畢業(yè)論文題目大樓自動門控制系統(tǒng)設(shè)計所在學(xué)院計算機(jī)與電氣自動化學(xué)院所學(xué)專業(yè)電氣工程及自動化畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書論文題目大樓自動門控制系統(tǒng)設(shè)計院部計算機(jī)與電氣自動化學(xué)院專業(yè)電氣工程及自動化班級08級03班畢業(yè)論文（設(shè)計）的要求1、學(xué)生將所學(xué)的知識和技能應(yīng)用于畢業(yè)設(shè)計中，對實(shí)際問題進(jìn)行分析和概括。2、學(xué)生能獨(dú)立檢索和多渠道獲取文獻(xiàn)資料，學(xué)習(xí)、了解、提煉和掌握本課題所需材料。3、針對已掌握的知識，設(shè)計控制方案。畢業(yè)論文（設(shè)計）的內(nèi)容與技術(shù)參數(shù)本文論述的自動門控制系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成可編程控制器PLC、信號采集裝置、變頻器、驅(qū)動裝置、傳動裝置?？删幊炭刂破鬟x用日本三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的FX2N32M小型PLC；信號采集裝置選用上海晶園微電子公司生產(chǎn)的微波感應(yīng)器；變頻器采用日本三菱電機(jī)公司生產(chǎn)的FR540變頻器；驅(qū)動裝置采用天津安全電機(jī)有限公司生產(chǎn)的YSM100/112、W、S三相異步電動機(jī)，額定轉(zhuǎn)矩為043NM，額定轉(zhuǎn)速為400R/MIN；傳動裝置采用皮帶來帶動門的運(yùn)動。本設(shè)計主要的工作原理是通過信號采集裝置判定有無人經(jīng)過并將信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)量信號傳到PLC，PLC根據(jù)開關(guān)信號的來控制變頻器的開停和速度的變換，在由傳動裝置帶動門運(yùn)動。畢業(yè)論文（設(shè)計）工作計劃1（2012年1月10日1月25日）主要任務(wù)搜集材料。2（2012年2月1日2月25日）主要任務(wù)寫出可行性開題報告。3（2012年2月25日3月25日）主要任務(wù)完善方案措施,并接受中期檢查。42012年3月26日3月25日主要任務(wù)寫出畢業(yè)設(shè)計；申請結(jié)題5（2012年3月26日4月25日）主要任務(wù)結(jié)題驗(yàn)收，畢業(yè)設(shè)計答辯。接受任務(wù)日期年月日要求完成日期年月日學(xué)生簽名年月日指導(dǎo)教師簽名年月日院長主任簽名年月日摘要門和人類文明是孿生的，它伴隨著人類文明的發(fā)展而躍動。21世紀(jì)的今天，門更加突出了安全理念，強(qiáng)調(diào)了有效性有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。門大規(guī)模專業(yè)化生產(chǎn)始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過程中，涌現(xiàn)出大批獨(dú)具規(guī)模的專業(yè)制造商。門的高級形式自動門起源在歐美，迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細(xì)的自動門家族。中國早在十多年前就開始引用歐洲自動門，并把它應(yīng)用在酒店、機(jī)場、購物中心、銀行、寫字樓等大中型公共場所，為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。自動門從理論上理解應(yīng)該是門的使用觀念的延伸，是人們根據(jù)需要對門的功能的提升和完善。所以對自動門的認(rèn)識應(yīng)該從人對門功能的要求開始。作為建筑物一部分的門，從最基本的意義上講，要同時滿足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。因此門體本身應(yīng)牢固、密封。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，可編程控制器（以下簡稱PLC）不斷更新、發(fā)展，PLC控制是自動控制中最常見控制方式之一，自動門就是自動控制應(yīng)用的一典型例子，由于可編程控制器具有很好的處理自動門的開關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，而且可以很簡單的改變控制的方式，因此，自動門的生產(chǎn)商家很多都運(yùn)用PLC來做門的控制器。目前自動門在日常生活中運(yùn)用越來越廣泛。關(guān)鍵詞PLC；變頻器；驅(qū)動裝置；感應(yīng)器ABSTRACTDOORANDHUMANCIVILIZATIONISTHETWIN,ITISACCOMPANIEDBYTHEDEVELOPMENTOFHUMANCIVILIZATIONANDJUMPINTWENTYFIRSTCENTURY,THEDOORHASBEENMOREPROMINENTSECURITYCONCEPT,EMPHASIZETHEEFFECTIVENESSEFFECTIVELYPREVENT,TRAFFIC,EVACUATION,WHILEALSOHIGHLIGHTINGTHEARCHITECTURALARTCONCEPT,EMPHASIZETHEDOORWITHTHEBUILDINGANDTHESURROUNDINGENVIRONMENTOFOVERALLCOORDINATION,HARMONYDOORLARGESCALESPECIALIZEDPRODUCTIONSTARTED150YEARSAGO,INTHEPROCESSOFCONTINUOUSDEVELOPMENTANDIMPROVEMENT,THEEMERGENCEOFALARGENUMBEROFUNIQUESCALEPROFESSIONALMANUFACTURERTHEADVANCEDFORMOFAUTOMATICDOORDOORORIGINATEDINEUROPEANDTHEUNITEDSTATES,RAPIDDEVELOPMENTTODAY,HASFORMEDAFULLRANGE,FINEWORKMANSHIP,PERFECTFUNCTIONOFAUTOMATICDOORFAMILYCHINAEARLYINTHEDECADEBEFORETHEBEGINNINGOFEUROPEANAUTOMATICDOOR,ANDAPPLYITINTHEHOTEL,AIRPORT,SHOPPINGCENTERS,BANKS,OFFICEBUILDINGSANDOTHERLARGEANDMEDIUMSIZEDPUBLICPLACESFORTHESEBUILDINGS,ADDEDABEAUTIFUL,STYLISHAPPEARANCECOLORAUTOMATICDOORFROMTHEORETICUNDERSTANDINGSHOULDBETHEDOORUSINGTHEIDEASOFTHEEXTENSION,ISTHEPEOPLEACCORDINGTOTHENEEDTOUPGRADEANDIMPROVETHEOPPOSITEFUNCTIONSOTHEAUTOMATICDOORUNDERSTANDINGSHOULDBEFROMTHEPEOPLEONTHEFUNCTIONREQUESTSTARTASAPARTOFTHEBUILDING,FROMTHEMOSTBASICSENSE,TOSATISFYTHEISOLATIONOFTHEEXTERNALENVIRONMENTANDHINDERTHECURRENTTHETWOREQUIREMENTSTHEREFORETHEDOORBODYITSELFSHOULDBEFIRM,SEALEDWITHTHEDEVELOPMENTOFELECTRONICTECHNOLOGY,THEPROGRAMMABLECONTROLLERHEREINAFTERREFERREDTOASPLCCONSTANTLYUPDATED,DEVELOPMENT,PLCCONTROLISTHEMOSTCOMMONCONTROLAUTOMATICCONTROLONEWAY,AUTOMATICDOORISATYPICALAUTOMATICCONTROLAPPLICATIONEXAMPLES,BECAUSEPROGRAMMABLECONTROLLERHASVERYGOODDEALWITHAUTOMATICSWITCHCONTROLANDGOODSTABILITY,ANDCANBEEASILYCHANGECONTROLWAY,THEREFORE,AUTOMATICDOORPRODUCTIONMERCHANTSMANYAREUSINGPLCTODOADOORCONTROLLERATPRESENTAUTOMATICDOORFORUSEINEVERYDAYLIFEMOREANDMOREWIDELYKEYWORDSPLCTRANSDUCERACTUATINGDEVICEINDUCTORIUM目錄前言11概述211國內(nèi)外自動門發(fā)展現(xiàn)狀212本課題研究的內(nèi)容213本課題研究的目的和意義32自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計421自動門的功能需求分析422系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟423自動門技術(shù)參數(shù)的確定624自動門的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計63自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計831控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計832可編程控制器PLC的選型8321PLC概述8322可編程控制器（PLC）的選型933驅(qū)動裝置的選型1134變頻器的選型11341變頻器原理11342變頻器的選型11343變頻器的參數(shù)設(shè)定1235感應(yīng)開關(guān)的選型1336自動門系統(tǒng)I/O分配表1337電氣系統(tǒng)的控制接線154自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計1641PLC梯形圖概述1642梯形圖編程環(huán)境1643程序流程圖1844梯形圖的設(shè)計185系統(tǒng)調(diào)試2051梯形圖程序的下載2052程序調(diào)試記錄及結(jié)果分析20結(jié)束語22致謝23參考文獻(xiàn)24附錄25前言在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場、寫字樓，自動門已經(jīng)是隨處可見。自動門的工作方式是通過自動門內(nèi)外兩側(cè)的感應(yīng)開關(guān)來感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走近自動門時，感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。當(dāng)人通過門之后，再將門關(guān)閉。由于自動門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，不但能給我們帶來人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。自動門在國外早已得到普遍應(yīng)用，在我國也以其優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同，中國已經(jīng)迎來了自動門發(fā)展的黃金時期。自動門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝煩瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已逐漸被淘汰。目前自動門及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（以下簡稱PLC），PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式和開關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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、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)。本課題主要介紹運(yùn)用PLC為控制器的自動門的開發(fā)和研究，所有產(chǎn)品的開發(fā)都要講究實(shí)用，本課題開發(fā)的產(chǎn)品對許多的場合都能適用，而且能夠簡單化，不論對于產(chǎn)品開發(fā)商還有使用者來說，都是最好的。他們需要的是一個廉價的又是一個實(shí)用的產(chǎn)品。此系統(tǒng)的設(shè)計正好具備了這樣的一個要求，能夠在大多數(shù)的地方應(yīng)用。因此本設(shè)計就是解決了這樣一個問題，還可以保證自動門的穩(wěn)定性。例如，某商場要求營業(yè)期間的門都運(yùn)用自動門，這就需要自動門要有極高的穩(wěn)定性，且對于商場來說成本不能太高。然而本課題意味著產(chǎn)品成本下降，效益提高。因此是一個比較適合此類場合運(yùn)用且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。1概述11國內(nèi)外自動門發(fā)展現(xiàn)狀在國外，進(jìn)入90年代以來，自動化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)相對成熟，并取得了驚人的成就，自動化技術(shù)是自動門的重要部分。在現(xiàn)代人們生活中自動門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時可以使出入口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動門在人們的生活中的運(yùn)用越來越廣泛，自動門適合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等，使用自動門。但在國內(nèi)，自動門的自主研發(fā)尚處于初級階段。在自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。由于門體的重量及體積不同會對自動門驅(qū)動和傳動系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種自動門又可以分為重型自動門和輕型自動門?？