可編程自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

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1、2013屆機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）*畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 可編程自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院 系 * 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級(jí) *級(jí)*班 學(xué)生姓名 * 學(xué)生學(xué)號(hào) * 指導(dǎo)教師 * 職稱 * 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間： * 年 * 月 目 錄摘 要 3第一章 自動(dòng)門(mén)的概要41.自動(dòng)門(mén)的分類42.國(guó)內(nèi)自動(dòng)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀53.自動(dòng)門(mén)技術(shù)發(fā)展方向5第二章 PLC的介紹61.PLC的起源62.PLC的應(yīng)用領(lǐng)域63.PLC的基本結(jié)構(gòu)64.PLC的各器件介紹75.PLC的功能76.PLC的主要特點(diǎn)77.PLC的工作原理7第三章 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)功能要求分析91.課題研究?jī)?nèi)容92.自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)構(gòu)成9

2、3.自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的工作過(guò)程104.自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的控制要求10第四章 自動(dòng)門(mén)的硬件選取111.自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的基本組成112.自動(dòng)門(mén)的機(jī)械傳動(dòng)選取113.傳感器的選型11 3.1傳感器的組成11 3.2傳感器的分類11 3.3自動(dòng)門(mén)行業(yè)傳感器介紹及選型11 3.4 MGK系列光電傳感器特點(diǎn)12 3.5光電傳感器使用及注意事項(xiàng)124.直流電動(dòng)機(jī)的選型12 4.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速12 4.2直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)13 4.3自動(dòng)門(mén)直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載135.限位開(kāi)關(guān)的選擇136.PLC的選型13 6.1 PLC的類型13 6.2 PLC經(jīng)濟(jì)的考慮13 6.3對(duì)PLC響應(yīng)時(shí)間的要求14第五章 控制系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)15

3、1.自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)15 1.1自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的硬件組成15 1.2控制要求152.自動(dòng)門(mén)控制裝置主要技術(shù)指標(biāo)153.自動(dòng)門(mén)控制裝置系統(tǒng)的工作原理15 3.1開(kāi)啟動(dòng)作15 3.2關(guān)閉動(dòng)作164.自動(dòng)門(mén)控制裝置系統(tǒng)程序16 4.1自動(dòng)門(mén)控制裝置原理框圖16 4.2自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)模擬實(shí)物圖17 4.3繼電器接觸控制圖17 4.4自動(dòng)門(mén)PLC I/O分配表18 4.5 PLC控制輸入輸出接線18 4.6根據(jù)控制要求寫(xiě)出自動(dòng)門(mén)控制梯形圖18 4.7程序指令表19 4.8程序過(guò)程分析19 4.8.啟動(dòng)程序20 4.8.2開(kāi)門(mén)程序20 4.8.3延時(shí)程序20 4.8.4關(guān)門(mén)程序21 4.8.5手動(dòng)開(kāi)門(mén)/

4、關(guān)門(mén)程序21結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25可編程自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)何 彬重慶三峽學(xué)院應(yīng)用技術(shù)學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化專業(yè)2009級(jí) 重慶萬(wàn)州 404000摘 要 本文是關(guān)于自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置組成。主要工作原理是感應(yīng)器件將檢測(cè)到的人體或物體信號(hào)傳送到PLC，PLC再綜合收到的自動(dòng)門(mén)狀態(tài)信號(hào)作出判斷，而后發(fā)出控制信號(hào)，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，在通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)門(mén)的動(dòng)作。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，PLC不斷的更新，PLC控制已成為自動(dòng)控制中最常見(jiàn)的方式之一。自動(dòng)門(mén)就是自動(dòng)控制應(yīng)用的以典型例子，由于可編程控制器具有很好的處理自動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)控制及良好的穩(wěn)

5、定性，而且可以很簡(jiǎn)單的改變控制的方式，因此，自動(dòng)門(mén)的生產(chǎn)商家很多都運(yùn)用PLC來(lái)做門(mén)的控制器。目前自動(dòng)門(mén)在日常生活中用越來(lái)越廣泛。PLC控制具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。本文通過(guò)介紹自動(dòng)門(mén)的設(shè)計(jì)要求、自動(dòng)門(mén)的硬件設(shè)計(jì)、PLC選型、驅(qū)動(dòng)裝置選型、感應(yīng)器件的選型、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、PLC梯形圖設(shè)計(jì)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)控制的過(guò)程。關(guān)鍵字 自動(dòng)門(mén) PLC 感應(yīng)器件 驅(qū)動(dòng)裝置第1章 自動(dòng)門(mén)的概要1. 自動(dòng)門(mén)的分類自動(dòng)門(mén)通?？煞譃? 平移自動(dòng)門(mén)(如圖1- 1)、圓弧自動(dòng)門(mén)(如圖1-2) 、折疊自動(dòng)門(mén)(如圖1-3) 、旋轉(zhuǎn)自動(dòng)門(mén)(如圖1-4) 等。 圖1-1 平移自動(dòng)門(mén)圖1-2 圓弧自動(dòng)門(mén) 圖1-3 折疊自動(dòng)

