基于PLC自動門控制系統(tǒng)設(shè)計(完整資料)

基于PLC自動門控制系統(tǒng)設(shè)計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）基于PLC自動門控制系統(tǒng)設(shè)計(完整資料）(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）畢業(yè)論文基于PLC自動門控制系統(tǒng)設(shè)計系別電氣工程系專業(yè)機(jī)電一體化班級姓名學(xué)號指導(dǎo)教師白金老師20１4～2０15學(xué)年第二學(xué)期摘要隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異,我們的生活發(fā)生了巨大的變化。一個智能化、自動化的社會已經(jīng)開始呈現(xiàn)于我們的眼前，這為我們提供了非常多的便利。其中自動門就是自動化進(jìn)程中的一個典型代表，此設(shè)計就是運用所學(xué)的知識，結(jié)合實際需要而進(jìn)行研究的。為了增強(qiáng)自動門運行的可靠性，提出了一種以S7－２00可編程序控制器（PＬC）為核心的自動門控制系統(tǒng).分析了該控制系統(tǒng)的工作原理,描述了系統(tǒng)的硬件組成,介紹了人體感應(yīng)探測、自動門運行位置檢測、門運行障礙檢測等控制電路的工作過程，對PLC的選型及I/Ｏ點的確定進(jìn)行了說明。結(jié)合PLＣ的運行特點,對控制系統(tǒng)的工作流程作了合理的優(yōu)化.在此基礎(chǔ)上，采用結(jié)構(gòu)化的編程方法,給出了主程序模塊、開門子程序模塊、關(guān)門子程序模塊的程序流程圖、順序功能圖、外部端子接線圖及ＰLC控制梯形圖等。系統(tǒng)已通過硬件和軟件調(diào)試，在實際中獲得了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明,整個系統(tǒng)功能完善，性能可靠.本設(shè)計介紹應(yīng)用可編程控制器取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制系統(tǒng),實現(xiàn)自動門控制的過程。關(guān)鍵詞：可編程控制器、S7—20０、自動門、控制系統(tǒng)目錄ＴO(shè)Ｃ＼o"1-２”\ｈ＼u摘要PAGEREF＿Tｏｃ6５２8ＩI前言ＰＡGERＥＦ_Toc2217９1HYPＥRＬINＫ\l＿Ｔoc8７0５第一章緒論ＰAGEREF_Toc8７052HＹＰERLＩＮK\l_Tｏｃ83271.1研究背景與研究意義ＰAＧＥRＥF_Toc83２72HＹＰERＬINK\l_Toc21１71。2自動門的簡介PAGＥRＥF_Toｃ21173HＹPERLＩNＫ\l_Ｔoc２24081．３自動門的組成及分類PAGEＲEＦ＿Toc2240831.４本章小結(jié)PAGEREF_Toｃ1２７64HＹPＥRＬＩNK\l_Toc2４283第二章PLＣ的介紹及選擇ＰAＧEREF_Toc24283５2.１ＰLＣ的簡介ＰAGEREF_Ｔoc20１5452.2PLC的主要功能及特點ＰＡＧEREF_Toc230595２。3PLC的組成與基本結(jié)構(gòu)PＡGＥＲＥＦ_Toc27８6462.4PLC的工作原理PAＧEREF_Toc1２917ＨＹPERＬINK\l_Tｏc158９72。5本章小結(jié)PAＧEREF＿Ｔoc1589７8第三章自動門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計ＰAGEREＦ_Toc2980４9HYPEＲLＩＮK\l_Ｔoｃ１４７683。1穩(wěn)壓電源設(shè)計ＰAGEREF_Toc147６8９３。2無刷直流電機(jī)的應(yīng)用ＰAＧEＲEF_Toｃ1922６10HYPERLINＫ\l_Tｏc２5９613．3本章小結(jié)PAGERＥF＿Toc2596112HYPERLＩＮK\l_Toc5193第四章自動門的硬件設(shè)計PAGEREＦ_Ｔｏｃ519313４.１自動感應(yīng)門的基本工作原理PAGERＥF_Tｏc4592１3４。2限位開關(guān)的工作原理ＰＡＧEＲEF_Toｃ1２０5１１４4。3光電開關(guān)的工作原理PＡGEREＦ＿Ｔｏc139751４HYPEＲLＩNK\l_Toｃ2４5014。4無刷直流電動機(jī)的工作原理PAGERＥF＿Ｔoc2４50114HＹPEＲLINＫ\l_Toc２0４904．５ＰLＣ的選擇ＰAＧEREＦ＿Ｔoc2049０14ＨYＰEＲLINK\l＿Ｔoc31727４。6自動門的硬件部分ＰAGEREＦ_Toｃ31727１7HYＰERLIＮK\l_Toc4５64。７本章小結(jié)PＡGＥREＦ＿Toc4561８第五章自動門的軟件系統(tǒng)PAGＥREF_Toc４88１1９5.1控制系統(tǒng)流程設(shè)計PAGERＥF_Toｃ3082６１9５．2MＣGS組態(tài)控制設(shè)計ＰAGEREＦ＿Ｔoｃ1４264２０５。３PLC梯形圖的設(shè)計ＰAGEＲEF_Ｔoc１５０8６215.4本章小結(jié)ＰAＧEREF＿Toc88２4結(jié)論P(yáng)AGEREF_Toｃ1937１25HYＰERLＩNK\l_Tｏc155９9參考文獻(xiàn)ＰAGEREＦ_Ｔoｃ１55９92６HＹPERＬＩＮK\l_Tｏｃ15７69致謝PAGEＲＥF_Toc1５76927引言自動門控制系統(tǒng),在現(xiàn)當(dāng)代社會是一個應(yīng)用非常廣泛的設(shè)備，自動門已經(jīng)廣泛應(yīng)用于酒店、銀行、超市、停車場或公共建筑等入口，其主要核心部分--自動門控制系統(tǒng)正是我們這論文的主要研究討論的課題.自動門是指：可以將人接近門的動作(或?qū)⒛撤N入門授權(quán)）識別為開門信號的控制單元，通過驅(qū)動系統(tǒng)將門開啟，在人離開后再將門自動關(guān)閉，并對開啟和關(guān)閉的過程實現(xiàn)控制的系統(tǒng).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，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點已逐漸被淘汰。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是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置.它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,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)點例如:各種用可識別感應(yīng)器控制的自動專用門。這是實現(xiàn)生活自動化進(jìn)程的一個重要組成部分。自動門的問題研究，其控制系統(tǒng)可追溯到早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制，已逐漸被淘汰。而基于PLC(可編程控制器，以下統(tǒng)一用“ＰLＣ”表示）控制自動門由于具有故障率低、可靠性高、維修方便等優(yōu)點,因而得到廣泛的應(yīng)用。所以此設(shè)計中，我以西門子公司S7－2００系列ＰLC為控制系統(tǒng)的核心元件，作信號的處理工作.而感應(yīng)部分，采用BIＳＳ0001芯片與ＲE２00B熱釋電元件的組合，實現(xiàn)人或物體進(jìn)出時的信號轉(zhuǎn)換裝置。而實現(xiàn)門的開與關(guān),則用直流電機(jī)作為動力裝置，配以繼電器控制來達(dá)到電機(jī)正反轉(zhuǎn)動作,并加上行程開關(guān)作為限位，以實現(xiàn)該功能，因為以上器件在生活中非常容易購買,且價格適宜，同時也便于維護(hù)，非常適合廣泛生產(chǎn)應(yīng)用。本課題所研究的自動門控制系統(tǒng)，主要通過PLC作為控制基礎(chǔ)，加上對紅外熱釋電傳感器的應(yīng)用，從而實現(xiàn)了門的“自動”功能,此設(shè)計拓展了PＬC的應(yīng)用層面，增加了實現(xiàn)自動門控制系統(tǒng)的選擇性。第一章緒論本章主要從自動門的研究背景與意義、自動門的介紹及起源、自動門的組成及分類三個部分來對自動門進(jìn)行簡單的了解。1.1研究背景與研究意義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：有效的防范通行、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。自動門大規(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)出大批獨具規(guī)模專業(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，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。大中型公共場所,為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿態(tài)。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)該從人們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。自動門的普及和應(yīng)用，改變了人們的防護(hù)意識，提升了人們的安全觀念。自動門除可美化出入口環(huán)境外，由于中國沒有相關(guān)的自動門國家標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致自動門檔次、質(zhì)量良莠不齊.如果你沒有使用過自動門，最好選擇一個由專業(yè)廠生產(chǎn)、能提供較完善售后服務(wù)的自動門品牌（目前有很多自動門品牌是有一些貿(mào)易公司購買散件加上自己拼裝而成，應(yīng)盡量避免購買此類產(chǎn)品)。不要認(rèn)為樣本上全是外國語,資料也是外國語的商品就是進(jìn)口商品，其實這樣是違反國家規(guī)定的。真正的知名品牌，合法的商品不會這樣做。由于自動門在通電后可以實現(xiàn)無人看管，同時又可節(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，浴室迅速在國內(nèi)外的建筑市場上得到大范圍的普及。同時也幾乎成為了銀行,寫字樓，酒店等辦公娛樂場所裝修所不可少的一項配置.