基于PLC的自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)方案

1、基于PLC自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)摘要本文是關(guān)于自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)主要由可編程限制器(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)出限制信號(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)的開(kāi)展,PLC不斷的更新,PLC限制己成為自動(dòng)限制中最常見(jiàn)的方式之一.自動(dòng)門(mén)就是自動(dòng)限制應(yīng)用的以典型例子,由于可編程限制器具有很好的處理自動(dòng)門(mén)開(kāi)關(guān)限制及良好的穩(wěn)定性,而且可以很簡(jiǎn)單的改變限制的方式,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

2、泛.PLC限制具有較高的可靠性、穩(wěn)定性、維修方便等優(yōu)點(diǎn).本文分四個(gè)局部來(lái)介紹其軟、硬件結(jié)構(gòu)、工作原理等,具體如下：第二章介紹自動(dòng)門(mén)的設(shè)計(jì)要求第三章介紹自動(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,第四章介紹了系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì),PLC梯形圖設(shè)計(jì),軟件設(shè)計(jì)第五章介紹程序調(diào)試,硬件接線關(guān)鍵詞：自動(dòng)門(mén)、PLC、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置目錄摘要71rJU口1i2國(guó)外自動(dòng)門(mén)的開(kāi)展132.1國(guó)外自動(dòng)門(mén)的開(kāi)展現(xiàn)狀132.2本課題研究的容152.3本課題研究的目的和意義163自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)173.1自動(dòng)門(mén)的功能需求分析173.1自動(dòng)門(mén)的限制要求183.3自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)構(gòu)成193.3.1PLC概述

3、191.1 3.2具體構(gòu)成243.4自動(dòng)門(mén)的機(jī)械傳機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)254自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)261.2 1PLC的選型261.3 驅(qū)動(dòng)裝置的選型301.4 感應(yīng)器件的選型311.5 直流電動(dòng)機(jī)的選型324.4.1直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速324.4.2直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)364.5傳動(dòng)裝置374.6限位開(kāi)關(guān)374.7自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)I/O地址分配表374.8自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的原理圖384. 8.1主電路原理圖384.8.2PLC外圍接線圖395自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)404.1 工作過(guò)程分析405.2梯形圖程序414.2 .1梯形圖的概述415. 2.2梯形圖的設(shè)計(jì)436程序調(diào)試466.1硬件線路連接466. 2聯(lián)

4、機(jī)調(diào)試477結(jié)束語(yǔ)49參考文獻(xiàn)50致52附錄153附錄254附錄3551前言在經(jīng)濟(jì)飛速開(kāi)展的中國(guó),高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、寫(xiě)字樓,自動(dòng)門(mén)已經(jīng)隨處可見(jiàn).自動(dòng)門(mén)的工作方式是通過(guò)自動(dòng)門(mén)外兩側(cè)的感應(yīng)開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)人的出入,當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門(mén)是感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在,給限制器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào),限制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)翻開(kāi).當(dāng)人通過(guò)之后,再將門(mén)關(guān)上.由于自動(dòng)門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人治理,不但能給我們帶來(lái)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(mén)增添了不少高貴典雅的氣息.自動(dòng)門(mén)在國(guó)外早已得到普遍的應(yīng)用,在我國(guó)也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同,中國(guó)己迎來(lái)了自動(dòng)們開(kāi)展的黃金

5、時(shí)期自動(dòng)門(mén)性能優(yōu)劣主要取決于它的限制裝置,早期的自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)采用繼電器邏輯限制,造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點(diǎn)己逐漸被淘汰.目前自動(dòng)門(mén)及其自動(dòng)化行業(yè)最穩(wěn)定的限制裝置是PLC,它是一種專門(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.目前他在機(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(zhǎng)足的開(kāi)展.因此運(yùn)用PLC限制自動(dòng)門(mén)具有較高的可靠性、維修方便等優(yōu)點(diǎn).由此看來(lái),進(jìn)行自動(dòng)門(mén)的PLC限制系統(tǒng)設(shè)計(jì),可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的開(kāi)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.本課題主要介紹運(yùn)用PLC為限制器的自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),所有產(chǎn)

6、品的開(kāi)發(fā)都要講究實(shí)用本課題開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品對(duì)許多場(chǎng)合都能適用,而且能夠簡(jiǎn)單化,不管對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)還是使用者來(lái)說(shuō)都是最好的.此系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既滿足了自動(dòng)門(mén)的根本要求,還可以保證自動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性.研究本課題意味著產(chǎn)品本錢的下降,效益提升.因此是一個(gè)比較實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品.2國(guó)外自動(dòng)門(mén)開(kāi)展2.1國(guó)外自動(dòng)門(mén)開(kāi)展現(xiàn)狀在國(guó)外,進(jìn)入90年代以來(lái),自動(dòng)化技術(shù)開(kāi)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(mén)的重要局部.在現(xiàn)在人們生活中自動(dòng)門(mén)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(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速開(kāi)展,自動(dòng)門(mén)在人們的生活中的運(yùn)用越來(lái)越廣泛,自動(dòng)門(mén)適合于賓館、酒店

