基于PLC自动门控制系统的研究与设计

基于PLC自动门控制系统的研究与 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 编号 基于PLC自动门控制系统的研 题 目 究与设计 学生姓名 学 号 系 部 电气工程系 专 业 机电一体化 班 级 指导教师 顾问教师 二0一0年七月 摘要 摘 要 本文是关于自动门控制系统的研究，自动门系统主要由可编程控制器(PLC)、感应器件、驱动装置和传动装置组成。主要工作原理是感应器件将检测到的人体或物体信号传送到PLC，PLC再综合收到的自动门状态信号做出判断，而后发出控制信号，使驱动装置运行，再通过传动装置带动门的动作。 本文详细阐述了自动门控制系统的硬件设计和软件设计，并在试验台上完成了仿真调试。采用PLC控制自动门具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点，具有良好的应用前景。 自动门;PLC;感应器件;驱动装置关键词: I 目录 目 录 ........................................................................................................................ I 摘 要 第一章 绪论 ............................................................................................................. 1 1.1研究背景和研究意义 ........................................................................................ 1 1.2PLC的国内外发展现状 ..................................................................................... 2 1.3本设计的主要内容 ............................................................................................ 2 第二章 PLC的基本知识 ........................................................................................ 4 2.1 PLC概述 ........................................................................................................... 4 2.1.1 PLC与其它典型控制系统的区别 ........................................................... 5 2.1.2与单片机控制系统的区别 .......................................................................... 5 2.2 PLC外设型号的选择 ........................................................................................ 6 2.3三菱FX2N系列PLC介绍 ............................................................................... 6 第三章 系统的硬件研究 ......................................................................................... 8 3.1自动门的功能需求分析 .................................................................................... 8 3.2自动门工作原理 ................................................................................................ 8 3.3自动感应门机的基本工作原理 ......................................................................... 8 3.4行程开关的工作原理 ........................................................................................ 9 3.5红外传感器的工作原理 .................................................................................... 9 3.6自动门的机械传动机构设计 .......................................................................... 10 3.7驱动装置的选型 .............................................................................................. 11 第四章 基于PLC的自动门控制系统的软件设计 ............................................... 13 4.1控制要求 ......................................................................................................... 13 4. 2 硬件接线图 .................................................................................................... 14 4. 3顺序控制流程图 ............................................................................................. 15 4.4自动门I/O地址分配表 ................................................................................... 15 4.5梯形图 ............................................................................................................. 16 4.6程序调试 ......................................................................................................... 16 第五章 总结与展望 ............................................................................................... 18 5.1总结 ................................................................................................................. 18 5.2展望 ................................................................................................................. 18 致 谢 ...................................................................................................................... 20 参考文献 .................................................................................................................. 21 II 第一章 绪论 第一章 绪论 1.1研究背景和研究意义 21世纪的今天，自动门更加突出了安全理念，强调了有效性:有效地防范、通行、疏散，同时还突出了建筑艺术的理念，强调门与建筑以及周围环境整体的协调、和谐。 自动门大规模专业化生产始于150年前，在不断发展和完善的过程中，涌现出大批独具规模的专业制造商。门的高级形式--自动门起源在欧美，迅速发展至今天，已经形成了种类齐全、功能完善、造工精细的自动门家族。 