【正文】 動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障。直流無刷電機功率密度高，噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點，又具備直流電動機線性機械特性、調(diào)速范圍寬、啟動轉(zhuǎn)矩大、運行效率高等諸多優(yōu)點。額定電壓 24V DC。微波感應(yīng)器，又稱微波雷達，對物體的移動進行反應(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： 21 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用在各類不同場合的自動控制系統(tǒng)中，是自動門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動門系統(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。因為鼠籠式電動機在一般情況下是不能調(diào)速的，更不能無級調(diào)速，因 此，對調(diào)速要求高的設(shè)備，均采用直流電動機。 由直流電動機的轉(zhuǎn)速公式： n=（ UIaRa） /KEΦ 可知， Ra、Φ和 U中的任意一個值，都可使轉(zhuǎn)速改變，改變電樞電路中外電阻的方法也可進行調(diào)速?，F(xiàn)常用的對直流電動機調(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，調(diào)節(jié) Rf，改變勵磁電流 If 以改變磁通量，如圖 13 所示。 T 可知磁通Φ減少時， n0 升高，轉(zhuǎn)速降△ n增大，但后者與Φ 2 成反比，23 所以磁通愈小，機械特性曲線愈陡，但仍具有一定硬度，如圖 14 所示。由于電動機在額狀態(tài)運行時，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）。由于機械慣性，轉(zhuǎn)速產(chǎn)立即發(fā)生變化，于是反電動勢 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。在實際工作中，這種方法常作為電壓調(diào)速的一種補充手段。當(dāng)保持他勵電動機的勵磁電流 If 為額定值時，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，減小電壓 U由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)生變化，反電動勢 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，反電動勢 E減小， Ia 和 T 增大，直到 T=Tc 時為止。 由于調(diào)速時磁通不變，如在一定的額定電流下調(diào)速，則電動機的輸出轉(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)備中直流電動機的調(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），也無需定子勵磁電流分量（應(yīng)用新理論），所以無刷直流 電機具有較高的效率和功率密度。 （ 3） 由于沒有轉(zhuǎn)子發(fā)熱，無刷直流電機也無需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問題。無刷直流電機把其復(fù)雜的磁場定向控制簡化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置控制，無需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，控制性能更好。所以在本課題設(shè) 計中選用了無刷直流電動機。 2 自動門扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 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)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。 限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機床、起重機械以及輕工機械的行程控制。 自動門控制系統(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)場接線和調(diào)試的重要依據(jù)。 外圍接線 29 如上圖所示 KA1 KA2 是感應(yīng)器控制的兩個繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時會自動閉合， SQ SQ2是開關(guān)門到位行程開關(guān) ，檢測開關(guān)門是否到位檢， SQ SQ4是開關(guān)門時減速行程開關(guān)。 30 （ 2） 當(dāng)門完全打開之后，使開門限位開關(guān)打開，此時自動門停止，進行 8秒延時。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時，此時中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。以上工作過程可用流程圖表達如附圖所示。國際電工委員會（ 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)計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種設(shè)計語言。在梯級中 ，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)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。 梯形圖程序設(shè)計語言的特點： ，具有直觀性和對應(yīng)性； ，易于掌握和學(xué)習(xí)； ：梯形圖中的能流（ Power Flow）不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此應(yīng)用時需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的 有關(guān)概念區(qū)別對待； 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，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 32 設(shè)計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、定時器、計數(shù)器等）構(gòu)成相應(yīng)的基本回路。 （ 5）編寫程序清單時，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）依次進行。 在設(shè)計過程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)則： 1. 每個繼電器的線圈和他的觸點均用同一個編號，每個元件的觸點使用時沒有數(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的電流流動，為了便于分析 PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有電流流動，這個電流只能在梯形圖中單向流動 —即從左向右流動，層次的改變只能從上向下流動。 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)計的自動門控制系統(tǒng)的梯形圖程序， 具體程序如下： 34 6 程序調(diào) 試 圖 61 接線圖 采用實驗室可編程控制器試驗臺，主機 s7200cpu224 ac/dc/rly,其供電電壓均為直流 24v。35 QA QA2 用中間繼電器代替，其線圈電壓為 24V。 （ 3）運行過程實驗 按啟動按鈕” SF0” a 手動開 /關(guān) 現(xiàn)象一：當(dāng)按手動開關(guān)按鈕 SF10時，電動機 M正轉(zhuǎn) 現(xiàn)象二：當(dāng)按手動開關(guān)按鈕 SF11 時，電動機 M 反轉(zhuǎn) b 自動開 /關(guān)門 現(xiàn)象一：當(dāng)按下按鈕 BG1或 BG2 時，電動機 M 正轉(zhuǎn)；若按下按鈕 BG4，則電動機 M停止轉(zhuǎn)動 現(xiàn)象二：當(dāng)電動機 M停止轉(zhuǎn)動時，計時器計時 8 秒進行延時。 現(xiàn)象三：當(dāng) 8秒延時完畢后，電動機 M 進行反轉(zhuǎn)；在反轉(zhuǎn)過程中若按下按鈕 BG1 或 BG2，則電動機 M 進行反轉(zhuǎn) 現(xiàn)象四：當(dāng)按下緊急按鈕 SF5 時，電動機 M 進行正轉(zhuǎn)。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實施的可行性，而且在實驗中進行了模擬調(diào)試。這就又給我們提出了更高層次的問題，畢竟一個較好的和較完善的應(yīng)用軟件不是在短時間內(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間的檢驗。 參考文獻 （ 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 師表示感謝。 通過對自動門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計，在學(xué)習(xí)與設(shè)計過程中，了解所設(shè)計工程的工藝流程，從而完成了對自動門系統(tǒng)的軟件設(shè)計，同時，對于自動門硬件，也知道了一些周邊技術(shù)，擴充了知識面，增強對工藝的理解。 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！ 40 附錄 1 附錄 2 41 附錄 3 42