7、、銀行、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、商店等,使用自動(dòng)門(mén).但在國(guó),自動(dòng)門(mén)的自主研發(fā)尚處于初級(jí)階段.在自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、平安及人性化是需要首先考慮的因素.由于門(mén)體的重量及體積不同會(huì)對(duì)自動(dòng)門(mén)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(mén)又可以分為重型自動(dòng)門(mén)和輕型自動(dòng)門(mén).客流量的差異會(huì)對(duì)自動(dòng)門(mén)的使用產(chǎn)生很大的影響,因此,自動(dòng)門(mén)還可以分為一般自動(dòng)門(mén)和頻繁使用自動(dòng)門(mén).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)等,其中平開(kāi)門(mén)用的場(chǎng)合較少,旋轉(zhuǎn)門(mén)由于昂貴而且非常龐大,一般只使用余高檔酒店賓館,自動(dòng)平移門(mén)使用的最廣泛,大家一般所說(shuō)的自動(dòng)門(mén)、感應(yīng)門(mén)就是指自

8、動(dòng)平移門(mén),目前市場(chǎng)上流行的平移型自動(dòng)門(mén)一般是兩開(kāi),這種門(mén)的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單易控,維護(hù)方便.自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)外兩側(cè)加感應(yīng)器,當(dāng)人走進(jìn)門(mén)時(shí),感應(yīng)器感應(yīng)到人的存在,給限制器一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào),限制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)翻開(kāi).當(dāng)人通過(guò)之后,再將門(mén)關(guān)上.由于自動(dòng)平移門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人治理,既方便又提升了建筑的檔次,于是迅速在國(guó)外建筑市場(chǎng)上得到大圍的普及.自動(dòng)門(mén)的限制方法有很多,從限制器的不同來(lái)說(shuō),有繼電器限制,即通過(guò)按鈕和復(fù)雜的接線安裝來(lái)限制；智能限制器限制,即通過(guò)運(yùn)行現(xiàn)代自動(dòng)化設(shè)備來(lái)限制,它具有穩(wěn)定性高,平安等優(yōu)點(diǎn),因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用.由于繼電器邏輯限制的自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制

9、器的自動(dòng)門(mén)所淘汰.在智能限制器的選折上,自動(dòng)門(mén)的主限制器有微電腦限制器限制和可編程限制器PLC限制,微電腦限制主要有體積小、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(mén),PLC限制的特點(diǎn)是穩(wěn)定型高、維護(hù)方便,目前許多大型商場(chǎng)的自動(dòng)門(mén)都是有這種方式來(lái)限制的.2. 2本課題研究的容本設(shè)計(jì)將在以下幾個(gè)方面對(duì)自動(dòng)門(mén)的限制系統(tǒng)進(jìn)行研究和論證.1 .自動(dòng)門(mén)類型的選擇.綜合了自動(dòng)門(mén)的簡(jiǎn)潔、簡(jiǎn)單的要求,在本課題中主要研究自動(dòng)平移門(mén),本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)平移門(mén)具有手動(dòng)和自動(dòng)開(kāi)門(mén)功能和分時(shí)間段限制功能以及配備平安防夾人光線、后備電源等輔助裝置來(lái)滿足商場(chǎng)等人流眾多的場(chǎng)所的高效率、高平安性的要求.2 .自動(dòng)門(mén)硬件

10、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)要求有很高的穩(wěn)定性來(lái)滿足日常的需要,故在本設(shè)計(jì)中所選用的智能限制器為穩(wěn)定性良好的德國(guó)西門(mén)子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC.在自動(dòng)門(mén)的開(kāi)關(guān)門(mén)速度限制上本設(shè)計(jì)以變頻器作為調(diào)節(jié)器,運(yùn)用變頻器的三段速限制實(shí)現(xiàn)自動(dòng)門(mén)的轉(zhuǎn)速限制,為了解決在頻率很低時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問(wèn)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(mén)專用的微波雷達(dá)感應(yīng)器和在工業(yè)限制上大量運(yùn)用的具有檢測(cè)精度高、壽命長(zhǎng)、穩(wěn)定性好的接近傳感器,運(yùn)用感應(yīng)器的開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入給PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)PLC對(duì)自動(dòng)門(mén)的限制.由于本課題的具體需要在硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中主要考慮自動(dòng)門(mén)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用、穩(wěn)定的需要.