土髁康牟町悤ψ詣娱T的使用產(chǎn)生很大影響，因此，自動門還可以分為一般自動門和可頻繁使用的自動門。自動門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動平移門、自動平開門、自動旋轉(zhuǎn)門、自動圓弧門、自動折疊門等，其中平開門用的場合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動平移門使用得最廣泛，大家一般所說的自動門、感應(yīng)門就是指自動平移門，目前市場上流行的平移型自動門一般是兩開，這種門的特點(diǎn)是簡單易控，維護(hù)方便。自動平移門最常見的形式是自動門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走近自動門時，感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。當(dāng)人通過門之后，再將門關(guān)閉。由于自動平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到大范圍的普及。自動門的控制方法很多，從控制器的不同來分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即通過按鈕和復(fù)雜的接線安裝來控制；智能控制器控制，即通過運(yùn)用現(xiàn)代自動化設(shè)備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自動門所淘汰。在智能控制器的選擇上，自動門的主控器有微電腦控制器控制和可編程控制器（PLC）控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等特點(diǎn)，目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動門，PLC控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定型高、維護(hù)方便，目前許多大型的商場的自動門都是由這種方式來控制。12本課題研究的內(nèi)容本設(shè)計將在以下幾個方面對自動門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。1自動門類型的選擇。綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動平移門，本課題設(shè)計的自動平移門具有手動和自動開門功能和分時間段控制功能以及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商場等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。2自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計。本課題設(shè)計的自動門要求有很高的穩(wěn)定性來滿足日常的需要，故在本設(shè)計中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的三菱FX系列PLC。在自動門的開關(guān)門速度控制上本設(shè)計以三菱變頻器作為調(diào)節(jié)器，運(yùn)用變頻器的三段速控制來實(shí)現(xiàn)自動門的轉(zhuǎn)速控制，為了解決變頻器在頻率很低的時候會出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，驅(qū)動裝置選用功率強(qiáng)大、穩(wěn)定性較好的自帶減速裝置的三相交流電機(jī)，在感應(yīng)器運(yùn)用自動門專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在工業(yè)自動控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的接近傳感器，運(yùn)用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實(shí)現(xiàn)PLC對自動門的控制。由于本課題的具體需求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮了自動門的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。3自動門軟件的設(shè)計。在本設(shè)計中選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計出自動門控制的要求，并能更好的考慮到安全性和故障報警等問題，梯形圖的編寫運(yùn)用三菱的GXDEVELOPER編程軟件，此軟件支持全部的三菱的PLC，并且具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時間。13本課題研究的目的和意義在超級市場、公共建筑、銀行、醫(yī)院入口，經(jīng)常使用自動門控制系統(tǒng)。使用自動門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時可以使出入口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動平移門最常見的形式是自動門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加光電感應(yīng)開關(guān)，當(dāng)人走近自動門時，感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個開門信號，控制器通過驅(qū)動裝置將門打開。當(dāng)人通過門之后，再將門關(guān)閉。由于自動平移門在通電后可以實(shí)現(xiàn)無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到大范圍的普及。自動門在國外早已得到普遍應(yīng)用，在我國也逐步得到大家的認(rèn)同，已經(jīng)迎來了自動門發(fā)展的黃金時期。早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝煩瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已逐漸被淘汰。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式和開關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。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、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)。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等特點(diǎn)。本課題的自動門設(shè)計運(yùn)用PLC做控制器能大大提高自動門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對于整個自動門行業(yè)是一次技術(shù)的革新，提高了自動門的使用率，因此，進(jìn)行自動門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價值。