畢業(yè)論文基于PLC控制的門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

.-可修編..---可修編.畢業(yè)論文題目基于PLC控制的門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化摘要本文介紹了利用可編程控制器PLC和變頻器以及三相交流電機(jī)組成的自動(dòng)門禁控制系統(tǒng)，給出了系統(tǒng)的PLC和三相交流電機(jī)的主要控制技術(shù)環(huán)節(jié)。中心控制器通過(guò)與IBAAC-08系統(tǒng)控制器和各種傳感器（防夾，紅外感應(yīng)傳感器，接近開(kāi)關(guān)傳感器）的連接，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)門系統(tǒng)的自動(dòng)啟停，自動(dòng)定位，調(diào)速功能和夜間閉鎖等功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠控制。同時(shí)充分利用已有資源和各種邏輯傳感器和電鈴、信號(hào)燈等報(bào)警裝置組成簡(jiǎn)易的報(bào)警與處理系統(tǒng)。本文還介紹了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)和仿真，并給出了系統(tǒng)的梯形圖程序。關(guān)鍵詞：PLC；IBAAC-08系統(tǒng)控制器；傳感器；自動(dòng)門ABSTRACTTheconfigureofaautomaticcontrolsystemofautomaticgateandthestructureofitscontrolsystemarepresentedinthispaper.ItpaysmoreattentiontothemethodusingPLC，Transducersandthree-phaseACmotortocontrolmachine(defendtoclip,theinfrareddrayrespondstospreadthefeelingmachine,nearingtotheswitchtospreadthefeelingmachine),carryoutasystemofautomaticunderwaystop,automaticfixedposition,adjustsoonthefunctionandnighttimesshutthelocketc.function,thencarryoutthesafecredibilitycontrolofasystem.Thistextstillintroducesthesoftwaredesignofthesystemandadjuststotry,andgiveaformoflanguageprocedureofthesystem.Keywords:ProgrammableLogicController;IBAAC-08.Transducer;AutomaticGate目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要BABSTRACTC1概述11.1自動(dòng)門禁與報(bào)警簡(jiǎn)介11.2設(shè)計(jì)任務(wù)及方案說(shuō)明21.3自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)的工作原理21.4自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)的流程框圖42PLC簡(jiǎn)介52.1可編程序控制器產(chǎn)生與發(fā)展52.2可編程序控制器的特點(diǎn)與分類72.3可編程序控制器的組成與工作過(guò)程112.4可編程序控制器的硬件基礎(chǔ)152.5可編程序控制器的軟件基礎(chǔ)152.6可編程控制器的選擇162.7PLC的I/O端口分配與接線173其它器材的選擇與簡(jiǎn)介193.1自動(dòng)門的選擇193.2系統(tǒng)控制器的選擇193.3行程開(kāi)關(guān)的選擇213.4傳感器的選擇223.5電機(jī)的選擇244倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)門禁與報(bào)警系統(tǒng)254.1自動(dòng)門裝置的主要電氣原理圖254.2開(kāi)關(guān)門程序274.3作息時(shí)間及報(bào)警程序285軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真306設(shè)計(jì)小結(jié)31參考文獻(xiàn)32致33--可修編.1概述1.1自動(dòng)門禁與報(bào)警簡(jiǎn)介在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國(guó)，在我們高樓聳立的大都市，在大廈、賓館、酒店、銀行、商場(chǎng)、寫字樓，自動(dòng)門禁與報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)是隨處可見(jiàn)。自動(dòng)門不但能給我們帶來(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，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。門禁系統(tǒng)顧名思義就是對(duì)出入口通道進(jìn)行管制的系統(tǒng)，它是在傳統(tǒng)的門鎖基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。傳統(tǒng)的機(jī)械門鎖僅僅是單純的機(jī)械裝置，無(wú)論結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)多么合理，材料多么堅(jiān)固，人們總能通過(guò)各種手段把它打開(kāi)。在出入人員很多的通道（象辦公大樓、酒店客房）鑰匙的管理很麻煩，鑰匙丟失或人員更換都要把鎖和鑰匙一起更換。為了解決這些問(wèn)題，就出現(xiàn)了電子磁卡鎖，電子密碼鎖，這兩種鎖的出現(xiàn)從一定程度上提高了人們對(duì)出入口通道的管理程度，使通道管理進(jìn)入了電子時(shí)代，但隨著這兩種電子鎖的不斷應(yīng)用，它們本身的缺陷就逐漸暴露，磁卡鎖的問(wèn)題是信息容易復(fù)制，卡片與讀卡機(jī)具之間磨損大，故障率高，安全系數(shù)低。密碼鎖的問(wèn)題是密碼容易泄露，又無(wú)從查起，安全系數(shù)很低。同時(shí)這個(gè)時(shí)期的產(chǎn)品由于大多采用讀卡部分（密碼輸入）與控制部分合在一起安裝在門外，很容易被人在室外打開(kāi)鎖。這個(gè)時(shí)期的門禁系統(tǒng)還停留在早期不成熟階段，因此當(dāng)時(shí)的門禁系統(tǒng)通常被人稱為電子鎖，應(yīng)用也不廣泛。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)極大的提高了各種設(shè)施的安全系數(shù)?？删幊炭刂破鳎≒LC）在繼電器的控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的，是一種應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程控制，具有實(shí)時(shí)數(shù)字化處理能力的硬件設(shè)備，為工業(yè)自動(dòng)化提供高可靠性的自動(dòng)控制裝置。可編程控制器（PLC）在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)因其編程方便，抗干擾能力強(qiáng)，獲得了廣泛的應(yīng)用。具有可靠性高，環(huán)境適應(yīng)好，編程簡(jiǎn)單，使用方便以及體積小，重量輕，功耗低等優(yōu)點(diǎn)，迅速成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的支柱設(shè)備。