11、3 .自動(dòng)門(mén)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(yǔ)言梯形圖,梯形圖能直觀明了的設(shè)計(jì)出自動(dòng)門(mén)的限制要求,并能更好的考慮到平安性和故障報(bào)警等問(wèn)題,梯形圖的編寫(xiě)運(yùn)用西門(mén)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(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)限制系統(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)可以使出口顯得莊重高檔,因此應(yīng)用非常廣泛.自動(dòng)平移門(mén)最常見(jiàn)的形式是自動(dòng)門(mén)及門(mén)外的光電開(kāi)關(guān),當(dāng)人走進(jìn)自動(dòng)門(mén)時(shí),感應(yīng)開(kāi)關(guān)感應(yīng)到人的存在,給限制器一個(gè)開(kāi)門(mén)的信號(hào),限制器通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置將門(mén)翻開(kāi),當(dāng)人

12、通過(guò)門(mén)之后,在將關(guān)閉.由于自動(dòng)平移門(mén)在通電后可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人治理,既方便又提高了建筑檔次,于是迅速在國(guó)外建筑市場(chǎng)上得到了廣泛應(yīng)用.自動(dòng)門(mén)在國(guó)外早就得到了普遍應(yīng)用,在國(guó)也逐漸得到了大家的認(rèn)可,已經(jīng)迎來(lái)了自動(dòng)門(mén)開(kāi)展的黃金時(shí)期.早期自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)采用繼電器邏輯限制,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(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.他采用可以編程的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其部存儲(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(guò)數(shù)字式和開(kāi)關(guān)量的邏輯限制的輸入和輸出,限制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.PLC具有可靠性高,抗干擾水平強(qiáng),功能完善,適用性強(qiáng),

13、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,可編程限制器在機(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(zhǎng)足的開(kāi)展.因此運(yùn)用PLC限制自動(dòng)門(mén)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(mén)設(shè)計(jì)運(yùn)用PLC做限制器能大大提升自動(dòng)門(mén)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性,對(duì)與整個(gè)自動(dòng)門(mén)行業(yè)是一次技術(shù)革新,提升了自動(dòng)門(mén)的使用率,因此,進(jìn)行自動(dòng)門(mén)的PLC限制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),可以推動(dòng)自動(dòng)門(mén)行業(yè)的開(kāi)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.3自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3.1 在自動(dòng)門(mén)的功能需求分析本設(shè)計(jì)面向商場(chǎng)入口的應(yīng)用,需要有平安性和可靠

14、性.根據(jù)商場(chǎng)中對(duì)自動(dòng)門(mén)的具體要求,木課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)應(yīng)由以下功能：1開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)限制應(yīng)有手動(dòng)和自動(dòng)方式為了便于維護(hù),自動(dòng)門(mén)應(yīng)具有手動(dòng)和自動(dòng)方式.當(dāng)信號(hào)采集裝置檢測(cè)到有人接近門(mén)口且門(mén)未翻開(kāi)或者檢測(cè)到已無(wú)人接近門(mén)口且門(mén)未關(guān)閉,PLC動(dòng)作輸出信號(hào)開(kāi)限制點(diǎn)動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來(lái)開(kāi)門(mén)或者關(guān)門(mén).2緊急停止當(dāng)自動(dòng)門(mén)出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí),可閉合緊急停止開(kāi)關(guān),自動(dòng)門(mén)自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門(mén)過(guò)程.自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)包含PLC限制和執(zhí)行元件構(gòu)成.采用自動(dòng)和手動(dòng)限制方式,此種限制模式為目前大多自動(dòng)門(mén)的限制方式.本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)采用PLC為限制中央來(lái)限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而限制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化限制.3.2 自動(dòng)門(mén)的限制要求1當(dāng)有人由

15、到外或由外到通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K1或K2時(shí),開(kāi)門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1動(dòng)作,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn),到達(dá)開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K3位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行.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)KM2被起動(dòng),電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)門(mén)移動(dòng)到關(guān)門(mén)限位開(kāi)關(guān)K4位置時(shí),電機(jī)停止運(yùn)行.3在關(guān)門(mén)過(guò)程中,當(dāng)有人員由外到或由到外通過(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)翻開(kāi)后的8秒等待時(shí)間,假設(shè)有人員由外至或由至外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)K2或K1時(shí),必須重新開(kāi)始等待8秒后,再自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門(mén)過(guò)程,以保證人員平安通過(guò).3. 3自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)構(gòu)成自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)包含PLC限制和動(dòng)作執(zhí)行元件構(gòu)成.采用自動(dòng)和手動(dòng)電動(dòng)限制

16、方式,此種限制方式為目前大多自動(dòng)門(mén)的限制方式.本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)采用PLC為限制中央來(lái)限制傳動(dòng)機(jī)構(gòu)從而限制門(mén)的開(kāi)和關(guān)實(shí)現(xiàn)門(mén)的自動(dòng)化限制.3. 3.1PLC概述可編程限制器,英文ProgrammableController,簡(jiǎn)稱PLC,本課題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱.PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電限制器.它源于繼電器限制技術(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(guò)運(yùn)行儲(chǔ)存在其存中的程序,把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)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(guò)輸出電路的物理過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的限制.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)