自動門平移門最常見的形式是自動門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達(dá),當(dāng)人走近自動門時,雷達(dá)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。自動門的開門信號是觸點信號，微波雷達(dá)和紅外傳感器是常用的兩種信號源。微波雷達(dá)是對物體的位移反應(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,它的特點是一旦在門附近的人員不想出門而靜止不動后,雷達(dá)便不再反應(yīng)，自動門就會關(guān)閉，對門機(jī)有一定的保護(hù)作用。紅外傳感器對物體存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動，只要在處于傳感器的掃描范圍內(nèi)，它都會反應(yīng)即傳出觸點信號。缺點是紅外傳感器的反應(yīng)速度較慢，適用于有行動遲緩的人員出入的場所.1．2自動門的簡介自動門英文名：ａutomａｔｉcdｏｏｒ自動門開始在建筑物上使用,是在二十世紀(jì)年以后.二十年代后期，美國的超級市場的開放，自動門開始被使用,受此影響，世界第一自動門品牌多瑪在1945年開發(fā)出油壓式、空氣式自動門，新建大樓的正門也開始使用了。到了１962年,電氣式已開始出現(xiàn),之后伴隨著城市的建設(shè),自動門技術(shù)的領(lǐng)域每年都在增加。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進(jìn)行電動機(jī)的速度控制很難,只好進(jìn)行油壓、空壓速度控制，轉(zhuǎn)換但因能源利用效率很低,然而伴隨著電氣控制的技術(shù)發(fā)展，現(xiàn)在電氣控制技術(shù)已經(jīng)成熟，直接控制電動機(jī)的電氣式自動門逐漸成為主流。例如:各種用可識別控制的自動專用門,如：感應(yīng)自動門（紅外感應(yīng)，微波感應(yīng),觸摸感應(yīng),腳踏感應(yīng)）、刷卡自動門等.利用腳踏板、光電束等作用以電力、氣壓或液壓為動力自動啟閉門扇的系統(tǒng)。公元1世紀(jì),希臘人希羅建造的自動打開廟門的裝置是最早利用氣壓和液壓為動力的自動門。如圖所示,祭壇點火使1的空氣膨脹,水流入2,利用水的重量使軸３轉(zhuǎn)動,將門打開。祭壇滅火,門即自動關(guān)閉?，F(xiàn)代自動門的操作主要有三種方.①腳踏板式：在踏板之下裝有壓力開關(guān).②光電束式：在門的附近設(shè)置光束發(fā)射裝置和光電傳感裝置。③按鈕方式：用手按類似開關(guān)的按鈕使門扇打開。自動門以滑動、鉸鏈或折疊等方式啟閉門扇。為了防盜，必須同時裝有特殊的設(shè)備,例如家庭用的自動門就需要裝設(shè)來人識別裝置或電視監(jiān)視器等，對家庭以外的人員進(jìn)行嚴(yán)格限制。自動門在商場、賓館、飯店、機(jī)場、車站、銀行等場合已得到廣泛應(yīng)用。１。3自動門的組成及分類１.3.1自動門的組成主控制器:它是自動門的指揮中心，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；同時人們通過主控制器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。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)有移動的物體進(jìn)入它的工作范圍時,它就給主控制器一個脈沖信號;動力馬達(dá):提供開門與關(guān)門的主動力，控制門扇加速與減速運行.門扇行運軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進(jìn)行.門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。同步皮帶(有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引門扇吊具走輪系統(tǒng)。下部導(dǎo)向系統(tǒng):是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。1.3．２自動門的分類自動門主要有:旋轉(zhuǎn)自動門、弧形自動門、平滑自動門、平開自動門、折疊自動門、重疊自動門、醫(yī)用自動門、卷閘自動門、車庫自動門、特種自動門。如圖1－1弧形自動門雙重平移自動門雙扇平移自動門圖1—1自動門分類1。４本章小結(jié)本章主要介紹了自動門控制系統(tǒng)的研究意義與背景、自動門的介紹與起源、自動門的組成及分類。主要是對自動門的發(fā)展歷史以及其基本概念有一個大致的了解,為下面的設(shè)計打下一個基礎(chǔ)。第二章PＬC的介紹及選擇可編程控制器（ProgrammaｂｌｅＣoｎtrｏller簡稱ＰLC）.ＰLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破骶哂心芰?qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡單等優(yōu)點，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)自動化的主要手段和重要的自動化控制設(shè)備。由于PLＣ在自動化控制中的種種優(yōu)勢,因此被廣泛的引用于自動門系統(tǒng)中。2．1PLC的簡介由于PLC在不斷發(fā)展,因此,對它進(jìn)行確切的定義是比較困難的。美國電氣制造商協(xié)會（NEMA)經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1980年正式將可編程序控制器命名為PC（ProgrammablｅContｒolleｒ），但為了與個人計算機(jī)PC（PｅrsｏnalCoｍpｕter）相區(qū)別，常將可編程控制器簡稱為PLＣ,并給PLC作了定義:可編程序控制器是一種帶有指令存儲器、數(shù)字的或模擬的輸入∕輸出接口，以位運算為主，能完成邏輯、順序、定時、計數(shù)和運算等功能，用于控制器或產(chǎn)生過程的自動化控制裝置。19８2年，國際電工委員會(ＩnｔerｎationalEｌeｃtricａlCommittｅe，IEC)頒布了PＬC標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿,1985年提交了第二稿，并在19８7年的3稿中對PＬＣ作了如下的定義:“ＰLC是一種數(shù)字運算的電子系統(tǒng),專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計.它采用可編程序控制器的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計.”上述的定義表明,PLＣ是一種能直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境的數(shù)字電子裝置,是以微處理器為基礎(chǔ)，結(jié)合計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的“自然語言”編程是一種簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制裝置。2。2PLC的主要功能及特點２.2。1PＬC的主要功能1．開關(guān)邏輯和順序控制這是PＬC應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運算和進(jìn)行順序邏輯控制,從而可以實現(xiàn)各種控制要求。2。模擬控制(Ａ／D和D/A控制）在工業(yè)生產(chǎn)過程中，許多連續(xù)變化的需要進(jìn)行控制的物理量,如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量.過去,ＰLＣ長于邏輯運算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)，目前大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用方便.３。定時/計數(shù)控制ＰＬC具有很強(qiáng)的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時器與計數(shù)器。對于定時器，定時間隔可以由用戶加以設(shè)定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的信號進(jìn)行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。4．步進(jìn)控制ＰLC為用戶提供了一定數(shù)量的位移寄存器，用位移寄存器可方便地完成步進(jìn)控制功能。5。運動控制在機(jī)械加工行業(yè)，可編程序控制器與計算機(jī)數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機(jī)床的運動控制。6。數(shù)據(jù)處理大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力,它不僅能進(jìn)行算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進(jìn)行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些PLC還可以進(jìn)行浮點運算和函數(shù)運算。7．通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PＬC之間、PLC與計算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。2。２.２PＬＣ的特點1．可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2。配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)3.易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎4．系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造５．體積小，重量輕,能耗低２。