí)間的要求 對于多數(shù)場合， PLC 的相應(yīng)時(shí)間基本上能滿足 控制要 求。 PLC 的工作方式?jīng)Q定了他不能接受 頻率過高或持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號，當(dāng)有此類信號輸入時(shí)需要選用掃描速度高的 PLC 或快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。 自動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障。直流無刷電機(jī)功率密度高，噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等