進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)的方便與否直接關(guān)系到生產(chǎn)的效率，同時(shí)倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的物品要求能妥善保管，貴重物品還要求能防盜，因此對(duì)安全要求也比較高，并且倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存的大部分物品都不耐潮濕和高溫，因此為倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)及全天候的自動(dòng)門禁與報(bào)警系統(tǒng)門禁是很有必要也很有意義的。由于自動(dòng)門禁的適用性、自動(dòng)報(bào)警的快速準(zhǔn)確性、可編程控制器（PLC）的優(yōu)越性，為此我設(shè)計(jì)自動(dòng)門禁與報(bào)警系統(tǒng)，具有安裝維護(hù)簡(jiǎn)單、方便可靠、節(jié)能和安全等多種特性。1.2設(shè)計(jì)任務(wù)及方案說(shuō)明（1）通過(guò)刷卡或者密碼輸入后，門自動(dòng)打開(kāi)，同時(shí)待人通過(guò)后，等待數(shù)秒，在沒(méi)人再靠近門時(shí)，門自動(dòng)關(guān)閉。此過(guò)程可通過(guò)IBAAC-08單門控制器實(shí)現(xiàn)感應(yīng)功能，三相交流電機(jī)實(shí)現(xiàn)門的開(kāi)與關(guān)。（2）在休息休假時(shí)，門可以轉(zhuǎn)為門禁功能，當(dāng)有人靠近只做報(bào)警，不啟動(dòng)電機(jī)。這里可以加一套響鈴電路實(shí)現(xiàn)，而感應(yīng)部分仍然用熱釋電紅外傳感器。（3）考慮到一些人流通量大，長(zhǎng)期開(kāi)關(guān)會(huì)導(dǎo)致門的損耗較大，因此設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)門的按鈕。原理就是電機(jī)的交流接觸器的互鎖與正反轉(zhuǎn)功能來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4）報(bào)警系統(tǒng)能全天候不間斷監(jiān)控倉(cāng)庫(kù)環(huán)境，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并且報(bào)警。1.3自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)的工作原理(1)當(dāng)有人由內(nèi)到外或者由外到內(nèi)輸入密碼或者刷卡時(shí)，開(kāi)關(guān)上有電流通過(guò)（光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)是脈沖觸發(fā)須對(duì)其自鎖）由于開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)常閉，所以線圈上有電流通過(guò)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)位置時(shí)，電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，從而完成開(kāi)門工作。(2)當(dāng)自動(dòng)門到開(kāi)門限位開(kāi)關(guān)位置時(shí)啟動(dòng)可調(diào)延時(shí)定時(shí)器8秒后，自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動(dòng)到關(guān)門限位開(kāi)關(guān)時(shí)電機(jī)停止運(yùn)行，關(guān)門過(guò)程完成。(3)在關(guān)門過(guò)程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或者由內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)，應(yīng)立即停止關(guān)門，并自動(dòng)進(jìn)入開(kāi)門程序。(4)在門打開(kāi)后的8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外到內(nèi)或者有內(nèi)到外通過(guò)光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)時(shí)，必須重新開(kāi)始等待8秒后，在自動(dòng)進(jìn)入關(guān)門過(guò)程，以保證人員安全通過(guò)。(5)因有時(shí)人員流通量大時(shí)，頻繁開(kāi)門和關(guān)門會(huì)影響電機(jī)工作壽命和浪費(fèi)電力，因此設(shè)有啟動(dòng)按鈕SB7，開(kāi)門或關(guān)門的狀態(tài)下關(guān)閉自動(dòng)門，即可實(shí)現(xiàn)。(6)考慮到自動(dòng)門在出現(xiàn)故障或者維修的時(shí)候，用自動(dòng)控制存在一定的問(wèn)題，最后決定增加手動(dòng)開(kāi)門和關(guān)門開(kāi)關(guān)。(7)在休息時(shí)可轉(zhuǎn)為門禁模式，當(dāng)有人靠近時(shí)，光電檢測(cè)開(kāi)關(guān)感應(yīng)，激活報(bào)警單元通知保安，而不進(jìn)行門的開(kāi)關(guān)。1.4自動(dòng)門控制裝置系統(tǒng)的流程框圖結(jié)束沒(méi)有結(jié)束沒(méi)有返回有否是否是返回開(kāi)始是否工作時(shí)間SB1SB2是否有信號(hào)開(kāi)門（KM0通電電機(jī)正轉(zhuǎn)）門碰到SQ1停止門全開(kāi)延時(shí)8秒時(shí)間可調(diào)是否有人通過(guò)是否有人通過(guò)關(guān)門KM1線圈通電電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)門碰到SQ2停止門處于關(guān)閉狀態(tài)SB1SB2是否有信號(hào)電鈴發(fā)出報(bào)警聲是否有保安前來(lái)確認(rèn)結(jié)束是否是否否是2PLC簡(jiǎn)介2.1可編程序控制器產(chǎn)生與發(fā)展2.1.1可編程序控制器產(chǎn)生1968年，美國(guó)通用汽車公司（GM）為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，提出一種設(shè)想：把計(jì)算機(jī)的功能完善、通用、靈活等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，制成一種通用控制裝置。這種通用控制裝置把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，采用面向控制過(guò)程、面向?qū)ο蟮恼Z(yǔ)言編程。使不熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用，并提出十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)。美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（DEC）根據(jù)這一設(shè)想，于1969年研制成功了第一臺(tái)可編程序控制器PDP—14，并在汽車自動(dòng)裝配線上試用獲得成功。該設(shè)備用計(jì)算機(jī)作為核心設(shè)備。其控制功能是通過(guò)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就是人們常說(shuō)的存儲(chǔ)程序控制。由于當(dāng)時(shí)主要用于順序控制，只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為可編程序邏輯控制器（ProgrammableLogicController，簡(jiǎn)稱PLC）[1]。進(jìn)入80年代，隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，也使得可編程序控制器逐步形成了具有特色的多種系列產(chǎn)品。系統(tǒng)中不僅使用了大量的開(kāi)關(guān)量，也使用了模擬量，其功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的應(yīng)用X圍。