6、門(mén) 圖1-4 旋轉(zhuǎn)自動(dòng)門(mén)2. 國(guó)內(nèi)自動(dòng)門(mén)發(fā)展現(xiàn)狀廠家多，規(guī)模小。0506這幾年來(lái)，自動(dòng)門(mén)在國(guó)內(nèi)得到了快速的發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)大大小小生產(chǎn)自動(dòng)門(mén)的廠家已有50多家，但普遍生產(chǎn)規(guī)模小，自主研發(fā)能力差。從新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力和質(zhì)量穩(wěn)定性方面還不具備和進(jìn)口產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力。 專業(yè)化分工趨勢(shì)顯現(xiàn)早期的生產(chǎn)廠家，一般是自主研發(fā)和生產(chǎn)，頂多委托代加工部分零部件。近兩年來(lái)，出現(xiàn)了專門(mén)生產(chǎn)主要部件的廠家，如電機(jī)、主控板、遙控器傳動(dòng)件、塑料件等，這一趨勢(shì)使生產(chǎn)的門(mén)檻降低，進(jìn)入的廠家進(jìn)一步增多，導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)更加激烈。高、低檔次的市場(chǎng)進(jìn)口產(chǎn)品借助質(zhì)量和品牌優(yōu)勢(shì)，占據(jù)了高端市場(chǎng)。目前國(guó)內(nèi)廠家的產(chǎn)品基本上也都具備了比較完善

7、的功能，但生產(chǎn)工藝略顯粗糙，質(zhì)量水平參差不齊，整體檔次較低，主要集中在低端市場(chǎng)。產(chǎn)品同質(zhì)化和市場(chǎng)特點(diǎn)導(dǎo)致利潤(rùn)微薄產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重，加之自動(dòng)門(mén)產(chǎn)品往往是開(kāi)發(fā)商而非最終用戶在選擇產(chǎn)品，所以價(jià)格因素占的比重較大，加劇了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。其結(jié)果是眾多廠家一味地比拼價(jià)格，導(dǎo)致利潤(rùn)微薄。同時(shí)，由于價(jià)格過(guò)低，也使產(chǎn)品的持續(xù)改進(jìn)和發(fā)展受到限制。3. 自動(dòng)門(mén)技術(shù)發(fā)展方向智能化，多功能：今后的還將進(jìn)一步提高智能化程度，如自動(dòng)檢測(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)行程位置，自動(dòng)適應(yīng)門(mén)體阻力的變化，以始終保持較高的遇障保護(hù)靈敏度等。還將增加一些新的功能，如和住宅安防系統(tǒng)配合使用等。免維護(hù)：采取多種措施，減少使用過(guò)程中的維護(hù)工作。多樣化：將會(huì)有各種各樣不同

8、外觀和功能的產(chǎn)品，滿足用戶的不同需要。 高安全性：隨著用戶安全意識(shí)的提高，安全性將是用戶非常注重的一項(xiàng)指標(biāo)。第二章 PLC的介紹1. PLC的起源PLC是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的。自1836年繼電器問(wèn)世，人們就開(kāi)始用導(dǎo)線將它同開(kāi)關(guān)器件巧妙地連接，構(gòu)成用途各異的邏輯控制或順序控制。上世紀(jì)60年代末，它不斷吸收微電腦技術(shù)使之功能不斷增強(qiáng)，逐漸適合復(fù)雜的控制任務(wù)。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展、微處理器的出現(xiàn)，以及流程加工行業(yè)（如汽車(chē)制造業(yè)）對(duì)生產(chǎn)流程迅速、頻繁變更的需求，PLC技術(shù)出現(xiàn)并快速發(fā)展。目前，PLC在小型化、大型化、大容量、強(qiáng)功能等方面有了質(zhì)的飛躍，使早期

9、的PLC從最初的邏輯控制、順序控制，發(fā)展成為具有邏輯判斷、定時(shí)、計(jì)數(shù)、記憶和算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、聯(lián)網(wǎng)通信及PID回路調(diào)節(jié)等功能的現(xiàn)代PLC。PLC之所以有生命力，在于它更加適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和市場(chǎng)的要求：高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝、使用簡(jiǎn)便、低價(jià)格、長(zhǎng)壽命。它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時(shí)間和成本。PLC的下端(輸入端)為繼電器、晶體管和晶閘管等控制部件，而上端一般是面向用戶的微型計(jì)算機(jī)。人們?cè)趹?yīng)用它時(shí)，可以不必進(jìn)行計(jì)算機(jī)方面的專門(mén)培訓(xùn)，就能對(duì)可編程控制器進(jìn)行操作及編程。2. PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油

10、、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)。3. PLC的基本結(jié)構(gòu)圖2-1 PLC結(jié)構(gòu)示意圖4. PLC的各器件介紹（1）、CPU即中央處理器(Central Processing Unit)，是PLC的核心部件，由運(yùn)算器和控制器組成。（2）、I/O模塊即輸入/輸出模塊，是PLC與外界連接的接口。（3）、編程器是PLC最重要的外圍設(shè)備，是PLC不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過(guò)程。（4）、PLC內(nèi)部配有開(kāi)關(guān)式穩(wěn)定電源的電源模塊，用來(lái)將外部供電電源轉(zhuǎn)變成供PLC內(nèi)部的CPU、存儲(chǔ)器和I/O接口等電路工作所需要的直流電源。

11、5. PLC的功能（1）、數(shù)據(jù)采集與輸出。（2）、控制功能。包括順序控制、邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等。（3）、數(shù)據(jù)處理功能。包括基本數(shù)學(xué)運(yùn)算、比較、對(duì)字節(jié)的運(yùn)算、PID運(yùn)算、濾波等。（4）、輸入/輸出接口調(diào)理功能。具有A/D、D/A轉(zhuǎn)換功能，通過(guò)I/O模塊完成對(duì)模擬量的控制和調(diào)節(jié)，具有溫度、運(yùn)動(dòng)等測(cè)量接口。（5）、通信、聯(lián)網(wǎng)功能?，F(xiàn)代PLC大多數(shù)都采用了通信、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，有RS232或RS485接口，可進(jìn)行遠(yuǎn)程I/O控制。多臺(tái)PLC可彼此間聯(lián)網(wǎng)、通信，外部器件與一臺(tái)或多臺(tái)可編程控制器的信號(hào)處理單元之間，實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)交換，如程序轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)文文件轉(zhuǎn)移、監(jiān)視和診斷。（6）、支持人機(jī)界面功能。提供操作者以