2自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計21自動門的功能需求分析本設(shè)計面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全和可靠性，在設(shè)計的時候改進(jìn)了自動門的友好性，結(jié)構(gòu)如圖21所示圖21自動門結(jié)構(gòu)圖根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計的自動門應(yīng)具有以下功能1開門和關(guān)門控制應(yīng)具有手動和自動方式圖為了便于維護(hù)，自動門應(yīng)具有手動和自動方式。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向手動位置時，門可以手動調(diào)節(jié)開或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時，手動開門失效，由感應(yīng)器檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門且門未關(guān)閉，PLC動作輸出信號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。2蜂鳴器的提示功能當(dāng)自動門開啟和關(guān)閉時，PLC輸出信號給蜂鳴器，蜂鳴器響以提醒來往行人注意。3防夾人功能為了杜絕自動門的夾人事件，在門兩側(cè)安裝防夾人紅外感應(yīng)器，以防止停留在門附近的人被門所夾住。自動門控制系統(tǒng)包含PLC控制和動作執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動和手動點(diǎn)動控制方式，此種控制模式為目前大多自動門的控制方式。本課題所設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來控制傳動機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動化控制。22系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟在自動門系統(tǒng)設(shè)計與調(diào)試過程中最主要的是先列出設(shè)計的主要步驟流程圖，如圖22所示。在自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要要考慮以下幾點(diǎn)1深入了解和分析自動門的工藝條件和控制要求。2確定I/O設(shè)備。根據(jù)自動門控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(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。圖22設(shè)計調(diào)試步驟圖3根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。4分配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。5設(shè)計自動門系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個自動門系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。6將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。7自動門系統(tǒng)的整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。23自動門技術(shù)參數(shù)的確定自動平移門安裝和調(diào)試的關(guān)鍵是提高精度，即導(dǎo)軌的平直度和水平度，門體的兩個吊掛點(diǎn)所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門體的靜態(tài)側(cè)擺。在自動門投入使用后，尤其是初期，應(yīng)經(jīng)常調(diào)節(jié)門體，修正運(yùn)行產(chǎn)生的誤差。要嚴(yán)格限制門體重量，不能超過自動門的額定負(fù)重。通常在三個月最多一年內(nèi)要對自動門進(jìn)行全面的清理和調(diào)整。公共場所的自動平移門因?yàn)槭褂妙l率非常頻繁，而任何自動門的使用頻率和使用壽命都有限。例如機(jī)場、大型超市和醫(yī)院外門的人員流量每天可達(dá)成千上萬人次，或者在特定時間段里集中通過大量人員，在這種情況下，要使用自動門就必須進(jìn)行綜合考慮。例如增加門的數(shù)量，加大門扇寬度，增加關(guān)門延遲時間等。具體參數(shù)如表21所示。表21自動門具體參數(shù)單扇開啟寬度（MM）1250MM（最寬）單扇門的最大承重（KG）1X120KG高度（MM）2500MM最快開/關(guān)門速度（CM/S）60CM/S常速開/關(guān)門速度（CM/S）325CM/S減速開/關(guān)門速度（CM/S）20CM/S開啟保持時間（S）15S（程序中可調(diào)）可編程控制器（PLC）電源220VAC,5060HZ驅(qū)動器電源380VAC,50HZ驅(qū)動器輸出額定功率120W24自動門的機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)設(shè)計在本課題設(shè)計的自動門針對人流較多的商場，應(yīng)對周圍環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動門機(jī)械傳動設(shè)計中考慮了以下幾個方面1自動門的傳動主要包括安裝板，軌道，門機(jī)，皮帶，吊掛件等。2所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡便。3電機(jī)驅(qū)動電機(jī)采用380V三相交流電機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。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。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方面的特點(diǎn)。5滑輪采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時還有一定的減震效果。6皮帶采用齒形皮帶,齒形皮帶的齒形截面為曲線設(shè)計，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動齒輪的吻合度，從而提高了機(jī)械效率。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。7傳動結(jié)構(gòu)如圖23所示。其中馬達(dá)皮帶輪直徑為5CM,皮帶滑輪內(nèi)徑為135CM,外徑為285CM。圖23機(jī)械傳動3自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計31控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)計運(yùn)用PLC控制變頻器來調(diào)節(jié)交流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)自動門運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。