基于plc的自動門設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　?。?lt;/b></p><p>　　二 〇 一 二 年 六 月</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　可編程控制器PLC是集計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)為一體的新型自動控制裝置,其性能優(yōu)越，已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，并以成為工業(yè)自動化的三大支柱之一,而由于可

2、編程控制器具有很好的處理自動門的開關(guān)控制及良好的穩(wěn)定性，所以越來越多的自動門都采用PLC作為其主控制器。</p><p>　　本文就是基于PLC的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計。自動門系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)探測器、驅(qū)動裝置和傳動裝置組成。主要工作原理是感應(yīng)探測器檢測到人進(jìn)出門的信號傳送給PLC，PLC再綜合收到的自動門狀態(tài)信號作出判斷，而后發(fā)出控制信號，使驅(qū)動裝置運行，再通過傳動裝置帶動門的動作。</

3、p><p>　　通過對整個系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計，最后又按照要求對系統(tǒng)的梯形圖進(jìn)行了模擬調(diào)試，得出了符合設(shè)計要求的結(jié)論。</p><p>　　關(guān)鍵詞： PLC、自動門、梯形圖</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Programmable Logic Controller (PLC) is

4、a set of computer technology, automatic control technology and communication technology as one of the new automatic control device, its superior performance, has been widely used in the various fields of industrial contr

5、ol, and has also become one of the three pillars of the industrial automation，and due to Programmable Logic Controller has is good of processing automatic doors of switch control and the good of stability, so increasingl

6、y more of automatic d</p><p>　　This article is based on the design of the PLC control system of automatic door. Automatic door system is mainly composed of programmable logic controller (PLC), inductive dete

7、ctors, driving device and transmission device. Main working principle is inductive detector detects signal transmission going out to PLC,PLC and then automatically received comprehensive judgement door status signal an

8、d then send control signals, cause the drive to run, then by gear-driven action.</p><p>　　Through the design of the entire system of hardware and software, and last, in accordance with the requirements for s

9、imulation debugging system ladder diagram, comply with the design requirements of the conclusions were reached. </p><p>　　Key words: PLC, automatic doors, ladder diagram</p><p><b>　　目 錄&l

10、t;/b></p><p><b>　　引 言1</b></p><p>　　第一章PLC概述3</p><p>　　1.1 PLC的特點和分類3</p><p>　　1.1.1 PLC的特點3</p><p>　　1.1.2 PLC的分類3</p><p&g

11、t;　　1.2 PLC組成4</p><p>　　1.3 PLC的工作方式5</p><p>　　1.4 PLC的梯形圖編程語言5</p><p>　　1.5 臺達(dá)SV系列PLC簡介7</p><p>　　第二章 自動門控制方案的設(shè)計8</p><p>　　2.1 自動門的控制要求8</p>

12、<p>　　2.2 控制方案的設(shè)計8</p><p>　　2.2.1 手動動作8</p><p>　　2.2.2自動動作9</p><p>　　2.2.3 指示燈指示9</p><p>　　第三章 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計10</p><p>　　3.1 主要控制元件10</p>&

13、lt;p>　　3.2 PLC的選型10</p><p>　　3.3 感應(yīng)探測器的選型11</p><p>　　3.4 電動機(jī)的選型12</p><p>　　3.5 限位開關(guān)的選型13</p><p>　　3.6 自動門控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配14</p><p>　　3.7 自動們控制系統(tǒng)的接線圖

14、15</p><p>　　第四章 自動門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計16</p><p>　　4.1 控制系統(tǒng)的程序流程圖16</p><p>　　4.2 手動控制過程的設(shè)計16</p><p>　　4.3 自動控制過程的設(shè)計17</p><p>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試19</p><p>　　5

15、.1 調(diào)試準(zhǔn)備19</p><p>　　5.2 系統(tǒng)調(diào)試記錄19</p><p>　　5.3 結(jié)果分析20</p><p>　　第六章 結(jié)論和展望21</p><p>　　6.1 結(jié)論總結(jié)21</p><p><b>　　6.2 展望21</b></p><p>

16、;<b>　　參考文獻(xiàn)23</b></p><p><b>　　附錄一24</b></p><p><b>　　附錄二25</b></p><p><b>　　謝 辭28</b></p><p><b>　　引 言</b>&

17、lt;/p><p>　　自動門就是指可以將人進(jìn)出門的動作或?qū)⒁环N入門授權(quán)（刷卡、指紋等）識別成為開門信號的控制單元，通過驅(qū)動自動控制系統(tǒng)將門開啟，在人離開探測范圍后再把門自動關(guān)閉，并對開門和關(guān)門的過程實現(xiàn)自動控制的系統(tǒng)。</p><p>　　在自動門控制領(lǐng)域，各種新技術(shù)也是層出不窮，不僅在實用美觀方面大大改善，而且越來越人性化，智能化?，F(xiàn)如今大部分的自動門都是一種應(yīng)用微型控制器和先進(jìn)的機(jī)械設(shè)計