17、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(guò)程一般不考慮的.而PLC那么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(mén)外感應(yīng)采集信號(hào),便于維修和抗干擾等問(wèn)題,入出信息變換及可靠地物理實(shí)現(xiàn),可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)限制的兩個(gè)根本點(diǎn).PLC可以通過(guò)他的外設(shè)或通信接口與外界交換信息.其功能要比繼電器限制裝置多得多、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,有大容量的存,有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng),因而具有以下根本功能：1邏輯處理功能；2數(shù)據(jù)運(yùn)算功能；3準(zhǔn)確定時(shí)功能；4高速計(jì)數(shù)功能；5中斷處理可以實(shí)現(xiàn)各種外中斷功能；6程序與數(shù)

18、據(jù)存儲(chǔ)功能；7聯(lián)網(wǎng)通信功能；8自檢測(cè)、自診斷功能.可以說(shuō),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,是別的電限制器所沒(méi)有的,更是傳統(tǒng)的繼電器限制電路所無(wú)法比較的.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(mén)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(guò)程是復(fù)雜多樣的,它們對(duì)限制的要求也各不相同.PLC專為工業(yè)限制應(yīng)用而設(shè)計(jì),一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣闊工程人員的歡送.其主要特點(diǎn)有：(1)抗干擾水平強(qiáng),可靠性能高(2)限制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,通用性強(qiáng)(3)編程方便,易于使用(4)功能強(qiáng)大,本錢低(5)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短(6)維護(hù)方便(1)P

19、LC與其它典型限制系統(tǒng)的區(qū)別繼電器限制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾水平,但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn).是設(shè)備連線復(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.a.限制邏輯繼電器限制邏輯采用硬件接線邏輯,利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián),及時(shí)間繼電器等組合成限制邏輯,其接線多而復(fù)雜、體積大、功耗大、故障率高,一旦系統(tǒng)構(gòu)成后,想在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,而PLC采用存儲(chǔ)器邏輯,其限制邏輯以程序方式儲(chǔ)存在存中,要改變限制邏輯,只需要改變程序即可,因此靈活性和擴(kuò)展性很好.b.工作方式電源接通時(shí),繼電器限制線路中各繼電器同時(shí)處于受限制狀

20、態(tài),它屬于并行方式.而PLC得限制邏輯中,各部期間都處于周期性掃描過(guò)程中,各種邏輯、數(shù)值輸出地結(jié)果都是根據(jù)在程序中的前后順序計(jì)算出來(lái)的,它屬于串行方式.PLC有微型計(jì)算機(jī)的許多特點(diǎn),但他的工作方式卻與微機(jī)有很大不同.微機(jī)一般采用等待命令的工作方式.而PLC那么采用不斷循環(huán)的順序掃描的工作方式.每次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期.CPU從第一條指令開(kāi)始,按順序逐條的執(zhí)行用戶程序知道用戶程序結(jié)束,然后返回第一條指令開(kāi)始新一輪的掃描.PLC就是這樣周而復(fù)始的重復(fù)上述循環(huán)掃描的,這種工作方式是在系統(tǒng)的限制下,順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài),按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理,然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的限制信號(hào).PL

21、C是一種工業(yè)限制計(jì)算機(jī),所以他的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)的工作原理根底上的,即通過(guò)執(zhí)行反映限制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的.但是CPU是分時(shí)操作方式來(lái)處理各項(xiàng)任務(wù)的,計(jì)算機(jī)在每一瞬間只能做一件事,所以程序的執(zhí)行是按程序順序一次完成相應(yīng)各電器的動(dòng)作,便成為時(shí)間上的串行.由于運(yùn)算速度極高,各電器的動(dòng)作似乎是同時(shí)完成的,但實(shí)際輸入輸出的響應(yīng)是有滯后的.c.限制速度繼電器限制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)限制,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是由程序指令限制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)限制,屬于無(wú)觸點(diǎn)限制,速度極快,一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí),且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng).2與

22、單片機(jī)限制系統(tǒng)的區(qū)別a.本質(zhì)區(qū)別單片機(jī)限制系統(tǒng)是基于芯片級(jí)的系統(tǒng),而PLC限制系統(tǒng)是基于板級(jí)或模塊級(jí)的系統(tǒng).其實(shí)PLC本身就是一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng),他是己經(jīng)開(kāi)發(fā)好的單片機(jī)產(chǎn)品.開(kāi)發(fā)單片機(jī)限制系統(tǒng)屬于底層開(kāi)發(fā),而設(shè)計(jì)PLC限制系統(tǒng)是在產(chǎn)品的單片機(jī)限制系統(tǒng)上進(jìn)行二次開(kāi)發(fā).b.使用場(chǎng)合單片機(jī)限制系統(tǒng)適合于家電產(chǎn)品、智能化的儀器儀表、玩具和批量生產(chǎn)的限制器產(chǎn)品等場(chǎng)合使用；而PLC限制系統(tǒng)適合在單片機(jī)電氣限制系統(tǒng)、工業(yè)限制領(lǐng)域的制造業(yè)自動(dòng)化和過(guò)程中使用.c.使用過(guò)程設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一個(gè)單片機(jī)限制系統(tǒng),需要先設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng),畫(huà)硬件電路圖,制作印刷電路板,購(gòu)置各種所需要的電子元件,焊接電路板,進(jìn)行硬件調(diào)試,進(jìn)行抗干擾等大量