故稱為可編程序控制器（ProgrammableController，簡(jiǎn)稱PC）。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personalputer）混淆，所以人們還沿用PLC作為可編程控制器的英文縮寫名字[1]。PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開(kāi)關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。可編程序控制器廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制。它通過(guò)用戶存儲(chǔ)的應(yīng)用程序來(lái)控制生產(chǎn)過(guò)程，具有可靠性高、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。可編程序控制器是把計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，為工業(yè)自動(dòng)化提供的幾乎完美的現(xiàn)代化自動(dòng)控制裝置[1]。以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小，因此可將開(kāi)關(guān)柜的體積縮小到原來(lái)的1/2~1/10。它的重量小于150g。由于體積很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備，PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2.1.2可編程序控制器的發(fā)展同計(jì)算機(jī)的發(fā)展類似，目前可編程序控制器正朝著兩個(gè)方向發(fā)展。一是朝著小型、簡(jiǎn)易、價(jià)格低廉的方向發(fā)展。如OMRON公司的CQM1、SIEMENS公司的S7-200一類可編程序控制器。這種可編程序控制器可以廣泛地取代繼電器控制系統(tǒng)，用于單機(jī)控制和規(guī)模比較小的自動(dòng)化生產(chǎn)線控制。二是朝著大型、高速、多功能和多層分布式全自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。這類可編程序控制器一般為多處理器系統(tǒng)，有較大的存儲(chǔ)能力和功能很強(qiáng)的輸入輸出接口。系統(tǒng)不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，還具備數(shù)值運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄顯示、計(jì)算機(jī)接口、數(shù)據(jù)傳送等功能，還能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過(guò)程控制、遠(yuǎn)程控制等。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可以與上位機(jī)通訊，配備數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、彩色圖像系統(tǒng)的操縱臺(tái)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化工廠的全面要求[1]?？删幊炭刂破鬟@項(xiàng)新技術(shù)迅速在世界各國(guó)得到推廣應(yīng)用，其實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來(lái)說(shuō)，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī);從控制能力上來(lái)說(shuō)，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場(chǎng)合;從產(chǎn)品的配套能力來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。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(zhǎng)足的發(fā)展。我國(guó)可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開(kāi)放開(kāi)始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來(lái)在各種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上XX屋電氣XX生產(chǎn)的CF系列、XX機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、XX組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、XX電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，XX華光公司、XX鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國(guó)將有更廣闊的應(yīng)用天地。2.2可編程序控制器的特點(diǎn)與分類國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)可編程序控制器作了如下的規(guī)定：“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備、都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”這段話完全道出了可編程序控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域[1]。2.2.1可編程序控制器的特點(diǎn)1)抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能。但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾、電源波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度和濕度的變化，都可以使一般通用微機(jī)不能正常工作。而PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取生產(chǎn)廠家長(zhǎng)期積累的工業(yè)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，I／O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號(hào)調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對(duì)耐熱、防潮、防塵、抗震等都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等抗干擾和故障診斷措施；所有這些使PLc具有較高的抗干擾能力。PLC的平均無(wú)故障時(shí)間通常在幾萬(wàn)小時(shí)以上，這是一般微機(jī)不能比擬的。

繼電器接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力．但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使設(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。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和繁雜連線被軟件程序所取代；故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高。

2)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接人相應(yīng)的輸入輸出信號(hào)線即可，不需要諸如繼電器之類的物理器件和大量而又繁雜的硬接線線路。當(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)PLC裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。

