【正文】 優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)線性25 電氣自動(dòng)化 25 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)，平面型天線昨感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制。 微波感應(yīng)器的特點(diǎn)： 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)鍵部位，其性能直接影響自動(dòng)門系統(tǒng)的安 全及穩(wěn)定，如在高檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器；在人行道邊上的銀行、商店等經(jīng)常有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。因?yàn)槭蠡\式電動(dòng)機(jī)在一般情況下是不能調(diào)速的，更不能無級(jí)調(diào)速，因 此，對(duì)調(diào)速要求高的設(shè)備，均采用直流電動(dòng)機(jī)。 由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： n=（ UIaRa） /KEΦ 可知， Ra、Φ和 U中的任意一個(gè)值，都可使轉(zhuǎn)速改變，改變電樞電路中外電阻的方法也可進(jìn)行調(diào)速?，F(xiàn)常用的對(duì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有調(diào)磁法和調(diào)壓法。當(dāng)保持電源電壓 U 為額定值時(shí)，調(diào)節(jié)Rf，改變勵(lì)磁電流 If 以改變磁通量，如圖 13 所示。 T 可知磁通Φ減少時(shí)， n0 升高，轉(zhuǎn)速降△ n增大，但后者與Φ 2 成反比，所以磁通愈小，機(jī)械特性曲線愈陡，但仍具有一定硬度，如圖 14 所示。由于電動(dòng)機(jī)在額狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，它的磁路已接近飽和，所以通常都是減小磁通（Φ＜Φ n），將轉(zhuǎn)速往上調(diào)（ n＞ nn）。由于機(jī)械慣性，轉(zhuǎn)速產(chǎn)立即發(fā)生變化，于是反電動(dòng)勢(shì)E=KE n就減小， Ia 隨之增加。如果阻轉(zhuǎn)矩 Tc 未變，則 T＞ Tc 轉(zhuǎn)速 n 上升。但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來升高了。這種調(diào)速方法適用于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比而輸出功率基本不變（恒功率調(diào)速）的場(chǎng)合。 這種調(diào)速方法的局限是轉(zhuǎn)速只能升高，即調(diào)速后的轉(zhuǎn)速要超過額定轉(zhuǎn)速。在實(shí)際工作中，這種方法常作為電壓調(diào)速的一種補(bǔ)充手段。當(dāng)保持他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流 If 為額定值時(shí)，降低電樞電壓 U，則由 n=U/KT KT T 可見， n0 變低了，但△ n 未改變。在一定負(fù)載下， U愈低，則 n 愈低。 調(diào)速的過程是：當(dāng)磁通Φ保持不變時(shí)，減小電壓 U由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，反電動(dòng)勢(shì) E 便暫不變化，于是電流 Ia 減小，轉(zhuǎn)矩 T 也減小。隨著 n 的降低，反電動(dòng)勢(shì) E減小， Ia和 T 增大，直到 T=Tc 時(shí)為止。 由于調(diào)速時(shí)磁通不變，如在一定的額定電流下調(diào)速，則電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩便是一定的（恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速）。 這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是調(diào)壓需用專門的設(shè)備，投資較高。印刷設(shè)備中直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速多采用這種方法。 （ 2） 由于沒用轉(zhuǎn)子損耗（轉(zhuǎn)子使用永磁材料），也無需定子勵(lì)磁電流分量（應(yīng)用新理論），所以無刷直流 電機(jī)具有較高的效率和功率密度。 （ 3） 由于沒有轉(zhuǎn)子發(fā)熱，無刷直流電機(jī)也無需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問題。無刷直流電機(jī)把其復(fù)雜的磁場(chǎng)定向控制簡(jiǎn)化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制，無需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，控31 電氣自動(dòng)化 31 制性能更好。 所以在本課題設(shè) 計(jì)中選用了無刷直流電動(dòng)機(jī)。 2 自動(dòng)門扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門扇運(yùn)行。 限位開關(guān) 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運(yùn)動(dòng)部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。 限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。 自動(dòng)門控制系統(tǒng) I/0地址分配表 I/0 分配表示編寫 PLC 程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場(chǎng)接線和調(diào)試的重要依據(jù) 。 34 電氣自動(dòng)化 34 如上圖所示 KA1 KA2 是感應(yīng)器控制的兩個(gè)繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合， SQ SQ2 是開關(guān)門到位行程開關(guān) ，檢測(cè)開關(guān)門是否到位檢， SQ SQ4 是開關(guān)門時(shí)減速行程開關(guān)。 （ 2） 當(dāng)門完全打開之后，使開門限位開關(guān)打開，此時(shí)自動(dòng)門停止，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。以上工作過程可用流程圖表達(dá)如附圖所示。