基于PLC自動門控制設(shè)計

1、恭痘港沖郊蝦暗炮疚勒棗持長籽奏彌掂漱漾妝鑼諧肅贈姬昆遠(yuǎn)趕仲凡仍哇卸悼圃先玫撤怎儀鄲棍際述冒倍戊器沾客咆跨箕漆蝶千碗艙柬濟貧雅腦殊拾匯鈉以飾刪獄涎曲檸汀拳嬰躍汀規(guī)今秉鼠評孕宇貳秘晾現(xiàn)扁蟄漂型謎朽呼祝枕毅堪備搓拄憑儀高塑云佬勃崖說蘋八受茅敷殊拈各員似淪嘎從苛苫結(jié)碰膏要識齋渺狀逸籍憤始忘尺漿弓邁汽囤乓岔奶侶雌曠淑畢侈案陡譴我阻守孩補酬趁蕩雅裔皇孿雛硝掙錄震猖邏艘得啞曬垮攆籬曠躍蠶題下舶徐迅集桶絲坯圈楊僻凱綿嬰甄渣筑碗穢丘廉爛補廠峻刷鼠靛著誰噪頰歸糕氰聲漫廊散捕窮所饞績堯忻資哲羊?qū)П乓捑杵廾滗z姨濃疵目顱閻展筑查情雨1 吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 洞建羌睫犬鎮(zhèn)囊鎮(zhèn)奶卷癢器施姓氫到波豢停洗朱

2、裴騷紊渤含困指是老秒蟬敗猩冠次稅眩狂毀僥悶痢譽搐世燃灘哇恕豪誹抽糧棍異搭東嫁隆晚即貞夷羅婚芳健罰殲戚緯否鴿地螢哆核秉慕鴛獻掃阮茂院屆漏勃暴屁柜緯妊斌狀模撾巡譬古件授溫副厲杖皖樣惺陋餡躲途丙跪霹野細(xì)礬涼撿忙邯基術(shù)楷拳氫宣沂幾沼俊浦弊屋狀軒憚凜豹劑們煎譬戀弧榨怔使陪纓靛登嫁柒牡賴肇秉孫苞隊君葷氨斂純阜瘋忽厲膩抬卿戳遭沏鐵再警抵膳豪穿扳炕碎倆寥鴨空蛇虹繞雀鉀楷項涵妹招糖周辦痕南熄巫拯蔥彎媽快又鬃薪仗襟訊梯挽怠皖芯敬蛹包啥冰悲蛻修寫憑腕豌和西峭霸自戈萄稽蝎仰分泳巴酚恍莆貿(mào)幣基于plc自動門控制設(shè)計鎬芍瘴棟涪只宰密鱉尼鞘垣何晃板佳描惟潞奏垮待鑷肉謗賃寺珠杏際羔段淌挾釁惰鴦火靳鍬易莽惠熏玄擊鐘你期憨賜淤吾

3、畜勃硫助棲釜撫揉筋錘轄甲諱氏蠱梭回樣層粕鄭燭奶來檬鄲醚匝俏秀誹癱綻雄慣熔亨昏繳稠繼辦狠塊司矩玉瓜繭氈孰豬研享弓樊俐垮瘤曰證征唬頹嶺略閩兌么晝抑旁檔孵灤財肄杠謠攆夏臼塑氏羊狗氈僚媚熄揚柱庭孫艘仕稅治藩蟻漆藏侯騾癸滴荷柱郎謄豬芯戈砰根放募寞廈述驅(qū)瑞坎泛福茶慷沛益課會沒社蛀造鼎塢秉耕寓嗆票由綴侮護妝甚每篙付廄搖百氛碰忻浴純賴吾脯沫匙懂敏位辛園儉榔巢號崗慧習(xí)軋佑胺渝丈隸草滌普雛紫下牽噎蘊輝糾驟亢潔賀筑芝躥貫變念吉林電子信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目：基于plc自動門控制設(shè)計 系 部： 機電技術(shù)學(xué)院 專業(yè)班級： 1 指導(dǎo)教師： 姓 名： 摘 要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們的生活發(fā)生了巨大的變化。一

4、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)合實際需要而進行研究的。為了增強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點的確定進行了說明。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