12、監(jiān)視機(jī)器工作過(guò)程必需的信息。允許操作者和PC系統(tǒng)與其應(yīng)用程序相互作用，以便做決策和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)工業(yè)計(jì)算機(jī)的分散和集中操作與監(jiān)視系統(tǒng)。（7）、編程、調(diào)試等，并且大部分支持在線編程。6. PLC的主要特點(diǎn)（1）、可靠性高。（2）、結(jié)構(gòu)形式多樣，模塊化組合靈活。有固定式適于小型系統(tǒng)或機(jī)床，組合式適于集中控制系統(tǒng)。（3）、功能強(qiáng)大。（4）、編程方便，控制具有極大靈活性。（5）、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境。適應(yīng)高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境以 及電磁干擾環(huán)境。（6）、安裝、維修簡(jiǎn)單。（7）、與DCS相比，價(jià)格低。（8）、當(dāng)前PLC產(chǎn)品緊跟現(xiàn)場(chǎng)總線的發(fā)展潮流。（9）、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎。（10）、體積小，重

13、量輕，能耗低。 7. PLC的工作原理可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其工作原理與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對(duì)用戶程序的執(zhí)行過(guò)程是CPU的循環(huán)掃描，并用周期性的地集中采樣、集中輸出的方式來(lái)完成。一個(gè)掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個(gè)階段：（1）、輸入采樣掃描階段這是第一個(gè)集中批處理過(guò)程，PLC按順序逐個(gè)采集所有輸入端子上的信號(hào)，不論輸入端子上是否接線，CPU順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號(hào)寫(xiě)到輸入映像寄存器中，在當(dāng)前的掃描周期內(nèi)，用戶程序用到的輸入信號(hào)的狀態(tài)是否變化。即使

14、此時(shí)外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只能在下一個(gè)掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對(duì)于這種采集輸入信號(hào)的批處理，雖然嚴(yán)格上說(shuō)每個(gè)信號(hào)被采集的時(shí)間有先有后，但由于PLC的掃描周期很短，這個(gè)差異對(duì)一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認(rèn)為這些采集到的輸入信息是同時(shí)的。（2）、執(zhí)行用戶程序掃描階段這是第二個(gè)集中批處理過(guò)程，在執(zhí)行用戶程序階段，CPU對(duì)用戶程序按順序進(jìn)行掃描。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下、從左到右的順序進(jìn)行掃描，每掃描到一條指令，所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而不是直接使用現(xiàn)場(chǎng)的立即輸入信號(hào)。對(duì)其他信息，則是從PLC的原件映像寄存器中去讀取，在執(zhí)行用戶程序中，每一次

15、運(yùn)算的中間結(jié)果都立即寫(xiě)入元件映像寄存器中，對(duì)輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，而是將其結(jié)果寫(xiě)入到輸出映像寄存器中。在此階段，允許對(duì)數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進(jìn)行處理，在掃描周期的各個(gè)部分，均可對(duì)中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。在這個(gè)階段，除了輸入映像寄存器外，各個(gè)元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而變化的。（3）、輸出刷新掃描階段這是第三個(gè)集中批處理過(guò)程，當(dāng)CPU對(duì)全部用戶程序掃描結(jié)束后，將元件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時(shí)送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動(dòng)各輸出繼電器所帶的負(fù)載。第3章 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)功能要求分析1. 課題研究?jī)?nèi)容以某銀行的平開(kāi)自動(dòng)

16、門(mén)為例，設(shè)計(jì)了以PLC為控制器的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。在銀行自動(dòng)門(mén)正上方里外各安裝一個(gè)探測(cè)開(kāi)關(guān)，當(dāng)有人欲進(jìn)入時(shí)，探測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)出有人要進(jìn)入或出去，從而產(chǎn)生輸出信號(hào)。PLC獲取到該輸入信號(hào)，啟動(dòng)電機(jī)，將門(mén)打開(kāi)。當(dāng)門(mén)打開(kāi)到一定程度后，碰到限位開(kāi)關(guān)，限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，產(chǎn)生輸出信號(hào)，自動(dòng)門(mén)停止動(dòng)作。等待一段時(shí)間后，自動(dòng)門(mén)自動(dòng)合上。在閉合過(guò)程中，如探測(cè)開(kāi)關(guān)檢測(cè)有人要進(jìn)入或出去時(shí)，自動(dòng)門(mén)停止閉合，并立刻打開(kāi)。為了保障門(mén)的安全性，設(shè)置關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)，從而保障在自動(dòng)門(mén)閉合即將結(jié)束時(shí)，不會(huì)發(fā)生兩扇門(mén)相撞的事故。（如圖3-1） K1（K2） 圖3-12. 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)包含PLC控制、驅(qū)動(dòng)裝置、傳動(dòng)裝置、感應(yīng)

17、器件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式。自動(dòng)門(mén)具體組成如圖3-2： 圖3-2由圖3-2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)，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過(guò)傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門(mén)的運(yùn)動(dòng)。3. 自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的工作過(guò)程當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇要完成一次開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)，其工作流程如下：感應(yīng)探測(cè)器探測(cè)到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號(hào)傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。馬達(dá)得到一定運(yùn)行電流后做正向運(yùn)行，將動(dòng)力傳給同步帶，再由同步帶將動(dòng)力傳給吊具系統(tǒng)使自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇開(kāi)啟；自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇開(kāi)啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門(mén)，通知馬達(dá)作