采用變頻器電路，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便、可靠性高，交流電機(jī)具有效率高、維護(hù)成本低的特點(diǎn)。交流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)相比，具有效率高、結(jié)構(gòu)簡單、維護(hù)方便、易于冷卻和壽命長等優(yōu)點(diǎn),并且系統(tǒng)調(diào)速范圍寬，而且能實(shí)現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩、高速恒功率運(yùn)轉(zhuǎn)等特性。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，交流電機(jī)控制的成本得以降低，為交流驅(qū)動系統(tǒng)在自動門中的大量運(yùn)用提供了條件。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖31所示圖31控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖32可編程控制器PLC的選型321PLC概述可編程控制器，英文稱PROGRAMMABLECONTROLLER，簡稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計算機(jī)。它通過運(yùn)行存儲在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過輸出電路的物理過程去實(shí)現(xiàn)對負(fù)載的控制。PLC基于電子計算機(jī)，但并不等同于普通計算機(jī)。普通計算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過程一般不考慮的。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時性，以及信息的實(shí)際使用。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問題,入出信息變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩門內(nèi)外感應(yīng)器采集信號PLC手動控制開關(guān)安全感應(yīng)器變頻器交流電機(jī)蜂鳴器開/關(guān)門指示燈個基本要點(diǎn)。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多的多、強(qiáng)的多。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能邏輯處理功能；1數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；2準(zhǔn)確定時功能；3高速計數(shù)功能；4中斷處理（可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷）功能；5程序與數(shù)據(jù)存儲功能；6聯(lián)網(wǎng)通信功能；7自檢測、自診斷功能。8可以說，凡普通小型計算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎也都可以做到。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能，同時，也為自動門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化及智能化創(chuàng)造了條件。322可編程控制器（PLC）的選型PLC系統(tǒng)設(shè)計時，首先確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計選型和估算時，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)和范圍確定所需的操作和動作，根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。1輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加1020的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。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)。2存儲器容量的估算存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，程序容量是存儲器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。設(shè)計階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代。存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個字），另外再按此數(shù)的25考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲2000條梯形圖，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間。3控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。（1）控制功能PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。（2）編程功能離線編程方式PLC和編程器公用一個CPU，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。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。五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，BASIC等，以滿足特殊控制場合的控制要求。（3）診斷功能PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。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。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。4機(jī)型的選擇1PLC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)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為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。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，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)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)。