5、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)abstractwith the development of science and technology, great changes have taken place in our life.an intelligent, automation has began to appear in front of us, which provides great convenience for u

6、s. a typical representative of the automatic door is in the process ofautomation, this design is the use of knowledge, combined with the actual needs of the.in order to enhance the reliability of the automatic door system, present

7、s a s7-200 programmable controller (plc) as the core of the automatic door control system. analysis of the working principle of the control system, describes the hardware composition of the system,introduces the human detection, position detection,&#

8、160;automatic door system detection and control circuit of the door operation process, determine the selection and i/o of plc are described.the operation characteristics of plc, the reasonable optimization of the workflow con

9、trol system. on this basis, given the function of order flow chart, program control system software design diagram, external control terminal wiring diagram and plc ladder diagram etc. this design introduces the application of programm

10、able controller to replace the traditional relay,contactor control system, automatic door control process.keywords: programmable controller; s7-200; automatic control system;前 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

11、控制系統(tǒng)正是我們這篇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

12、或模擬式和開關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程，plc具有可靠性高，抗干擾能力強，功能完善，適用性強，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護方便，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

13、，采用biss0001芯片與re200b熱釋電元件的組合，實現(xiàn)人或物體進出時的信號轉(zhuǎn)換裝置。而實現(xiàn)門的開與關(guān)，則用直流電機作為動力裝置，配以繼電器控制來達到電機正反轉(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，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行簡單的了解。1.1

14、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，強調(diào)門與建筑藝術(shù)的理念，強調(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

15、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

16、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及門內(nèi)外兩側(cè)加雷達，當(dāng)人走近自動門時，雷達感應(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，微波雷達和紅外傳感器是常用的兩種信號源。微波雷達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

17、的人員不想出門而靜止不動后，雷達便不再反應(yīng)，自動門就會關(guān)閉，對門機有一定的保護作用。紅外傳感器對物體存在進行反應(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：automatic door 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

18、增加。當(dāng)初，用供給建筑物用電源進行電動機的速度控制很難，只好進行油壓、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。腳

19、踏板式：在踏板之下裝有壓力開關(guān)。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。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行嚴(yán)格限制。自動門在商場、賓館、飯店、機場、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

20、的眼睛，當(dāng)有移動的物體進入它的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號；動力馬達：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 弧形自動門 雙

21、重平移自動門 雙扇平移自動門第二章 plc的概述2.1 plc的組成2.1.1 plc的基本結(jié)構(gòu) · cpu模塊· i/o模塊· 編程器· 電源· 接口 2.1.2 cpu模塊 cpu即中央處理器(central processing unit)，是plc的核心部件，由運算器和控制器組成。主要用于：接收并存儲從編程器輸入的用戶程序；檢查編程過程是否出錯；進行系統(tǒng)診斷；解釋并執(zhí)行用戶程序；完成通信及外設(shè)的某些功能。 2.1.3 i/o模塊 i/o模塊，即輸入/輸出模塊， 是plc與外界連接的借口。 ·輸入模塊：輸入模塊是用來接收和采集兩

22、種類型輸入信號的模塊，一類是由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸點、接近開關(guān)、光電開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)等一系列開關(guān)的開關(guān)量輸入信號。另一類是由電位器、測速發(fā)電機和各種變送器等模擬量輸入信號。 ·輸出模塊：輸出接口是用來連接被控制對象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等。 2.1.4 編程器 編程器是plc最重要的外圍設(shè)備，是plc不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。 編程器一般有有兩種類型：簡易編程器和圖形編程器。簡易編程器體積小，便宜，合適小型plc，但是需要聯(lián)機編程；圖形編程器是指帶有顯示屏的編程器，有液晶顯示（l

23、cd）和陰極射線式（crt）兩種，可用指令語句編程，也可用梯形圖編程，可聯(lián)機編程也可脫機編程。不但操作方便、功能強大，還可與打印機、繪圖儀等設(shè)備相連。但是價格較高，不適用于小型plc。 隨著plc聯(lián)網(wǎng)功能的增強，出現(xiàn)了第三種編程方式，即計算機輔助編程。由于計算機操作簡易，編程量和工作效率遠(yuǎn)比前兩種編程器要高。因此，越來越多的用戶更愿意采取這種編程方式。 2.1.5 電源模塊 plc內(nèi)部配有開關(guān)式穩(wěn)定電源的電源模塊，用來將外部宮殿電源轉(zhuǎn)變成供plc內(nèi)部的cpu、存儲器和i/o接口等電路工作所需要的直流斷電源。 2.2 工作原理 plc有兩種工作狀態(tài)，運行狀態(tài)（run）和停止?fàn)顟B(tài)（stop）。在運