18、反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門(mén)。4. 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的控制要求（1）、當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)高速正轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到低速感應(yīng)開(kāi)關(guān)K5位置時(shí)，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3動(dòng)作，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，所有電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。（2）、自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)高速反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到低速關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K6時(shí)，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM4動(dòng)作，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，所有電機(jī)停止運(yùn)行。（3）、在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。（4）、

19、在門(mén)打開(kāi)后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。（5）、開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)不可同時(shí)進(jìn)行。第4章 自動(dòng)門(mén)的硬件選取1. 自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的基本組成（1）、主控制器：它是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)的指揮中心，通過(guò)內(nèi)部編有指令程序的大規(guī)模集成塊，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮馬達(dá)或電鎖類系統(tǒng)工作；同時(shí)人們通過(guò)主控器調(diào)節(jié)門(mén)扇開(kāi)啟速度、開(kāi)啟幅度等參數(shù)。（2）、感應(yīng)探測(cè)器：負(fù)責(zé)采集外部信號(hào)，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動(dòng)的物體進(jìn)入它的工作范圍時(shí)，它就給主控器一個(gè)脈沖信號(hào)。（3）、動(dòng)力馬達(dá)：提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇加速與減速運(yùn)行。（4）、自

20、動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇行進(jìn)軌道：就像火車(chē)的鐵軌，約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。（5）、門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動(dòng)門(mén)扇，同時(shí)在動(dòng)力牽引下帶動(dòng)門(mén)扇運(yùn)行。（6）、同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)。（7）、下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門(mén)門(mén)扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門(mén)扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門(mén)體擺動(dòng)。2. 自動(dòng)門(mén)的機(jī)械傳動(dòng)選取（1）、自動(dòng)門(mén)的傳動(dòng)主要包括安裝板、軌道、門(mén)機(jī)、皮帶、吊掛件等。 （2）、所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡(jiǎn)單。（3）、導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形式正懸掛，解決了側(cè)擺的問(wèn)題，從而確保了門(mén)扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對(duì)導(dǎo)軌及滑輪

21、的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方便的特點(diǎn)。（4）、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。（5）、皮帶：采用齒形皮帶，齒形皮帶的截面為曲線設(shè)計(jì)，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動(dòng)齒輪的吻合度，從而提高了使用壽命。3. 傳感器的選型3.1 傳感器的組成傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。傳感器主要由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。3.2 傳感器的分類傳感器目前采用二種分類方法：一種是按被測(cè)參數(shù)分類，如溫度傳感器、壓力傳感器、位移傳感器、速度傳感器等。另一種是按傳感器的工作原理分類，如應(yīng)變式傳感器、電容式傳感器、壓電式傳感器、磁電式傳感器等。3.3 自

22、動(dòng)門(mén)行業(yè)傳感器介紹及選型目前自動(dòng)門(mén)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、光電感應(yīng)器等。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(guò)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。微波感應(yīng)器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收，其探測(cè)方式具有非接觸探測(cè)、不受溫度、濕度、噪音的影響等優(yōu)點(diǎn)。紅外感應(yīng)器：是對(duì)物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動(dòng)，只要處于感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi)，它都會(huì)反應(yīng)，另外，紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器慢。 光電感應(yīng)器：是傳感器大家族中的成員，它把發(fā)射端和接收端之間光的強(qiáng)弱變化轉(zhuǎn)化為電流

23、的變化以達(dá)到探測(cè)的目的。由于光電開(kāi)關(guān)輸出回路和輸入回路是電隔離的（即電緣絕），所以它可以在許多場(chǎng)合得到應(yīng)用。感應(yīng)器根據(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(mén)系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，如在高檔酒店、寫(xiě)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(guò)的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。由于光電傳感器應(yīng)用廣泛，本課題傳感器的檢測(cè)距離為1米，故而在本系統(tǒng)中選擇MGK系列光電傳感器。3.4 MGK系列光電傳感器特點(diǎn)（1）、具有自診斷穩(wěn)定工作區(qū)指示功能，可及時(shí)告知工作狀態(tài)是否可靠；（2）、對(duì)射式、反射式、鏡面反射式光電開(kāi)關(guān)都有防止相互干擾功能

24、，安裝方便；（3）、響應(yīng)速度快，高速光電開(kāi)關(guān)的響應(yīng)速度可達(dá)到0.1ms，每分鐘可進(jìn)行30萬(wàn)次檢測(cè)操作，能檢出高速移動(dòng)的微小物體；（4）、采用專用集成電路和先進(jìn)的SMT表面安裝工藝，具有很高的可靠性；（5）、體積?。ㄗ钚H203112mm）、重量輕，安裝調(diào)試簡(jiǎn)單，并具有短路保護(hù)功能。3.5 光電傳感器使用及注意事項(xiàng)（1） 、避免強(qiáng)光源：光電開(kāi)關(guān)在環(huán)境照度較高時(shí)，一般都能穩(wěn)定工作。但應(yīng)回避將傳感器光軸正對(duì)太陽(yáng)光、白熾燈等強(qiáng)光源。在不能改變傳感器（受光器）光軸與強(qiáng)光源的角度時(shí)，可在傳感器上方四周加裝遮光板或套上遮光長(zhǎng)筒。（2） 、防止相互干擾：防止干擾最有效的辦法是投光器和受光器交叉設(shè)置，超過(guò)2組時(shí)

