【正文】 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(jì)算機(jī)，有其顯著的特點(diǎn)。再 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，一方面工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。第一個(gè)問題，首先要對(duì)控制任務(wù)進(jìn)行詳細(xì)的分析，把所有的 I/O 點(diǎn)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?yàn)?PLC 的實(shí)際點(diǎn)數(shù)，因?yàn)?PLC 的輸出點(diǎn)一般是幾個(gè)一組公用一個(gè)公共端，這一組輸出只能有一 種電源的種類和等級(jí)。則直流 24V 的負(fù)載智能使用其他的輸出端了。所以要盡可能選擇相同等級(jí)和種類的負(fù)載。如 PLC 的計(jì)算速度。該選擇包括運(yùn)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。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 13 綜合以上因素，本課題的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)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(diǎn)，分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。 PLC 進(jìn)行軟件測(cè)試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 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。手動(dòng)和自動(dòng)開門方式由手自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí)，手動(dòng)開門失效，由感應(yīng)器檢測(cè) 到有人接近門口且門未打開或者檢測(cè)到已無人接近門且門未關(guān)閉， PLC 動(dòng)作輸出信號(hào)給變頻器來控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)開門或者關(guān)門。PLC 控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動(dòng)門控制系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成。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)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制首先要具備一下功能部件：微波檢測(cè)開關(guān)，限位開關(guān)，超載要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正保護(hù)開遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 15 關(guān)。 首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體通過信號(hào)時(shí)，開關(guān)上有電流通過，（光電檢測(cè)開關(guān)是脈沖觸發(fā)需對(duì)其自鎖）所以線圈上有電流通過，電動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)門執(zhí)行開門過程。 若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測(cè)到有人體信號(hào)時(shí)，則在重新進(jìn)行 8 秒延時(shí)。 在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。 自動(dòng)門技術(shù)參數(shù) 表 31 自動(dòng)門技術(shù)參數(shù) 單扇門的最大承重（ kg） 1x120kg 單扇開啟最大寬度（ mm） 1250mm 高度（ mm） 2500mm 開 /關(guān)門速度（ cm/s） 開啟保持時(shí)間（ s） 8S 可編程控制器（ PLC）電源 220V AC,5060Hz 驅(qū)動(dòng)器電源 380V AC,50Hz 驅(qū)動(dòng)器 輸出額定功率 120W 自動(dòng)門具體構(gòu)成 自動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖： 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 16 圖 31 自動(dòng)門系統(tǒng)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。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要 依據(jù)。 綜合 PLC 的選型標(biāo)準(zhǔn)，本課題的設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的控制 圖 41 PLC 硬件結(jié)構(gòu)圖 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。 感應(yīng)器件的選型 目前自動(dòng)門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。結(jié)合本課題的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門的人員檢測(cè)上運(yùn)用微波遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 18 雷達(dá)傳感器為自動(dòng)門感應(yīng)器 微波感應(yīng)器的特點(diǎn) : （ 1）非接觸探測(cè) （ 2）不受溫度，濕度，噪音影響 行程開關(guān) (限位開關(guān) )的工作原理 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自 動(dòng)開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。 2．所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)便。 4．導(dǎo)軌：水平 雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形成正懸掛，解決了側(cè)擺的問題，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。皮帶底部采用尼龍加強(qiáng)，減少了齒距變形，提高了使用壽命。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 19 第五章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) PLC 梯形圖概述 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛的應(yīng)用。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。 自動(dòng)門工作流程如下： （ 1）按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測(cè)開關(guān) K1 或 K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1 動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，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(cè)開關(guān) K2 或 K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。 （ 5） 考慮到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 20 圖 51 自動(dòng)門工作流程圖 自動(dòng)門控制系統(tǒng)原理圖 ： 圖 52 自動(dòng)門控制系統(tǒng)主電路圖 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 21 圖 53 繼電器接觸器控制圖 圖 54 自動(dòng)門控制系統(tǒng)外圍接線圖 工作過程的分析 根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計(jì)的程序按照下圖所示的流程運(yùn)行，已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)，工作流程如下： 首先按下啟動(dòng)按鈕，當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體信號(hào)時(shí)，電 動(dòng)機(jī)正傳，帶動(dòng)自動(dòng)遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 22 門執(zhí)行開門過程。 若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測(cè)到有人體信號(hào)時(shí)，則在重新進(jìn)行 8 秒延時(shí) 當(dāng) 8 秒的延時(shí)完畢后，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。 考慮到自動(dòng)門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動(dòng)控制系統(tǒng)有所不適，于是設(shè)置手動(dòng)開門和手動(dòng)關(guān)門。由于開門限位開關(guān) 是常閉的，所以 線圈得電，由原理分析可知光電檢測(cè)開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)，所以需要自鎖。 ，使開門限位開關(guān) 打開， 線圈失電。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 23 ，由于開門限位開關(guān)的常閉變成斷開，故使常開變閉合。 8 秒的延時(shí)完畢后 T0 線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)閉合，所以使 得電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。 ，為了保證其安全性設(shè)置過載保護(hù)和緊急停車。 遼寧石油化工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院 24 總結(jié) 本設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的 ，利用 PLC 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的控制系統(tǒng)。 改善了 自動(dòng)門 的舒適感，并節(jié)約了電能。 用可編程控制器對(duì) 自動(dòng)門 進(jìn)行控制的同時(shí)實(shí)施實(shí)時(shí)故障監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確可靠，實(shí)時(shí)性好，便于維修 。 由于實(shí)際條件的限制，仿真效果不太理想這也是不足之處。對(duì)于自動(dòng)門硬件，也知道了一些周邊技術(shù)，擴(kuò)充了知識(shí)面，增強(qiáng)對(duì)工藝的理 解。 通過這次設(shè)計(jì) ,我把所學(xué)的各種知識(shí)都聯(lián)系起來 ,把理論和實(shí)際聯(lián)系了起來 ,既鞏固了舊知識(shí) ,有學(xué)到了新知識(shí) ,開闊了視野 ,拓寬了思路 ,培養(yǎng)了自己分析問題和解決問題的能力 ,我要把我的畢業(yè)設(shè)計(jì)作為我在學(xué)習(xí)的最后一個(gè)歷程畫一個(gè)自己滿意的句號(hào)。 從課題選擇到具體的寫作過程，論文初稿與定稿無不凝聚著 賈 老師的心血和汗水，在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間， 他們 為我提供了種種指導(dǎo)和一些建議， 他們 一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度使我深受感動(dòng)，沒有這樣的幫助和關(guān)懷和熏陶，我不會(huì)這么順利的完成畢 業(yè)設(shè)計(jì)。 我還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，每次遇到困難時(shí)，總能從你們 那 得到 支持， 在 你 們身上我學(xué)到了互助的精神 .一個(gè)人的力量是有限的 ,可是集體的力量是無窮的 ,好比一滴水 ,不能形成波濤洶涌的