３PＬＣ的組成與基本結(jié)構(gòu)PLC是微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物，從廣義上講,PLC也是一種計算機(jī)系統(tǒng)，只不過它比一般計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的輸入/輸出接口，具有更適用于控制要求的編程語言,具有更適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境的抗干擾性能。因此，PＬＣ是一種工業(yè)控制用的專用計算機(jī),它的實際組成與一般微型計算機(jī)系統(tǒng)基本相同,也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。２。3．1PLＣ的硬件系統(tǒng)ＰＬC的硬件系統(tǒng)由主機(jī)系統(tǒng)（如圖2—１)輸入/輸出擴(kuò)展環(huán)節(jié)及外部設(shè)備組成。圖２-１PLC硬件主機(jī)系統(tǒng)圖2.４PＬC的工作原理可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計算機(jī)，其工作原理與計算機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。PＬC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，ＣPＵ連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是ＣＰU的循環(huán)掃描，并用周期性的地集中采樣、集中輸出的方式來完成。一個掃描周期(工作周期）主要成分為以下幾個階段：1。輸入采樣掃描階段這是第一個集中批處理過程，PLＣ按順序逐個采集所有輸入端子上的信號,不論輸入端子上是否接線,CPU順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號寫到輸入映像寄存器中,在當(dāng)前的掃描周期內(nèi)，用戶程序用到的輸入信號的狀態(tài)是否變化。即使此時外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化,也只能在下一個掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取,對于這種采集輸入信號的批處理，雖然嚴(yán)格上說每個信號被采集的時間有先有后，但由于PＬＣ的掃描周期很短,這個差異對一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認(rèn)為這些采集到的輸入信息是同時的.2。執(zhí)行用戶程序掃描階段是第二個集中批處理過程，在執(zhí)行用戶程序階段，ＣPU對用戶程序按順序進(jìn)行掃描。如果程序用梯形圖表示,則總是按先上后下、從左到右的順序進(jìn)行掃描，每掃描到一條指令，所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而不是直接使用現(xiàn)場的立即輸入信號.對其他信息，則是從PLC的原件映像寄存器中去讀取，在執(zhí)行用戶程序中,每一次運算的中間結(jié)果都立即寫入元件映像寄存器中，對輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動外部負(fù)載，而是將其結(jié)果寫入到輸出映像寄存器中.在此階段,允許對數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進(jìn)行處理,在掃描周期的各個部分,均可對中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。在這個階段，除了輸入映像寄存器外，各個元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而變化的。3．輸出刷新掃描階段這是第三個集中批處理過程,當(dāng)ＣPＵ對全部用戶程序掃描結(jié)束后，將元件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動各輸出繼電器所帶的負(fù)載。2．5本章小結(jié)本章主要介紹了PLＣ的基本概念、PLC的主要功能及特點、ＰLC的組成與基本結(jié)構(gòu)、PLC的工作原理四個方面的內(nèi)容。通過對PＬC的了解，掌握其基本功能,將其運用到自動門控制系統(tǒng)中去。第三章自動門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計本章主要是在上一章的基礎(chǔ)上對自動門的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為有穩(wěn)壓電源設(shè)計、直流無刷電動機(jī)的應(yīng)用這兩大部分，同時能夠通過這個設(shè)計對穩(wěn)壓電源的設(shè)計及無刷直流電動機(jī)有更深的了解.3.１穩(wěn)壓電源設(shè)計隨著自動門的不斷發(fā)展，被越來越多的應(yīng)用于各建筑物，廣泛的應(yīng)用也使其安全變的越來越重要.對電源的影響因素是多方面的，其中主要干擾，來自噪聲的影響。因此，為了提高自動門的運行穩(wěn)定性，穩(wěn)定的電壓和較小的波紋是重點考慮的問題。較為普遍的穩(wěn)壓裝置是變壓器，因為它價格實惠,但有一定的弱點，對于電源的穩(wěn)壓性能并不是很強(qiáng)。因此我們需要設(shè)計穩(wěn)壓電源并根據(jù)無刷直流電機(jī)供電要求選擇合理的電路參數(shù)，同時需要合理設(shè)計交流濾波器以減少電磁干擾。由于自動門工作時間長、安全性要求高，因此從電網(wǎng)電源開始，就應(yīng)用了過流、過熱保護(hù)以盡量避免意外發(fā)生。保護(hù)電路有多種形式，下面是一種保護(hù)電路的框圖（圖3—1）。圖３-１保護(hù)電路框圖過壓保護(hù)采用壓敏電阻和瞬變電壓抑制器,以防止雷擊等意外事故產(chǎn)生的瞬間高壓.交流EＭI濾波器主要是用來抑制共模、共差干擾。如圖(圖3-2)所示，它主要包括兩個輸入端、兩個輸出端和一個接地端,電路包括共模扼流圈、濾波電容、共模濾波電容.圖3—2交流EMI濾波器自動門的整流電路主要是把交變的交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的直流電,使電源適合各種驅(qū)動裝置（如無刷直流電機(jī))的使用。全橋是由4只整流二極管按橋式全波整流電路的形式連接并封裝為一體構(gòu)成的。全橋的正向電流有0.5A、１A、1。5A、２A、2．５A(chǔ)、3Ａ、5A、10A、20Ａ等多種規(guī)格,耐壓值（最高反向電壓有）25V、5０V、１00V、２０0V、300V、400V、50０V、600V、８0０V、１０00V等多種規(guī)格.下圖（圖3-3）是其電路圖形符號與內(nèi)部電路。圖３-3電路圖形符號與內(nèi)部電路3.2無刷直流電機(jī)的應(yīng)用目前自動門中的動力部分主要有無刷直流電機(jī)、交流變頻電機(jī)及步進(jìn)電機(jī)的使用。今以無刷直流電機(jī)為例來介紹自動門系統(tǒng)中執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計。下圖是電機(jī)的主電路圖（圖3-4）：圖3-４主電路圖無刷直流電機(jī)需要控制器來進(jìn)行控制，MC33０35無刷直流電機(jī)控制器采用雙極性模擬工藝制造，可在任何惡劣的工業(yè)環(huán)境條件下保證高品質(zhì)和高穩(wěn)定性。該控制器內(nèi)含可用于正確整流時序的轉(zhuǎn)子位置譯碼器，以及可對傳感器的溫度進(jìn)行補(bǔ)償?shù)膮⒖茧娖剑瑫r它還具有一個頻率可編程的鋸齒波振蕩器、一個誤差信號放大器、一個脈沖調(diào)制器比較器、三個集電極開路頂端驅(qū)動輸出和三個非常適用于驅(qū)動功率場效應(yīng)管（MOSＦEＴ)的大電流圖騰柱式底部輸出器。此外,ＭC33０35還有欠鎖定功能,同時帶有可選時間延遲鎖存關(guān)斷模式的逐周限流特性以及內(nèi)部運行使能等.自動門控制要求.物體靠近門時傳感器獲得信號傳給控制器,控制器根據(jù)當(dāng)前所在位置決定門的動作。有三種情況:①門處于關(guān)閉狀態(tài)，控制器應(yīng)驅(qū)動執(zhí)行電機(jī)以最佳速度曲線打開門。②門處于半開狀態(tài),控制器應(yīng)根據(jù)門當(dāng)前所在位置，以適當(dāng)?shù)乃俣闰?qū)動執(zhí)行電機(jī)開門。③門處于開啟狀態(tài)，控制器使門保持開啟狀態(tài)。無物體靠近門時:如果門處于開啟狀態(tài)，延時適當(dāng)?shù)臅r間后以最佳速度曲線關(guān)閉門:如果門處于關(guān)閉狀態(tài)，維持相應(yīng)的開、關(guān)門速度曲線如圖一所示。關(guān)門時:OA段為加速段，AB段為穩(wěn)速運行段，BC段為減速停止（門關(guān)到位)段。開門時:CＢ段為加速段，ＢA段為穩(wěn)速運行段,OA段為減速停止(門開到位）段。根據(jù)自動門控制要求，系統(tǒng)原理框圖如下圖（圖3-5)所示。開門門磁：檢測門的最大開啟位置，門開后驅(qū)動電機(jī)停止工作，并防止開門過量而損壞系統(tǒng)部件.閉門門磁:檢測門的關(guān)閉位置，門關(guān)后驅(qū)動電機(jī)停止工作.驅(qū)動器：擴(kuò)大驅(qū)動功率以驅(qū)動150w的無刷直流電機(jī)。工作指示燈：（a）有電源指示燈;（b）正常、故障指示燈。超過預(yù)期時間門不到位即是故障狀態(tài)。圖3-５系統(tǒng)原理框圖3。３本章小結(jié)本章主要是對自動門控制系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。主要設(shè)計的分為穩(wěn)壓電源和無刷直流電機(jī)的應(yīng)用兩大部分。通過這個設(shè)計能更多的了解穩(wěn)壓電路特點結(jié)構(gòu)等方面，也對無刷直流電機(jī)有了很多認(rèn)識,最重要的是能夠掌握其在自動門控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。第四章自動門的硬件設(shè)計自動門的硬件根據(jù)不同的類型各有不同，此以平移型感應(yīng)門為例子介紹它的硬件，主要有：自動感應(yīng)門主控制器，自動感應(yīng)探測器，自動感應(yīng)門動力馬達(dá)，自動感應(yīng)門門扇行進(jìn)軌道，門扇吊具走輪系統(tǒng)，同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶），自動感應(yīng)門下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后門體擺動。