1、摘要本設(shè)計(jì)是關(guān)于自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動(dòng)門系統(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)器件將檢測到的人體或物體信號傳送到PLC，PLC再綜合收到的自動(dòng)門狀態(tài)信號作出判斷，而后發(fā)出控制信號，使驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，在通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)門的動(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)控制中最常見的方式之一。自動(dòng)門就是自動(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(dòng)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(dòng)門在日常生活中用越來越廣泛。PLC控制具有較高的可靠

2、性、穩(wěn)定性、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。本文分四個(gè)部分來介紹其軟、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理等，具體如下：（1）介紹自動(dòng)門的發(fā)展及現(xiàn)狀。（2）介紹自動(dòng)門的總體設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)裝置選型，感應(yīng)器件的選型。（3）介紹了系統(tǒng)硬件件設(shè)計(jì)，PLC選型（4）介紹程序調(diào)試 ，軟件設(shè)計(jì)及梯形圖關(guān)鍵詞：自動(dòng)門、PLC、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置目錄第一章 前言4第二章 國內(nèi)外自動(dòng)門發(fā)展52.1國內(nèi)外自動(dòng)門發(fā)展現(xiàn)狀52.2本課題研究的內(nèi)容52.3本課題研究的目的和意義6第三章 自動(dòng)門控制裝置的總體方案設(shè)計(jì)73.1在自動(dòng)門的功能需求分析73.2自動(dòng)門的控制要求73.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成73.4 PLC概述83.5 具體構(gòu)成8第四章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬

3、件設(shè)計(jì)及PLC的選擇9第五章 自動(dòng)門控制裝置框圖與原理115.1 自動(dòng)門控制裝置原理框圖115.3 自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理125.4 行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理125.5 光電開關(guān)的工作原理13第六章 自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)程序146.1繼電器接觸控制圖146.2.PLC控制輸出輸入接線156.3.梯形圖166.5程序過程分析176.6系統(tǒng)調(diào)試17設(shè)計(jì)體會(huì)20參 考 文 獻(xiàn)21第一章 前言隨著生產(chǎn)力和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的日常生活和生產(chǎn)活動(dòng)大量的使用自動(dòng)化控制，不僅節(jié)約了人力資源，而且很大程度的提高了生產(chǎn)效率，又進(jìn)一步的促進(jìn)了生產(chǎn)力快速發(fā)展，并不斷的豐富著人們的生活。早期的自動(dòng)控制系統(tǒng)

4、是依靠繼電-接觸器來實(shí)現(xiàn)的，其特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、抗干擾能力強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，但是其采用固定接線，通用性和靈活性差；又采用觸點(diǎn)的開關(guān)動(dòng)作，工作頻率低，觸點(diǎn)易損壞，可靠性差。1969年，出現(xiàn)了可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），其特點(diǎn)是：具備邏輯控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，編程語言采用直觀的梯形圖語言，軟件更改方便，通用性和靈活性好。目前，可編程控制器PLC主要是朝著小型化、廉價(jià)化、標(biāo)準(zhǔn)化、高速化、智能化、大容量化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)、分布式控制系統(tǒng)DCS(Distributed Cont

5、rol System)、現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS(Field bus Control System)，這將使PLC的功能更強(qiáng)，可靠性更高，使用更方便，適用范圍更廣。在超級市場、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門控制系統(tǒng)。早期的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。PLC控制自動(dòng)門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。由于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍寬廣，調(diào)速特性平滑。直流電動(dòng)機(jī)超載能力較強(qiáng)，熱動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較大，所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)使用直流電動(dòng)機(jī)。本論文主要是對門的自動(dòng)開、關(guān)控制而論。自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)由檢測元件紅外傳感器、繼電器、可編程序控制器（PLC）、電動(dòng)機(jī)組成。

6、它主要是利用熱釋電人體紅外傳感器檢測，有無人到門口的信號，再把檢測到的信號送入可編程序控制器（PLC）中，由可編程序控制器來對信號的處理，處理的最后結(jié)果用繼電器輸出，從而達(dá)到控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)。又由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)門的開、關(guān)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，門自動(dòng)打開；當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，門自動(dòng)關(guān)閉。第二章 國內(nèi)外自動(dòng)門發(fā)展2.1國內(nèi)外自動(dòng)門發(fā)展現(xiàn)狀在國外，進(jìn)入90年代以來，自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就，自動(dòng)化技術(shù)是自動(dòng)門的重要部分。在現(xiàn)在人們生活中自動(dòng)門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防塵、防風(fēng)，同時(shí)可以使出入口顯得很莊重高檔，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(dòng)門在人們的生活中的運(yùn)用越

