【正文】 少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大，一般只使用余高檔酒店賓館，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)是簡單易控，維護(hù)方便。 自動(dòng)門性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，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、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已逐漸被淘汰。目前他在機(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。由此看來，進(jìn)行自動(dòng)門的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動(dòng)門行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)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。此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既滿足了自動(dòng)門的 基本要求，還可以保證自動(dòng)門的穩(wěn)定性。因此是一個(gè)比較實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品 。 。 安裝 本課題 安裝 的自動(dòng)門要求有很高的穩(wěn)定性來滿足日常的需要，故在本 安裝 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。由于本課題的具體需要在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中主要考慮自動(dòng)門的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。 3 本課題研究的目的是因?yàn)?自動(dòng)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 ，而 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。 PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，適用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，能耗低等優(yōu)點(diǎn)。因此運(yùn)用 PLC 控制自動(dòng)門具有較高的 可靠性，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。 4 2 自動(dòng)門控制系統(tǒng)總體方案 安裝 在自動(dòng)門的功能需求分析 本設(shè)計(jì)面向商場(chǎng)入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。當(dāng)信號(hào)采集裝置檢測(cè)到有人接近門口且門未打開或者檢測(cè)到已無人接近門口且門未關(guān)閉， PLC 動(dòng)作輸出信號(hào)開控制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來開門或者關(guān)門。 自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含 PLC 控制和執(zhí)行元件構(gòu)成。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用 PLC 為控制中心來控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān) 來 實(shí)現(xiàn)門的自 動(dòng)化控制。 (2)自動(dòng)門在開門位置停留 8 秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān) K4 位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 (4)在門打開后的 8 秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測(cè)開關(guān) K2 或 K1 時(shí)，必須重新開始等待 8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。采用自動(dòng)和手動(dòng)電動(dòng)控制方式，此種控制方式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。 5 概述 可編程控制器，英文 Programmable Controller,簡稱 PLC，本課題中用 PLC作為它的簡稱。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。 PLC 基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于計(jì)算機(jī)。而 PLC 則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性、以及信息的實(shí)際使用。 PLC 可以通過他的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。 PLC 有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的 I/O 接口、通信接口，有大容的 內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本功能：邏輯處理功能； 數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；準(zhǔn)確定時(shí)功能；高速計(jì)數(shù)功能；中斷處理 (可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷 )功能；程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能；聯(lián)網(wǎng)通信功能 ； 自檢測(cè)、自診斷功能。像 PLC 這樣， 豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無法比擬的。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對(duì)控制的要求也各不相同。其主要特點(diǎn)有 :抗干擾能力強(qiáng)，可靠性能高控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)編程方便，易于使用 ，功能強(qiáng)大，成本低 ， 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短 ， 維護(hù)方便 。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(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差，而 PLC 采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式儲(chǔ)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(hào)。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(dòng)作，便成為時(shí)間上的串行。 (3)控制速度 繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開閉動(dòng)作一般幾十毫秒數(shù)量級(jí)。 (1)本質(zhì)區(qū)別 7 單片機(jī)控制系統(tǒng)是基于芯片級(jí)的系統(tǒng)，而 PLC 控制系統(tǒng)是基于板級(jí)或模塊級(jí)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)。 (3)使用過程 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(jí)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(duì)來說比較簡單。 ． 2 具體構(gòu)成 自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如 圖 所示 ： 圖 自動(dòng)門系統(tǒng)的組成 由上圖 可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測(cè)到人體或物體信號(hào)時(shí)將信號(hào)傳給 PLC,PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出控制信號(hào)，是驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門的運(yùn)行。所有的組件都為 8 插入式元件，使得安裝很簡單。導(dǎo)軌：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?；啠翰捎锰厥獾哪猃埢?，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。 9 3 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件 安裝 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(dòng)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(chǔ)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(chǔ)索要儲(chǔ)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(dòng)門 控制系統(tǒng)的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇。 （ 2） 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(duì)現(xiàn)場(chǎng)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)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(chǎng)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(duì)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。 （ 2） 經(jīng)濟(jì)的考慮 11 選擇 PLC 時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)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。 PLC 響應(yīng)時(shí)間的要求 對(duì)于多數(shù)場(chǎng)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(hào)，當(dāng)有此類信號(hào)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。 驅(qū)動(dòng)裝置的選型 自動(dòng)門的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)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(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)線性機(jī)械特性、調(diào)速范圍寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。額定電壓 24V DC。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對(duì)物體的移動(dòng)進(jìn)行反應(yīng)，因而反應(yīng)速度快，適用于行走速度正常的 人員通過的場(chǎng)所，微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ)，平面型天線感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。 12 微波感應(yīng)器是以 微波頻率發(fā)射、接收。 （ 2） 不受溫度、濕度、噪音。 根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場(chǎng)合的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，是自動(dòng)門系統(tǒng)的關(guān)鍵部