plc課程設(shè)計(jì)---賓館自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　電氣控制與PLC</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)</b></p><p>　　題 目： 賓館自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 自動(dòng)F0904班 </p><p>　

2、　姓 名： </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p><b>　　目錄</b></p&g

3、t;<p><b>　　1 系統(tǒng)概述3</b></p><p>　　1.1 研究背景及意義3</p><p>　　1.2 本課題的控制任務(wù)4</p><p>　　1.3 研究的目的和意義5</p><p><b>　　2 方案論證6</b></p>&

4、lt;p>　　2.1 基本工作原理6</p><p>　　2.2 自動(dòng)門(mén)的分類(lèi)7</p><p>　　2.3 方案選擇8</p><p>　　2.4 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)8</p><p>　　3 硬件設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖10</p><p&g

5、t;　　3.2 主電路圖12</p><p>　　3.3 PLC的 I/O分配12</p><p>　　3.3 I/O接線(xiàn)圖14</p><p>　　3.4 電器元件安裝圖14</p><p>　　4 元器件的選型15</p><p>　　4.1 探測(cè)器的選擇15</p><

6、p>　　4.2 行程開(kāi)關(guān)的選擇16</p><p>　　4.3 PLC機(jī)型的選擇17</p><p>　　4.4 直流電動(dòng)機(jī)的選型18</p><p>　　5 軟件設(shè)計(jì)19</p><p>　　5.1 程序主流程圖19</p><p>　　5.2 梯形圖21</p><

7、p><b>　　設(shè)計(jì)心得22</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p>　　附錄 電氣連接圖24</p><p><b>　　1 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　1.1 研究背景及意義</p><p>

8、;　　21世紀(jì)的今天，門(mén)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(shí)還突出了建筑藝術(shù)的理念，強(qiáng)調(diào)門(mén)與建筑以及周?chē)h(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)大規(guī)模專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)始于150年前，在不斷發(fā)展和完善的過(guò)程中，涌現(xiàn)出大批獨(dú)具規(guī)模的專(zhuān)業(yè)制造商。門(mén)的高級(jí)形式--自動(dòng)門(mén)起源在歐美，迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形成了種類(lèi)齊全、功能完善、造工精細(xì)的自動(dòng)門(mén)家族。</p><p>　

9、　大中型公共場(chǎng)所，為這些建筑增添了亮麗、時(shí)尚的姿彩。自動(dòng)門(mén)從理論上理解應(yīng)該是門(mén)的使用觀(guān)念的延伸，是人們根據(jù)需要對(duì)門(mén)的功能的提升和完善。所以對(duì)自動(dòng)門(mén)的認(rèn)識(shí)應(yīng)該從人對(duì)門(mén)功能的要求開(kāi)始。作為建筑物一部分的門(mén)，從最基本的意義上講，要同時(shí)滿(mǎn)足隔離外部環(huán)境和不妨礙人的通行這兩種要求。因此門(mén)體本身應(yīng)牢固、密封。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)根據(jù)使用的場(chǎng)合及功能的不同可分為自動(dòng)平移門(mén)、自動(dòng)平開(kāi)門(mén)、自動(dòng)旋轉(zhuǎn)門(mén)、自動(dòng)圓弧門(mén)、自動(dòng)折疊門(mén)

10、等，其中平開(kāi)門(mén)用的場(chǎng)合較少，旋轉(zhuǎn)門(mén)由于昂貴而且非常體積龐大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動(dòng)平移門(mén)使用得最廣泛，大家一般所說(shuō)的自動(dòng)門(mén)、感應(yīng)門(mén)就是指自動(dòng)平移門(mén)。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)的普及和應(yīng)用，改變了人們的防護(hù)意識(shí)，提升了人們的安全觀(guān)念。自動(dòng)門(mén)除可美化出入口環(huán)境外，由于自動(dòng)門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人看管，同時(shí)又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外的建筑市場(chǎng)上得到大范圍

11、的普及。同時(shí)也幾乎成為了銀行，寫(xiě)字樓，酒店等辦公娛樂(lè)場(chǎng)所裝修必不可少的一項(xiàng)配置。</p><p>　　自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)機(jī)及門(mén)內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)探測(cè)器，當(dāng)人走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)。當(dāng)人通過(guò)門(mén)之后，再將門(mén)關(guān)閉。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)的控制方法有很多，從控制器的不同來(lái)分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即通過(guò)按鈕和復(fù)雜的接線(xiàn)安