18、而結(jié)合設(shè)計成的智能門。自動門可以滿足各種各樣的建筑物、各種消費階層的需要，具有安全、可靠、壽命長等優(yōu)點。所以它被廣泛運用于大型賓館、豪華飯店、大小車站、高檔寫字樓、機(jī)場服務(wù)大廳、公司、超市商場等場所。</p><p>　　早在公元1世紀(jì),希臘人希羅建造了自動打開廟門的裝置，這是世界上最早利用氣壓和液壓為動力的自動門。而自動門廣泛開始在人們的生活上使用，是在二十世紀(jì)以后。據(jù)紐約時報記載，1930年，美國史丹利公式率

19、先將自動門推向市場。隨后，世界第一自動門品牌德國多瑪公司在1945年將油壓式、空氣式自動門廣泛推向市場。1962年，電氣式開始出現(xiàn)，伴隨著電氣控制技術(shù)的發(fā)展，自動門領(lǐng)域也出現(xiàn)了很多技術(shù)革新，氣壓、空壓控制由于對能源轉(zhuǎn)化率太低而被逐漸淘汰，新的電氣直接控制電機(jī)的電氣式自動門逐漸成為主流。</p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高，自動門的功能也越來越人性化，應(yīng)用也越來越廣泛。自動門在許多豪華賓館、

20、超市商場、高檔酒店等現(xiàn)代大型建筑物所必備的高科技產(chǎn)品。在這些場所安裝自動門可以有很多好處，比如美化進(jìn)出口環(huán)境、高效節(jié)能、防塵防噪音等，同時自動門也是這些建筑物智能化、自動化的一個重要指標(biāo)。本次畢業(yè)設(shè)計的自動門控制系統(tǒng)是利用臺達(dá)PLC為核心來控制,其電路結(jié)構(gòu)簡單易懂，操作方便?？删幊炭刂破魇菍ｉT為自動控制而設(shè)計的控制裝置，在工業(yè)自動化領(lǐng)域中應(yīng)用特別廣泛，其優(yōu)點有抗干擾能力強(qiáng)、可靠性好、體積小、設(shè)計使用和維護(hù)方便等。PLC控制的自動門具有故

21、障頻率低、可靠性好、維修方便等優(yōu)點。</p><p>　　本設(shè)計主要是以超市商場等場所的自動門為設(shè)計對象。由于這些自動門不僅需要人通過，有時也需要貨物通過，所以自動門需要滿足兩個最基本的要求，其一是當(dāng)感應(yīng)器探測到人進(jìn)出的信號，對門進(jìn)行的自動控制；其二是當(dāng)按下手動開門按鈕，手動控制自動門，方便運送貨物。為了體現(xiàn)人性化的設(shè)計理念，本設(shè)計中還加入了防夾人功能、燈光閃爍提示等功能。</p><p>

22、;　　文章內(nèi)容主要包括了以下幾個方面：</p><p>　　(1)簡要概述自動門、本課題研究的內(nèi)容和意義；</p><p><b>　　(2)PLC概述；</b></p><p>　　(3)自動門的控制方案設(shè)計；</p><p>　　(4)自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計；</p><p>　　(5)自動

23、門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計；</p><p>　　(6）自動門控制系統(tǒng)的調(diào)試。</p><p><b>　　PLC概述</b></p><p>　　PLC，即可編程控制器Programmable Logic Controller的簡稱?？删幊炭刂破魇且晕⑻幚砥鳛楹诵?，融合計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型工業(yè)自動控制裝置。隨著大規(guī)模

24、、超大規(guī)模集成電路技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，PLC技術(shù)不斷提高，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了極其廣泛的應(yīng)用。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。本設(shè)計使用臺達(dá)DVP系列PLC。</p><p>　　1.1 PLC的特點和分類</p><p>　　1.1.1 PLC的

25、特點</p><p>　　一、系統(tǒng)構(gòu)成靈活，擴(kuò)展容易，以開關(guān)量控制為其特長；也能進(jìn)行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機(jī)構(gòu)成復(fù)雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。</p><p>　　二、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機(jī)知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。</p&

26、gt;<p>　　三、能適應(yīng)各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)，可靠性強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。</p><p>　　1.1.2 PLC的分類</p><p>　　PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對PLC的分類可以根據(jù)結(jié)構(gòu)、功能的差異等進(jìn)行大致分類。</p><p>　?。?）按I/O點數(shù)分類：</p><p>　　a、