大體分為６部分如圖4－1。圖4-１硬件組成框圖4．1自動感應(yīng)門的基本工作原理首先，平移式自動感應(yīng)門由以下部件組成：（1)主控器:它是自動感應(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，如同人的眼睛,當(dāng)有移動物體進(jìn)入它的工作范圍時,它就給主控器一個脈沖信號。（３）無刷直流電動機(jī)：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門的速度。（４）自動感應(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),使其按特定的方向行進(jìn)。（５)門扇吊具走輪系統(tǒng):用于吊掛活動門扇，同時在動力的牽引下帶動門扇運行。（6）同步皮帶：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力,牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。（7)下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)門體擺動。自動感應(yīng)門門扇完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)，同時監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時候加力和進(jìn)入慢行運行.馬達(dá)得到一定運行電流后做出正向運行，將動力傳給同步皮帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門門扇開啟;自動感應(yīng)門門扇開啟后由控制器做出判斷，若需關(guān)閉自動感應(yīng)門，通知馬達(dá)做相反運動，關(guān)閉自動感應(yīng)門。4．２限位開關(guān)的工作原理行程開關(guān)又稱為限位開關(guān),用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及保護(hù)。在實際生產(chǎn)中，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝有生產(chǎn)的機(jī)械部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時，行程開關(guān)的觸點動作，實現(xiàn)電路的切換.因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動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.４.3光電開關(guān)的工作原理它是光電接近開關(guān)的簡稱，是利用被測物對光束的遮擋或反射,由同步回路選通所要接通的電路，從而檢測物體的有無.物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可檢測。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)化為光信號射出,接受器再根據(jù)接受到的光線強(qiáng)弱或有無目標(biāo)物體進(jìn)行探測。4。4無刷直流電動機(jī)的工作原理是將交流電源整流后變成直流,再由逆變器轉(zhuǎn)換成頻率可調(diào)的交流電,但是,注意此處逆變是工作在直流斬波方式。它是由同步電動機(jī)和驅(qū)動器組成,是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。同步電動機(jī)的定子繞組多做成對成星型接法，同三相異步電動機(jī)十分相似。而轉(zhuǎn)子上粘有已充磁的永磁體，為了檢測電動機(jī)轉(zhuǎn)子的極性，在電動機(jī)內(nèi)裝有位置傳感器。驅(qū)動器由功率電子器件和集成電路等構(gòu)成，其功能是：接受電動機(jī)的啟動、停止、制動信號，以控制電動機(jī)的啟動、停止和制動；接受位置傳感器信號和正反轉(zhuǎn)信號，用來控制逆變橋各功率管的通斷,產(chǎn)生連續(xù)轉(zhuǎn)矩；接受速度指令和速度反饋信號,用來控制和調(diào)整轉(zhuǎn)速；提供保護(hù)和顯示等等。由于無刷直流電動機(jī)的勵磁來源于永磁體，所以不像異步電動機(jī)那樣需要從電網(wǎng)吸取勵磁電流；由于轉(zhuǎn)子中無交變磁通，其轉(zhuǎn)子上既無銅損耗又無鐵損耗,所以效率比同容量異步電動機(jī)高10％左右,一般來說，無刷直流電動機(jī)的力能指針（ηｃｏsα）比同容量異步電動機(jī)高12％—20%。因此，它采用的是方波自控永磁式同步機(jī),以霍爾傳感器取代碳刷換向器,以釹鐵硼作為轉(zhuǎn)子的永磁材料；產(chǎn)品性能超越傳統(tǒng)直流電機(jī)的所有優(yōu)點，同時又解決了直流電機(jī)碳刷滑環(huán)的缺點，數(shù)字式控制，是當(dāng)今最理想的調(diào)速電機(jī)。４．5PLC的選擇在ＰLC系統(tǒng)設(shè)計時,首先要確定控制方案，下一步的工作就是PLＣ工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(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)該詳細(xì)分析工藝過程的特點、控制要求,明確控制任務(wù)和范圍,確定所要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計輸入輸出點數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。4．5。1輸入輸出（I/Ｏ）點數(shù)的估算I/O點數(shù)的估算時應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%到20％的可擴(kuò)展。留有余量后，就作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。在實際訂貨時，還需要根據(jù)制造廠商PLＣ的產(chǎn)品特點對輸入輸出點數(shù)進(jìn)行圓整。根據(jù)估算的方法本設(shè)計的I/O點數(shù)為輸入12點，輸出12點。4.5.2存儲器容量的選擇存儲器容量是可編程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)用項目實用的存儲單元的大小，因此程序容量小于存儲器容量。在設(shè)計階段，由于用戶的程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計階段是未知的，須在程序調(diào)試之后在知道。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估算來代替，存儲器內(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點數(shù)的10到1５倍,加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此為內(nèi)存的字?jǐn)?shù)（16位為一字），另外再按次數(shù)的2５％考慮余量。因此，本設(shè)計的PＬC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲索要儲存的程序，這樣才能在以后的改造過程中有足夠的空間.4.５.３控制功能的選擇該選擇包括運算功能、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。根據(jù)本設(shè)計的要求，主要由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,在大多數(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要的控制功能，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和編程器共用一個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,編程器切換到運行模式,CPＵ對現(xiàn)場進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。在線編程方式：ＣPU和編程器都有各自的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),在下一個掃描周期里，主機(jī)就根據(jù)新收到程序運行.這種方式成本高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大型PLC中常采用。編程軟件應(yīng)該帶有五種標(biāo)準(zhǔn)化的編程語言：順序功能圖（ＳFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖(ＦBD）、語言表（IL）、和結(jié)構(gòu)文本（ST）.選用的編程語言應(yīng)遵守標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113１２3）,同時,也應(yīng)支持多種語言編程方式,如C語言,Basｉｃ語言等,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。硬件診斷是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。4．5。４機(jī)型的選擇（1）PLＣ的類型ＰLＣ按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型,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數(shù)選型。整體型的PLC的I/O點數(shù)是固定的,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，因此用戶可較合理的選擇和配置系統(tǒng)的Ｉ/O點數(shù)，功能擴(kuò)展方面靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。(２)經(jīng)濟(jì)角度的考慮在選擇PLＣ時,應(yīng)該考慮其性能價格比。