PLC的輸入輸出可直接與交流220v、直流24V等強(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。

3)編程方便，易于使用PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣。PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語(yǔ)言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言。只要具有一定的電工和工藝知識(shí)的人員都可在短時(shí)間學(xué)會(huì)。

4)功能完善PLC的輸入輸出系統(tǒng)功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)于各種形式和性質(zhì)的開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入輸出。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制I／0等諸多功能，不僅具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換以及順序控制功能。而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印及報(bào)表生成功能。此外．它還可以和其他微機(jī)系統(tǒng)、控制設(shè)備共同組成分布式或分散式控制系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送、矩陣運(yùn)算、閉環(huán)控制、排序與查表、函數(shù)運(yùn)算及快速中斷等功能。因此PLC具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠很好地滿足各種類型控制的需要。

5)設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短的繼電器，接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏(柜)的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來(lái)十分不便。而采用PLC控制,由于其靠軟件實(shí)現(xiàn)控制，硬件線路非常簡(jiǎn)潔，并為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量(輸入輸出點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存大小)等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在PLC到貨前進(jìn)行，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，縮短了施工周期。因?yàn)镻LC是通過(guò)程序完成控制任務(wù)的，采用了方便用戶的工業(yè)編程語(yǔ)言，且都具有強(qiáng)制和仿真的功能，故程序的設(shè)計(jì)、修改和調(diào)試都很方便，這樣可大大縮短設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。

6)體積小，維護(hù)操作方便PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。PLC的輸入輸出系統(tǒng)能夠直觀地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過(guò)各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)、I／0點(diǎn)狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等。對(duì)此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。2.2.2可編程序控制器的分類可編程序控制器是由現(xiàn)代化大生產(chǎn)的需要而產(chǎn)生的，可編程序控制器的分類也必然要符合現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。一般來(lái)說(shuō)可以從三個(gè)角度對(duì)可編程序控制器進(jìn)行分類。其一是從可編程序控制器的控制規(guī)模大小去分類，其二是從可編程序控制器的性能高低去分類，其三是從可編程序控制器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去分類[1]。(1)按控制規(guī)模分類可編程序控制器可以分為大型機(jī)、中型機(jī)和小型機(jī)。小型機(jī)小型機(jī)的控制點(diǎn)一般在256點(diǎn)之內(nèi),適合于單機(jī)控制或小型系統(tǒng)的控制。中型機(jī)中型機(jī)的控制點(diǎn)一般不大于2048點(diǎn),可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控，它適合中型或大型控制系統(tǒng)的控制。大型機(jī)大型機(jī)的控制點(diǎn)一般大于2048點(diǎn),不僅能完成較復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。它不僅可用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行直接控制，還可以對(duì)多個(gè)下一級(jí)的可編程序控制器進(jìn)行監(jiān)控[1]。(2)按控制性能分類可編程序控制器可以分為高檔機(jī)、中檔機(jī)和低檔機(jī)。低檔機(jī)這類可編程序控制器，具有基本的控制功能和一般的運(yùn)算能力。工作速度比較低，能帶的輸入和輸出模塊的數(shù)量比較少。比如，日本OMRON公司生產(chǎn)的C60P就屬于這一類。中檔機(jī)這類可編程序控制器，具有較強(qiáng)的控制功能和較強(qiáng)的運(yùn)算能力。它不僅能完成一般的邏輯運(yùn)算，也能完成比較復(fù)雜的三角函數(shù)、指數(shù)和PID運(yùn)算。工作速度比較快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。比如，德國(guó)SIEMENS公司生產(chǎn)的S7-300就屬于這一類。高檔機(jī)這類可編程序控制器，具有強(qiáng)大的控制功能和強(qiáng)大的運(yùn)算能力。它不僅能完成邏輯運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算和PID運(yùn)算，還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用[1]。(3)按結(jié)構(gòu)去劃分整體式整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器把電源、CPU、存儲(chǔ)器、I/O系統(tǒng)都集成在一個(gè)單元內(nèi)，該單元叫做基本單元。一個(gè)基本單元就是一臺(tái)完整的PLC。控制點(diǎn)數(shù)不符合需要時(shí)，可再接擴(kuò)展單元。整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。組合式組合式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器是把PLC系統(tǒng)的各個(gè)組成部分按功能分成若干個(gè)模塊，如CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。其中各塊功能比較單一，模塊的種類卻日趨豐富。圖2組合式和整體式PLC示意圖疊裝式疊裝式結(jié)構(gòu)集整體式結(jié)構(gòu)的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結(jié)構(gòu)的I/O點(diǎn)搭配靈活、安裝整齊的優(yōu)點(diǎn)于一身。它也是由各個(gè)單元的組合構(gòu)成。其特點(diǎn)是CPU自成獨(dú)立的基本單元（由CPU和一定的I/O點(diǎn)組成），其它I/O模塊為擴(kuò)展單元。