12、裝；智能控制器控制，即通過(guò)運(yùn)用現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備來(lái)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(chǎng)商所運(yùn)用。由于繼電器邏輯控制的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)因存在許多缺陷而逐步被智能控制器控制的自動(dòng)門(mén)所淘汰。</p><p>　　在智能控制器的選擇上，自動(dòng)門(mén)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(chǎng)家采用此種方式生產(chǎn)自動(dòng)門(mén)，PLC控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定性高、維護(hù)方便，目前許

13、多大型的商場(chǎng)、賓館的自動(dòng)門(mén)都是由這種方式來(lái)控制。</p><p>　　1.2 本課題的控制任務(wù)</p><p>　　1.2.1課題內(nèi)容：</p><p>　　自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)內(nèi)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K1，門(mén)外光電探測(cè)開(kāi)關(guān)K2，開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K3，關(guān)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān)K4，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1（使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)），關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2（使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。</p&

14、gt;<p>　　1.2.2控制要求：</p><p>　　(1) 當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過(guò)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2時(shí)，開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KMl、KM2動(dòng)作，電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB3位置時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速，門(mén)到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SB4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　(2) 自動(dòng)門(mén)在開(kāi)門(mén)位置停留8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3、KM4被起動(dòng)

15、，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB5位置時(shí)，電機(jī)開(kāi)始減速，門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)SB6位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。</p><p>　　(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)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2時(shí)，門(mén)立即停止且停止0.5秒后，自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)程序。</p><p>　　(4) 在門(mén)打開(kāi)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(guò)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2時(shí)，

16、必須重新開(kāi)始等待8秒后，再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。</p><p>　　(5) 當(dāng)有人站在門(mén)口不進(jìn)入時(shí)，感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl或SB2就會(huì)一直檢測(cè)到信號(hào)，定時(shí)器處于循環(huán)定時(shí)狀態(tài)。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)控制裝置由門(mén)外感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SBl、門(mén)內(nèi)感應(yīng)探測(cè)器檢測(cè)開(kāi)關(guān)SB2、開(kāi)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB3、開(kāi)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)SB4、關(guān)門(mén)減速開(kāi)關(guān)SB5、關(guān)門(mén)到限位開(kāi)關(guān)SB6、開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM

17、l/KM2(使直流電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn))、關(guān)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3/KM4(使直流電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn))等部件組成?？紤]到自動(dòng)控制門(mén)在出現(xiàn)故障時(shí)的維修方便，所以增加了手動(dòng)開(kāi)門(mén)K1、手動(dòng)關(guān)門(mén)K2.</p><p>　　1.3 研究的目的和意義</p><p>　　在超級(jí)市場(chǎng)、公共建筑、銀行、醫(yī)院入口，經(jīng)常使用自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)。使用自動(dòng)門(mén)，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時(shí)可以使出入口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非

18、常廣泛。自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)機(jī)及門(mén)內(nèi)外兩側(cè)加光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)，當(dāng)人走近自動(dòng)門(mén)時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào)，控制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)打開(kāi)。當(dāng)人通過(guò)門(mén)之后，再將門(mén)關(guān)閉。由于自動(dòng)平移門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國(guó)內(nèi)外建筑市場(chǎng)上得到大范圍的普及。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)在國(guó)外早已得到普遍應(yīng)用，在我國(guó)也逐步得到大家的認(rèn)同，已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門(mén)發(fā)展的黃金時(shí)期。<

19、;/p><p>　　早期的自動(dòng)門(mén)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。</p><p>　　PLC是一種專(zhuān)門(mén)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。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)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)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式和開(kāi)關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PL

20、C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(chē)、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。因此運(yùn)用PLC控制自動(dòng)門(mén)具有較高的可靠性，維修方便等特點(diǎn)。</p><p>　　本課題的自動(dòng)門(mén)設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC做控制器能大大提高自動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于整個(gè)自動(dòng)門(mén)行業(yè)是一次技術(shù)的革新，提高了自動(dòng)