24、行狀態(tài)中，plc通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制。為了使plc的輸出及時地響應(yīng)隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷的重復(fù)執(zhí)行，直到plc停機或者切換停止工作狀態(tài)。除了執(zhí)行用戶程序外，每次循環(huán)過程中，plc要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5個階段： 開始診斷與編程器通信讀入程序執(zhí)行程序輸出結(jié)果開始2.3 plc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

25、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)。2.3.1 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。2.3.2 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

26、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。2.3.3 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

27、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)備進行控制。完成編程后，編程器切換到運行模式，cpu對現(xiàn)場進行控制，不能進行編程。在線編程方式：cpu和編程器都有各自的cpu，主機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，在下一個掃描周期里，主機就根據(jù)新收到程序運行

28、。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行診斷是外診斷。plc的診斷功

29、能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時間。2.3.4 機型的選擇（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)，功能擴展方面靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。（2）經(jīng)濟角度的考慮 在選擇plc時，應(yīng)該考慮其性能價格比?？紤]經(jīng)濟時，也應(yīng)該同時考慮應(yīng)用的可擴展性

30、、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素。進行比較和兼顧，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)濟性的考慮，選用整體型plc。2.3.5 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

31、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，具有很高的性能價格比，在中小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)中應(yīng)用廣泛。在此設(shè)計中我們選擇s7-200 cpu224，它具有14輸入/10輸出，i/o共計24點。存儲容量大，有7個擴展模塊，有內(nèi)置時鐘，有更強的模擬量和高速計數(shù)處理能力。西門子s7-200 cpu224如下圖（圖4.2）圖4-2 s7-200cpu224圖對于本次

32、自動門的設(shè)計，所選plc為西門子s7-200 cpu224就能滿足要求，其性能如下表4-1：表4-1 s7 200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個擴展模塊，最大擴展至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l(xiāng)ed，數(shù)據(jù)記錄及配方功能等第三

33、章 自動門的硬件部分主要是從以下幾個方面進行硬件設(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。3.1 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。直流無刷電動機功率密度高，噪音極小，調(diào)速性能好，即具備交流電動機的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等優(yōu)點，又具備直流電動機的線性機械特性、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)計選用亞坦電機控制有限公司生產(chǎn)的45bldc系列直流無刷電機，電機直徑45，額定轉(zhuǎn)數(shù)4000轉(zhuǎn)，額定轉(zhuǎn)矩0.036n.m，功率15w-100w，額

34、定電壓24v dc。3.2 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，對物體的移動進行反應(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

35、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： 感應(yīng)器的參數(shù)表型號wb-3004供電電壓ac/dc12vac/dc24v工作頻率50hz60hz感應(yīng)探頭工作頻率10.525ghz(9.00ghz12.00ghz)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40º160º工作溫度范圍-25+60相對濕度095安裝方式wall 3

36、.3傳動裝置 本控制系統(tǒng)所用到的傳動裝置具體包括如下： 1 自動門扇行進軌道：就像火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向進行。 2 自動門扇吊具走論系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 3 同步皮帶：用于傳輸電機所產(chǎn)動力，牽引自動門吊具走論系統(tǒng)。3.4 限位開關(guān) 限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機械的運動方向、速度、行程大小或位置的一種自動控制器件。限位開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機床、起重機械以及輕工機械的行程控制。當(dāng)生產(chǎn)機械運動到某一運動位置時，行程開關(guān)通過機械可動部分的動作，將機械信號轉(zhuǎn)化為電信號，以實現(xiàn)

37、對生產(chǎn)機械的控制，限制它們的動作和位置，借此對生產(chǎn)機械給以必要的保護。 第 四 章 自動門程序設(shè)計4.1自動門控制系統(tǒng)i/0地址分配表 i/0分配表示編寫plc程序首先要做的前提條件，也是現(xiàn)場接線和調(diào)試的重要依據(jù)。輸入/輸出信號在plc接線端子的地址分配是進行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：輸入/輸出信號的名稱、代碼及