考慮經(jīng)濟(jì)時，也應(yīng)該同時考慮應(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,最終選出比較滿意的產(chǎn)品.輸入輸出點數(shù)對價格有直接的影響，當(dāng)點數(shù)增加到一定數(shù)值后,相應(yīng)的存儲器容量也應(yīng)增加。因此，點數(shù)的增加對ＰLC選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有一定的影響。所以,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，選用整體型PLＣ。４。5.5對PＬＣ響應(yīng)時間的選擇對于多數(shù)場合,PLC的響應(yīng)時間基本上能滿足控制要求。響應(yīng)時間包括輸入濾波時間、輸出濾波時間和掃描周期。ＰLC的工作方式?jīng)Q定了它不能接受頻率過高或持續(xù)時間小于掃描周期的輸入信號，當(dāng)有此類信號輸入時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。綜合以上的因素，本設(shè)計采用德國西門子公司生產(chǎn)的ＣPU２2４小型ＰLＣ來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的控制。西門子S7—200系列PＬC是西門子公司20世紀(jì)９0年代推出的整體式小型可編程控制器，開始被稱為CPU21X,后被稱為CPU22Ｘ.其結(jié)構(gòu)緊湊、功能強(qiáng)，具有很高的性能價格比,在中小規(guī)模控制系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛.在此設(shè)計中我們選擇S7-２0０CPU224，它具有1４輸入/10輸出,I/O共計2４點。存儲容量大,有7個擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時鐘,有更強(qiáng)的模擬量和高速計數(shù)處理能力。西門子S７-２00CPＵ224如下圖(圖４－2)圖4－２S7—２00ＣPＵ２2４圖對于本次自動門的設(shè)計，所選PLC為西門子S7—200CPＵ２24就能滿足要求，其性能如下表4-１：表4-１S7200的參數(shù)表主要性能集成14輸入／10輸出共24個數(shù)字量I/O點,2輸入/1輸出共３個模擬量I/O點,可連接7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至1６8路數(shù)字量I/O點或３８路模擬量I/O點其他性能20K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間，６個獨立的高速計數(shù)器（１0０ＫHZ)，2個1０0ＫHZ的高速脈沖輸出，2個RＳ485通訊/編程口，具有PＰＩ通訊協(xié)議，MPＩ通訊協(xié)議和自由方式通訊能力特點本機(jī)還新增多種功能，如內(nèi)置模擬量Ｉ/O,位控特性，自整定PID功能，線性斜坡脈沖指令,診斷LED,數(shù)據(jù)記錄及配方功能等４。6自動門的硬件部分主要是從以下幾個方面進(jìn)行硬件設(shè)計:驅(qū)動裝置的選型、感應(yīng)器件的選型、自動門控制系統(tǒng)I／Ｏ地址的分配。4。6.1驅(qū)動裝置選型自動門的驅(qū)動裝置是自動門能否良好工作的保障，在本設(shè)計中是運用直流無刷電機(jī)。直流無刷電動機(jī)功率密度高，噪音極小，調(diào)速性能好，即具備交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點，又具備直流電動機(jī)的線性機(jī)械特性、調(diào)速范圍寬、啟動轉(zhuǎn)矩大、運行效率高等諸多優(yōu)點。是應(yīng)用于“輕、小、薄、安靜、精密、可靠"等場合的最佳選擇。本設(shè)計選用亞坦電機(jī)控制有限公司生產(chǎn)的４５BＬＤC系列直流無刷電機(jī),電機(jī)直徑φ45，額定轉(zhuǎn)數(shù)4０00轉(zhuǎn)，額定轉(zhuǎn)矩0.０36N。m，功率15W—100W，額定電壓24VＤC.4.６．２感應(yīng)器選型目前，自動門行業(yè)運用的感應(yīng)器件主要由微波感應(yīng)器、紅外線感應(yīng)器等.(1）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。微波感應(yīng)器是以微波多普勒原理為基礎(chǔ),平面型天線作感應(yīng)系統(tǒng)，以微處理器作控制.微波感應(yīng)器的特點：是以１0.525GHz微波頻率發(fā)射、接收.其探測方式具體有以下優(yōu)點：非接觸探測和不受溫度、濕度、噪音影響。(２）紅外感應(yīng)器，是對物體的存在進(jìn)行反應(yīng)，不管人員是否移動,只要處于感應(yīng)器的掃描范圍內(nèi),它都會反應(yīng)，另外,紅外感應(yīng)器的反應(yīng)速度比微波感應(yīng)器慢。根據(jù)不同的功能和性能運用在各類不同場合的自動門控制系統(tǒng)中,感應(yīng)器是自動門系統(tǒng)的重要部位,其性能直接影響自動門系統(tǒng)的安全及穩(wěn)定，結(jié)合本設(shè)計要求,選用上海安達(dá)門業(yè)裝飾有限公司的微波自動門感應(yīng)器WB-3004，其規(guī)格如下表4-2：表４—2感應(yīng)器的參數(shù)表型號ＷB—300４供電電壓AC/ＤC12V—AC/DＣ２4V工作頻率5０Ｈz—6０Hz感應(yīng)探頭工作頻率１0。525GHz（9。00GHz—12.０0ＧHz)工作指示方式LED感應(yīng)時間/延時時間REAL—ＴＩME/0。5ＳＥC感應(yīng)范圍4。0M(Ｗ）Ｘ3.0M（D）靜態(tài)功耗：工作功耗:20０Mw/12V5５0Mw/1２V探頭可調(diào)角度４０o—１6０o工作溫度范圍—２５℃—＋60℃相對濕度0—95%安裝方式WＡＬL4.６．3自動門系統(tǒng)I／O地址的分配情況輸入／輸出信號在PＬC接線端子的地址分配是進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)。對軟件設(shè)計來說，I/O地址分配以后才可進(jìn)行編程；對控制柜及PＬC的外圍接線來說，只有I/Ｏ地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖來安裝控制柜。I/O地址分配是編寫PLC程序首先要做的前提條件,也是現(xiàn)成接線和調(diào)試的重要依據(jù).ＰLC控制系統(tǒng)的I/O地址分配如下表4－3：表4－3Ｉ/Ｏ地址分配表I0.1門外光檢測電開關(guān)I0。2門內(nèi)光檢測電開關(guān)I0。3開門限位電開關(guān)I0．4關(guān)門限位電開關(guān)I０．５過載保護(hù)開關(guān)I0.６緊急停車開關(guān)I0.7啟動停止I１。0手動開門Ｉ１.1手動關(guān)門４．7本章小結(jié)本章主要是在上一章執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上對自動門的硬件系統(tǒng)進(jìn)行選擇與設(shè)計。其中主要是從以下幾個方面進(jìn)行硬件設(shè)計:驅(qū)動裝置的選型、感應(yīng)器件的選型、自動門控制系統(tǒng)I／Ｏ地址的分配。使我對這些硬件有了更深的了解。第五章自動門的軟件系統(tǒng)本章主要是對自動門控制系統(tǒng)的軟件部分進(jìn)行設(shè)計。通過上章對自動門控制系統(tǒng)的硬件部分的設(shè)計本章軟件采用MCGS組態(tài)軟件、IPC和PＬC構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)。首先提出系統(tǒng)控制要求,然后對自動門對象進(jìn)行分析,確定控制方案.5．1控制系統(tǒng)流程設(shè)計當(dāng)門扇要完成一次開門與關(guān)門圖５-1自動門系統(tǒng)流程圖框圖說明如下:（1）當(dāng)有人有內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)ＫM１動作,電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位開關(guān)K3位置時,電機(jī)停止運行.（２)自動門在開門位置停留８s后,自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被啟動，電動機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān)K4位置時，電機(jī)停止運行.（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，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序。（4）在門打開后的８s等待時間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時，必須重新開始等待8s后,再自動進(jìn)入關(guān)門過程,以保證人員安全通過。5。2ＭＣＧS組態(tài)控制設(shè)計5.２。1自動門組態(tài)控制對象分析:被控對象——自動門被控參數(shù)-—開關(guān)門動作、報警燈閃爍控制目標(biāo)——是自動門能夠接收開門、關(guān)門、停止等命令，并發(fā)出正、反轉(zhuǎn)信號,大門動作后,還應(yīng)能夠檢測是否已經(jīng)全部打開或關(guān)閉，是否夾到人或物品，能夠自動打開?？刂谱兞俊?共兩個，分別控制正轉(zhuǎn)繼電器和反轉(zhuǎn)繼電器5。2.2自動門監(jiān)控系統(tǒng)初方案指定從人身安全、公共利益,提高自動化程度、降低勞動強(qiáng)度考慮,本系統(tǒng)選擇閉環(huán)方案。自動門控制系統(tǒng)的閉環(huán)方案如圖５－２:圖5-2閉環(huán)控制自動門系統(tǒng)方框圖閉環(huán)控制需要安裝３個傳感器，檢測門是否已全部打開、關(guān)閉，是否夾到人或物品，閉環(huán)控制在硬件結(jié)構(gòu)上比開環(huán)開銷稍大,但可以實現(xiàn)到位后自動打開.５.2。２自動門組態(tài)控制實時數(shù)據(jù)根據(jù)自動門組態(tài)對象的分析本設(shè)計需設(shè)置如下圖５－３的變量:圖5-3自動門實時數(shù)據(jù)５。