23、工作需要專門(mén)的開(kāi)發(fā)裝置和低級(jí)編輯語(yǔ)言限制程序,進(jìn)行系統(tǒng)聯(lián)調(diào)；而PLC不必操心部的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是否可靠和他們的抗干擾水平,軟件設(shè)計(jì)使用工業(yè)編程語(yǔ)言,相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單.進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí),由于有好的工程工具幫助,所以非常容易.3.3 .2具體構(gòu)成自動(dòng)門(mén)系統(tǒng)的具體組成如以下圖：由上圖可知,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)己經(jīng)采集的信號(hào)發(fā)出限制信號(hào),是驅(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)行.3.4 自動(dòng)門(mén)的機(jī)械傳機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)在本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)針對(duì)人流較多的商場(chǎng),應(yīng)對(duì)周圍環(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：1. 自動(dòng)門(mén)的傳動(dòng)主要包括安裝版,軌道

24、,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. 電機(jī)：驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用64V直流電動(dòng)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),形式正懸掛,解決了側(cè)擺得問(wèn)題,從而保證了門(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,防止積塵對(duì)導(dǎo)軌及滑輪的磨損,實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方便的特點(diǎn).5.滑輪：采用特殊的尼龍滑輪,強(qiáng)度高,耐磨性好,同時(shí)還有一定的減震效果.6.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,提升了皮帶與傳動(dòng)齒輪的吻合度,從而提升了使用壽命.4自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)4.1 PLC的選擇在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)確定限制方案,下一步工作就是PLC工程

25、設(shè)計(jì)選型.工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要設(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(guò)程的特點(diǎn)、限制要求,明確限制任務(wù)和圍確定所需要的操作和動(dòng)作,然后根據(jù)限制要求,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)的限制系統(tǒng).1輸入輸出I/O點(diǎn)數(shù)的估算I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?通常根據(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(duì)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

26、容量是可編程序限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)用工程實(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(duì)程序容量有一定估算,通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)代替,存儲(chǔ)器存容量的估算沒(méi)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(guò)程中有足夠的空間.3限制功能

27、的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、限制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等性能的選擇.根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的要求,主要介紹一下幾種功能的選擇.a限制功能PLC主要用于順序邏輯限制,因此,大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路限制器解決模擬量的限制,有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需要的限制功能,提升PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量.b編程功能離線編程方式：PLC和編程器共用一個(gè)CPU,編程器在編程模式時(shí),CPU只為編程器提供效勞,不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行限制.完成編程后,編程器切換到運(yùn)行模式,CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行限制,不能進(jìn)行編程.離線編程方式可降低系統(tǒng)本錢,但使用和調(diào)試不方便.在編程方式

28、：CPU和編程器有各自的CPU,主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)限制,并在一個(gè)掃描周期與編程器進(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.這種方式本錢較高,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)化變成語(yǔ)言:順序功能圖SFC、梯形圖LD、功能模塊圖FBD三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)言表IL、結(jié)構(gòu)文本ST兩種文本語(yǔ)言.選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)IEC6n3123,同時(shí),還應(yīng)支持多種語(yǔ)言變成方式,如C,Basic等,以滿足特殊限制場(chǎng)合的限制要求.c診斷功能PLC的診斷功能爆孔硬件和軟鍵的診斷.硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置,軟件診斷分診斷和外診

29、斷.通過(guò)軟件對(duì)PLC部的性能和功能進(jìn)行診斷是診斷,通過(guò)軟鍵對(duì)PLC的CPU玉外部輸入輸出等部件信息叫喚功能進(jìn)行診斷是外診斷.PLC的診斷功能的強(qiáng)弱,直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)水平的要求,并影響平均維修時(shí)間.4機(jī)型的選擇a.PLC的類型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(chǎng)安裝和限制室安裝兩類；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?？砂聪拗乒δ芑蜉斎胼敵鳇c(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,用于小型限制系統(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)限制的I/O點(diǎn)數(shù),功能擴(kuò)展方便靈

30、活,一般用于大中型限制系統(tǒng).b經(jīng)濟(jì)的考慮選擇PLC時(shí),應(yīng)考慮性能價(jià)格比.考慮經(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.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(duì)PLC選用、存儲(chǔ)器容量、限制功能圍等選擇都有影響.在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮,使整個(gè)限制系統(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(mén)屬于小型限制系統(tǒng),結(jié)合經(jīng)濟(jì)性的考慮因此選用整體型PLCo(5)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)間根本上能滿足限制要求.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

31、的工作方式?jīng)Q定了他不能接受頻率過(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CPU224小型PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的限制.4.2驅(qū)動(dòng)裝置的選型自動(dòng)門(mén)的驅(qū)動(dòng)器是自動(dòng)門(mén)能否良好工作的保證.在本設(shè)計(jì)中是運(yùn)用直流無(wú)刷電機(jī).直流無(wú)刷電機(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、調(diào)速圍寬、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)合的最正確選擇本設(shè)計(jì)選用的是亞坦電機(jī)限制生產(chǎn)的45BLD