在安裝時(shí)不用基板，僅用電纜進(jìn)行單元間的聯(lián)接，各個(gè)單元可以一個(gè)個(gè)地疊裝。使系統(tǒng)達(dá)到配置靈活、體積小巧。2.3可編程序控制器的組成與工作過(guò)程2.3.1可編程序控制器的組成中央處理單元（CPU）CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。存儲(chǔ)器單元存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器電源單元可編程邏輯控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此，可編程邏輯控制器的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)X圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去輸入輸出單元1．現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是可編程邏輯控制器與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。2．現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用可編程邏輯控制器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊通訊模塊如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等2.3.2PLC最主要的方式是周期掃描方式及工作原理。周期掃描方式可以細(xì)分成下面幾個(gè)過(guò)程：上電處理過(guò)程，PLC上電后，要進(jìn)行上電的初始化處理。占用的時(shí)間為T0。共同處理過(guò)程，共同處理的主要任務(wù)是復(fù)位監(jiān)視計(jì)時(shí)器、檢查I/O總線、檢查掃描周期、檢查程序存儲(chǔ)器。該過(guò)程占用的時(shí)間為T1。通訊服務(wù)過(guò)程，當(dāng)PLC和微機(jī)構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)或由PLC構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要有通訊服務(wù)過(guò)程。該過(guò)程占用的時(shí)間為T2。外設(shè)服務(wù)過(guò)程當(dāng)PLC接有外部設(shè)備如編程器、打印機(jī)等，則需要進(jìn)行外設(shè)服務(wù)過(guò)程。該過(guò)程占用的時(shí)間為T3。程序執(zhí)行過(guò)程，該過(guò)程用于執(zhí)行用戶程序。從輸入映像區(qū)讀入輸入信息，根據(jù)用戶程序進(jìn)行運(yùn)算操作，并向輸出映像區(qū)送出控制信息。該過(guò)程占用的時(shí)間為T4。顯然T4和PLC的速度、用戶程序長(zhǎng)短及指令種類有關(guān)。I/O刷新過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可分為輸入信號(hào)刷新和輸出信號(hào)刷新。輸入信號(hào)刷新為輸入處理過(guò)程，輸出信號(hào)刷新為輸出處理過(guò)程。該過(guò)程占用時(shí)間為T5。顯然T5和可編程序控制器所帶的輸入輸出模塊的種類和點(diǎn)數(shù)多少有關(guān)?？删幊绦蚩刂破鞯膾呙柚芷赥和上述各個(gè)過(guò)程的關(guān)系錄為：T=T1+T2+T3+T4+T5[2]。PLC工作原理與微機(jī)等待命令的工作方式不同，PLC采用循環(huán)掃描的工作方式。CPU從第一條指令開(kāi)始按指令步序號(hào)作周期性的循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)稱為一個(gè)掃描周期，一個(gè)掃描周期主要分為三個(gè)階段：1、輸入刷新階段2、程序執(zhí)行階段3、輸出刷新階段圖3PLC工作原理流程圖由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進(jìn)行的，所以亦將這兩個(gè)階段統(tǒng)稱為I／O刷新階段。實(shí)際上，除了執(zhí)行程序和I／O刷新外，PLC還要進(jìn)行各種錯(cuò)誤檢測(cè)(自診斷功能)并與編程工具通訊，這些操作統(tǒng)稱為“監(jiān)視服務(wù)”。一般在程序執(zhí)行后進(jìn)行。掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于程序的長(zhǎng)短。由于每一個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次I／0刷新，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現(xiàn)象。這對(duì)于一般的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)不但不會(huì)造成影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。但對(duì)于控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時(shí)采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯.S7-200PLC系統(tǒng)是緊湊型可編程序控制器。系統(tǒng)的硬件構(gòu)架由成系統(tǒng)的CPU模塊和豐富的擴(kuò)展模塊組成。它能夠滿足各種設(shè)備的自動(dòng)化控制需求。S7-200除具有PLC基本的控制功能外，更在如下方面具有獨(dú)到之處。1、功能強(qiáng)大的指令集指令內(nèi)容包括位邏輯指令、計(jì)數(shù)器、定時(shí)器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算指令、PID指令、字符串指令、時(shí)鐘指令，以及和智能模塊配合的專用指令等。2、豐富強(qiáng)大的通訊功能S7-200提供了近10種通訊方式以滿足不同的應(yīng)用需求，從簡(jiǎn)單的S7-200之間的通訊到S7-200通過(guò)PROFIBUS-DP網(wǎng)絡(luò)通訊，甚至到S7-200通過(guò)以太網(wǎng)通訊。在聯(lián)網(wǎng)需要已日益成為必需的今天，強(qiáng)大的通訊無(wú)疑會(huì)使S7-200為更多的用戶服務(wù)?？梢哉f(shuō)，S7-200的通訊功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了小型PLC的整體通訊水平。3、編程軟件的易用性STEP7-MICRO/WIN32編程軟件為用戶提供了開(kāi)發(fā)、編輯和監(jiān)控的良好編程環(huán)境。全中文的界面、中文的在線幫助信息、WINDOWS的界面網(wǎng)絡(luò)以及豐富的編程向?qū)В苁褂脩艨焖龠M(jìn)入狀態(tài)，得心應(yīng)手。2.3.3關(guān)于PLC的時(shí)間滯后問(wèn)題輸入/輸出滯后時(shí)間又稱系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指PLC部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的時(shí)間間隔，它由輸入電路濾波時(shí)間、輸出電路的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間這三部分組成。輸入模塊的RC濾波電路用來(lái)濾除由輸入端引入的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的抖動(dòng)引起的不良影響，濾波電路的時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短，其典型值為10ms左右。輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊的類型有關(guān)，繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般在10ms左右；雙向晶閘管型輸出電路在負(fù)載通電時(shí)的滯后時(shí)間約為1ms，負(fù)載由通電到斷電時(shí)的最大滯后時(shí)間為10ms；晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間一般在1ms以下。由掃描工作方式引起的滯后時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)兩個(gè)多掃描周期。