27、微型PLC：I/O點數(shù)小于64點的PLC為超小型或微型PLC</p><p>　　b、小型PLC：I/O點數(shù)為256點以下，用戶程序存儲量小于8KB的為小型PLC。</p><p>　　c、中型PLC：I/O點數(shù)在512-2048點之間的為中型PLC。</p><p>　　d、大型PLC：I/O點數(shù)為2048點以上的為大型PLC。</p><p&

28、gt;<b>　　（2）按結(jié)構(gòu)分類：</b></p><p>　　a、整體式PLC：將CPU、I/O單元、電源、通信等部件集成到一個機(jī)殼內(nèi)的稱為整體式PLC。</p><p>　　b、模塊式PLC：模塊式PLC是將PLC的每個工作單元都制成獨立的模塊如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊以及各種功能模塊。</p><p>　　c、疊裝式PLC：將整

29、體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂的疊裝式PLC。</p><p>　　一般低檔機(jī)多為小型PLC，采用整體式機(jī)構(gòu)；中檔機(jī)可謂大、中、小型PLC，其中小型PLC多采用整體式結(jié)構(gòu)，中型和大型PLC采用模塊式結(jié)構(gòu)。</p><p><b>　　1.2 PLC組成</b></p><p>　　圖1-1 PLC的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p>&

30、lt;p>　　可編程控制器的構(gòu)成框圖和計算機(jī)是一樣的，都由中央處理器（CPU）、存貯器和輸入/輸出接口等構(gòu)成。因此，從硬件結(jié)構(gòu)來說，可編程控制器實際上就是計算機(jī)，圖1-1是其硬件系統(tǒng)的簡化框圖。從圖中可以看出PLC內(nèi)部主要部件有：</p><p><b>　?。?）電源模塊</b></p><p>　　不同型號的PLC有不同的供電方式，所以PLC的電源輸入電壓既

31、有12V和24V直流，又有110V和220V交流。</p><p>　?。?）中央處理單元(CPU)</p><p>　　中央處理單元(CPU)是可編程邏輯控制器的控制中樞。它按照可編程邏輯控制器系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。</p><p><b>　

32、?。?）存儲器</b></p><p>　　存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。</p><p>　　存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。</p><p>　　（4）輸入輸出組件（I/O模塊）</p><p>　　I/0模塊是CPU與現(xiàn)場I/0裝置或其它外部設(shè)備之間的連接部件。PLC提供了各種操作電平與驅(qū)動能力的I/0模塊

33、和各種用途的I/0組件供用戶選用。</p><p><b>　?。?）編程器</b></p><p>　　編程器是用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試檢查和監(jiān)視等。還可以通過其鍵盤去調(diào)用和顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。編程器分為簡易型和智能型兩類。</p><p><b>　　（6）外部設(shè)備</b></p>

34、<p>　　一般PLC都配有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPR0M寫入器、高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控系統(tǒng)等外部設(shè)備。</p><p>　　1.3 PLC的工作方式</p><p>　　當(dāng)可編程邏輯控制器投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三

35、個階段。</p><p>　　1.4 PLC的梯形圖編程語言</p><p>　　PLC的控制作用是靠執(zhí)行用戶程序?qū)崿F(xiàn)的，因此須將控制要求用程序的形式表達(dá)出來。程序編制就是通過特定的語言將一個控制要求描述出來的過程。PLC的編程語言以梯形圖最為常見。本設(shè)計中的程序編制就使用到梯形圖。</p><p>　　梯形圖是一種從繼電接觸器控制電路圖演變而來的圖形語言。它是借助

36、類似于繼電器的常開觸點、常閉觸點、線圈以及串聯(lián)與并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示PLC輸入和輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，既直觀又易懂。</p><p>　　梯形圖中常用 、 圖形符號分別表示PLC編程元件的常開和常閉觸點；用 表示他們的線圈。梯形圖中編程元件的種類用圖形符號以及標(biāo)注的字母或數(shù)字加以區(qū)別。 </p><p>　　下圖是梯形圖

37、的常用例子，動作間的互鎖控制，這段梯形圖的思想在本設(shè)計中多次使用。</p><p><b>　　圖1-2 互鎖控制</b></p><p>　　啟動常閉觸電X1、X2哪一個先有效，對應(yīng)的輸出Y1、Y2將先動作，而且其中一個動作了，另一個就不會動作，也就是說Y1、Y2不會同時動作（互鎖作用）。即使X1、X2同時有效，由于梯形圖程序是自上而下掃描的，Y1、Y2也不可能同

38、時動作。</p><p>　　這里有幾點要說明的：</p><p>　　（1）如前所述，梯形圖中的繼電器不是物理繼電器，而是PLC存儲器的一個存儲單元。當(dāng)寫入該單元的邏輯狀態(tài)為1時，則表示相應(yīng)繼電器的線圈接通，其常開觸點閉合，常閉觸點斷開。</p><p>　?。?）梯形圖按從左到右、自上而下的順序排列。每一邏輯行起始于左母線，然后是觸點的串、并聯(lián)，最后通過線圈與右