7、來越廣泛，自動(dòng)門適合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等，使用自動(dòng)門。但在國內(nèi)，自動(dòng)門的自主研發(fā)尚處于初級階段。在自動(dòng)門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(huì)對自動(dòng)門驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種自動(dòng)門又可以分為重型自動(dòng)門和輕型自動(dòng)門。客流量的差異會(huì)對自動(dòng)門的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動(dòng)門還可以分為一般自動(dòng)門和頻繁使用自動(dòng)門。自動(dòng)門根據(jù)使用的場合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門、自動(dòng)平開門、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門、自動(dòng)圓弧門、自動(dòng)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，一般只使用余高檔酒店賓館，自動(dòng)平移門使用的最廣泛，大

8、家一般所說的自動(dòng)門、感應(yīng)門就是指自動(dòng)平移門，目前市場上流行的平移型自動(dòng)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(dòng)平移門最常見的形式是自動(dòng)門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走進(jìn)門時(shí)，感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開門信號，控制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開。當(dāng)人通過之后，再將門關(guān)上。由于自動(dòng)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(dòng)門的控制方法有很多，從控制器的不同來說，有繼電器控制，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)行現(xiàn)代自動(dòng)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

9、的自動(dòng)門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動(dòng)門所淘汰。在智能控制器的選折上，自動(dòng)門的主控制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(dòng)門，PLC控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定型高、維護(hù)方便，目前許多大型商場的自動(dòng)門都是有這種方式來控制的。2.2本課題研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對自動(dòng)門的控制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證。（1）自動(dòng)門類型的選擇。 綜合了自動(dòng)門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動(dòng)平移門，本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門具有手動(dòng)和自動(dòng)開門功能和分時(shí)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

10、場所的高效率、高安全性的要求。（2）自動(dòng)門硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)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(jì)中所選用的智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC。在自動(dòng)門的開關(guān)門速度控制上本設(shè)計(jì)以變頻器作為調(diào)節(jié)器，運(yùn)用變頻器的三段速控制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門的轉(zhuǎn)速控制，為了解決在頻率很低時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題，驅(qū)動(dòng)裝置選用功率強(qiáng)大、穩(wěn)定性好的自帶減速裝置的直流電動(dòng)機(jī)，在感應(yīng)器方面運(yùn)用了自動(dòng)門專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在工業(yè)控制上大量運(yùn)用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性好的接近傳感器，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(dòng)門的控制。由于本課題的具體需要在硬件系統(tǒng)的

11、設(shè)計(jì)過程中主要考慮自動(dòng)門的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要。（3）自動(dòng)門的軟件設(shè)計(jì) 在本設(shè)計(jì)中選用了目前運(yùn)用最多的PLC編程語言梯形圖，梯形圖能直觀明了的設(shè)計(jì)出自動(dòng)門的控制要求，并能更好的考慮到安全性和故障報(bào)警等問題，梯形圖的編寫運(yùn)用西門子自帶的編程軟件，此軟件具有強(qiáng)大的診斷功能，能更快的查處故障原因，從而大大縮短了維修時(shí)間2.3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(dòng)門控制系統(tǒng)。使用自動(dòng)門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以使出口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。自動(dòng)平移門最常見的形式是自動(dòng)門及門內(nèi)外的光電開關(guān)，當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門時(shí)，感應(yīng)開關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控

12、制器一個(gè)開門的信號，控制器通過驅(qū)動(dòng)裝置將門打開，當(dāng)人通過門之后，在將關(guān)閉。由于自動(dòng)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檔次，于是迅速在國內(nèi)外建筑市場上得到了廣泛應(yīng)用。自動(dòng)門在國外早就得到了普遍應(yīng)用，在國內(nèi)也逐漸得到了大家的認(rèn)可，已經(jīng)迎來了自動(dòng)門發(fā)展的黃金時(shí)期。早期自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)已被逐漸淘汰。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。他采用可以編程的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、和算數(shù)運(yùn)算等操作指令，并能通過數(shù)字式和開關(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