21、門(mén)的使用率，因此，進(jìn)行自動(dòng)門(mén)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大PLC在自動(dòng)門(mén)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?jī)r(jià)值。</p><p><b>　　2 方案論證</b></p><p>　　2.1 基本工作原理</p><p>　　首先，平移式自動(dòng)感應(yīng)門(mén)機(jī)組由以下部件組成： </p><

22、;p>　　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，指揮直流電機(jī)或電鎖類(lèi)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)。 </p><p>　　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)，它就給主控制器一個(gè)脈沖信號(hào)； </p><p>　　3 直流電機(jī)：提供開(kāi)門(mén)與關(guān)門(mén)的主動(dòng)力，控制自動(dòng)

23、感應(yīng)門(mén)門(mén)扇加速與減速運(yùn)行。 </p><p>　　4 自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇行進(jìn)軌道：就象火車(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)。 </p><p>　　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。 </p><p>　　6 同步皮帶：用于傳輸直流電機(jī)所產(chǎn)動(dòng)力，牽引自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇吊具走輪系統(tǒng)。 </p><p>

24、　　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)。</p><p>　　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，主控器判斷后通知直流電機(jī)運(yùn)行，同時(shí)監(jiān)控直流電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知直流電機(jī)在一定時(shí)候加力和進(jìn)入慢行運(yùn)行。直流電機(jī)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)

25、扇開(kāi)啟；自動(dòng)感應(yīng)門(mén)扇開(kāi)啟后由控制器做出判斷，如需關(guān)自動(dòng)感應(yīng)門(mén)，通知直流電機(jī)作反向運(yùn)動(dòng)，關(guān)閉自動(dòng)感應(yīng)門(mén).</p><p>　　2.2 自動(dòng)門(mén)的分類(lèi)</p><p>　　自動(dòng)門(mén)通常分為弧形自動(dòng)門(mén)（如圖2.1）、雙扇平移自動(dòng)門(mén)（如圖2.2）等。</p><p>　　圖2.1 弧形自動(dòng)門(mén)</p><p>　　圖2.2 雙扇平移自動(dòng)門(mén)</p&g

26、t;<p>　　本課程設(shè)計(jì)所采用的是雙扇平移自動(dòng)門(mén)。因?yàn)檫@種門(mén)體積小、穩(wěn)定性好、價(jià)格低、維護(hù)方便，更適合賓館等地方使用。</p><p><b>　　2.3 方案選擇</b></p><p>　　在最初的設(shè)計(jì)時(shí)，提出了兩種自動(dòng)平移門(mén)的控制方案： 方案一是繼電器控制、方案二是采用PLC控制。</p><p>　　方案一是采用繼電器

27、控制，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，及時(shí)間繼電器等組成控制邏輯，其接線(xiàn)多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外，繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每個(gè)只有4-8對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性很差。繼電器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，其設(shè)備連線(xiàn)復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開(kāi)閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。而方案二的PLC控制采用存儲(chǔ)器邏輯，其控制邏輯以程序方式儲(chǔ)存在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只

28、需要改變程序即可，因此靈活性和擴(kuò)展性很好。</p><p>　　在控制的速度方面：繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低，觸點(diǎn)開(kāi)閉動(dòng)作一般幾十毫秒數(shù)量級(jí)，另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題；而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快，一般一條用戶(hù)指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)。</p><p>　　根據(jù)以上兩方面的分析，本次設(shè)計(jì)采用方案二，即

29、采用PLC來(lái)控制。</p><p>　　2.4 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　在本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)針對(duì)人流較多的賓館，應(yīng)對(duì)周?chē)h(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動(dòng)門(mén)機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面：</p><p>　　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。</p><p>　　2．所有的組件都為插入式元件，使

30、得安裝很簡(jiǎn)便。</p><p>　　3．電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用220V直流電機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。</p><p>　　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(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)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方面的特點(diǎn)。</p><p>　　5．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

31、震效果。</p><p>　　6．皮帶：采用齒形皮帶, 齒形皮帶的齒形截面為曲線(xiàn)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。</p><p>　　7．傳動(dòng)結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。其中馬達(dá)皮帶輪直徑為5cm,皮帶滑輪內(nèi)徑為13.5cm,外徑為28.5cm。</p><p>　　圖2.3