3PＬＣ梯形圖的設(shè)計5.3.1梯形圖編輯注意事項(1)每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一個編號，每個元件的觸點使用沒有數(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)。(3）線圈不能直接接在左邊母線上。（4）在一個程序中,同一編號的線圈只能輸出一次。(５)在梯形體中沒有真實的電流流動，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向流動——即從左向右流動，層次的改變只能從上向下流動.（6)無論選用何種PLC機(jī)型，所使用的軟件編號（即地址）必須在該機(jī)型的有效范圍以內(nèi)。5。3．2梯形圖以及指令圖５-4自動門開門梯形圖圖5－5自動門運行梯形圖圖5－６自動門關(guān)門梯形圖圖5—7自動門開門語句表圖5—8自動門運行及關(guān)門語句表5．３.3過程分析1.首先按下啟動按鈕使I0.7閉合，若外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)有信號時I0．１或I0．２閉合.由于開門限位開關(guān)I0。3是長閉的，所以Q0.0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)Q0。0線圈通電時Q0．0閉合，此時電動機(jī)正轉(zhuǎn)帶動自動門扇移動,執(zhí)行開門過程.２．當(dāng)門扇完全打開時，使開門限位開關(guān)I0．３打開，Q0。0線圈斷電．電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。３。當(dāng)門扇停止移動時,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，若此時外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)I0.1或I0.２有信號，則使T0重新延時。４．當(dāng)8秒的延時完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使Q0。1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)或內(nèi)檢測開關(guān)Ｉ0.1,I０．２有信號又使Q0。0通電，由于在關(guān)門過程中Q0.0長閉，此時打開并中斷關(guān)門過程,轉(zhuǎn)向開門過程。6。在此控制過程中，為了保證其安全性設(shè)置過載保護(hù)和緊急停車。7.考慮到主動門若出現(xiàn)故障時,使用自動控制系統(tǒng)有所不適,于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門。5．4本章小結(jié)本章通過對自動門軟件部分的設(shè)計，完成了對自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計.本章主要從MＣＧS工控組態(tài)、PLC兩個軟件進(jìn)行設(shè)計的。加深了我對這兩個軟件的了解,也了解到了工控組態(tài)、PＬＣ編輯的一些注意事項。結(jié)論本設(shè)計研究了PLＣ的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計原理與實現(xiàn)方法,包括硬件設(shè)計與軟件設(shè)計，將PLC應(yīng)用到自動門控制系統(tǒng)中，充分發(fā)揮PLC高可靠性和抗干擾性特點，外部接線簡單、靈活，維修方便。采用了雙元件型紅外線光電感應(yīng)器防止夾人(或物)的情況出現(xiàn)。傳感器靈敏可靠，不受環(huán)境因素的干擾,具有較高的適用性。但在實際應(yīng)用中還應(yīng)結(jié)合實際情況，考慮各部分的容量及其實際的技術(shù)參數(shù),供電電源的設(shè)計、系統(tǒng)接地問題、電纜設(shè)計與鋪設(shè)、ＰLＣ輸出端保護(hù)等問題,已使系統(tǒng)達(dá)到安全可靠的工作，所以要想用于實際中，必須得通過現(xiàn)場調(diào)試。這就又給我們提出了更高層次的問題,畢竟一個較好的和較完善的應(yīng)用軟件不是在短時間內(nèi)就可以完成它的需要，要不斷的完善和發(fā)展，需要我們做大量的工作和時間的檢驗?，F(xiàn)在的系統(tǒng)還沒有達(dá)到真正的智能化，還需要增加很多新的功能和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，才能達(dá)到真正意義上的智能化控制。雖然現(xiàn)在自動門廣泛地使用PLＣ作為控制元件，但單片機(jī)等更為便宜，所以,應(yīng)該在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上開發(fā)利用單片機(jī)等控制的自動門系統(tǒng)。而且現(xiàn)有的故障診斷很不全面，應(yīng)該增加主動性預(yù)防診斷,可使系統(tǒng)在發(fā)生故障之前，我們就可以預(yù)見故障、排除故障，使運行中的故障率降低到最低水平,保障自動門安全可靠運轉(zhuǎn)。最終,就是以信息技術(shù)為主,通過先進(jìn)使用技術(shù)，提升傳統(tǒng)自動門制造業(yè)，強(qiáng)化產(chǎn)、學(xué)、研的有效結(jié)合，盡快實現(xiàn)技術(shù)引進(jìn)和自主創(chuàng)新相結(jié)合的模式，建立和完善技術(shù)開發(fā)體系,全力提升自動門制造層次和水平。致謝從接受課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計論文,衷心的感謝我的指導(dǎo)白金老師給予了精心的指導(dǎo)和熱情的幫助。白老師在ＰLC方面具有豐富的實經(jīng)驗,對我的設(shè)計工作給予了很多的指導(dǎo)和幫助,使我能夠?qū)⒗碚撝械慕Y(jié)果與實際相結(jié)合。尤其在課題設(shè)計的前期準(zhǔn)備階段，白老師提出許多寶貴的設(shè)計意見,在最后的測試修改階白老師在百忙之中抽出時間為我們提供了必要的幫助，這樣使得我們得以順利的完成畢業(yè)設(shè)計開發(fā)工作,老師淵博的知識，敏銳的思路和實事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表示衷心的感謝和崇高的敬意。在這里我還要感謝曾經(jīng)給過我同樣幫助的同學(xué)們,你們同樣給我?guī)砹四蟮膸椭Ｗ詈?，衷心地感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯的各位老師！忠心地祝愿各位身體健康、工作順利。參考文獻(xiàn)[1］湯自春.PLC原理及應(yīng)用技術(shù)［M].北京：高等教育出版社．2０0６：1５－2５.［2]孫振強(qiáng)．可編程控制器原理及應(yīng)用教程［Ｍ］．２版。北京:清華大學(xué)出版社。2008：41—44.［3]鐘肈新?？删幊炭刂破髟砑皯?yīng)用［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社.１９88.［4］趙玉安。姚大鵬.無線熱釋電紅外傳感器［J］。電子制作．２０05。12(2)：15－16。［5]廖常初。可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M]．2版.重慶：重慶大學(xué)出版社．2００7：52—70.[６]張萬忠。PLＣ應(yīng)用及維修技術(shù)[M］．北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006:7-２２。［７］王智明。PLC基于開關(guān)量實現(xiàn)模擬量輸出的方法。機(jī)電工程.20０9。26（5):1０５-1０7.［8]李慧.李海霞，馮顯英.基于MCU和ＣＰLD的智能移動機(jī)器人控制系統(tǒng)[J］。機(jī)電工程,2009，26（８)：１00—103.[9]劉四妹。ＰLC技術(shù)在自動門控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。電工技術(shù)。200９(1１)：15－1７［1０］孫康嶺,楊兆偉,張曄.基于PLC的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計［期刊論文］．機(jī)電工程。2010.27（１1)。［1１］王永華.現(xiàn)代電氣及ＰLＣ應(yīng)用技術(shù)［Ｍ］.北京航空航天大學(xué)出版社．２005。［12]田瑞庭?？删幊炭刂破鲬?yīng)用技術(shù)。機(jī)械工業(yè)出版社．1993.［13］崔亞軍．可編程控制器原理及程序設(shè)計。電子工業(yè)出版社．1993。［1４］丁煒.可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用?；瘜W(xué)工業(yè)出版社．２004．[15]黎虎,游有朋.基于ＰLC和變頻器的直線電機(jī)驅(qū)動門控制系統(tǒng)[期刊論文].電機(jī)技術(shù)。2008（４）?，F(xiàn)場總線基于CAＮ總線的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計系部專業(yè)班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師２015年６月15日課程設(shè)計（論文)任務(wù)書題目名稱基于CＡN總線的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生學(xué)部（系)專業(yè)班級姓名學(xué)號課程設(shè)計(論文)的內(nèi)容設(shè)計一個監(jiān)控系統(tǒng)，用AT8９５２單片機(jī)和現(xiàn)場總線技術(shù)實現(xiàn)基于CAN總線的監(jiān)控系統(tǒng),進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的硬件電路的設(shè)計并進(jìn)行軟件的設(shè)計。課程設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)１。用AT89S5２單片機(jī)和現(xiàn)場總線技術(shù);2。推廣嵌入應(yīng)用于各種測控領(lǐng)域；三、課程設(shè)計（論文）應(yīng)完成的工作1.完成硬件和軟件設(shè)計，繪出相關(guān)原理圖；2.