39、母線相連。</p><p>　　（3）梯形圖中每個梯級流過的不是物理電流，而是“概念電流”，從左向右，其兩端沒有電源。</p><p>　?。?）輸入繼電器用于接收外部輸入信號，它不能由PLC內(nèi)部其他繼電器的觸點來驅(qū)動。因此梯形圖中只出現(xiàn)輸入繼電器的觸點，而不出現(xiàn)其線圈。輸出繼電器用于將程序執(zhí)行的結(jié)果輸出給外部設(shè)備。當(dāng)梯形圖中的輸出繼電器線圈接通時，就有信號輸出，但不是直接驅(qū)動輸出設(shè)備，而

40、是要再輸出刷新階段通過輸出接口的繼電器、晶體管或晶閘管菜能實現(xiàn)。</p><p>　　當(dāng)設(shè)計好梯形圖還要對其進(jìn)行必要的化簡，需要遵循以下幾個原則：</p><p><b>　　（1）“左沉右輕”</b></p><p>　?。?）左母線“上沉下輕”</p><p>　　（3）右母線“上輕下沉”</p>&l

41、t;p>　?。?）避免“訊號回流”</p><p>　　1.5 臺達(dá)SV系列PLC簡介</p><p>　　由于實驗室提供的是臺達(dá)DVP28SV11R的PLC控制器，所以下面對其優(yōu)點和基本構(gòu)成進(jìn)行簡單介紹。</p><p>　　臺達(dá)SV系列外形輕巧，采用了CPU+ASIC雙處理器，支持浮點運算，指令最快執(zhí)行速度可達(dá)0.24μs，完全可以滿足自動門對PLC控制器

42、的要求。</p><p>　　DVP28SV11R的演算控制方式為內(nèi)存程序，往返式來回掃描方式。輸入輸出控制方式 為結(jié)束再生方式 (當(dāng)執(zhí)行至END 指令) 。演算處理速度為基本指令最小0.24 μs。程序語言可以使用指令、階梯圖。指令種類有基本順序指令32個和應(yīng)用指令193 種。</p><p>　　臺達(dá)PLC以高速、穩(wěn)健、高可靠度而著稱，廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自動化機(jī)械。臺達(dá)PLC除了具有快

43、速執(zhí)行程序運算、豐富指令集、多元擴(kuò)展功能卡及高性價比等特色外，并且支持多種通訊協(xié)議，使工業(yè)自動控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體。</p><p>　　為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比較，臺達(dá)PLC機(jī)有以下特點：</p><p>　　（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) </p><p>　?。?）通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便</p><p>　　（3）

44、功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣</p><p>　?。?）編程簡單，容易掌握</p><p>　?。?）減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量</p><p>　　第二章 自動門控制方案的設(shè)計</p><p>　　2.1 自動門的控制要求</p><p>　?。?）當(dāng)有人由內(nèi)到外或有人由外到內(nèi)通過時，感應(yīng)探測器檢測到信號，開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)

45、行動作，電動機(jī)正轉(zhuǎn)，到達(dá)開門限位位置時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。</p><p>　?。?）自動門在最大開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門程序，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)被啟動，當(dāng)門移動到關(guān)門限位位置時，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。</p><p>　?。?）在關(guān)門過程中，當(dāng)有人員由外到內(nèi)或由內(nèi)到位通過時，感應(yīng)探測器檢測到信號，應(yīng)當(dāng)立即停止關(guān)門，并自動進(jìn)入開門程序，以保證人員安全通過。</p><p>

46、;　　為了改進(jìn)控制功能，增加以下三個輔助功能：</p><p>　?。?）自動控制和手動控制：為了便于維護(hù)和運送貨物，設(shè)計自動門具有自動控制和手動控制兩種功能，切換到手動控制時，自動控制失效，可以手動開門和手動關(guān)門。</p><p>　?。?）指示燈的提示功能：當(dāng)自動門開啟和關(guān)閉時，PLC輸出信號，指示燈閃爍以提示來往行人注意。</p><p>　?。?）安全輔助裝

47、置：為了杜絕自動門的夾人事件，可以選擇安裝防夾人紅外感應(yīng)器。</p><p>　　2.2 控制方案的設(shè)計</p><p>　　如下圖2-1自動門的運行示意圖中所示，在自動門的的運行過程中設(shè)置四個行程開關(guān)，將自動門控制過程分為四個環(huán)節(jié)，即開門高速區(qū)、開門低速區(qū)、關(guān)門高速區(qū)和關(guān)門低速區(qū)。為了滿足設(shè)計要求，需要設(shè)計手動開關(guān)自動門、自動開關(guān)自動門和指示燈閃爍的功能。</p><