32、機(jī)械傳動(dòng)</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　本設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC控制調(diào)節(jié)直流電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)運(yùn)轉(zhuǎn)的控制方式。根據(jù)賓館對(duì)自動(dòng)門(mén)的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)應(yīng)具有以下功能：</p><p>　　1．開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)控制應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式<

33、/p><p>　　為了便于維護(hù)，自動(dòng)門(mén)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式。手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)門(mén)方式由手動(dòng)自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)來(lái)控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向手動(dòng)位置時(shí)，門(mén)可以手動(dòng)調(diào)節(jié)開(kāi)或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥向自動(dòng)位置時(shí)，手動(dòng)開(kāi)門(mén)失效，由感應(yīng)器自動(dòng)控制門(mén)的開(kāi)關(guān)。</p><p>　　2．快要到達(dá)限位處自動(dòng)減速功能</p><p>　　如果門(mén)在打開(kāi)或者關(guān)閉的過(guò)程中一直是高速移動(dòng)，那么在到達(dá)限位處會(huì)因?yàn)閼T性而不能立

34、即停止，時(shí)間久了會(huì)把門(mén)撞壞。為了防止發(fā)生這種速度過(guò)高不能立即停止的現(xiàn)象，設(shè)計(jì)了在即將到達(dá)限位開(kāi)關(guān)處減速的功能。具體開(kāi)關(guān)的布置如下圖所示。</p><p>　　圖3.1 減速及限位開(kāi)關(guān)布置圖</p><p>　　如圖3.1所示，當(dāng)門(mén)邊緣位于BC之間時(shí)是高速運(yùn)行；位于AB和CD之間時(shí)為了防止停止時(shí)的慣性撞擊所以采取低速運(yùn)行。圖中的A、B、C、D的含義如下表3.2所示：</p>&

35、lt;p>　　表3.2 各開(kāi)關(guān)含義</p><p><b>　　3．防夾人功能</b></p><p>　　為了杜絕自動(dòng)門(mén)的夾人事件，在門(mén)兩側(cè)安裝防夾人紅外感應(yīng)器，以防止停留在門(mén)附近的人被門(mén)所夾住。</p><p>　　自動(dòng)門(mén)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)點(diǎn)動(dòng)控制方式，此種控制模式為目前大多自動(dòng)門(mén)的控制方式。本課

36、題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來(lái)控制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而控制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化控制。系統(tǒng)的總體框圖如下圖3.3所示：</p><p>　　圖3.3 系統(tǒng)總體框圖</p><p><b>　　3.2 主電路圖</b></p><p>　　該控制系統(tǒng)使用一臺(tái)250W的直流電機(jī)進(jìn)行拖動(dòng)，直流電機(jī)選擇額定電壓為48V。主電路連接入下圖3.

37、4所示</p><p>　　圖3.4 控制系統(tǒng)主電路圖</p><p>　　3.3 PLC的 I/O分配</p><p>　　I/O分配表是編寫(xiě)PLC程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)和調(diào)試的重要依據(jù)。根據(jù)自動(dòng)門(mén)的控制系統(tǒng)功能的要求，確定了PLC的I/O分配表，如下表3.5所示：</p><p>　　表3.5 I/O分配表</p&

38、gt;<p>　　3.3 I/O接線(xiàn)圖</p><p>　　PLC外部端子I/O配置圖是I/O分配表的直觀(guān)表達(dá)，可以清楚的表示PLC的外部端子的接線(xiàn)情況</p><p>　　圖3.6 PLC的I/O接線(xiàn)圖</p><p>　　3.4 電器元件安裝圖</p><p>　　系統(tǒng)中電器元件的安裝布局位置如下圖3.7所示：</

39、p><p>　　圖 3.7 電器元件安裝圖</p><p><b>　　4 元器件的選型</b></p><p>　　控制系統(tǒng)中各元器件的選型總表如下表4.1所示：</p><p>　　表4.1 各元器件選型</p><p>　　4.1 探測(cè)器的選擇</p><p>　　目

40、前自動(dòng)門(mén)行業(yè)的運(yùn)用的感應(yīng)開(kāi)關(guān)主要有觸摸感應(yīng)開(kāi)關(guān)，微波感應(yīng)開(kāi)關(guān)，紅外感應(yīng)器，接近感應(yīng)開(kāi)關(guān)等，根據(jù)不同的功能和性能運(yùn)用在各類(lèi)不同場(chǎng)合的自動(dòng)門(mén)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。根據(jù)本設(shè)計(jì)的需要選用人體感應(yīng)探測(cè)器。</p><p>　　人體都有恒定的體溫，一般在37&#