完成課程設(shè)計報告的撰寫。四、課程設(shè)計（論文）進(jìn)程安排序號設(shè)計(論文）各階段內(nèi)容地點起止日期1收集單片機(jī)等相關(guān)資料,確定設(shè)計方案校內(nèi)2015年6月２0日2進(jìn)行硬件和軟件設(shè)計，繪出相關(guān)原理圖校內(nèi)２01５年６月２1－２5日3進(jìn)行課程設(shè)計報告的撰寫校內(nèi)201５年６月２6、27日五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)１．收集設(shè)計中所涉及的主要器件等方面的資料2。收集相關(guān)的軟件方面的資料發(fā)出任務(wù)書日期：２01５年6月1日指導(dǎo)教師簽名：計劃完成日期：2０15年6月27日教學(xué)單位責(zé)任人簽章：目錄ＴＯC\o”1－3”\h\ｚ\uＨYPERＬＩNK\l”_Toc31406８513"１設(shè)計思路和整體規(guī)劃思路12設(shè)計內(nèi)容3HYPＥＲＬIＮK\l”＿Toc314０685１3”2.1提要3ＨYＰEＲLINK\l”_Toc３14068５１3"２.2概念3ＨＹＰEＲLIＮK\l"_Tｏc３１406851３”2。3意義32。４原理圖33系統(tǒng)硬件設(shè)計３3．1ＣAN介紹３3。2硬件組成結(jié)構(gòu)3HＹPEＲＬＩＮＫ\l”＿Ｔoｃ３14068513＂３。3模塊上線５參考文獻(xiàn)6基于can總線的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計黎信威杜騰波潘紹洲摘要:本設(shè)計介紹了一種基于CAＮ總線的自動門控制系統(tǒng)，本設(shè)計采用AT89S５2單片機(jī)，獨立CAN控制器SJA1000.自動門控制系統(tǒng)軟件設(shè)計主要有開門程序和關(guān)門程序。當(dāng)門前１米有人或按開門按鈕時，熱釋電紅外人體傳感器檢測到信號后傳給單片機(jī)，當(dāng)兩對管都未檢測到信號時停止開門，此時如果繼續(xù)有人來則繼續(xù)開門。如果無人在感應(yīng)區(qū)內(nèi)移動，則執(zhí)行關(guān)門程序，當(dāng)突然有夾人信號，則門立即全部打開，防止夾人事故的發(fā)生.如果沒有人在門中間或在門口移動，則重新執(zhí)行關(guān)門程序，最后兩扇門完全關(guān)閉.由于熱釋電紅外傳感器在檢測到有人移動開門后,會自動延時3-４秒，因此,在軟件上不必再設(shè)置延時程序。關(guān)鍵字：CAＮ總線自動門控制系統(tǒng)AT８952單片機(jī)1設(shè)計思路和整體規(guī)劃思路自動門的控制主要基于硬件和軟件的要求,硬件方面采用簡單高效的51單片機(jī)系統(tǒng)板來實現(xiàn)還有就是直流電機(jī),紅外對管傳感器,熱釋電型紅外傳感器，軟件方面基于單片機(jī)設(shè)計。自動門的門板由支架支撐在導(dǎo)軌上，導(dǎo)軌連接到驅(qū)動裝置,驅(qū)動裝置通過皮帶來帶動門板在導(dǎo)軌內(nèi)滑動。電動門的驅(qū)動裝置是一組電機(jī)組件,由直流電機(jī)來完成。主控制器單片機(jī)是自動門的指揮中心,通過內(nèi)部指令程序，發(fā)出相應(yīng)指令，指揮電機(jī)工作。外部信號由熱釋電型紅外傳感器來完成，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它的工作范圍時,它就給主控制器單片機(jī)一個信號，電機(jī)提供開門與關(guān)門的主動力。然后開門。自動門門扇完成一次開門與關(guān)門的工作流程如下:感應(yīng)探測器將探測信號傳至主控制器單片機(jī)上，主控制器判斷后控制電機(jī)運行。電機(jī)得到一定運行電流后做正向運行,將動力經(jīng)傳動機(jī)構(gòu)使自動門扇開啟;自動伸縮門扇開啟后由控制器做出判斷，控制電機(jī)作反向運動，關(guān)閉自動門扇。在雙開門上兩邊分別安裝紅外對管，當(dāng)門打開的過程中，又有人過來時，人流量增大,此時,紅外對管的接收器不能接收到發(fā)射器的信號，把情況傳輸給主控制器單片機(jī)上,然后再由單片機(jī)控制電機(jī)將門打開。在雙開的門棱上安裝一組紅外對管，當(dāng)門在關(guān)的過程中有人或物時，表示有夾物情況出現(xiàn),紅外對管的接收器將不能接收到發(fā)射器的信號,并把情況傳輸給主控制器單片機(jī)上,然后再由單片機(jī)控制電機(jī)將門打開。同時,在門的兩側(cè)，可安裝按鈕,直接控制直流電機(jī).當(dāng)控制器系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,也可由人人為的主動按按鈕，達(dá)到在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，人也可以自如的開進(jìn)門的狀況。系統(tǒng)基本流程如下:51單片機(jī)51單片機(jī)紅外傳感器電機(jī)開門來人關(guān)門無人開始有夾物紅外對管無夾物直接關(guān)門結(jié)束手動按按鈕人流量（多）2實驗內(nèi)容2．１提要本實驗利用ＣAN模塊檢測光電開關(guān)的信號及步進(jìn)電機(jī)的起、停和方向控制,通過實驗平臺上的步進(jìn)電機(jī)模擬電動門，光電開關(guān)信號來模擬實現(xiàn)人的進(jìn)出。利用組態(tài)軟件編寫一上位機(jī)軟件,實現(xiàn)對光電開關(guān)的檢測及電機(jī)的控制.２.2概念自動門根據(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,其中自動平移門使用得最廣泛，我們通常所說的自動門、感應(yīng)門就是指自動平移門.２．3意義自動平移門最常見的結(jié)構(gòu)形式是自動門機(jī)械驅(qū)動裝置和門內(nèi)外兩側(cè)紅外線，當(dāng)人走近自動門時，紅外線感應(yīng)到人的存在,給控制器一個信號,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現(xiàn)無人看管，同時又可節(jié)約空調(diào)能源、防風(fēng)、防塵、降低噪音，提高了建筑的檔次。2.４原理圖系統(tǒng)的整體原理圖3系統(tǒng)硬件設(shè)計3.1CAN介紹CAN系統(tǒng)：基于CAN協(xié)議的CAN總線分布式數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),主要用于實現(xiàn)ＣＡN總線應(yīng)用中的通信控制和數(shù)據(jù)采集方案。CAN協(xié)議是一種基于連接的ＣAN應(yīng)用層協(xié)議，是整個CAＮ系統(tǒng)的基礎(chǔ)與核心。制定ＣAＮ協(xié)議的思路源于為中國中小型CAN應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)提供一種簡單、可靠、穩(wěn)定的應(yīng)用層協(xié)議。在充分汲取了ＤｅｖicｅNet協(xié)議和CANopｅｎ協(xié)議之精萃的基礎(chǔ)上，優(yōu)先保障通信數(shù)據(jù)的可靠性與實時性，以相對簡單的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，從而有效降低了硬件實現(xiàn)成本,這就是CAＮ協(xié)議的巨大優(yōu)勢.３.2硬件組成結(jié)構(gòu)系統(tǒng)組成如圖1所示，系統(tǒng)的控制臺由PC機(jī)和ＣＡＮ總線適配卡等組成；ＣＡＮ節(jié)點主要由單片機(jī)、ＣAN控制器和CAN收發(fā)器組成。該實驗主要利用iＣAN4０５0模塊控制傳動系統(tǒng)的運動方向及起、?？刂啤＃椋肁N４０50模塊功能：ＣＡN—405０DI/DO功能模塊用于采集開關(guān)量輸入信號，并提供開關(guān)量輸出信號.CＡN-4050ＤI/DO功能模塊具有8路開關(guān)量輸入通道和８路開關(guān)量輸出通道。CＡN-40５0DI／DO功能采用ＣAN總線通訊接口,符合ＣAN2.0Ｂ協(xié)議規(guī)范。模塊在工作時，將輸入的電壓型開關(guān)量信號或者無源觸點信號經(jīng)過調(diào)理以后,送入單片機(jī)進(jìn)行處理,通過CAN總線通訊將輸入的開關(guān)量信號狀態(tài)傳送到網(wǎng)絡(luò)中的主控設(shè)備，并且主控設(shè)備通過ＣAＮ總線將輸出的開關(guān)量狀態(tài)傳送到模塊。CＡN-４050DI／ＤO功能模塊采用表面安裝工藝，大大提高了系統(tǒng)在惡劣環(huán)境中使用的可靠性.CAN-405０DI／ＤＯ功能模塊的底座上配有導(dǎo)軌架，可以直接安裝在標(biāo)準(zhǔn)的DIN導(dǎo)軌上，用戶也可以采用其它的簡便的安裝方式。參數(shù)：電源具有極性反接保護(hù)功能模塊電源:單電源供電，供電電壓為+1０Ｖ～+30ＶDCCAN控制器：ＰHILIPSSJＡ1０00CAN收發(fā)器：PＨILIPＳＰCＡ82C２５1通訊協(xié)議：符合ＣAN協(xié)議規(guī)范V2.0B版工作環(huán)境溫度：－２0℃～＋85℃物理尺寸：1２0ｍm＊８0mm＊３０mｍ（不計算導(dǎo)軌安裝架高度）安裝方式:可選標(biāo)準(zhǔn)DIN導(dǎo)軌安裝或簡單固定方式3。3模塊上線在此實驗中僅以ＣANTest測試軟件演示上線狀態(tài)圖，如圖所示。其中按紐６控制運動機(jī)構(gòu)的方向，按紐7控制運動機(jī)構(gòu)的起、停。當(dāng)按紐7為綠色時,傳動機(jī)構(gòu)停止運行,反之傳動機(jī)構(gòu)運動；當(dāng)按紐６為紅色時，運動機(jī)構(gòu)向右運行，反之向左運行?？刂苽鲃酉到y(tǒng)啟停、方向控制如表可以控制ＣAN4０50模塊輸出信號即可控制運動機(jī)構(gòu)的起、停及方向的改變。參考文獻(xiàn)[１]于洋?！稖y控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)及應(yīng)用》，機(jī)械工業(yè)出版社[2］李正軍．《計算機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用》,機(jī)械工業(yè)出版社[3］李江全.《計算機(jī)測控系統(tǒng)設(shè)計與編程實現(xiàn)》，電子工業(yè)出版社[4]周立功主編?！豆I(yè)以太網(wǎng)系統(tǒng)教程》[5］周立功主編?！