48、p>　　2.2.1 手動動作</p><p>　　手動和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切到手動檔，按下手動開門鍵，電機(jī)啟動開門動作，在開門高速區(qū)高速運行，碰到開門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。按下手動關(guān)門鍵，電機(jī)啟動關(guān)門動作，在關(guān)門高速區(qū)高速運行，碰到關(guān)門髙低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p><b>

49、;　　2.2.2自動動作</b></p><p>　　手動和自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切到自動檔，內(nèi)外感應(yīng)探測器開始工作，當(dāng)檢測到離自動門設(shè)定范圍內(nèi)有人時，感應(yīng)探測器輸入PLC脈沖信號，電機(jī)啟動開門動作，在開門高速區(qū)高速運行，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　電機(jī)停轉(zhuǎn)后啟動定時8秒，定時時間到電機(jī)啟動關(guān)門動作,在關(guān)門高速區(qū)高速

50、運行，碰到關(guān)門高速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運行， 當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　若關(guān)門動作執(zhí)行在開門低速區(qū)，內(nèi)外感應(yīng)探測器或防夾人傳感器檢測到信號，停止關(guān)門動作，延時0.5秒，啟動低速開門動作低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　若關(guān)門動作執(zhí)行在開門高速區(qū)，內(nèi)外感應(yīng)探測器或防夾人傳感器檢測到信號，停止關(guān)門動作，延時0.5秒，啟動高速開門

51、動作高速運行，碰到開門高速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　2.2.3 指示燈指示</p><p>　　在電機(jī)執(zhí)行開門動作過程中開門指示燈閃爍，在電機(jī)執(zhí)行關(guān)門動作過程中關(guān)門指示燈閃爍。</p><p><b>　　開門方向</b></p><p>　　開門低速區(qū)

52、 開門高速區(qū)</p><p>　　關(guān)門高速區(qū) 關(guān)門低速區(qū)</p><p><b>　　關(guān)門方向</b></p><p>　　圖2-1 自動門運行示意圖</p><p>　　第三章 自動門控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計</p>&l

53、t;p>　　3.1 主要控制元件</p><p>　　如下圖3-1自動門控制系統(tǒng)組成圖中所示，自動門主要由以下部件組成：</p><p>　　（1）主控制器：即PLC。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，指揮電機(jī)系統(tǒng)工作。</p><p>　?。?）感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)接收處理外部信號，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它的探測范圍時，它就給主

54、控制器一個脈沖信號。</p><p>　?。?）驅(qū)動裝置：提供開門與關(guān)門門扇移動的主動力。</p><p>　　（4）行程開關(guān)：檢測門扇的移動位置，提供給主控制器脈沖信號控制動力電機(jī)在指定位置停轉(zhuǎn)。</p><p>　?。?）傳動裝置：由驅(qū)動裝置帶動自動門扇運動。</p><p>　　圖3-1 自動門控制系統(tǒng)組成圖</p>&l

55、t;p>　　3.2 PLC的選型</p><p>　　本課題的設(shè)計采用臺達(dá)DVP28SV11R可編程控制器。SV為28點(16輸入點和12輸出點)PLC主機(jī)，提供豐富的指令集，并具有16K Steps 的程序內(nèi)存，可連接SS/SA/SX/SC/SV 全系列擴(kuò)充機(jī)，包含數(shù)字輸入/輸出（最大輸入/輸出擴(kuò)充點數(shù)可達(dá)512點）、模擬模塊（A/D、D/A 轉(zhuǎn)換及溫度單元）及新型高速擴(kuò)充機(jī)等各類機(jī)型。四組高速（200K

56、Hz）脈沖輸出、新增兩軸插補(bǔ)指令，可滿足各種應(yīng)用場合，并且體積小，安裝容易。</p><p>　　圖3-2 實驗室使用DVP28SV11R</p><p>　　3.3 感應(yīng)探測器的選型</p><p>　　由于本課題設(shè)計的自動門適用于人流較多的商場等場合，我們選用紅外感應(yīng)器的一種熱釋電紅外傳感器作為自動門檢測有人進(jìn)入或走出的感應(yīng)探測器。</p><

57、;p>　　圖3-3 DIY-ME003人體紅外感應(yīng)器</p><p><b>　　主要技術(shù)參數(shù)：</b></p><p>　　（1）工作電壓：DC 4.5V至20V </p><p>　?。?）電平輸出：高3.3V，低0V</p><p>　?。?）觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)，默認(rèn)值為H</p>