PLC總的響應(yīng)延遲時(shí)間一般只有幾十ms，對(duì)于一般的系統(tǒng)是無(wú)關(guān)緊要的。要求輸入輸出信號(hào)之間的滯后時(shí)間盡量短的系統(tǒng)，可以選用掃描速度快的PLC或采取其他措施。為了確保PLC在任何情況下都能正常無(wú)誤地工作，一般情況下，輸入信號(hào)的脈沖寬度必須大于一個(gè)掃描周期T。還應(yīng)該注意一個(gè)問(wèn)題是輸出信號(hào)的狀態(tài)是在輸出刷新時(shí)才送出的。因此，在一個(gè)程序中若給一個(gè)輸出端多次賦值時(shí)，中間狀態(tài)只改變輸出映像區(qū)。只有最后一次賦的值才能送到輸出端[2]。2.4可編程序控制器的硬件基礎(chǔ)可編程序控制器是用來(lái)執(zhí)行具體的控制，具體的工藝要求和具體的工作環(huán)境決定了可編程序控制器的選擇具體的I/O模塊和系統(tǒng)配置[2]。2.4.1可編程序控制器的接口模塊接口模塊負(fù)責(zé)把外部設(shè)備的信息轉(zhuǎn)換成CPU能夠接收的信號(hào)，同時(shí)把CPU發(fā)送到外部設(shè)備的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動(dòng)外部設(shè)備的電平。接口模塊不僅能起到轉(zhuǎn)換電平的作用，還可以起到外部設(shè)備的電信號(hào)與CPU的隔離作用，同時(shí)也可以起到抗干擾和濾波等作用[2]。2.4.2可編程序控制器的配置PLC的配置可分為三種：基本配置、近程擴(kuò)展配置和遠(yuǎn)程擴(kuò)展配置[2]。圖42.5可編程序控制器的軟件基礎(chǔ)圖4可編程序控制器的軟件分為兩大部分，系統(tǒng)監(jiān)控程序和用戶程序。系統(tǒng)監(jiān)控程序是由可編程序控制器的制造者編制的，用于控制可編程序控制器本身的運(yùn)行。另一部分為用戶程序。它是由可編程序控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運(yùn)行[2]。2.6可編程控制器的選擇PLC機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型。在工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較小）的場(chǎng)合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的PLC；其它情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的PLC。對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目中，一般其控制速度無(wú)須考慮，因此，選用帶A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求。通過(guò)I/O接口模塊可以檢測(cè)被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為控制信息對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制。同時(shí)通過(guò)I/O接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，從而驅(qū)動(dòng)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。PLC從現(xiàn)場(chǎng)收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都需經(jīng)過(guò)一定距離，為了確保這些信息的正確無(wú)誤，PLC的I/O接口模塊都具有較好的抗干擾能力。根據(jù)實(shí)際需要，一般情況下，PLC都有許多I/O接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其它一些特殊模塊，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。CPU222本機(jī)集成了8點(diǎn)輸入/6點(diǎn)輸出共有14個(gè)數(shù)字量I/O?？蛇B接２個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至78點(diǎn)數(shù)字量I/O點(diǎn)或10路模擬量I/O點(diǎn)。CPU222有6K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存貯空間，4個(gè)獨(dú)立的30KHｚ高速計(jì)數(shù)器，２路獨(dú)立的20KHｚ高速脈沖輸出，具有PID控制器。它還配置了１個(gè)RS-485通訊/編程口，具有PPI通訊、MPI通訊和自由方式通訊能力[2]。CPU222具有擴(kuò)展能力、適應(yīng)性更廣泛的小型控制器，加一個(gè)4入/4出擴(kuò)展模塊EM223能夠滿足自動(dòng)門控制系統(tǒng)的需要。2.7PLC的I/O端口分配與接線表1PLC的I/O端口分配地址代號(hào)工程名地址代號(hào)工程名I0.0SB10手動(dòng)開(kāi)門I1.0SB8消鈴按鈕I0.1SB11手動(dòng)關(guān)門I1.1SB5過(guò)載保護(hù)I0.2SB1門外光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)Q0.0KM0開(kāi)門電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器線圈I0.3SB2門內(nèi)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān)Q0.1KM1關(guān)門電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器線圈I0.4SQ1開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)Q0.2火警指示燈I0.5SQ2關(guān)門到位限位開(kāi)關(guān)Q0.3溫度報(bào)警指示燈I0.6一氧化碳感應(yīng)開(kāi)關(guān)Q0.4警鈴I0.7溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)I1.3SB7停機(jī)按鈕I1.2SB6緊急停車保護(hù)開(kāi)關(guān)CPU224CPU224EM223I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7MQ0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4手動(dòng)開(kāi)門SB10手動(dòng)關(guān)門SB11門外刷卡開(kāi)關(guān)SB1門內(nèi)刷卡開(kāi)關(guān)SB2開(kāi)門到位限位開(kāi)關(guān)SQ1關(guān)門到位限位開(kāi)關(guān)SQ2一氧化碳感應(yīng)開(kāi)關(guān)溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān)I1.0I1.1I1.2I1.3M消鈴按鈕過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)SB5緊急停車保護(hù)開(kāi)關(guān)SB6關(guān)機(jī)按鈕SB7接觸器線圈KM0接觸器線圈KM1火警指示燈溫度報(bào)警指示燈警鈴Q1.0圖5ＰＬＣ的接口分配3其它器材的選擇與簡(jiǎn)介3.1自動(dòng)門的選擇自動(dòng)門有許多種類，如弧形自動(dòng)門、雙重平移自動(dòng)門和雙扇平移等類型。