32、C系列直流無(wú)刷電機(jī),電機(jī)直徑645,額定轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn),額定扭矩0.036N.m,功率15W100W.額定電壓24VDC.4.3感應(yīng)器件的選型目前自動(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)行反響,因而反響速度快,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根底,平面型天線昨感應(yīng)系統(tǒng),以微處理器作限制.整機(jī)關(guān)鍵元器件均為進(jìn)口器件,方案設(shè)計(jì)選擇器件均保證了產(chǎn)品可靠性.微波感應(yīng)器的特點(diǎn)：微波感應(yīng)器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收.其探測(cè)方式具體如下優(yōu)點(diǎn)：1非接觸探測(cè).2不受溫度、濕度、噪音.紅外感應(yīng)器,是對(duì)物體的存在

33、進(jìn)行反響,不管人員是否移動(dòng),只要處于感應(yīng)器的掃描圍,它都會(huì)反響,另外,紅外感應(yīng)器的反響速度比微波感應(yīng)器慢.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)限制系統(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)的平安及穩(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.結(jié)合本課題的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動(dòng)門(mén)的人員檢測(cè)上運(yùn)用順安達(dá)門(mén)業(yè)裝飾的微波自動(dòng)門(mén)感應(yīng)器WB-3004,其規(guī)格如下：型號(hào)WB-3004供電電壓ACDC12VAC/DC24V工作頻率范困50llz、60Hz應(yīng)探頭工作頊率10.525GllzOOGHxlZOOGHz)工作指

34、示方式LED感應(yīng)時(shí)間,延時(shí)時(shí)間REALTIME/0.5SBC感應(yīng)范圍I.OMO)X3.OM(D)解態(tài)功耗：工作功耗：200洲312Y550nA*12V探頭可調(diào)節(jié)角度40.l即工作溫度范圍-25X?P和對(duì)潮度095%安裝方式WALL4.4直流電動(dòng)機(jī)的選型4.4.1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).由于鼠籠式電動(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).這是由于直流電動(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：n二(U-IaRa)/KE可知,R

35、a、中和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.但其缺點(diǎn)是耗電多,電機(jī)機(jī)械特性軟,調(diào)速圍小,且只能進(jìn)行有級(jí)調(diào)速,故這種方法目前已較少采用.現(xiàn)常用的對(duì)直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的方法有調(diào)磁法和調(diào)壓法.1調(diào)磁法即改變磁通量中.當(dāng)保持電源電壓U為額定值時(shí),調(diào)節(jié)Rf,改變勵(lì)磁電流If以改變磁通量,如圖13所示.由于n=U/KEO-Ra/KTKEOT可知磁通中減少時(shí),nO升高,轉(zhuǎn)速降口增大,但后者與中2成反比,所以磁通愈小,機(jī)械特性曲線愈陡,但仍具有一定硬度,如圖14所示.在一定負(fù)載下,愈小,那么n愈高.由于電動(dòng)機(jī)在額狀態(tài)運(yùn)行時(shí),它的磁路已接近飽和,所以通常都是減小磁通中nno調(diào)速

36、的過(guò)程是：當(dāng)電壓U保持恒定時(shí),減小磁通中.由于機(jī)械慣性,轉(zhuǎn)速產(chǎn)立即發(fā)生變化,于是反電動(dòng)勢(shì)E二KE中n就減小,la隨之增加.由于la增加的影響超過(guò)中減小的影響,所以轉(zhuǎn)矩T二KT中l(wèi)a也就增加.如果阻轉(zhuǎn)矩Tc未變,那么TTc轉(zhuǎn)速n上升.隨著n的升高,反電動(dòng)勢(shì)E增大,la和T也著減小,直到T二Tc時(shí)為止.但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來(lái)升高了.必須指出,假設(shè)電動(dòng)機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行,那么電樞電流la為額定值,如果調(diào)速時(shí)負(fù)載轉(zhuǎn)矩仍舊保持不變?yōu)轭~定值,由于T=KTla,故減小磁通量中后la必然超過(guò)額定值,因此調(diào)速后負(fù)載轉(zhuǎn)矩必須減小.這種調(diào)速方法適用于轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速成反比而輸出功率根本不變恒功率調(diào)速的場(chǎng)合.這種調(diào)速方法有3個(gè)