58、<p>　?。?）感應(yīng)范圍：小于120度錐角，7米以內(nèi)</p><p><b>　　主要功能特點：</b></p><p>　?。?）全自動感應(yīng)：當(dāng)有人進(jìn)入其感應(yīng)范圍則輸入高電平，人離開感應(yīng)范圍則自動延時關(guān)閉高電平，輸出低電平。</p><p>　?。?）兩種觸發(fā)方式：L不可重復(fù)，H可重復(fù)?？商€選擇，默認(rèn)為H。</p>

59、<p>　　a、不可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，延時時間一結(jié)束，輸出將自動從高電平變?yōu)榈碗娖健?lt;/p><p>　　b、可重復(fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時時間段內(nèi)，如果有人體在其感應(yīng)范圍內(nèi)活動，其輸出將一直保持高電平，直到人離開后才延時將高電平變?yōu)榈碗娖?感應(yīng)模塊檢測到人體的每一次活動后會自動順延一個延時時間段，并且以最后一次活動的時間為延時時間的起始點)。</p><

60、;p>　?。?）具有感應(yīng)封鎖時間(默認(rèn)設(shè)置：0.2秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸出后(高電平變?yōu)榈碗娖?，可以緊跟著設(shè)置一個封鎖時間，在此時間段內(nèi)感應(yīng)器不接收任何感應(yīng)信號。此功能可以實現(xiàn)感應(yīng)輸出時間和封鎖時間兩者的間隔工作，可應(yīng)用于間隔探測產(chǎn)品；同時此功能可有效抑制負(fù)載切換過程中產(chǎn)生的各種干擾。</p><p>　?。?）工作電壓范圍寬：默認(rèn)工作電壓DC4.5V至20V</p><p>

61、;　　（5）輸出高電平信號：可方便與各類電路實現(xiàn)對接。</p><p>　　3.4 電動機(jī)的選型</p><p>　　本課題設(shè)計的控制系統(tǒng)所用電機(jī)主要用來帶動門扇的移動，由于門扇具有一定的重量，我們選用直流減速電機(jī)作為驅(qū)動電機(jī)。</p><p>　　減速電機(jī)是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。減速電機(jī)一般

62、用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機(jī)、內(nèi)燃機(jī)或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速電機(jī)的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的，普通的減速電機(jī)也會有幾對相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。</p><p>　　行星減速電機(jī)其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長， 額定輸出扭矩可以做的很大。本設(shè)計選用此種電機(jī)。</p><p>　　60

63、JX300K大扭矩永磁直流行星齒輪減速電機(jī)可以滿足自動門對電動機(jī)的要求。其主要技術(shù)參數(shù)：</p><p>　　額定電壓：24VDC </p><p>　　空載轉(zhuǎn)速：64轉(zhuǎn)/分 </p><p>　　額定轉(zhuǎn)速：53轉(zhuǎn)/分 </p><p>　　額定轉(zhuǎn)矩：50kg.cm </p><p>　　最大瞬間允許負(fù)載：

64、300kg.cm </p><p>　　外形尺寸：60mm X 161.5mm</p><p>　　圖3-4 60JX300K大扭矩永磁直流行星齒輪減速電機(jī)</p><p>　　3.5 限位開關(guān)的選型</p><p>　　本設(shè)計選用D4N-212G歐姆龍限位開關(guān)，它是通用型安全限位開關(guān)D4D系列的升級版。在原有的接點形式1NC/1NO及

65、2NC的基礎(chǔ)上增加了三接點型2NC/1NO及3NC接點。還可以提供MBB 接點，更加節(jié)省勞動力，更換更方便。標(biāo)準(zhǔn)的鍍金接點保證了接觸的高可靠性，可用于一般負(fù)載及微小負(fù)載。</p><p>　　圖3-5 D4N-212G歐姆龍限位開關(guān)</p><p>　　3.6 自動門控制系統(tǒng)的I/O點及地址分配</p><p>　　表3-1 I/O點及地址分配表</p>

66、<p>　　3.7 自動們控制系統(tǒng)的接線圖</p><p>　　圖3-6 電機(jī)控制電路圖</p><p>　　啟動開關(guān) 開門高速繼電器</p><p>　　門外感應(yīng)器 開門低速繼電器</p>

67、;<p>　　門內(nèi)感應(yīng)器 關(guān)門高速繼電器</p><p>　　開門低速開關(guān) 關(guān)門低速繼電器</p><p>　　關(guān)門低速開關(guān) 開門指示燈</p&

68、gt;<p>　　開門到位開關(guān) 關(guān)門指示燈</p><p><b>　　關(guān)門到位開關(guān)</b></p><p><b>　　防夾人感應(yīng)器</b></p><p><b>　　手動控制按鈕</b></p>

69、<p><b>　　手動開門按鈕</b></p><p><b>　　手動關(guān)門按鈕</b></p><p><b>　　電流保護(hù)按鈕</b></p><p>　　圖3-7 DVP28SV11R接線圖</p><p>　　第四章 自動門控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計</p