41、176;，發(fā)出波長(zhǎng)為10微米左右的紅外線(xiàn)。熱釋電元件探頭是以探測(cè)人體輻射為目標(biāo)的，對(duì)波長(zhǎng)為10微米左右的紅外輻射非常敏感，在接收到人體紅外輻射時(shí)就會(huì)失去電荷平衡，向外釋放電荷，后續(xù)電路經(jīng)檢測(cè)處理后就能產(chǎn)生信號(hào)。被動(dòng)式紅外探頭，其傳感器包含兩個(gè)反向相串聯(lián)的熱釋電元件，環(huán)境背景輻射對(duì)兩個(gè)熱釋元件幾乎具有相同的用，使其產(chǎn)生熱釋電效應(yīng)相互抵消，于是探測(cè)器無(wú)信號(hào)輸出。一旦人進(jìn)入探測(cè)區(qū)域內(nèi)，人體紅外輻射被熱釋電元件接收，由于兩片熱釋電元件接收到的熱

42、量不同，熱釋電也不同，不能抵消，因而產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)。</p><p>　　人體感應(yīng)探測(cè)電路由被動(dòng)紅外探頭、放大電路及電子開(kāi)關(guān)電路組成，安裝在自動(dòng)門(mén)兩側(cè)。當(dāng)有人靠近自動(dòng)門(mén)時(shí)，身體輻射出的紅外線(xiàn)被熱釋電紅外傳感器接收下來(lái)并將其轉(zhuǎn)換成信號(hào)，經(jīng)檢測(cè)放大電路放大處理后輸出給電子開(kāi)關(guān)電路。電子開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入到PLC輸入繼電器中，PLC根據(jù)收到的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將門(mén)打開(kāi)。</p><p>　　人體感應(yīng)探測(cè)器

43、需要2個(gè)，分別用來(lái)感應(yīng)門(mén)內(nèi)外的來(lái)人情況，占用PLC兩個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　4.2 行程開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　本系統(tǒng)的關(guān)鍵是控制門(mén)的運(yùn)行，為了達(dá)到更好的控制效果，PLC必須時(shí)刻知道門(mén)所處的位置從而做出相應(yīng)的處理，所以在關(guān)鍵的位置上安裝位置傳感器，并把傳感器信號(hào)傳給PLC。為此設(shè)置了兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)，一個(gè)用于檢測(cè)門(mén)完全打開(kāi)時(shí)的位置，叫開(kāi)門(mén)極限開(kāi)關(guān)，一個(gè)用于檢測(cè)門(mén)完全關(guān)閉時(shí)的位

44、置，叫關(guān)門(mén)極限開(kāi)關(guān)。當(dāng)門(mén)在運(yùn)行過(guò)程中，接近最大位置時(shí)，限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)傳給PLC，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。門(mén)離限位開(kāi)關(guān)較近時(shí)，電機(jī)低速運(yùn)行，通過(guò)程序來(lái)控制。4個(gè)行程開(kāi)關(guān)，占用PLC的4個(gè)輸入點(diǎn)。</p><p>　　限位開(kāi)關(guān)又稱(chēng)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。</p><p>　　限位開(kāi)關(guān)廣泛應(yīng)

45、用于各類(lèi)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)，行程開(kāi)關(guān)通過(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)。</p><p>　　4.3 PLC機(jī)型的選擇</p><p>　　(1) PLC的類(lèi)型</p><p>　　PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類(lèi)，按應(yīng)用環(huán)境

46、分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類(lèi)：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。</p><p>　　整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶(hù)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(hù)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)。</p><p>　　(2

47、) 經(jīng)濟(jì)性的考慮</p><p>　　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，最終選出較滿(mǎn)意的產(chǎn)品。</p><p>　　輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(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)CPU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)有較

48、合理的性能價(jià)格比。本設(shè)計(jì)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，因此選擇整體型PLC。</p><p>　　綜合以上因素，本設(shè)計(jì)采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-32MR小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)的控制，如圖3.7所示。</p><p>　　圖4.2 FX2N可編程控制器（PLC）</p><p>　　三菱FX2N-32MR具有如下優(yōu)點(diǎn)：最大范圍地包容