（2）經(jīng)濟(jì)性的考慮選擇PLC時，應(yīng)考慮性能價格比。考慮經(jīng)濟(jì)性時，應(yīng)同時考慮應(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，最終選出較滿意的產(chǎn)品。輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價格有直接影響。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量相應(yīng)增加，點(diǎn)數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比。本課題所設(shè)計的自動門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選擇整體型PLC。綜合以上因素，本課題的設(shè)計采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N32M小型PLC來實(shí)現(xiàn)整個自動系統(tǒng)的控制。三菱FX2N32M具有如下優(yōu)點(diǎn)最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)、程式執(zhí)行更快、全面補(bǔ)充了通信功能、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊，它可以為自動化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。三菱FX2N32M具有突出的寄存器容量三菱FX2N32M包括8K步內(nèi)置RAM寄存器，用一個寄存器盒可擴(kuò)充到16K步RAM或EEPROM。豐富的元件資源3072點(diǎn)輔助繼電器、256點(diǎn)計時器、235點(diǎn)計數(shù)器和8000點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器、實(shí)時時鐘、使用標(biāo)準(zhǔn)型號實(shí)時時鐘滿足時間靈敏度應(yīng)用要求。33驅(qū)動裝置的選型自動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障，在本設(shè)計中是運(yùn)用變頻器的三段速度調(diào)節(jié)來自動調(diào)節(jié)電機(jī)的速度，以達(dá)到驅(qū)動自動門的目的。這種方法具有穩(wěn)定性能好，維修方便，連接簡單，成本較低，是在目前的自動門行業(yè)主流控制方式。根據(jù)本課題所設(shè)計的自動門的要求應(yīng)選用絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、接地裝置、過電壓保護(hù)等符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，具有噪聲低、過載能力強(qiáng)的特點(diǎn)的并且轉(zhuǎn)速不高于500R/MIN的電機(jī)，在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮本課題所設(shè)計的自動控制系統(tǒng)的驅(qū)動裝置選用型號為YSM100/112、W、S的3相380V交流電機(jī)。34變頻器的選型341變頻器原理變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。我們現(xiàn)在使用的變頻器主要采用交直交方式（VVVF變頻或矢量控制變頻），先把工頻交流電源通過整流器轉(zhuǎn)換成直流電源，然后再把直流電源轉(zhuǎn)換成頻率、電壓均可控制的交流電源以供給電動機(jī)。變頻器的電路一般由整流、中間直流環(huán)節(jié)、逆變和控制4個部分組成。整流部分為三相橋式不可控整流器，逆變部分為IGBT三相橋式逆變器，且輸出為PWM波形，中間直流環(huán)節(jié)為濾波、直流儲能和緩沖無功功率。變頻器是輸出頻率可改變的交流電力拖動設(shè)備。變頻器調(diào)速的主要工作原理是將供給電機(jī)定子的三相交流工頻電經(jīng)大功率整流元件整流，變成直流，再將直流電用正弦波脈寬調(diào)節(jié)技術(shù)逆變?yōu)轭l率可調(diào)、幅度也隨之改變的三相交流電，以此為電源再供給電機(jī)使用。342變頻器的選型根據(jù)自動門的需要，變頻器選型時要確定以下幾點(diǎn)1變頻器與負(fù)載的匹配問題（1）電壓匹配；變頻器的額定電壓與負(fù)載的額定電壓相符。本課題所用的電機(jī)的額定電壓為380V，故在選擇變頻器時要符合電機(jī)的額定電壓。（2）電流匹配；變頻器的額定電流與電機(jī)的額定電流相符，以最大電流確定變頻器電流和過載能力。在本課題所使用的三相交流電機(jī)的最大起動電流為Y形接法為037A，形接法為064A，本設(shè)計中采用Y形接法，所用的變頻器的最大電流應(yīng)大于電機(jī)的Y形接法的最大起動電流。（3）轉(zhuǎn)矩匹配；這種情況在恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載或有減速裝置時有可能發(fā)生，本課題所用電機(jī)的最初起動轉(zhuǎn)矩為14NM，在選型中要考慮。2在使用變頻器驅(qū)動高速電機(jī)時，由于高速電機(jī)的電抗小，高次諧波增加導(dǎo)致輸出電流值增大。因此用于高速電機(jī)的變頻器的選型，其容量要稍大于普通電機(jī)的選型。綜合以上因素，本課題變頻器采用日本三菱公司生產(chǎn)的FR500系列中的FR540變頻器（圖32）作為控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的控制器。三菱FR540變頻器具有以下優(yōu)點(diǎn)1接線簡單，可運(yùn)用PLC的繼電器輸出接到變頻器的控制輸入端來控制變頻的正反轉(zhuǎn)和頻率。2安裝靈活，可以根據(jù)實(shí)際需要，把控制裝置安裝到任何位置，進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作。3頻率設(shè)置簡單，并且具有三速設(shè)定功能，可以滿足本課題自動門系統(tǒng)的控制要求，且操作方便，只需輕輕轉(zhuǎn)動外接電位器的旋鈕，就可以進(jìn)行頻率設(shè)置。圖32FR540變頻器343變頻器的參數(shù)設(shè)定本課題所設(shè)計的自動門系統(tǒng)具有如下速度要求自動門要求快速啟動（限位）常速運(yùn)行（限位）慢速運(yùn)行停止,構(gòu)成了如圖32的開門和關(guān)門曲線。圖32開門和關(guān)門曲線根據(jù)轉(zhuǎn)速公式N60F/P1S其中F表示電流的頻率，P表示電機(jī)的極對數(shù)，S表示電機(jī)的轉(zhuǎn)差率，N表示轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速，計算出變頻器的設(shè)定頻率。根據(jù)公式和電機(jī)參數(shù)P6，額定轉(zhuǎn)速為400R/MIN，算出電機(jī)的轉(zhuǎn)差率S025，馬達(dá)皮帶輪與門上的皮帶輪外徑、門上的皮帶輪內(nèi)徑轉(zhuǎn)速比為57121,得出馬達(dá)皮帶輪與門上的皮帶輪內(nèi)徑轉(zhuǎn)速比為241。