70、><p>　　4.1 控制系統(tǒng)的程序流程圖</p><p>　　根據(jù)本設(shè)計的控制要求，所設(shè)計的程序按照附錄一中的所示的總流程進(jìn)行，以達(dá)到自動門控制系統(tǒng)的最佳設(shè)計要求和完成自動門控制系統(tǒng)的最佳設(shè)計。</p><p>　　4.2 手動控制過程的設(shè)計</p><p>　　圖4-1 手動控制流程圖</p><p>　　手動和自動轉(zhuǎn)

71、換開關(guān)切到手動檔，按下手動開門鍵，電機(jī)啟動開門動作，在開門高速區(qū)高速運行，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。按下手動關(guān)門鍵，電機(jī)啟動關(guān)門動作，在關(guān)門高速區(qū)高速運行，碰到關(guān)門髙低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　依照此流程圖，設(shè)計的手動控制梯形圖如附錄二中手動控制過程。</p><p>　　4

72、.3 自動控制過程的設(shè)計</p><p>　　圖4-2 自動控制流程圖</p><p>　　手動自動轉(zhuǎn)換開關(guān)切到自動檔，內(nèi)外感應(yīng)探測器開始工作。當(dāng)檢測到自動門設(shè)定范圍內(nèi)有人時，感應(yīng)探測器輸入PLC脈沖信號，電機(jī)啟動高速開門動作，碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　電機(jī)停轉(zhuǎn)后延時8秒，延時時間到了以后電機(jī)

73、啟動關(guān)門動作,在關(guān)門高速區(qū)高速運行。此時感覺探測器如果檢測到有人進(jìn)出，停止關(guān)門動作，延時0.5秒，啟動低速開門動作低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時電動機(jī)停轉(zhuǎn)。如果沒有檢測到人進(jìn)出的信號，繼續(xù)關(guān)門。碰到開門低速轉(zhuǎn)換開關(guān)后，內(nèi)外感應(yīng)探測器或防夾人傳感器如果檢測到信號，停止關(guān)門動作，延時0.5秒，啟動高速開門動作高速運行，碰到開門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入開門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到開門到位開關(guān)時,電動機(jī)停轉(zhuǎn)。如果沒有檢測到信號，關(guān)門動作繼續(xù)進(jìn)行。當(dāng)碰到

74、關(guān)門高低速轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)入關(guān)門低速區(qū)低速運行，當(dāng)碰到關(guān)門到位開關(guān)時，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。</p><p>　　依照此流程圖，設(shè)計的手動控制梯形圖如附錄二中自動控制過程。</p><p><b>　　第五章 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　5.1 調(diào)試準(zhǔn)備</b></p><p>　　完成梯形圖的編

75、程以后，進(jìn)入整個系統(tǒng)的調(diào)試階段。在PLC實驗室中，使用臺達(dá)DVP28SS11R為主控制器。將梯形圖下載到PLC中，在WPLsoft 2.10軟件中打開梯形圖監(jiān)控。通過給觸點信號，依次進(jìn)行程序的調(diào)試。</p><p>　　圖5-1 臺達(dá)PLC</p><p>　　5.2 系統(tǒng)調(diào)試記錄</p><p>　?。?）接通總開關(guān)，選擇自動檔。通過控制梯形圖中觸點X1、X3、X

76、4、X5的接通與斷開，先是Y0燈亮，隨后Y1亮，同時Y4閃爍。8秒后，Y2燈亮，隨后Y3燈亮，同時Y5閃爍。</p><p>　?。?）在Y3燈亮?xí)r，若X3處于接通狀態(tài)，此時如果將X1接通，Y3燈滅，Y1燈亮，同時Y4燈閃爍。如X3處于斷開狀態(tài)，Y3滅，Y0亮，Y4閃爍。Y4燈亮?xí)r，此時接通X1，Y4燈滅，Y0燈亮。</p><p>　?。?）選擇手動檔時，通過控制X11、X12的接通與斷

77、開，Y0、Y1、Y2、Y3依次亮起，Y0、Y1亮起的同時Y4閃爍，Y2、Y3亮起的同時Y5閃爍。</p><p>　　圖5-2 梯形圖監(jiān)控圖</p><p>　　圖5-3 Y1亮、Y5閃爍</p><p><b>　　5.3 結(jié)果分析</b></p><p>　　對調(diào)試（1）的結(jié)果表明，啟動系統(tǒng)后選擇自動檔。在門扇完全關(guān)