由于倉(cāng)庫(kù)門一般比較大，甚至要求能讓大卡車通過(guò)，同時(shí)要求比較堅(jiān)固且具有一定的抗暴能力和防潮能力，所以我們一般采用厚鋼板制造的雙重平移門。雙重平移門具有打開(kāi)空間大，同時(shí)由于是兩扇門相對(duì)打開(kāi)相對(duì)移動(dòng)速度小的優(yōu)點(diǎn)。3.2系統(tǒng)控制器的選擇1）按照控制器和管理電腦的通訊方式分為：RS485聯(lián)網(wǎng)型門禁控制器、TCP/IP網(wǎng)絡(luò)型門禁控制器2）按照每臺(tái)控制器控制的門的數(shù)量可以分為：?jiǎn)伍T控制器、雙門控制器、四門控制器及多門控制器3）控制器根據(jù)每個(gè)門可接讀卡器的數(shù)量分為：?jiǎn)蜗蚩刂破?、雙向控制器注：如果一個(gè)門，進(jìn)門刷卡，出門按按鈕，控制器對(duì)于每個(gè)門只能接一個(gè)讀卡器，叫單向控制器。如果一個(gè)門，進(jìn)門刷卡，出門也刷卡，每個(gè)控制器對(duì)于每個(gè)門可以接兩個(gè)讀卡器，一個(gè)是進(jìn)門讀卡器，一個(gè)是出門讀卡器，叫雙向控制器。選擇IBAAC-08系統(tǒng)控制器該模型在單機(jī)門禁控制系統(tǒng)基礎(chǔ)上融入了防盜報(bào)警系統(tǒng)，既闡述了門禁控制系統(tǒng)的基本系統(tǒng)組成即：控制器+讀卡器+開(kāi)關(guān)門機(jī)構(gòu)，又利用了防盜報(bào)警裝置中常見(jiàn)到的門磁開(kāi)關(guān)共同構(gòu)成了這套以一間屋子為假想防護(hù)對(duì)象的系統(tǒng)。進(jìn)出門人員只有經(jīng)過(guò)授權(quán)才可以使用密碼卡；密碼+卡等開(kāi)門方式中的一種進(jìn)入屋內(nèi)。該模型由IBAAC-08系統(tǒng)控制器、門開(kāi)、關(guān)系統(tǒng)、窗震動(dòng)系統(tǒng)、紅外探測(cè)裝置、報(bào)警系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)等組成。IBAAC-08單門控制器的功能：●開(kāi)門方式：密碼、卡、密碼+卡●卡片容量：500X，讀卡距離：65mm●操作模式：安全模式、密碼切換●內(nèi)置門鈴控制、內(nèi)置防撬報(bào)警●鍵盤：12健鍵盤●操作提示：峰鳴音、2個(gè)3色LED指示燈●輸入電壓：12-18VDC輸入電流參考值：60mA圖6IBAAC-08控制器I00 I0.0 讀卡門開(kāi)I01 I0.1 室內(nèi)開(kāi)門I02 I0.2 開(kāi)門反饋I03 I0.3 關(guān)門反饋I04 I0.4 設(shè)防按鈕I05 I0.5 門鈴I06 I0.6 門磁開(kāi)關(guān)I07 I0.7 窗磁開(kāi)關(guān)I10 I1.0 窗振動(dòng)I11 I1.1 紅外I12 I1.2 消音I13 I1.3 試燈I14 I1.4 室外關(guān)門Q00 Q0.0 開(kāi)門Q01 Q0.1 關(guān)門Q02 Q0.2 開(kāi)門燈Q03 Q0.3 關(guān)門燈Q04 Q0.4 報(bào)警器Q05 Q0.5 設(shè)防燈Q06 Q0.6 門鈴Q07 Q0.7 門報(bào)警Q10 Q1.0 窗報(bào)警Q11 Q1.1 震動(dòng)報(bào)警Q12 Q1.2 紅外報(bào)警3.3行程開(kāi)關(guān)的選擇行程開(kāi)關(guān)是一種檢測(cè)或發(fā)訊用到的低壓電器元件,用以將機(jī)械運(yùn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電氣信號(hào)。在控制電路中,行程開(kāi)關(guān)有如下幾種用途:1.檢測(cè):檢測(cè)工件的有無(wú)、刀具的折斷等。2.控制:發(fā)出運(yùn)動(dòng)部件的到位信號(hào)、加工完成信號(hào)以及其它信號(hào),以控制程序轉(zhuǎn)移等。3.保護(hù):用作極限位置保護(hù)及其保護(hù)等。行程開(kāi)關(guān)被廣泛應(yīng)用在各工業(yè)部門的各種生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。如組合機(jī)床和自動(dòng)線,少者用幾個(gè)、幾十個(gè),多者可

行程開(kāi)關(guān)是一種檢測(cè)或發(fā)訊用的低壓電器元件,用以將機(jī)械運(yùn)動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成為電氣·信號(hào)。在控制電路中,行程開(kāi)關(guān)有如下幾種用途:1.檢測(cè):檢測(cè)工件的有無(wú)、刀具的折斷等。2.控制:發(fā)出運(yùn)動(dòng)部件的到位信號(hào)、加工完成信號(hào)以及其它信號(hào),以控制程序轉(zhuǎn)移等。用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)安裝于生產(chǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換[1]。因此，行程開(kāi)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(kāi)關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程和進(jìn)行終端限位保護(hù)。在自動(dòng)門裝置中就是用它進(jìn)行終端限位保護(hù)。3.4傳感器的選擇傳感器是與人的感覺(jué)器官相對(duì)應(yīng)的元件。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB7665-87對(duì)傳感器下的定義是：“能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。敏感元件,是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量（輸入量）的部分;轉(zhuǎn)換元件,是指?jìng)鞲衅髦心軐⒚舾性惺艿幕蝽憫?yīng)的被探測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸和（或）測(cè)量的電信號(hào)的部分。圖4線傳感器組成方塊圖（1）自動(dòng)門光電探測(cè)開(kāi)關(guān)傳感器的選擇。在自動(dòng)門傳感器我們選擇熱釋電紅外傳感器，熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器[3]。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶，熱釋電紅外傳感器由傳感探測(cè)元、干涉濾光片和場(chǎng)效應(yīng)管匹配器三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。圖3是一個(gè)雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。使用時(shí)Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負(fù)極，Ｓ端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通過(guò)安裝在傳感器前面的菲涅爾透鏡將其聚焦后加至兩個(gè)探測(cè)元上，從而使傳感器輸出電壓信號(hào)。圖4雙探測(cè)元熱釋電紅外線傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖（2）倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控報(bào)警部分傳感器的選擇。在許多應(yīng)用中，我們并不需要嚴(yán)格測(cè)量溫度值，只關(guān)心溫度是否超出了一個(gè)設(shè)定X圍，一旦溫度超出所規(guī)定的X圍，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)，啟動(dòng)或關(guān)閉風(fēng)扇，空調(diào)或其它控制設(shè)備，此時(shí)可選用邏輯輸出式溫度傳感器。