25、還拉開(kāi)組距。 （3） 、鏡面角度影響：當(dāng)被測(cè)物體有光澤或遇到光滑金屬面時(shí)，一般反射率都很高，有近似鏡面的作用。這時(shí)應(yīng)將投光器與檢測(cè)物體安裝成1020的夾角，以使其光軸不垂直于被檢測(cè)物體，從而防止誤動(dòng)作。（4） 、自診斷使用功能：在安裝或使用時(shí)，有時(shí)可能會(huì)由于臺(tái)面或背景影響以及使用振動(dòng)等原因而造成光軸的微小偏移、透鏡沾污、積塵、外部噪聲、環(huán)境溫度超出范圍等問(wèn)題。這些問(wèn)題有可能會(huì)使光電開(kāi)關(guān)偏離穩(wěn)定工作區(qū)，這時(shí)可以利用光電開(kāi)關(guān)的自診斷功能而使其通過(guò)STABLITY綠色穩(wěn)定指示燈發(fā)出通知，以提醒使用者及時(shí)對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。4. 直流電動(dòng)機(jī)的選型4.1 直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速并勵(lì)或他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)與交流異步電動(dòng)機(jī)相

26、比雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格高、維修也不方便，但是在調(diào)速性能上有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(wú)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)。這是因?yàn)橹绷麟妱?dòng)機(jī)能無(wú)級(jí)調(diào)速，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。 由直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速公式4-1所示 n=（U-IaRa）/Ke （4-1）可知：Ra、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。4.2 直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)速方面很簡(jiǎn)單，相對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)又有以下的優(yōu)點(diǎn)：（1）、由于采用高性能永磁材料，無(wú)刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子尺寸得以減小，可以具有較低的慣性、更快的響應(yīng)速度、更高的轉(zhuǎn)矩慣量比。（2）、

27、由于沒(méi)用轉(zhuǎn)子損耗（轉(zhuǎn)子使用永磁材料），也無(wú)需定子勵(lì)磁電流分量，所以無(wú)刷直流電機(jī)具有較高的效率和功率密度。對(duì)于同等容量輸出，交流異步電機(jī)需要更大功率的整流器和逆變器。（3）、由于沒(méi)有轉(zhuǎn)子發(fā)熱，無(wú)刷直流電機(jī)也無(wú)需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問(wèn)題。（4）、交流異步電機(jī)由于其非線性本質(zhì)，實(shí)現(xiàn)控制極為復(fù)雜。無(wú)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(wú)需坐標(biāo)變換，調(diào)速范圍更寬，控制性能更好。4.3 自動(dòng)門(mén)直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載電動(dòng)機(jī)是自動(dòng)門(mén)能否良好工作的保障，根據(jù)測(cè)量，自動(dòng)門(mén)單扇門(mén)的最大承重為120kg，為了保證自動(dòng)門(mén)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，故而本設(shè)計(jì)選用的是亞坦電機(jī)控制有限公司生產(chǎn)的45BLDC系列直流無(wú)刷電機(jī)，電

28、機(jī)直徑45，額定轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn)，額定扭矩0.036N.m，功率70W100W，額定電壓24V。直流電機(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(jiǎn)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)械特性好、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)，是應(yīng)用于“輕、小、薄、安靜、精密、可靠”等場(chǎng)合的最佳選擇。5. 限位開(kāi)關(guān)的選擇限位開(kāi)關(guān)又稱行程開(kāi)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(lái)發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方向、速度、行程大小或位置的一種自動(dòng)控制器件。限位開(kāi)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。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)到某一運(yùn)動(dòng)位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)通

29、過(guò)機(jī)械可動(dòng)部分的動(dòng)作，將機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的控制，限制它們的動(dòng)作和位置，借此對(duì)生產(chǎn)機(jī)械給以必要的保護(hù)。 根據(jù)本次自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)的要求，故選擇滾輪式行程開(kāi)關(guān)。而滾輪式行程開(kāi)關(guān)又分為單滾輪自動(dòng)復(fù)位式和雙滾輪(羊角式)非自動(dòng)復(fù)位式，雙滾輪行移開(kāi)關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡(jiǎn)化線路。因?yàn)樽詣?dòng)門(mén)需要自動(dòng)復(fù)位，所以選擇單滾輪自動(dòng)復(fù)位式行程開(kāi)關(guān)。6. PLC的選型6.1 PLC的類型PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。

30、整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)控制的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。結(jié)合本課題的應(yīng)用角度考慮因此選用整體型PLC。6.2 PLC經(jīng)濟(jì)的考慮選擇PLC時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出比較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)PLC選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)

31、有較合理的性能價(jià)格比。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選用整體型PLC。6.3 對(duì)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。響應(yīng)時(shí)間包括輸入濾波時(shí)間，輸出濾波時(shí)間和掃描周期。PLC的工作方式?jīng)Q定了它不能接受頻率過(guò)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。綜合以上因素，本課題的設(shè)計(jì)采用德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7200小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。 第5章 控制系統(tǒng)及程序設(shè)計(jì)1. 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.1 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的硬件組成由德國(guó)西門(mén)子公司S7200小型PLC、MGK系

32、列光電傳感器、亞坦45BLDC系列直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)、門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1、門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2、開(kāi)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K3、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K4、低速開(kāi)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K5、低速關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K6、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正傳）、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）、低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3（使直流電動(dòng)機(jī)低速正傳）、低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM4（使直流電動(dòng)機(jī)低速反傳）等組成。1.2 控制要求（1）、當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí)，開(kāi)關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)高速正轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到低速感應(yīng)開(kāi)關(guān)K5位置時(shí)，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3動(dòng)作，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí)，所有電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。（2）、自