49、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(guó)不同的電源以及滿(mǎn)足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。</p><p>　　三菱FX2N-32MR具有突出的寄存器容量：三菱FX2N-32MR包括8K步內(nèi)置RAM寄存器，用一個(gè)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(jì)時(shí)器、235點(diǎn)計(jì)數(shù)器和8000點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器、實(shí)時(shí)

50、時(shí)鐘、使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘滿(mǎn)足時(shí)間靈敏度應(yīng)用要求。</p><p>　　4.4 直流電動(dòng)機(jī)的選型</p><p>　　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。<

51、/p><p>　　現(xiàn)常用的對(duì)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有改變勵(lì)磁調(diào)速和電樞回路串電阻調(diào)速。同時(shí)第二種電樞回路串電阻還可以用于限制啟動(dòng)電流，避免直流電機(jī)直接啟動(dòng)的啟動(dòng)電流過(guò)大，因此本設(shè)計(jì)采用第二種方案電樞回路串電阻調(diào)速。這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是調(diào)壓需用專(zhuān)門(mén)的電位器，投資較高。但是電樞回路串電阻降低了電機(jī)的效率。</p><p>　　綜上所述，直流電機(jī)具有更大的功率密度（鐵芯利用率高）、更高的效率和更好

52、的控制性能，如將節(jié)能因素、省卻變頻器以及產(chǎn)能提高因素考慮在內(nèi)，使用者的綜合成本下降很大。所以在本課題設(shè)計(jì)中選用了亞坦電機(jī)公司的BL-5605 型額定電壓48V功率250W的直流電動(dòng)機(jī)。 </p><p><b>　　5 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 程序主流程圖</p><p><b>　　5.2 梯形圖<

53、/b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)心得</b></p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，我初步試著用自己所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，設(shè)計(jì)出程序和硬件系統(tǒng)，進(jìn)一步理解了PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高了PLC梯形圖的編程能力，掌握了PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試技巧，更加熟悉了GX Developer8.0編程軟件的應(yīng)用。雖然在這其中自己提高了很多，但同時(shí)這也讓我明白自身知識(shí)的貧乏，

54、很多方面還需要加強(qiáng)努力；體會(huì)到網(wǎng)絡(luò)資源的豐富，找資料也需要技術(shù)，開(kāi)拓了眼界，并為以后查找資料墊定了基礎(chǔ)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)研究了PLC的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與實(shí)現(xiàn)方法，包括硬件設(shè)計(jì)與軟件設(shè)計(jì)，將PLC應(yīng)用到自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)中，充分發(fā)揮PLC高可靠性和抗干擾性特點(diǎn)，外部接線(xiàn)簡(jiǎn)單、靈活，維修方便。一個(gè)設(shè)計(jì)的完成并不只是了解某一方面的知識(shí)就夠了，還需要了解和掌握與之有密切關(guān)系的其他課程知識(shí)的學(xué)習(xí)。硬件開(kāi)發(fā)是

55、PLC控制系統(tǒng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，軟件的開(kāi)發(fā)是建立在硬件之上，軟硬件設(shè)計(jì)的巧妙結(jié)合是項(xiàng)目開(kāi)發(fā)質(zhì)量保證的關(guān)鍵。如果我們能用軟件解決的問(wèn)題，應(yīng)盡量用軟件解決，畢竟軟件開(kāi)發(fā)成本低，只需開(kāi)發(fā)時(shí)間。</p><p>　　設(shè)計(jì)是在他人的基礎(chǔ)之上建造屬于自己的東西，我們要學(xué)會(huì)的就是把人家已經(jīng)制造好的東西，添加自己的思想組合、加工。在做這次設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了很多同學(xué)的指點(diǎn)幫助，衷心的謝謝他們。</p><p>

56、;<b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　常曉玲.《電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器》.機(jī)械工業(yè)出版社.2004年</p><p>　　湯自春主編.《PLC原理及應(yīng)用技術(shù)》.高等教育出版社.2006年</p><p>　　唐介主編.《電機(jī)與拖動(dòng)》.高等教育出版社，2007年</p><p>　　高鴻斌等主編.《PLC