1根據(jù)上一章提到的門的規(guī)格,加速開門或者關(guān)門的距離為30CM，時間控制在05S，速度為3600CM/MIN，此時要求轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為204R/MIN。2中速開門和關(guān)門的距離為65CM，時間為2S,速度為1950CM/MIN，此時要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速為1104R/MIN。3減速開門和關(guān)門的距離為30CM,時間為15S,速度為1200CM/S，此時要求電機(jī)的轉(zhuǎn)速為679R/MIN。根據(jù)以上速度要求設(shè)置變頻器，變頻器的頻率具體設(shè)定方式見表31，根據(jù)以下設(shè)定方式按課題要求設(shè)定好變頻器三速控制的頻率。表31變頻器設(shè)定名稱表示設(shè)定范圍最小設(shè)定單位設(shè)定值上限頻率PR10120HZ01HZ50HZ下限頻率PR20120HZ01HZ01HZ3速設(shè)定（高速）PR40120HZ01HZ255HZ3速設(shè)定（中速）PR50120HZ01HZ138HZ3速設(shè)定（低速）PR60120HZ01HZ85HZ加速時間PR70999S01S03S減速時間PR80999S01S03S操作模式選擇PR7904,7,81235感應(yīng)開關(guān)的選型目前自動門行業(yè)的運(yùn)用的感應(yīng)開關(guān)主要有觸摸感應(yīng)開關(guān)，微波感應(yīng)器，紅外感應(yīng)器，接近感應(yīng)開關(guān)等，根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類不同場合的自動門控制系統(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。結(jié)合本課題的實(shí)際需要在設(shè)計的自動門的人員檢測上運(yùn)用上海晶園微電子公司生產(chǎn)的WB3001微波感應(yīng)器，又稱微波雷達(dá)，對物體的移動進(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所，它的特點(diǎn)是幾乎不受周圍環(huán)境因素影響。在防夾人感應(yīng)器的選擇上本設(shè)計選用上海晶園微電子公司生產(chǎn)的WS210微型紅外安全光線，可避免外界光線干擾。在門下行關(guān)閉時,當(dāng)有人或車經(jīng)過安全光線時,門體會自動停止下行,并自動上行以起到安全作用。自動門的速度信號采集上運(yùn)用了KEYENCE（基恩士）公司生產(chǎn)的ED130U非埋入型接近傳感器，這種傳感器的特點(diǎn)是能檢測所有的金屬，最大檢測距離為20MM，檢測距離調(diào)節(jié)方便，安裝簡單。36自動門系統(tǒng)I/O分配表I/O分配表是編寫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)。根據(jù)自動門的控制系統(tǒng)的要求，確定了PLC的I/O分配表，在表32中列出。表32I/O分配表類型PLC元件作用X0緊急停止X1手/自動轉(zhuǎn)換開關(guān)X2感應(yīng)開關(guān)（內(nèi)）X3感應(yīng)開關(guān)（外）X4防夾人光柵（常閉）X5關(guān)門下限X6開門下限X7開門/關(guān)門中速X10關(guān)門低速/開門高速X11手動開門X12手動關(guān)門X13關(guān)門高速/開門低速輸入X14異常復(fù)位Y1手動開門Y2手動關(guān)門Y3開/關(guān)門中速Y4開/關(guān)門低速Y5開/關(guān)門高速Y6自動開門燈閃爍Y7自動關(guān)門燈閃爍Y10開/關(guān)門提醒Y11故障報警燈Y12自動開門Y13自動關(guān)門輸出Y14異常停止37電氣系統(tǒng)的控制接線本課題設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)的控制連接電路主要包括自動門控制系統(tǒng)連接電路、自動門I/O接線電路，詳細(xì)的接線方式分別在附表和中列出。4自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計41PLC梯形圖概述PLC是專門為工業(yè)控制而開發(fā)的裝置，其主要使用者是工廠廣大電氣技術(shù)人員，為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力，通常PLC不采用微機(jī)的編程語言，而常常采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程。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)地說明了句法、語義和下述5種編程語言功能表圖（SEQUENTIALFUNCTIONCHART）、梯形圖（LADDERDIAGRAM）、功能塊圖（FUNCTIONBLACKDIAGRAM）、指令表（INSTRUCTIONLIST）、結(jié)構(gòu)文本（STRUCTUREDTEXT）。梯形圖和功能塊圖為圖形語言，指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語言，功能表圖是一種結(jié)構(gòu)塊控制流程圖。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程序設(shè)計語言。采用梯形圖程序設(shè)計語言，這種程序設(shè)計語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每個梯級是一個因果關(guān)系。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在右面。梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。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。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。梯形圖程序設(shè)計語言的特點(diǎn)是1與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；2與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于掌握和學(xué)習(xí)；3與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是梯形圖中的能流（POWERFLOW）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；梯形圖是使用得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。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計稱為編程。