33、動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)高速反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到低速關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K6時(shí)，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM4動(dòng)作，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí)，所有電機(jī)停止運(yùn)行。（3）、在關(guān)門(mén)過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門(mén)，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。（4）、在門(mén)打開(kāi)后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。（5）、開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)不可同時(shí)進(jìn)行。2. 自動(dòng)門(mén)控制裝置主要技術(shù)指標(biāo)（1）、自動(dòng)門(mén)采用平開(kāi)形式，兩只門(mén)分別向左右移動(dòng)實(shí)行開(kāi)啟與關(guān)閉，單只

34、開(kāi)啟門(mén)寬為1m，總開(kāi)啟門(mén)寬度為2m；門(mén)框總長(zhǎng)為4m，高為2m。（2）、采用高速、低速控制自動(dòng)門(mén)開(kāi)啟與關(guān)閉，高速開(kāi)門(mén)速度：0.5m/s；低速開(kāi)門(mén)速度：0.2m/s；高速關(guān)門(mén)速度：0.4m/s；低速關(guān)門(mén)速度：0.1m/s。（3）、單扇門(mén)的最大承重120kg。（4）、使用了光電傳感器；多種觸發(fā)開(kāi)門(mén)方式（感應(yīng)、按鈕、刷卡等）；后備電源；上電后門(mén)自動(dòng)檢測(cè)運(yùn)行；人夾住后反彈。3. 自動(dòng)門(mén)控制裝置系統(tǒng)的工作原理3.1 開(kāi)啟動(dòng)作當(dāng)人靠近自動(dòng)門(mén)時(shí)，設(shè)置于門(mén)內(nèi)外側(cè)的檢測(cè)裝置（光電開(kāi)關(guān)）將其檢測(cè)出來(lái)，之后，信號(hào)送到控制裝置?？刂蒲b置接到該信號(hào)后驅(qū)動(dòng)高速馬達(dá)向門(mén)的開(kāi)啟方向旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)皮帶輪、皮帶或鏈條，使門(mén)向開(kāi)啟方向運(yùn)動(dòng)

35、。當(dāng)門(mén)接觸到減速開(kāi)關(guān)時(shí)，信號(hào)送到控制裝置?？刂蒲b置接到該信號(hào)后驅(qū)動(dòng)低速馬達(dá)向門(mén)的開(kāi)啟方向旋轉(zhuǎn)并停止高速馬達(dá)。當(dāng)門(mén)接近門(mén)接觸到開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)時(shí)，信號(hào)送到控制裝置，控制裝置接到該信號(hào)后停止所有馬達(dá)，靠慣性行至門(mén)擋位置后停止。3.2 關(guān)閉動(dòng)作當(dāng)人離開(kāi)檢測(cè)裝置的檢測(cè)范圍，開(kāi)啟定時(shí)器定時(shí)結(jié)束后，控制裝置將高速馬達(dá)逆轉(zhuǎn)，使門(mén)向關(guān)閉方向動(dòng)作，當(dāng)門(mén)接觸到減速開(kāi)關(guān)時(shí)，控制裝置將低速馬達(dá)逆轉(zhuǎn)，門(mén)徐行后在開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)位置停止。4. 自動(dòng)門(mén)控制裝置系統(tǒng)程序4.1 自動(dòng)門(mén)控制裝置原理框圖（如圖5-1） 圖5-1 4.2 自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)模擬實(shí)物圖（如圖5-2） K1（K2） 圖5-24.3 繼電器接觸控制圖（如圖5-3）圖

36、5-34.4 自動(dòng)門(mén)PLC I/O分配表（表5-1）輸入端輸出端X1門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1(SB1)Y1高速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1X2門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2(SB2)Y2高速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2X3開(kāi)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K3(SB3)Y3低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3X4關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K4(SB4)Y4低速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM4X5低速開(kāi)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K5(SB5)Y5TMX計(jì)時(shí)器X6低速關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K6(SB6)X7啟動(dòng)按鈕(SB7)X8停止按鈕(SB8)X9手動(dòng)開(kāi)門(mén)(SB9)X10手動(dòng)關(guān)門(mén)(SB10) 表5-14.5 PLC控制輸入輸出接線（如圖5-4）圖5-44.6 根據(jù)控制要求寫(xiě)出自動(dòng)門(mén)控制梯形圖（如圖5-5） 圖5-

37、54.7 程序指令表（表5-2）0 LD X7 14 OR X2 28 LD T042 ANI X11 OR R1 15 OR Y129 OR Y243 ANI X22 ANI X8 16 OR Y330 ANI X644 AND R13 OUT R117 AND X531 ANI X145 ANI X84 LD X1 18 AND R132 ANI X246 ANI Y25 OR X2 19 ANI X833 AND RI47 OR X106 OR Y1 20 ANI Y134 ANI X8 48 ANI X47 ANI X521 OR X935 ANI Y4 49 OUT Y48 AND

38、R122 ANI X336 ANI X4 50 END9 ANI X823 OUT Y337 OUT Y2 10 ANI Y3 24 LD X338 LD TO 11 ANI X325 ANI X1 39 OR Y212 OUT Y126 ANI X240 OR Y413 LD X127 OUT TMX0 K8041 AND X6 表5-24.8 程序過(guò)程分析4.8.1 啟動(dòng)程序（如圖5-6）X7：?jiǎn)?dòng)按鈕；X8：停止按鈕；R1：PLC內(nèi)部繼電器圖5-6如圖5-6，按下啟動(dòng)按鈕X7，內(nèi)部繼電器R1得電并自鎖，程序開(kāi)始啟動(dòng)。4.8.2 開(kāi)門(mén)程序（如圖5-7）X1：門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1；X2：門(mén)外

