自動門PLC控制的硬件系統(tǒng)設(shè)計案例目錄 11.2自動門的機械傳動機構(gòu)設(shè)計 2 2 2 31.5開關(guān)的選型 41.5.1感應(yīng)開關(guān)的選型 4 4 5 6 7 81.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計門內(nèi)外感應(yīng)器門內(nèi)外感應(yīng)器減速電機組態(tài)王蜂鳴器安全感應(yīng)器圖1.1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2自動門的機械傳動機構(gòu)設(shè)計由于商店規(guī)模有大有小，為了能夠充分照顧到各大小商店，本課題設(shè)計的自動門融入了對人流量大的大型商店周邊環(huán)境的考慮II。因此，本課題對以下幾個方面進行了充分的考慮：(1)自動門的傳動系統(tǒng)主要包括安裝板、感應(yīng)器、齒輪、門框、蜂鳴器等。(2)所有組件都是插件組件，安裝非常簡單。(3)電機：驅(qū)動電機24V減速電機，扭力大，靈活性強。(4)導(dǎo)軌：在門前后兩側(cè)增加導(dǎo)向，解決了側(cè)擺問題，從而保證了門扇的可靠性以及穩(wěn)定性。(5)齒輪+齒條：采用齒形條，齒形條為長條形的金屬材料的設(shè)計方案。(6)減少齒距變形，增加使用壽命，齒輪為與齒條配合的0.6模數(shù)齒輪，嚙合程由于PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域有很多優(yōu)勢，所以本研究選擇PLC作為控制器進行設(shè)計。PLC是一種適用于工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的電氣控制面板。根據(jù)存儲在操作存儲器中的程序流程，將從輸入電源電路的物理全過程獲得的輸入信息轉(zhuǎn)換為指定的輸出信息，從而根據(jù)輸出電源的物理全過程完成負載控制。PLC是以計算機為基礎(chǔ)的，但并不等同于一般的電子計算機。一般電子計算機在進行信息進出的轉(zhuǎn)換時，大多只考慮信息本身，但除此之外，PLC還要考慮信息進出的穩(wěn)定性、處理速度、信息的具體應(yīng)用等，尤其要考慮如何融入工業(yè)生產(chǎn)的自然環(huán)境。例如，有利于安裝、維護和抗干擾。根據(jù)控制規(guī)定，本次設(shè)計最終選擇I/O層次、所需的存儲容量、PLC的功能、外圍設(shè)備的特點等，與PLC對應(yīng)的控制系統(tǒng)軟件及設(shè)計方案與性能優(yōu)越，價格比較，最終(1)輸入輸出(I/O)點數(shù)的估算：在估算I/O點數(shù)時應(yīng)考慮中等容量，通常以輸入和輸出點的總數(shù)為基礎(chǔ)，然后將可擴展性提高10%到20%。在容量之后，數(shù)據(jù)信息被估計為輸入和輸出點的數(shù)量。訂貨時輸入輸出點數(shù)需要根據(jù)廠家PLC的產(chǎn)品特性制定。根據(jù)科學(xué)的計算，本課題研究的I/O點數(shù)為輸入7點，輸出7點。(2)機型的選擇：關(guān)于PLC的類型的選用，本設(shè)計需要的為小型控制，故選擇一體式的PLC即可。在選用PLC的類型時，先是參考了多種類型，再從不同參數(shù)與本次設(shè)計的吻合度不同為根據(jù)對齊進行選擇。對于各式各樣的機型，明確每個機型的優(yōu)缺點顯得十分重要，而本次設(shè)計運用的PLC完全符合我們需要的安全、穩(wěn)定等條件，是本次設(shè)計PLC的不二之選。最終本研究設(shè)計決定選用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-14M中小型PLC完成全自動化系統(tǒng)軟件的運行，如圖1.2所示。自動門的控制器是自動門能否正常工作的保證。本設(shè)計中利用兩個繼電器控制電機正反轉(zhuǎn)，從而達到控制自動門的目的。這種方法是現(xiàn)階段自動門領(lǐng)域流行的一種操作方式。根據(jù)本課題設(shè)計的自動門規(guī)定，選用電壓等級較低的24V減速電機，減速電機如圖1.3所示。