國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC） 1994 年 5 月公布的 IEC11313(可編程控制器語言標(biāo)準(zhǔn) )詳細(xì)的說明了句法、語義和下述 5中編程語言 ：功能表圖（ sequential function chart）、梯形圖（ ladder diagram）、功能塊圖 (function black diagram)、指令表（ Instruction Iist）結(jié)構(gòu)文本（ strured text）。 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是用梯形圖的圖形符號(hào)來描述程序的一種設(shè)計(jì)語言。在梯級(jí)中 ，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件的結(jié)果表示在右面。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。 37 電氣自動(dòng)化 37 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)： ，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性； ，易于掌握和學(xué)習(xí)； ：梯形圖中的能流（ Power Flow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應(yīng)用時(shí)需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的 有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待； 梯形圖是使用的最多的圖形編程語言，被稱為 PLC的第一編程語言梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開關(guān)開關(guān)量邏輯控制。 梯形圖的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì) 梯形圖的基本方法和步驟： （ 1）首先根據(jù)工藝過程控制要求，畫出控制流程圖，力求表達(dá)清晰、準(zhǔn)確。 （ 3） 根據(jù)控制流程圖，有規(guī)律的分配和利用 PLC內(nèi)部有關(guān)的 邏輯元件（如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）構(gòu)成相應(yīng)的基本回路。 （ 5）編寫程序清單時(shí)，必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排順序（由上而下，從左到右）依次進(jìn)行。 在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)則： 1. 每個(gè)繼電器的線圈和他的觸點(diǎn)均用同一個(gè)編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。 3. 線圈不能直接接在左邊的母線上。 5. 在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析 PLC 的周期掃描原理和邏輯上的39 電氣自動(dòng)化 39 因果關(guān)系，假定在梯形圖中有電流流動(dòng)，這個(gè)電流只能在梯形圖中單向流動(dòng) — 即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下流動(dòng)。 根據(jù)以上規(guī)則和 PLC 的編程方法和思路編寫了本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的梯形圖程序， 具體程序如下： 40 電氣自動(dòng)化 40 6 程序調(diào) 試 41 電氣自動(dòng)化 41 圖 61 接線圖 采用實(shí)驗(yàn)室可編程控制器試驗(yàn)臺(tái)，主機(jī) s7200cpu224 ac/dc/rly,其供電電壓均為直流 24v。 QA QA2 用中間繼電器代替，其線圈電壓為 24V。 （ 3）運(yùn)行過程實(shí)驗(yàn) 按啟動(dòng)按鈕” SF0” a 手動(dòng)開 /關(guān) 現(xiàn)象一：當(dāng)按手動(dòng)開關(guān)按鈕 SF10 時(shí)，電動(dòng)機(jī) M正轉(zhuǎn) 現(xiàn)象二：當(dāng)按手動(dòng)開關(guān)按鈕 SF11 時(shí)，電動(dòng)機(jī)M 反轉(zhuǎn) b自動(dòng)開 /關(guān)門 現(xiàn)象一：當(dāng)按下按鈕 BG1 或 BG2 時(shí)，電動(dòng)機(jī) M正轉(zhuǎn)；若按下按鈕 BG4，則電動(dòng)機(jī) M 停止轉(zhuǎn)動(dòng) 現(xiàn)象二：當(dāng)電動(dòng)機(jī) M 停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)8 秒進(jìn)行延時(shí)。 現(xiàn)象三：當(dāng) 8 秒延時(shí)完畢后，電動(dòng)機(jī) M 進(jìn)行反轉(zhuǎn)；在反轉(zhuǎn)過程中若按下按鈕 BG1 或 BG2，則電動(dòng)機(jī) M 進(jìn)行反轉(zhuǎn) 現(xiàn)象四：當(dāng)按下緊急按鈕 SF5 時(shí)，電動(dòng)機(jī) M進(jìn)行正轉(zhuǎn)。不僅在理論上論證44 電氣自動(dòng)化 44 了該系統(tǒng)實(shí)施的可行性，而且在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行了模擬調(diào)試。這就又給我們提出了更高層次的問題，畢竟一個(gè)較好的和較完善的應(yīng)用軟件不是在短時(shí)間內(nèi)就可以完成的它需要不斷的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時(shí)間的檢驗(yàn)。 參考文獻(xiàn) （ 1） 王永華， 《 現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) 》 。首先，向山東技師學(xué)院電氣工程系的各位老 師表47 電氣自動(dòng)化 47 示感謝。 通過對(duì)自動(dòng)門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，在學(xué)習(xí)與設(shè)計(jì)過程中，了解所設(shè)計(jì)工程的工藝流程，從而完成了對(duì)自動(dòng)門系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，同時(shí)，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。 值此論文完成之際，謹(jǐn)向所有曾 為我?guī)椭椭笇?dǎo)老師、同學(xué)和朋友們致以中心的感謝！ 附錄 1 48 電氣自動(dòng)化 48 附錄 2 49 電氣自動(dòng)化 49 附錄 3 50 電氣自動(dòng)化 50