39、光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2；X3：開(kāi)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)K3；X5：低速開(kāi)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K5；R1：?jiǎn)?dòng)繼電器；X8：停止按鈕；Y1：高速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1；Y3：低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2。圖5-7按圖5-7所示，按下啟動(dòng)按鈕，R1啟動(dòng)繼電器閉合，當(dāng)門(mén)內(nèi)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)X1（K1）、X2（K2）分別檢測(cè)有人通過(guò)時(shí)，高速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y1（KM1）閉合得電，電動(dòng)機(jī)高速正轉(zhuǎn)，Y1（KM1）自鎖，自動(dòng)門(mén)高速打開(kāi)，當(dāng)門(mén)觸碰低速開(kāi)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)X5（K5）時(shí)，高速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y1（KM1）因失電停止，而低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y3（KM2）因得電閉合，電動(dòng)機(jī)低速正轉(zhuǎn)，Y3（KM2）自鎖，自動(dòng)門(mén)低速打開(kāi)，當(dāng)開(kāi)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)X3（K3）檢測(cè)到門(mén)全部

40、打開(kāi)時(shí)，使Y1（KM1）和Y3（KM2）失電，全部電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，自動(dòng)門(mén)停止開(kāi)門(mén)。4.8.3 延時(shí)程序（如圖5-8）X3：開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3；X1：門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1；X2：門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2；TMX0：0.1秒定時(shí)器T0圖5-8如圖5-8所示，當(dāng)自動(dòng)門(mén)開(kāi)到位時(shí)，觸碰開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)X3（K3）并動(dòng)作，門(mén)內(nèi)外探測(cè)開(kāi)關(guān)X1（K1）、X2（K2）沒(méi)有檢測(cè)到人或物要通過(guò)時(shí)，定時(shí)器TMX0動(dòng)作，當(dāng)TMX0動(dòng)作期間，門(mén)內(nèi)外探測(cè)開(kāi)關(guān)X1（K1）、X2（K2）檢測(cè)到有人或物要通過(guò)時(shí)，停止動(dòng)作，待門(mén)內(nèi)外探測(cè)開(kāi)關(guān)X1（K1）、X2（K2）沒(méi)有檢測(cè)到人或物要通過(guò)重新動(dòng)作。4.8.4 關(guān)門(mén)程序（如圖5-9）T0

41、：TMX0.1秒定時(shí)器；X4：關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4；X6：低速關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)K6；X1：門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1；X2：門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2；R1：內(nèi)部繼電器（屬啟動(dòng)程序）；X8：停止按鈕；Y4：低速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM4；Y2：高速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2。圖5-9如圖5-9所示，程序正在運(yùn)行，R1閉合。當(dāng)自動(dòng)門(mén)打開(kāi)到位并且門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)X1（K1）和門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)X2（K2）沒(méi)有檢測(cè)到有人或物通過(guò)，8S后，高速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y2（KM2）得電關(guān)自鎖，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，定時(shí)器T0復(fù)位，自動(dòng)門(mén)開(kāi)始高速關(guān)門(mén)狀態(tài)。當(dāng)自動(dòng)門(mén)觸碰到低速關(guān)門(mén)感應(yīng)開(kāi)關(guān)X6（K6）時(shí)，低速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y4（KM4）得電關(guān)自鎖，高速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y2

42、（KM2）失電而停轉(zhuǎn)，自動(dòng)門(mén)進(jìn)入低速關(guān)門(mén)狀態(tài)，當(dāng)關(guān)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)X4（K4）檢測(cè)到自動(dòng)門(mén)關(guān)到位時(shí)，高速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y2（KM2）和低速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y4（KM4）失電而停轉(zhuǎn)，自動(dòng)門(mén)停止動(dòng)作。如果在關(guān)門(mén)期間，門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)X1（K1）和門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)X2（K2）檢測(cè)到有人或物要通過(guò)時(shí)，高速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y2（KM2）和低速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y4（KM4）失電而停轉(zhuǎn)，并自動(dòng)門(mén)進(jìn)入開(kāi)門(mén)運(yùn)行狀態(tài)。4.8.5 手動(dòng)開(kāi)門(mén)/關(guān)門(mén)程序（1） 、手動(dòng)開(kāi)門(mén)程序（如圖5-10）X9：不帶自鎖手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕；X3：開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3；Y3：低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3。圖5-10如圖5-10所示，該手動(dòng)開(kāi)門(mén)程序?qū)儆陂_(kāi)門(mén)程序的一部

43、分，由不帶自不帶自鎖手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕X9；開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)X3（K3）；低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y3（KM3）組成，按下按鈕X9，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y3（KM3）得電正轉(zhuǎn)，進(jìn)入開(kāi)門(mén)狀態(tài)，當(dāng)開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)X3（K3）檢測(cè)門(mén)全部打開(kāi)時(shí)，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y3（KM3）失電停轉(zhuǎn)。該程序的目的是主動(dòng)門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)不能控制時(shí)，由保安人員按下X9將自動(dòng)門(mén)打開(kāi)，避免人或物不能進(jìn)出。（2） 、手動(dòng)關(guān)門(mén)程序（如圖5-11）X10：不帶自鎖手動(dòng)關(guān)門(mén)按鈕；X4：關(guān)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K4；Y4：低速關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM4圖5-11如圖5-11所示，該手動(dòng)開(kāi)門(mén)程序?qū)儆陂_(kāi)門(mén)程序的一部分，由不帶自不帶自鎖手動(dòng)開(kāi)門(mén)按鈕X10；開(kāi)門(mén)到位