42梯形圖編程環(huán)境本設(shè)計的梯形圖編程是運(yùn)用三菱公司的GXDEVELOPER70編程軟件完成的，其編程環(huán)境界面如圖41所示圖41GXDEVELOPER70編程界面下面主要介紹下GXDEVELOPER70編程軟件概要GXDEVELOPER70是具有下列功能的軟件包。1、制作程序圖42梯形圖程序樣式2、對可編程控制器CPU的寫入/讀出圖43可編程控制器CPU的寫入/讀出示意圖3、監(jiān)視功能監(jiān)視功能包括回路監(jiān)視，軟元件同時監(jiān)視，軟元件登陸監(jiān)視機(jī)能。此功能對于自動門的控制系統(tǒng)在查找故障的時候是非常重要的。4、模擬調(diào)試功能把制作好的可編程控制器程序模擬寫入可編程控制器的CPU內(nèi)，測試此程序能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)。次功能對于在完成自動門程序的時候進(jìn)行程序的檢查是很重要的。5、PC診斷功能因?yàn)闀姮F(xiàn)在的錯誤狀態(tài)或是故障履歷表示出來，可以在短時間內(nèi)恢復(fù)作業(yè)。對于自動門系統(tǒng)以后的故障查找是很重要的一項(xiàng)功能。GXDEVELOPER70軟件的特長1、軟件的共通化GXDEVELOPER能夠制作Q系列，QNA系列，A系列（包括運(yùn)動控制（SCPU）,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。此外，選擇FX系列情況下，還能變換成FXGPDOS,FXGPWIN格式的文檔。2、利用WINDOWS的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升，能夠?qū)XCEL,WORD等作成的說明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。3、程序的標(biāo)準(zhǔn)化1標(biāo)號編程用標(biāo)號編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識軟元件的號碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。用標(biāo)號編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來使用。2功能塊FB是以提高順序程序的開發(fā)效率為目的而開發(fā)的一種功能。把開發(fā)順序程序時反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開發(fā)變得容易。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時的順序輸入錯誤。3宏只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡單的命令就能夠讀出登錄過的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。4、能夠簡單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接由于連接對象的指定被圖形化而構(gòu)筑成復(fù)雜的系統(tǒng)的情況下也能夠簡單的設(shè)定。43程序流程圖根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，所設(shè)計的程序按照圖44所示的流程運(yùn)行，以達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計。是是否是是否是是是否否否圖44系統(tǒng)設(shè)計流程圖開始手動/自動選擇門開到底門關(guān)到底開門按鈕按下關(guān)門按鈕按下蜂鳴器響結(jié)束運(yùn)行門打開門口是否有人關(guān)到最低停止運(yùn)行開到最低開門計時門關(guān)閉44梯形圖的設(shè)計本系統(tǒng)運(yùn)用GXDEVELOPER70編程軟件進(jìn)行梯形圖順控程序編寫，在編寫梯形圖的過程中遵循以下編程規(guī)則1每個繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號，每個元件的觸點(diǎn)使用時沒有數(shù)量限制。2梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點(diǎn)）。3線圈不能直接接在左邊母線上。4在一個程序中，同一編號的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)避免。5在梯形圖中沒有真實(shí)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”只能在梯形圖中單方向流動即從左向右流動，層次的改變只能從上向下。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，具體梯形圖程序在附錄中列出。5系統(tǒng)調(diào)試51梯形圖程序的下載1傳輸設(shè)置要將GXDEVELOPER70中已編制好的程序下載到PLC，必須先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)置。先將PLC與計算機(jī)的串口互連，然后單擊在線傳輸設(shè)置，可以進(jìn)入傳輸設(shè)置對話框，進(jìn)行FX2NPLC設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)傳輸參數(shù)設(shè)定，可以進(jìn)行PLC和計算機(jī)的串口通信口及通信方式的設(shè)定，可以進(jìn)行其他網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的設(shè)定，還可以實(shí)現(xiàn)通信測試。2梯形圖寫入PLC單擊在線PLC寫入，就可以打開“PLC寫入”對話框，進(jìn)行相關(guān)設(shè)置并執(zhí)行，就可將GXDEVELOPER中已編好的程序?qū)懭隤LC，如圖51所示。選中要下載到PLC的內(nèi)容，單擊執(zhí)行就可以將寫好的梯形圖程序下載到PLC的CPU中。圖51PLC寫入對話框52程序調(diào)試記錄及結(jié)果分析本課題進(jìn)行了模擬的在線聯(lián)機(jī)調(diào)試，目的在于確定整個系統(tǒng)的程序，在調(diào)試中，程序的變動，包括功能的增減、變化是難免的。程序是否好用，最終要通過調(diào)試才能使程序進(jìn)一步完善和最終的確定。首先在PLC面板上將PLC設(shè)置為RUN位置，此時PLC開始運(yùn)行。然后接好控制箱連線，根據(jù)I/O分配表中的輸入輸出所對應(yīng)的開關(guān)進(jìn)行調(diào)試。記錄如表51。完成以下的基本調(diào)試，整個系統(tǒng)的調(diào)試工作基本完成了，最后的工作就是調(diào)試結(jié)果的分析。表51PLC調(diào)試記錄PLC元件動作記錄動作結(jié)果X0OFF自動門停止運(yùn)轉(zhuǎn)X1ON程序跳轉(zhuǎn)至自動，自動門自動運(yùn)轉(zhuǎn)啟動X2、X3ONY12自動開門、Y6自動開門燈閃爍動作X4OFFY13自動關(guān)門停止，Y12自動開門動作X5ONY13自動關(guān)門停止、Y7關(guān)門燈停止閃爍X6ONY12自動開門停止、Y6