LM56、MAX6501-MAX6504、MAX6509/6510是其典型代表，所以在此我們選擇LM56。LM56是NS公司生產(chǎn)的高精度低壓溫度開(kāi)關(guān)，內(nèi)置1.25V參考電壓輸出端，最大只能帶50μA的負(fù)載。電源電壓從2.7~10V，工作電流最大230μA，內(nèi)置傳感器的靈敏度為6.2mV/℃，傳感器輸出電壓為6.2mV/℃×T+395mV。其它傳感器（一氧化碳觸感器、粉塵觸感器）也可以選用類似的邏輯輸出式觸感器或者把電路設(shè)計(jì)成邏輯輸出型，方便主機(jī)的處理。3.5電機(jī)的選擇根據(jù)安裝地點(diǎn)和工作環(huán)境選擇不一樣型式的電動(dòng)機(jī).。根據(jù)容量、效率、功率因數(shù)、轉(zhuǎn)數(shù)選擇電動(dòng)機(jī).如果容量選擇過(guò)小,就會(huì)發(fā)生長(zhǎng)期過(guò)載現(xiàn)象,影響電動(dòng)機(jī)壽命甚至燒毀。如果容量選擇過(guò)大,電動(dòng)機(jī)的輸出機(jī)械功率不能充分利用,功率因數(shù)也不高.因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)的功率因數(shù)和效率是隨著負(fù)載變化的.由于倉(cāng)庫(kù)大門一般較厚重，所以所采用的電機(jī)應(yīng)該具有較大的啟動(dòng)性能，因此直流電機(jī)是個(gè)不錯(cuò)的選擇，但是考慮到我們常用的電是交流的，因此采用直流電機(jī)必須配套較大的整流系統(tǒng)，會(huì)增加設(shè)計(jì)成本。所以本文中采用工廠通用的380V三相交流異步電機(jī)。異步電機(jī)主要作為電動(dòng)機(jī)使用。它是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門中應(yīng)用最為廣泛而且需要量最大的一種電機(jī)。金屬切削機(jī)床、軋鋼設(shè)備、鼓風(fēng)機(jī)、粉碎機(jī)、水泵、油泵、輕工機(jī)械、紡織機(jī)械、礦山機(jī)械等，絕大部分都采用異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)。人們的日常生活中，異步電機(jī)的應(yīng)用也日益廣泛，如電風(fēng)扇、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)機(jī)等家用電器中，都用到單相異步電機(jī)。電力拖動(dòng)中，絕大多數(shù)的拖動(dòng)電機(jī)為異步電動(dòng)機(jī)，其用電量約占電網(wǎng)總負(fù)荷的60%。異步電動(dòng)機(jī)之所以得到廣泛應(yīng)用，是因?yàn)樗哂薪Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、運(yùn)行可靠、效率較高，以及制造容易，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)[4]。小型三相異步電動(dòng)機(jī)，通常包括H80-315MM的電機(jī)，其產(chǎn)量大、用途廣，在電網(wǎng)的總負(fù)荷中，它的用電量為40%左右。六十年代初流行的為JO2系列電動(dòng)機(jī)，該系列電機(jī)的功率等級(jí)、安裝尺寸與國(guó)際市場(chǎng)上的通用標(biāo)準(zhǔn)不同，另外該電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較低和缺乏噪聲控制指標(biāo)，因此現(xiàn)在我國(guó)現(xiàn)在使用的電機(jī)為Y系列電機(jī)。該電機(jī)堅(jiān)固耐用、安全可靠因此使用X圍越來(lái)越廣。然而有些用戶使用的電機(jī)年損壞率高達(dá)5%，究其原因多半是選型不當(dāng)、使用不妥、保護(hù)不善的緣故。因此本次講課的主要目的是：發(fā)現(xiàn)電機(jī)使用中發(fā)生的質(zhì)量問(wèn)題，妥善的解決。異步電動(dòng)機(jī)本身的調(diào)速性能較差，在要求有較寬廣的平滑調(diào)速X圍的場(chǎng)合，一般采用直流電動(dòng)機(jī)。近一二十年來(lái)，以電力電子器件和微型計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的異步電動(dòng)機(jī)交流調(diào)速系統(tǒng)，使異步電動(dòng)機(jī)的調(diào)速性能得以改善，因而其用途更加廣泛[4]。異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，必須從電網(wǎng)吸收無(wú)功功率，這將使電網(wǎng)的功率因數(shù)變差。由于電網(wǎng)的功率因數(shù)可以用別的辦法進(jìn)行補(bǔ)償，因而這一點(diǎn)并不妨礙異步電動(dòng)機(jī)的廣泛使用。同時(shí)考慮到大電機(jī)啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的啟動(dòng)電流沖擊電網(wǎng)，影響其他電氣設(shè)備，因此大型倉(cāng)庫(kù)門可以考慮調(diào)速啟動(dòng)，如星三角啟動(dòng)和串頻敏電阻啟動(dòng)。本文設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)為中小型倉(cāng)庫(kù)，選用三相交流電機(jī)比較合適。4倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)門禁與報(bào)警系統(tǒng)4.1自動(dòng)門裝置的主要電氣原理圖SB7SB7SB7KM0KM0SB10SB2SB1SB7FRQF1KM1KM0FRM3~KM0KTKM1KAL1L2L3QF2SQ1KASQ1SB1SB2KTSQ2KASB11KM1SB5SB6KA圖5自動(dòng)門開(kāi)關(guān)門電氣接線圖圖中器件說(shuō)明：KM0：正轉(zhuǎn)接觸器線圈KM1：反轉(zhuǎn)接觸器線圈KA：中間繼電器線圈SB1、SB2：IBAAC-08單門控制器電路輸出端SQ1、SQ2：門的限位保護(hù)開(kāi)關(guān)SB5：過(guò)載保護(hù)開(kāi)關(guān)SB6：緊急停車保護(hù)開(kāi)關(guān)SB7：?jiǎn)?dòng)/停止開(kāi)關(guān)SB10：手動(dòng)開(kāi)門SB11：手動(dòng)關(guān)門QF:低壓斷路器FR：熱繼電器工作過(guò)程如下：開(kāi)門SB1、SB2、SB10中的任一個(gè)按鈕接通，接觸器KM0線圈通電，輔助觸頭閉合自鎖，主觸頭閉合，電機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行開(kāi)門動(dòng)作，開(kāi)門到達(dá)限位開(kāi)關(guān)SQ1，限位開(kāi)關(guān)的常閉觸頭打開(kāi)，常開(kāi)觸頭閉合，KM0線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，開(kāi)門動(dòng)完成。等待SQ1常開(kāi)觸頭閉合，時(shí)間繼電器線圈KT通電，等待預(yù)設(shè)時(shí)間后常開(kāi)觸頭閉合。關(guān)門KT或SB11閉合，接觸器KM1線圈通電，輔助觸頭閉合完成自鎖，主觸頭閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行關(guān)門動(dòng)作，限位開(kāi)關(guān)SQ1復(fù)位，門完全關(guān)閉到達(dá)關(guān)門限位開(kāi)關(guān)SQ2，限位開(kāi)關(guān)的常閉觸頭打開(kāi)，接觸器KM1線圈斷電，電機(jī)停轉(zhuǎn)，關(guān)門動(dòng)作完成。插入關(guān)門過(guò)程中若有SB1、SB2、SB10中的任一個(gè)閉合，接觸器KM0線圈通電，常閉觸頭KM0閉合使得接觸器KM1線圈斷電，系統(tǒng)重新進(jìn)入開(kāi)門動(dòng)作。保護(hù)系統(tǒng)過(guò)載保護(hù)開(kāi)