13、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(jì)、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、輕化工等領(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(dòng)門具有較高的可靠性，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。本課題的自動(dòng)門設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC做控制器能大大提高自動(dòng)門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對與整個(gè)自動(dòng)門行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了自動(dòng)門的使用率，因此，進(jìn)行自動(dòng)門的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門行業(yè)乃至整個(gè)自動(dòng)化行業(yè)的應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價(jià)值。第三章 自動(dòng)門控制裝置的總體方案設(shè)計(jì)3.1在

14、自動(dòng)門的功能需求分析 本設(shè)計(jì)面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場中對自動(dòng)門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門應(yīng)由以下功能：（1）開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)方式為了便于維護(hù)，自動(dòng)門應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。當(dāng)信號采集裝置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口且門未關(guān)閉，PLC動(dòng)作輸出信號開控制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來開門或者關(guān)門。（2）緊急停止當(dāng)自動(dòng)門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開關(guān)，自動(dòng)門自動(dòng)進(jìn)入開門過程。自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來控制傳動(dòng)機(jī)

15、構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。3.2自動(dòng)門的控制要求（1）當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。（2）自動(dòng)門在開門位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。（3）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。（4）在門打開后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通

16、過。3.3自動(dòng)門控制系統(tǒng)構(gòu)成 自動(dòng)門控制系統(tǒng)包含PLC控制和動(dòng)作執(zhí)行元件構(gòu)成。采用自動(dòng)和手動(dòng)電動(dòng)控制方式，此種控制方式為目前大多自動(dòng)門的控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動(dòng)化控制。自動(dòng)門控制裝置硬件由門內(nèi)光電探測開關(guān)K1、門外光電探測開關(guān)K2、開門到位限位開關(guān)K3、關(guān)門到位限位開關(guān)K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1(使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn))、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2(使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn))等部件組成。光電探測開關(guān)為無光導(dǎo)通，有光斷開。3.4 PLC概述可編程控制器，英文Programmable Controller,簡稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡

17、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(jì)算機(jī)。它以微處理器為核心，集自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)為一體，它通過運(yùn)行儲(chǔ)存在其內(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(jì)算機(jī)，但并不等同于計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息交換時(shí)，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(shí)性、以及信息的實(shí)際使用。特別要考慮怎樣適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝便于門內(nèi)外感應(yīng)采集信號，便于維修和抗干擾等問題，入出信息變換及可靠地物理實(shí)現(xiàn)，可以說是PLC實(shí)

18、現(xiàn)控制的兩個(gè)基本點(diǎn)。PLC可以通過他的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電器控制裝置多得多、強(qiáng)得多。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)可以說，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎都可以做到。像PLC這樣，集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的，更是傳統(tǒng)的繼電器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(shí)，也為自動(dòng)門行業(yè)的遠(yuǎn)程化、信息化、智能化創(chuàng)造了條件。 現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，它們對控制的要求也各不相同。PLC專為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程人員的歡迎。3.5 具體構(gòu)成自

19、動(dòng)門系統(tǒng)的具體組成如下圖： 由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時(shí)將信號傳給PLC,PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動(dòng)裝置運(yùn)行，通過傳動(dòng)裝置帶動(dòng)自動(dòng)門的運(yùn)行。 第四章 自動(dòng)門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，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)和范圍確定所需要的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（1） 輸入

20、輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，在增加10%到20%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(shí)，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(chǔ)器容量的選擇存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目實(shí)用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器的容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，須在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)，能對程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來代替

21、，存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的形式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同的公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10到15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(gè)字），另外再按次數(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(chǔ)索要儲(chǔ)存的程序，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性能的選擇。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門控制系統(tǒng)的要求，主要包含以下幾種功能。a 控制功能，b編程功能 ，c診斷功能（4） 機(jī)型的選擇PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊兩類型型，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝

22、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/0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/0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/0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)。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)對價(jià)格有直接影響。點(diǎn)當(dāng)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PLC選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都

23、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)有較合理的性能價(jià)格比。本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門屬于小型控制系統(tǒng)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選用整體型PLC。 （5） 對PLC響應(yīng)時(shí)間的要求對于多數(shù)場合，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定了他不能接受頻率過高或持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號，當(dāng)有此類信號輸入時(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)采用德國西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC來實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的控制。PLC主機(jī)選定后，如果控制系統(tǒng)需要，則相應(yīng)的配套模塊也就選定了。如模擬量單元，