37、優(yōu)點(diǎn)：1調(diào)速平滑,可無(wú)級(jí)調(diào)速；2調(diào)速經(jīng)濟(jì),限制方便；3機(jī)械特性較硬,穩(wěn)定性較好.這種調(diào)速方法的局限是轉(zhuǎn)速只能升高,即調(diào)速后的轉(zhuǎn)速要超過(guò)額定轉(zhuǎn)速.由于電機(jī)不允許超速太多,因此限制了它的調(diào)速圍.在實(shí)際工作中,這種方法常作為電壓調(diào)速的一種補(bǔ)充手段.2調(diào)壓法即改變電壓U.當(dāng)保持他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流If為額定值時(shí),降低電樞電壓U,那么由n=U/KTO-Ra/KEKT2T可見(jiàn),nO變低了,但An未改變.因此改變U可得出一組平行的機(jī)械特性曲線.在一定負(fù)載下,U愈低,那么n愈低.由于改變電樞電壓只能向小于電動(dòng)機(jī)額定電壓的方向改變,所以轉(zhuǎn)速將下調(diào)nn.調(diào)速的過(guò)程是：當(dāng)磁通中保持不變時(shí),減小電壓U由于轉(zhuǎn)速不立即發(fā)

38、生變化,反電動(dòng)勢(shì)E便暫不變化,于是電流I軟減小,轉(zhuǎn)矩T也減小.如果阻轉(zhuǎn)矩Tc未變,那么TVTc,轉(zhuǎn)速n下降.隨著n的降低,反電動(dòng)勢(shì)E減小,la和T增大,直到T=Tc時(shí)為止.但這時(shí)轉(zhuǎn)速已比原來(lái)降低了.由于調(diào)速時(shí)磁通不變,如在一定的額定電流下調(diào)速,那么電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩便是一定的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速.這種調(diào)速方法有以下優(yōu)點(diǎn)：1機(jī)械特性較硬,并且電壓降低后硬度不變,穩(wěn)定性較好；2調(diào)速幅度大；3可均勻調(diào)節(jié)電樞電壓；得到平滑的無(wú)級(jí)調(diào)速.這種調(diào)速方法的缺點(diǎn)是調(diào)壓需用專門(mén)的設(shè)備,投資較高.近年來(lái)由于采用了可控硅整流電源對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)壓和調(diào)速,使這種方法得到了廣泛應(yīng)用.印刷設(shè)備中直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速多采用這種方法.4.4.2

39、直流電動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)由于直流電動(dòng)機(jī)在調(diào)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)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)磁電流分量應(yīng)用新理論,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)由于其非線性木質(zhì),實(shí)現(xiàn)限制極為復(fù)雜.無(wú)刷直流電機(jī)把其復(fù)雜的磁場(chǎng)定向限制簡(jiǎn)化為離散狀態(tài)的轉(zhuǎn)子位置限制,無(wú)需坐標(biāo)變換,調(diào)速圍更寬,限制性能更好.綜上所述,無(wú)刷直流電機(jī)具有更

40、大的功率密度鐵芯利用率高、更高的效率和更好的限制性能,如將節(jié)能因素、省卻變頻器以及產(chǎn)能提升因素考慮在,使用者的綜合本錢下降很大.所以在本課題設(shè)計(jì)中選用了無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī).4. 5傳動(dòng)裝置本限制系統(tǒng)所用到的傳動(dòng)裝置具體包括如下：1自動(dòng)門(mén)扇行進(jìn)軌道:就像火車的鐵軌,約束門(mén)扇的吊具走輪系統(tǒng),使其按特定方向進(jìn)行.2自動(dòng)門(mén)扇吊具走論系統(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.3同步皮帶：用于傳輸電機(jī)所產(chǎn)動(dòng)力,牽引自動(dòng)門(mén)吊具走論系統(tǒng).4. 6限位開(kāi)關(guān)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)出限制命令的主令電器.用于限制生產(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)限制器件

41、.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)械的行程限制.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)局部的動(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)械的限制,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).4.7自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)I/O地址分配表I/O分配表示編寫(xiě)PLC程序首先要做的前提條件,也是現(xiàn)場(chǎng)接線和調(diào)試的重要依據(jù).I/O分配表輸入點(diǎn)X0：屋外光電開(kāi)關(guān)限制的繼電器KA1XI：屋內(nèi)光電開(kāi)關(guān)限制的繼電器KA2X2：開(kāi)門(mén)到位行程開(kāi)關(guān)SQ1X3：關(guān)門(mén)到位行程開(kāi)關(guān)Q2X4：開(kāi)門(mén)減速行程開(kāi)關(guān)SCOX5：關(guān)門(mén)減速行程開(kāi)關(guān)&34輸出點(diǎn)Y0：開(kāi)門(mén)接觸器KM1Y1：關(guān)門(mén)接觸器KM2Y2：換速

42、維電器KA34.8.1主電路及供電線路上圖為自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)的主電路原理圖.4.8.2外圍接線24V如上圖所示KAIKA2是感應(yīng)器限制的兩個(gè)繼電器,有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合,SQLSQ2是開(kāi)關(guān)門(mén)到位行程開(kāi)關(guān),檢測(cè)開(kāi)關(guān)門(mén)是否到位檢,SQ3、SQ4是開(kāi)關(guān)門(mén)時(shí)減速行程開(kāi)關(guān).5自動(dòng)門(mén)限制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)5.1工作過(guò)程的分析根據(jù)本課題的限制要求和平安要求,所設(shè)計(jì)的程序根據(jù)以下圖所示的流程運(yùn)行,己到達(dá)本系統(tǒng)的最正確設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì),工作流程如下：(1)首先按下啟動(dòng)按鈕,當(dāng)傳感器檢測(cè)到能有人體信號(hào)時(shí),電動(dòng)機(jī)正傳,帶動(dòng)自動(dòng)門(mén)執(zhí)行開(kāi)門(mén)過(guò)程.(1) )當(dāng)門(mén)完全翻開(kāi)之后,使開(kāi)門(mén)限位開(kāi)關(guān)翻開(kāi),此時(shí)自動(dòng)門(mén)