禖AN教學(xué)實驗開發(fā)平臺實驗指導(dǎo)》心得體會通過本次課程設(shè)計，讓我們更加懂得了什么是學(xué)以致用，理論和實際相差很大，要懂得將學(xué)到的知識，應(yīng)用到日常生活之中。本設(shè)計能夠順利完成,還承蒙朱老師以及身邊的很多同學(xué)的指導(dǎo)和幫助。在設(shè)計過程中，朱老師給予了悉心的指導(dǎo),最重要的是給了我解決問題的思路和方法，并且在設(shè)計環(huán)境和器材方面給予了大力的幫助和支持，在此,我對朱老師表示最真摯的感謝！同時感謝所有幫助過我的同學(xué)!感謝評閱老師百忙之中抽出時間對本論文進(jìn)行了評閱！20１５年6月15日教師評語2015年6月15日成績及簽名2015年6月15日基于PLC的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，自動門系統(tǒng)已開始應(yīng)用于大型公司、科研所、政府機(jī)關(guān)等保密性較強(qiáng)的單位.為增強(qiáng)自動門運行的可靠性,本設(shè)計提出了一種FX2.３2MR可編程控制器(PＬC）與變頻器控制的自動門控制系統(tǒng)，設(shè)計中采用兩個感應(yīng)探測器(門內(nèi)和門外）、一些開關(guān)及傳感器作為此系統(tǒng)的輸入設(shè)備，變頻器用來調(diào)節(jié)門體速度,并分析了該控制系統(tǒng)的工作原理及系統(tǒng)的硬件組成,分析了人體感應(yīng)探測、自動門運行位置檢測、門運行障礙檢測等控制電路的工作過程，對PLC的選型、變頻器的選型、I/O點的確定及自動門的動作過程等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述。結(jié)合PLC的運行特點，對控制系統(tǒng)的工作流程作了合理的優(yōu)化.在此基礎(chǔ)上，給出了控制系統(tǒng)軟件設(shè)計的程序流程圖、順序功能圖、外部端子接線圖及ＰLＣ控制梯形圖等。本設(shè)計介紹應(yīng)用可編程控制器取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)自動門控制的過程。關(guān)鍵詞:自動門,可控制編程器,梯形圖，變頻控制DesignoｆAutoｍaticDooｒCｏntｒｏlSystｅmBaｓeｄoｎPLＣABSTRＡCTＷiththｅｃoｎｔinｕousdｅｖeloｐｍentoｆsｃienceanｄteｃhnoloｇy,auｔomａt(yī)ｉｃdｏorｓｙｓteｍhaｓbeenａppliedｔolargｅｃoｍｐanies,rｅsearｃhｉnstiｔuｔeｓ，gｏveｒnｍｅnｔagencｉesａndｏｔherunｉtsarｅhiｇhｌycｏnｆｉdeｎtial.Tｏenhancｅtｈerelｉabｉlityofautｏｍatｉcｄoｏroperaｔiｏn，thisdｅｓignprｅseｎｔｓａＦX2—3２MRpｒｏgrammaｂlelｏgｉccontroｌler(ＰLC)anｄthｅinverterｃontrolauｔomａt(yī)ｉｃｄoorcｏnｔroｌｓystem，ｔhedｅsiｇnuseｓｔwoｓｅnsｏrprobeｓ(doorandｄｏoroｕtsｉde），soｍeｓwiｔｃhesanｄsensｏｒsastｈesystｅmiｎpｕtdevice，thedｒiｖeｄoｏrisｕsedtoaｄｊｕsttｈeｓpｅed，andａnalｙｚesthewoｒkinｇprincipleoftheｃontrolｓystｅmhａrdwａrecompoｎentｓａndsyｓteｍs,anaｌｙsiｓoftｈｅhumanboｄydｅｔecｔionsensｏrs,aｕｔomaticｄooroｐeratｉoｎpｏｓｉtiondｅtection，thｅｄoorobｓｔacｌedeteｃtｉonandotheｒcｏｎtrｏｌcｉｒｃuittorｕntｈewoｒkingprocess，theseleｃtiｏnofthePLＣ,invｅrterｓeｌectioｎ,I/Opoｉntsｏftheaｃtｉoｎｔｏidentifｙandａutｏmａｔiｃｄｏorsandotheraspectｓｏftｈeprocessｉndetail.WitｈPLC'sopｅrａt(yī)iｎｇcｈaｒacｔeｒistｉｃｓofthecoｎtｒolｓｙstｅmwerｅrｅaｓoｎａｂlｅwｏrkfloｗoptimizaｔiｏｎ．Onｔhisｂasiｓ，givenｔheｐrｏｃesscｏｎｔｒolｓysｔｅmsｏftwaｒeｄesignｆlｏw,ｓeqｕeｎｔiaｌfunctioｎcｈaｒt,theexｔernalconｔroltｅrmｉｎalwｉrｉngdｉagramandＰLClaｄｄerandsoon。Describestheappliｃationoftｈeｐroｇraｍｍableｃontroｌlerdesｉgnedtoreplacetradｉtionalrelａy,cｏntａctorｃonｔrolsyｓtemｓ,autｏmaticdooｒcoｎtrolproｃｅsｓ.KEYWORDS：Automａt(yī)ｉcDoorｓ，ＣｏntrｏlＰroｇraｍmiｎg,Laｄder,Ｄrｉve目錄TOC\o＂1—3”＼h＼z\uＨYＰＥＲＬＩNK\l＂＿Tｏc295226327”前言PＡGERＥＦ_Toc29５2263２７＼h１ＨＹPERLＩNＫ\l＂_Ｔoｃ２９5226328"第1章概述ＰAGEREF_Toc29522632８\h3ＨYＰEＲＬINK\l＂_Ｔoｃ2952２６32９＂1。1研究背景和研究意義ＰAGERＥＦ＿Tｏｃ295２２6329\h3HＹPＥRLINK\l＂_Ｔoc295226330＂１．2國內(nèi)外自動門的發(fā)展?fàn)顩rPAGERＥF_Toｃ295２２6330\h41。3自動門技術(shù)發(fā)展方向９5226331＼h5HYPERLＩＮK\l”_Toc29５226332”第２章自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計PＡGERＥF_Tｏc295226３32\h７HYPERＬIＮＫ\l＂_Toｃ2952２６３３3”2。1自動門的功能需求分析ＰＡGEREF_Toc295226３３３\h72。2自動門的部件組成PAGＥREＦ_Tｏc2９522６３34\h8HYPEＲＬＩNK\l＂_Toｃ295２26３35＂2．3系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟PAＧERＥF_Toc295２26335＼h82。４自動門技術(shù)參數(shù)的確定ＰAGEREＦ_Ｔoc２９5２2６３36＼h9ＨＹPERLIＮＫ\l”＿Ｔoｃ２９5226３37"2。5自動門的控制要求PAＧＥREＦ＿Toc２9522６３3７\ｈ10HYＰＥRＬＩＮＫ\l”_Tｏc29５2２６338"第3章自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計ＰAGＥRＥF_Ｔｏc295226３３8\h113。1控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計ＰAGＥRＥF＿Ｔoｃ295226339\h1１HYPERLINK\l＂＿Ｔoc2952２6340”３。2驅(qū)動裝置的選擇PAGERＥF_Toc295226340＼h１13。3變頻器的選擇PAGＥREF_Toc２9522６34１\h12３.3.1變頻器原理ＰAＧERＥＦ_Toｃ2９５226342＼h１2HYPEＲLINK\l”_Ｔｏc29５２26343"３。3。2變頻器的選型PAGERＥＦ_Toc295226３4３\h１3HYPERLINＫ\l”_Toc295226344”3。４探測器的選擇PAGERＥF_Toc295２26344\h1３HYPＥRLINK\l"_Ｔoｃ2９52２6345"3.５自動門運行位置檢測PＡGEREＦ＿Tｏc295２2６345\h1４HYＰERLINＫ\l"_Tｏc２９52263４6"3.６門運行障礙檢測、報警PAGERＥF＿Tｏc２95226３46\h15HYＰERLINK\l”_Ｔｏc29522634７＂3.7可編程控制器（ＰLC)的選型PAGERＥF_Toｃ２９５2２634７＼h1５HYPERＬINK\l"_Ｔoｃ２952２６34８”3．7．1PLC概述PＡGEREF＿Ｔoc2952２6３4８\h１5HＹPＥＲLINＫ\l＂＿Ｔoc２95226349＂3．７．2可編程控制器(PLC）的選型ＰＡＧＥREF_Toc2９5226349\ｈ１6HYＰERLＩＮK\l”_Ｔoc29５２２６350”３.8可編程控制器（PＬC)的Ｉ/O分配PＡGEREＦ_Ｔｏc29５２26３５0\ｈ１9第4章自動門軟件系統(tǒng)的設(shè)計ＰAGERＥF＿Toc2９5２２６351\h214．1PLC梯形圖概述ＰAGＥＲEＦ＿Ｔoc2952263５２\h２14．2程序流程圖５3\h２2HＹPERLINK\l"＿Toc295226３５４”結(jié)論P(yáng)ＡＧEＲＥF_Tｏc2９5２2６３54\h25HＹPERLINK\l＂_Toc29５22６35５"謝辭PAGEREF_Toｃ２９522６3５5\h26HYＰＥＲLINK\l”＿Tｏｃ2９52２6３56"參考文獻(xiàn)PＡGERＥF_Toｃ２95226356\h27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、寫字樓里自動門已經(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)探測器來感應(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，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點已逐漸被淘汰。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是一種專門為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置.它采用可以編制程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，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。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,因此運用PＬＣ控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等特點，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。