參數(shù)表如表1.1所示：表1.1電機參數(shù)表12341.5.1感應(yīng)開關(guān)的選型現(xiàn)階段應(yīng)用于自動門領(lǐng)域的關(guān)鍵感應(yīng)開關(guān)包括觸摸感應(yīng)為了結(jié)合本研究的實際，選用24V的光電感應(yīng)器作為檢測人和防夾手的感應(yīng)，防夾手的感應(yīng)器可以防止外界光線的影響。當門正在關(guān)閉時，當有人通過時，門自動停止滑動，并自動打開，能夠給人們的使用帶來極大的險性，提高了他的使用安全性。傳感器如圖1.4所示。圖1.4光電感應(yīng)器參數(shù)表如表1.2所示：表1.2光電感應(yīng)器參數(shù)表1型號234響應(yīng)時間51.5.2接近開關(guān)的選型自動門的開關(guān)需要感應(yīng)器來感應(yīng)是否開關(guān)到位，在本設(shè)計中采用的是磁控開關(guān)，該傳感器是一款通用型表面裝式磁控開關(guān)，該開關(guān)分為常開型和常閉型，PS-3150需要用磁鐵控制，控制磁場可以不分磁極，以常開為例：當有磁場靠近開關(guān)時開關(guān)閉合接通，當磁力撤去時開關(guān)斷開，其原理是該磁控開關(guān)內(nèi)部裝有一干簧管，干簧管兩簧片互不接觸，若有磁場靠近，在磁力的作用下會使兩簧片吸合，實現(xiàn)開關(guān)導(dǎo)通。在自動門上裝有一磁鐵，在門框?qū)к壣细鱾€位置裝著磁控開關(guān)，實現(xiàn)無接觸控制。磁控開關(guān)如圖1型號234響應(yīng)時間51.5.3開關(guān)電源的選型由于本設(shè)計使用的PLC、減速電機，傳感器等器件運行電壓等級為24V,要將家用AC220V轉(zhuǎn)換為DC24V,故需要一個小型的24V開關(guān)電源，考慮減速電機額定電流為0.6A,且還需帶動PLC、傳感器等用電設(shè)備，最終選用功率為60W的開關(guān)電源S-60-24,實物圖如圖1.6所示。參數(shù)表如表1.4所示。圖1.6開關(guān)電源1型號2341.5.4中間繼電器的選型型號線圈電壓負載電壓負載電流1.6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)本次設(shè)計需要滿足的不同條件，確定了PLC的I/O分配表。對于其分配表的設(shè)置原因在此進行說明：(1)為了滿足自動門防夾人的功能，在此設(shè)立了兩個I/O□對其防夾人功能進行感應(yīng)做出判斷。(2)避免其自動門故障發(fā)生，因此還設(shè)置了手動開門來保證顧客的安全。(3)為了能讓人們快速發(fā)現(xiàn)自動門的故障或者問題，因此在輸出端設(shè)置了I/O□對接異常燈。(4)由于商店的特殊性，為了給顧客帶來美好的購物體驗，因此設(shè)置了I/O□對接蜂鳴器給顧客提供進門購物以及離開商店的語音播報。(5)由于自動門實現(xiàn)自動打開與自動關(guān)閉的功能，因此對輸出端設(shè)置了電機正反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)此功能。其具體I/O分配表內(nèi)容如表1.6所示。輸入端口說明說明啟動電機正轉(zhuǎn)電機反轉(zhuǎn)出口感應(yīng)器蜂鳴器(歡迎光臨)防夾人感應(yīng)(出口)防夾人感應(yīng)(入口)異常燈手動開門PLC的I/O接線圖如圖1.8所示。手手動開門關(guān)門限位開門限位防夾人感應(yīng)放夾人感應(yīng)出口感應(yīng)入口感應(yīng)啟動按鈕歡迎下次光臨歡迎光異常燈本課題設(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、硬件的組裝。(1)確定尺寸，設(shè)計定制門框，在門框基礎(chǔ)上，安裝、試用電機，但由于一開始電機，選型錯誤.減速比太小.導(dǎo)致調(diào)試過程中.扭矩不夠.門卡住燒壞電機。門框如圖1.9所示。(2)給PLC通電后，由于要將門裝在底板上，故需先進行感應(yīng)器調(diào)試和感應(yīng)距離調(diào)節(jié)。防止誤感應(yīng)。感應(yīng)器調(diào)試完成后，才可進行下