44、限位開(kāi)關(guān)X4（K4）；低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y4（KM4）組成，按下按鈕X10，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y4（KM4）得電反轉(zhuǎn)，進(jìn)入關(guān)門(mén)狀態(tài)，當(dāng)關(guān)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)X4（K4）檢測(cè)門(mén)完全關(guān)閉時(shí)，低速開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)Y4（KM4）失電停轉(zhuǎn)。該程序的目的是主動(dòng)門(mén)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)控制系統(tǒng)不能控制時(shí)，由保安人員按下X10將自動(dòng)門(mén)關(guān)閉，避免晚上下班的時(shí)候自動(dòng)關(guān)閉不了。結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢測(cè)學(xué)生畢業(yè)前對(duì)所學(xué)知識(shí)的的應(yīng)用，通過(guò)提出分析，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題，來(lái)測(cè)試自己大學(xué)四年來(lái)學(xué)習(xí)的情況。我做的這個(gè)題目是有關(guān)與PLC系統(tǒng)理論與實(shí)踐相結(jié)合的設(shè)計(jì)。在對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)的材料搜索進(jìn)行獨(dú)立搜索時(shí)，對(duì)于辦公軟件的應(yīng)用有了進(jìn)一步的提高，以及實(shí)際應(yīng)用操作的

45、情況下，提高了實(shí)際操作和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力。通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐。讓我更熟練的掌握了PLC軟件的簡(jiǎn)單編程方法，對(duì)于PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在理論的運(yùn)用中，也提高了我的工程素質(zhì)。由于我對(duì)一些細(xì)節(jié)的不加重視，當(dāng)我把自己想出來(lái)的一些認(rèn)為是對(duì)的程序運(yùn)用到梯形圖編輯時(shí)，問(wèn)題出現(xiàn)了。轉(zhuǎn)換成指令表后則顯示不出很多正確的指令程序，這主要是因?yàn)槲覜](méi)有把理論和實(shí)踐相結(jié)合，缺乏動(dòng)手能力而造成的結(jié)果，最后通過(guò)老師的糾正和自己的實(shí)際操作，終于把正確的結(jié)果做了出來(lái)，同樣也看清了自己的不足之處。通過(guò)這次設(shè)計(jì)使我學(xué)會(huì)如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會(huì)將理論很好地聯(lián)系實(shí)

46、際，并不斷地去開(kāi)動(dòng)自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒(méi)想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時(shí)，更重要的是，我在這一設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持不懈，不輕言放棄，設(shè)計(jì)過(guò)程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L(zhǎng)的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對(duì)我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過(guò)，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會(huì)為我們而敲響。致謝本次設(shè)計(jì)是在崔小勁老師的精心指導(dǎo)下完成的，在此，向他表示衷心的感謝。在我撰寫(xiě)論文的過(guò)程中，老師傾注了大量的心血和汗水，無(wú)論是在論文的選題、構(gòu)想和資料的收集方面，我都得到了老師悉心細(xì)致的教誨和無(wú)私的幫助。在此還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有老師，是你們教導(dǎo)了我機(jī)電方面的知識(shí)，讓我能完成

47、這個(gè)設(shè)計(jì)。感謝其他同學(xué)在設(shè)計(jì)中提供大量的支持和幫助。同時(shí)還要感謝在百忙之中進(jìn)行論文評(píng)審的老師們，對(duì)論文的不足之處敬請(qǐng)批評(píng)指正。即將畢業(yè)之際， 再一次向大學(xué)四年中在學(xué)習(xí)和生活中所有關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的良師益友致謝。參考文獻(xiàn)1謝克明，夏路易. 可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)M北京，電子工業(yè)出版社，2002。2張進(jìn)秋可編程控制器原理及應(yīng)用實(shí)例M北京：機(jī)械，工業(yè)出版社，2003。3易傳祿. 可編程序控制器應(yīng)用指南. 上海科普出版社。4鐘肇新, 彭侃. 可編程序控制器原理及應(yīng)用. 華南理工大學(xué)出版社。5湯以范. 電氣與可編程序控制器技術(shù). 機(jī)械工業(yè)出版社。6可編程序控制器CPU22X系統(tǒng)手冊(cè). 西門(mén)子(中

48、國(guó))有限公司。7楊后川，張瑞，高建設(shè)，曾勁松. 西門(mén)子S7-200 PLC應(yīng)用100例. 北京電子工業(yè)出版社，20098韓權(quán)利，趙德申. 微機(jī)控制技術(shù)及應(yīng)用. 北京機(jī)械工業(yè)出版社，2002 Abstract this paper is about the design of control system of automatic door, automatic door system mainly consists of a programmable controller ( PLC ), induction device, the driving device and the transmi

49、ssion device. The main working principle of induction device will be detected by the human body or an object signal is transmitted to the PLC, PLC received integrated automatic door status signal to judge, and then sends out a control signal, the driving device in operation, through the transmission

50、 device to drive the action doors.With the development of electronic technology, PLC constantly updated, PLC control has become the most common way to automatic control of. Automatic door is automatic control applied to a typical example, the programmable controller has good processing automatic doo

51、r switch control and good stability, and can be very simple to change the control way, therefore, automatic door production businesses are using PLC to make the door controller. The automatic doors in use in daily life more and more widely. The PLC control has high reliability, stability, convenient

52、 repair.This paper introduces the automatic door, automatic door design requirements for hardware design, selection, PLC drive device selection, induction device selection, system software design, PLC ladder diagram design to realize automatic door control process.Keywords automatic door PLC induction device driving device第 27 頁(yè)