43、停止,進(jìn)行8秒延時(shí).假設(shè)此時(shí)感應(yīng)器重新檢測(cè)到有人體信號(hào)時(shí),那么在重新進(jìn)行8秒延時(shí)(3) 當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門(mén)過(guò)程.在關(guān)門(mén)過(guò)程中,傳感器重新檢測(cè)到人體信號(hào)時(shí),此時(shí)中斷關(guān)門(mén)轉(zhuǎn)向開(kāi)門(mén)過(guò)程.(4) 考慮到自動(dòng)門(mén)假設(shè)出現(xiàn)故障時(shí),使用自動(dòng)限制系統(tǒng)有所不適,于是設(shè)置手動(dòng)開(kāi)門(mén)和手動(dòng)關(guān)門(mén).以上工作過(guò)程可用流程圖表達(dá)如附圖所示.5.2梯形圖程序5.2.1梯形圖的概述PLC是專門(mén)為工業(yè)限制而開(kāi)發(fā)的裝置,其主要使用者工廠廣闊電氣技術(shù)人員,為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握水平,通常PLC不采用微機(jī)的編程語(yǔ)言,而常常采用面向限制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言編程.國(guó)際電工委員會(huì)(1EC)1994年5月公布的IE

44、C1131-3(可編程限制器語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn))詳細(xì)的說(shuō)明了句法、語(yǔ)義和下述5中編程語(yǔ)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(struredtext)o梯形圖和功能塊圖為圖形語(yǔ)言,指令表和結(jié)構(gòu)文本為文字語(yǔ)言,功能表是一種結(jié)構(gòu)塊限制流程圖.梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種設(shè)計(jì)語(yǔ)言.采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果,每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系.在梯級(jí)中,描述事件發(fā)生的條件表示在左面,事件

45、的結(jié)果表示在右而.梯形圖設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常見(jiàn)的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它來(lái)源于繼電器邏輯限制系統(tǒng)的描述.在工業(yè)過(guò)程限制領(lǐng)域,電氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉.因此,由這種邏輯限制技術(shù)開(kāi)展而來(lái)的梯形圖受到歡送,并得到廣泛應(yīng)用.梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)：1 .與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng),具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；2 .與原有繼電器邏輯限制技術(shù)相一致,易于掌握和學(xué)習(xí)；3 .與原有繼電器邏輯限制技術(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,部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器,因此應(yīng)用時(shí)需與原有繼電器邏輯限制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待；梯形圖是使用的最多的圖形編程語(yǔ)言,被稱為PLC的第一編程語(yǔ)言

46、梯形圖與電氣限制系統(tǒng)的電路圖很相似,具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn),很容易被工廠電器人員掌握,特別適用于開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)量邏輯限制.梯形圖常被稱為電路或程序,梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程.5.2.2梯形圖的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)梯形圖的根本方法和步驟：1首先根據(jù)工藝過(guò)程限制要求,畫(huà)出限制流程圖,力求表達(dá)清晰、準(zhǔn)確.必要時(shí)可以把限制系統(tǒng)分解成幾個(gè)相對(duì)獨(dú)立的局部,盡量簡(jiǎn)化,利于編程2將所有的輸入信號(hào)按鍵,行程限位開(kāi)關(guān),壓力開(kāi)關(guān),壓力、速度、時(shí)間等傳感器和輸出限制對(duì)象接觸器、電磁閥、電動(dòng)機(jī)、指示燈等分別列出,按被采用的PLC型號(hào)部邏輯元件編號(hào)圍,對(duì)I/O端子做出相應(yīng)的分配和安排.3根據(jù)限制流程圖,有規(guī)律的分配和利用PLC部有關(guān)的邏輯元件如輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等構(gòu)成相應(yīng)的根本回路.4以梯形圖的形式來(lái)描述限制要求,繪制梯形圖要遵循編程原那么.5編寫(xiě)程序清單時(shí),必須按梯形圖的邏輯行和邏輯單元的編排順序由上而下,從左到右依次進(jìn)行.本系統(tǒng)的程序軟件采用西門(mén)子公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的STEP-Micro/WIN,選擇他的梯形圖語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì).在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循以下編程規(guī)那么:1. 每個(gè)繼電器的線圈和他的觸點(diǎn)均用同一個(gè)編號(hào),每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒(méi)有數(shù)量限制.2. 梯形圖每一行都是從左邊開(kāi)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