24、顯示設(shè)定單元，位置控制單元或熱電偶單元等。名稱代碼地址編號 輸 入 信 號門內(nèi)光電探測開關(guān)K1I0.2門外光電探測開關(guān)K2I0.1開門到位限位開關(guān)K3I0.3關(guān)門到位限位開關(guān)K4I0.4輸 出 信 號開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1Q0.0關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2Q0.1短接啟動(dòng)電阻接觸器KM3Q0.2表4-1 輸入/輸出信號的名稱、代碼及地址編號 對于本課設(shè)來說不需要擴(kuò)展單元與模擬量單元，據(jù)上表可知選擇PLC可以選擇我們所熟悉的西門子系列PLC,根據(jù)以上的分析可知我們可以選擇主機(jī)型號為CPU321/DC/DC/Relay的S7-300系列PLC。第五章 自動(dòng)門控制裝置框圖與原理5.1 自動(dòng)門控制裝置原理框圖5.

25、2 自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)的工作原理(1) 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行。(2) 自動(dòng)門在開門位置停留8s后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動(dòng)，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。(3) 在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開門程序。(4) 在門打開后的8s等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8s后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。(5) 開門與關(guān)

26、門不可同時(shí)進(jìn)行。5.3 自動(dòng)感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理 (1) 主控制器：它是自動(dòng) 感應(yīng)門的指揮中心，通過內(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)人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。(2) 感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，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；(3) 動(dòng)力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動(dòng)力，控制自動(dòng)感應(yīng)門扇加速與減速運(yùn)行。(4) 自動(dòng)感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進(jìn)。(5) 門扇吊具走輪系統(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。(6) 同步皮帶：用于

27、傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。(7) 下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動(dòng)感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)前后門體擺動(dòng)。當(dāng)自動(dòng)感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入時(shí)，將脈沖信號傳給主控器，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)門扇開啟；自動(dòng)感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門。5.4 行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的

28、行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動(dòng)開關(guān)的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。5.5 光電開關(guān)的工作原理光電開關(guān)(光電傳感器)是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。物體不限于 金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測。光電開關(guān)將輸

29、入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號射出，接收器再根據(jù)接收到的光線的強(qiáng)弱或有無對目標(biāo)物體進(jìn)行探測。第六章 自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)程序6.1繼電器接觸控制圖6.2.PLC控制輸出輸入接線6.3.梯形圖X001 門外光檢測點(diǎn)開關(guān) X002門內(nèi)光檢測點(diǎn)開關(guān)X003 開門限位點(diǎn)開關(guān) X004關(guān)門限位點(diǎn)開關(guān)X005 過載保護(hù)開關(guān) X006 緊急停車開關(guān) X007 停止開關(guān) X010 手動(dòng)開門X011 手動(dòng)關(guān)門6.4程序指令如下LD X001OR X002OR Y000ANI Y002AND X007OR X010ANI X003OUT Y000LD X003ANI X001 ANI X002OUT T0 LD T0

30、OR Y001 ANI Y000ANI Y002AND X007OR X010ANI X004OUT Y001LD X005 OR X006OR Y002AND X007OUT Y002END6.5程序過程分析 1首先按下啟動(dòng)按鈕x007閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)有信號時(shí)x001或者x002閉合。由于開門限位x003是長閉的，所以y000線圈通電，有原理分析可知光電檢測開關(guān)的觸發(fā)方式是脈沖觸發(fā)所以需要自鎖。當(dāng)y000線圈通電時(shí)y000合，此時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)自動(dòng)門扇移動(dòng)，執(zhí)行開門過程。 2，當(dāng)門扇完全打開時(shí)，使開門限位開關(guān)x003打開，y000線圈斷電，電動(dòng)機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。 3.當(dāng)門扇停止移動(dòng)時(shí)，由于開門限位開關(guān)的長閉變成長開，故使長開閉合。進(jìn)行8秒的延時(shí)，若此時(shí)外檢測開門或內(nèi)檢測開門x001或x002有信號，則使t0重新延時(shí)。 4當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后t0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使y001通電并自鎖，電機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。 5.在關(guān)門過程中，若外檢測開關(guān)或者內(nèi)檢測開關(guān)x001，x002有信號又使y000通電，由于在關(guān)門過程中y000長閉，此時(shí)打開并中斷關(guān)門過程，轉(zhuǎn)向開門過程。 6.在此控制過程中，為