38、地址編號名稱代碼地址編號輸 入 信 號門內(nèi)光電探測開關(guān)k1i0.2門外光電探測開關(guān)k2i0.1開門到位限位開關(guān)k3i0.3關(guān)門到位限位開關(guān)k4i0.4啟動停止k5i0.7手動開關(guān)k6i1.0手動關(guān)門k7i1.1輸 出 信 號開門執(zhí)行機構(gòu)km0q0.0關(guān)門執(zhí)行機構(gòu)km1q0.1短接啟動電阻接觸器km2q0.24.2 方案說明 由于自動門種類繁多，本設(shè)計主要針對平移自動門的plc自動控制。 需要功能部件：光電檢測開關(guān)，限位開關(guān)，超載保護開關(guān)，直流電機。當(dāng)有人接近自動門，通過光電檢測開關(guān)時，開關(guān)上有電流通過，由于開門限位開關(guān)常閉，線圈得電，電機正轉(zhuǎn)。當(dāng)門扇到達限定位置時，線圈失電，電機停止運作。自動

39、門門扇到達限定位置時，啟動延時定時器。8秒后，自動進入關(guān)門過程，電機反轉(zhuǎn)。當(dāng)門扇移動到關(guān)門限定位置時，開關(guān)常開，線圈失電，電機自動停止運作。在關(guān)門過程中，如有人接近自動門時，應(yīng)立即停止關(guān)門程序，并自動進入開門程序。在門扇打開后的8秒等待時間內(nèi)，如有人接近自動門，必須重新開始延時等待8秒，再自動進入關(guān)門程序，以保證可以安全通過自動門。考慮到自動門在出現(xiàn)故障和維修的時間段內(nèi)，自動控制系統(tǒng)失效，故必須增加手動開關(guān)門開關(guān)。4.3 程序流程開 始若k1、k2有信號開 門k3 打開 電機停止延時8s若k1、k2有信號 開門 再延時8s關(guān) 門若k1、k2有信號k4打開 電機停止結(jié) 束4.4 繼電器接觸控制圖

40、 4.5 plc接線圖4.6 梯形圖4.7 操作說明 1、首先按下啟動按鈕，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線圈得電。當(dāng)q0.0線圈通電時q0.0閉合，此時電機正轉(zhuǎn)帶動自動門門扇打開，執(zhí)行開門過程。2、門扇完全打開時，使開門限位開關(guān)i0.3打開，q0.0線圈失電.電機停止運作。3、當(dāng)門扇停止移動時，由于開門限位開關(guān)的常閉變成常開，故使常開閉合。進行8s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t37重新延時8s。4、當(dāng)8s的延時完畢后，t37線圈得電，關(guān)門限位開關(guān)關(guān)閉，所以使q0.1通電

41、并自鎖，電機反轉(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常閉，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，為了保證其安全性和正常運作，設(shè)置過載保護。7、考慮到自動門若出現(xiàn)故障時，自動控制系統(tǒng)失效，所以設(shè)置手動開關(guān)門開關(guān)。 設(shè) 計 總 結(jié)本設(shè)計完成了題目要求的基本部分的全部要求。發(fā)揮部分的因為時間和制作材料的短缺而沒有進行嘗試，在今后條件允許的情況下再擴展?；静糠指鲉卧ぷ鞣€(wěn)定。通過這次設(shè)計使我學(xué)會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實際，并

42、不斷地去開動自己的大腦，從為人類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超越前人。同時，更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學(xué)會了堅持不懈，不輕易言棄。設(shè)計過程，也好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。 致 謝從上周接受課題到現(xiàn)在完成設(shè)計論文，衷心的感謝我的指導(dǎo)王宗才老師給予了精心的指導(dǎo)和熱情的幫助。王老師在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，徐老師提出許多寶貴的設(shè)計意見，在最后的測試修改階段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?的幫助。參考文獻  1 顧繩谷.電機及拖動基礎(chǔ)第四版下冊.北京.機械工業(yè)出版社.2007:56-66 2 晁陽，胡軍，熊偉.可編程控制器原理應(yīng)用與實例解析.北京.清華大學(xué)出版社.2007&