78、閉的狀態(tài)下，檢測到人進(jìn)出的信號時，系統(tǒng)可以正?？刂崎T扇的開啟與閉合。</p><p>　　對調(diào)試（2）的結(jié)果表明，當(dāng)自動門在關(guān)閉過程中，如果處于開門低速區(qū)，檢測到有人進(jìn)出的信號時，停止關(guān)門，啟動低速開門動作；如果處于開門高速區(qū)時，檢測到有人進(jìn)出的信號時，停止關(guān)門，啟動高速開門動作。</p><p>　　對調(diào)試（3）的結(jié)果表明，手動控制開關(guān)門程序正常。</p><p>

79、;　　綜上所述，設(shè)計的程序無論是自動還是手動都可以運行。通過多次試驗與調(diào)試，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，預(yù)期的設(shè)計要求都能滿足，設(shè)計的功能全部實現(xiàn)。</p><p><b>　　第六章 結(jié)論和展望</b></p><p><b>　　6.1 結(jié)論總結(jié)</b></p><p>　　本課題是基于PLC的自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計。本文主要講述了自

80、動門控制系統(tǒng)的設(shè)計理念和實現(xiàn)方法。設(shè)計的最終結(jié)果是使自動門能按照預(yù)設(shè)的控制要求穩(wěn)定運行。</p><p>　　本文研究了基于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。不僅在理論上論證了該系統(tǒng)實施的可行性，而且在實驗中進(jìn)行了模擬調(diào)試。</p><p>　　雖說調(diào)試后本系統(tǒng)的整體設(shè)計能夠達(dá)到實際要求，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技術(shù)參數(shù)，供電電

81、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，所以要想交付用戶使用，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)就可以完成的它需要不斷的完善和發(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，還需要正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。</p><p>　　通

82、過本次畢業(yè)設(shè)計，使我對大學(xué)所學(xué)知識有一個系統(tǒng)的回顧，進(jìn)一步鞏固了所學(xué)理論知識，同時讓我對可編程控制器和自動門行業(yè)有了一個全新的認(rèn)識，最重要的是通過本次畢業(yè)設(shè)計鍛煉了自己的實踐動手能力，夯實了理論基礎(chǔ)，也讓我掌握了一種新的學(xué)習(xí)方法。</p><p><b>　　6.2 展望</b></p><p>　　因為作者水平所限，在自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計上肯定還有一些不合理之處，

83、不可能做到完全正確。通過對模擬自動門控制系統(tǒng)裝置的調(diào)試，可看出，本裝置運行良好。但此裝置只是通過了模擬部分，離實際的系統(tǒng)實現(xiàn)還有一段距離。在實際的自動門安裝和調(diào)試時首先需要根據(jù)用戶和場合的需求通過合理調(diào)節(jié)行程開關(guān)的位置來調(diào)節(jié)開門寬度和高低速區(qū)域，通過調(diào)節(jié)相應(yīng)的電位器來設(shè)置高速和低速的速度。其次是提高自動門的精度，即導(dǎo)軌的平直度和水平度，門體的兩個吊掛點所形成的直線與導(dǎo)軌的平行度和垂直度，最大限度地減少門體的靜態(tài)側(cè)擺。在自動門投入使用后，

84、尤其是初期，應(yīng)經(jīng)常調(diào)節(jié)門體，修正運行產(chǎn)生的誤差。</p><p>　　在這篇論文中，雖然作者對自己設(shè)計過程進(jìn)行了全面論述，但在文章的表述上有不通順或難以理解之處，希望讀者能指出缺點，我將積極聽取意見，努力糾正錯誤。同時，也希望有更多的人能設(shè)計出更完美的自動門控制系統(tǒng)。我相信在不久的將來，在人們的生活里，自動門會變得越來越重要。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b&g

85、t;</p><p>　　[1] 顧繩谷.電機(jī)及拖動基礎(chǔ)第四版下冊.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.2007:56-66</p><p>　　[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</p><p>　　[3] 胡壽松.自動控制原理第五版.北京.科學(xué)出版社.2001 </p><p>　　[4] 趙燕，周

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90、zation of PLC programs using XML.2011</p><p>　　[17] Ramazan Bayindir, Yucel Cetinceviz. A water pumping control system with a programmable logic controller (PLC) and industrial wireless modules for industria

91、l plants—An experimental setup.2010</p><p><b>　　附錄一</b></p><p><b>　　附錄二</b></p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　四年的大學(xué)生活即將結(jié)束，在這幾年里我學(xué)到了很多東西。

92、首先，向內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)的各位老師表示感謝。你們不光傳授了我知識，而且告訴了我很多為人處事的道理，這些道理將對我以后的人生起到很好的指導(dǎo)作用。</p><p>　　本論文設(shè)計在xx老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。在我的畢業(yè)論文寫作期間，王老師為我提供了很多專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，同時又為我準(zhǔn)備了很多PLC和自動門的資料，沒有這樣的幫助和指導(dǎo)，我不會這么順利的完成畢業(yè)論文。在此向xx老師表示深深的感