大中型公共场所，为这些建筑增添了亮丽、时尚的姿彩。自动门从理论上理解应该是门的使用 观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 自动门的普及和应用，改变了人们的防护意识，提升了人们的安全观念。自动门除可美化出入口环境外由于中国没有相关的自动门国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 ，导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌(目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽量避免购买此类产品)。不要认为样本上全部是外国语，资料也是外国语的商品就是进口的商品，其实这样是违反国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会这样做。 由于中国没有相关的自动门国家标准，导致自动门档次、质量良莠不齐。如果你没有使用过自动门，最好选择一个由专业厂生产、能提供较完善售后服务的自动门品牌(目前有很多自动门品牌是由一些贸易公司购买散件加上自己拼装而成，应尽量避免购买此类产品)。不要认为样本上全部是外国语，资料也是外国语的商品就是进口的商品，其实这样是违反国家规定的。真正的知名品牌，合法的商品不会这样做。 在购买自动门时最好在授权的指定经销商处或认定销售店的商店购买(有悬挂的授权书)，而且在购买时要清楚所购买设备的基本配置，防止买家克扣部件。自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常宠大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门。 由于自动门在通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外的建筑市场上得 1 职业技术学院毕业设计 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 到大范围的普及。同时也几乎成为了银行，写字楼，酒店等办公娱乐场所装修必不可少的一项配置。 自动平移门最常见的形式是自动门机及门内外两侧加雷达，当人走近自动门时，雷达感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的开门信号是触点信号，微波雷达和红外传感器是常用的两种信号源。 1.2PLC的国内外发展现状 1)厂家多，规模小 5,6年来几年来， 自动门在国内得到了快速的发展。据不完全统计，目前国内大大小小生产自动门的厂家已有50多家，但普遍生产规模小，自主研发能力差。从新产品开发能力和质量稳定性方面还不具备和进口产品竞争的实力。 2)专业化分工趋势显现早期的生产厂家，一般是自主研发和生产，顶多委托代加工部分零部件。近两年来，出现了专门生产主要部件的厂家，如电机、主控板、遥控器传动件、塑料件等出现了专业生产厂家，这一趋势使生产的门槛降低，进入的厂家进一步增多，导致竞争更加激烈。 3)高、低档次的市场分明进口产品借助质量和品牌优势，占据了高端市场，目前国内厂家的产品基本上也都具备了比较完善的功能，但生产工艺略嫌粗糙，质量水平参差不齐，整体档次较低，主要集中在低端市场。 4)产品同质化和市场特点导致利润微薄产品同质化严重，加之自动门产品往往是开发商而非最终用户在选择产品，所以价格因素占的比重较大，加剧了市场竞争。其结果是众多厂家一味地比拼价格，导致利润微薄。同时，由于价格过低，也使产品的持续改进和发展受到限制。 1.3本设计的主要内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。 1.自动门类型的选择。综合了自动门的简洁、简单的要求，在本课题中主要研究自动门，本课题设计的自动门具有手动和自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全的要求。 2.自动门硬件系统的设计。本课题设计的自动门要求有很高的稳定性来满足日常的需求，故在本设计中所选用的智能控制器为稳定性良好的三菱FX系列PLC。在自动门的开关门速度的控制上本设计以三菱变频器作为调节器，运用变频器的三段速控制来实现自动门的转速控制，为了解决变频器在频率很低的时候会出现不稳定的问题，驱动装置选用功率强大、稳定性较好的自带减速装置的三 2 第一章 绪论 相交流电动机，在感应器运用自动门专用的红外传感器。运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现PLC对自动门控制。本课题的具体需求在硬件系统的设计过程中主要考虑了自动门的经济实用、稳定的需要。 3.自动门软件设计。在本设计中选用了目前运用最多的PLC编程语言梯形图，梯形图的编程能直观明了的设计出自动门控制的要求，并能更好的考虑到安全性 ，此设计支持全部和故障报警等问题，梯形图的编程运用三菱的FX2N编程软件 的三菱的PLC，并具有强大的诊断功能，能更快的查找出故障的原因，从而大大的缩短了维修时间。 3 职业技术学院毕业设计论文 第二章 PLC的基本知识 2.1 PLC概述 可编程控制器，英文称Programmable Controller，简称PLC，本课题中用PLC作为它的简称。PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术，但基于电子计算机。它通过运行存储在其内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所要求的输入信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。 PLC基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进行入出信息变换时，大多只考虑信息本身，信息入出的物理过程一般不考虑的。而PLC则要考虑信息入出的可靠性、实时性，以及信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于环境，如便于安装，便于门内外感应器采集信号。入出信息变换及可靠的物理实现，可以说是PLC实现控制的两个基本要点。PLC可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。其功能要比继电控制装置多的多、强的多。 PLC有丰富的指令系统，有各种各样的I/O接口、通信接口，有大容量的内存，有可靠的自身监控系统，因而具有以下基本的功能: (1) 逻辑处理功能; (2) 数据运算功能; (3) 准确定时功能; (4) 高速计数功能; (5) 中断处理(可以实现各种内外中断)功能; (6) 联网通信功能; (7) 自检测、自诊断功能。 可以说，凡普通小型计算机能实现的功能，PLC几乎也都可以做到。像PLC这样，集丰富功能于一身，是别的电控器所没有的，更是传统的继电控制电路所无法比拟的。丰富的功能为PLC的广泛应用提供了可能，同时，也为自动门行业的远程化、信息化及智能化创造了条件。 现代化工业生产过程是复杂多样的，它们对控制的要求也各不相同。PLC为工业控制应用而设计，一经出现就受到了广大工程技术人员的欢迎。其主要特点主要有: (1) 抗干扰能力强，可靠性高 (2) 控制系统结构简单，通用性强 (3) 编程方便，易于使用 (4) 功能强大，成本低 (5) 设计、施工、调试的周期短 (6) 维护方便 4 第二章 PLC的基本知识 2.1.1PLC与其它典型控制系统的区别 继电器控制系统虽有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触电。使设备连线复杂，且触点在开闭时易受电弧的损坏，寿命短，系统可靠性差。 (a) 控制逻辑 继电器控制逻辑采用硬件界线逻辑，利用继电器机械触电的串联或并联，及时间继电器等组合成控制逻辑，其接线多而复杂、体积大、功耗大、故障率高，一旦系统构成后，想再改变或增加功能都很困难。另外，继电器触点数目有限，每个只有4-8对触点，因此灵活性和扩展性很差，而PLC采用存储器逻辑，其控制逻辑以程序方式存储在内存中，要改变控制逻辑，只需要改变程序即可，因此灵活性和扩展性很好。 (b) 工作方式 电源接通时，继电器控制线路中各继电器同时处于受控状态，它属于并行方式。而PLC的控制逻辑中，各内部器件都处于周期性扫描过程中，各种逻辑、数值输出的结果都是按照在程序中的前后顺序计算得出的，所以它属于串行工作方式。 (c) 控制速度 继电器控制逻辑依靠触点的机械动作实现控制，工作频率低，触点开闭动作一般在几十毫秒数量级。另外，机械触点还会出现抖动问题;而PLC是由程序指令控制半导体电路来实现控制，属于无触点控制，速度极快，一般一条用户指令的执行时间在微妙数量级，且不会出现抖动。 2.1.2与单片机控制系统的区别 (a) 本质区别 单片机控制系统是基于芯片级的系统，而PLC控制系统是基于板级或模块级的系统。其实PLC本身就是一个单片机系统，它是已经开发好的单片机产品。开发单片机控制系统属于底层开发，而设计PLC控制系统是在产品的单片机控制系统上进行的二次开发。 (b) 使用场合 单片机控制系统适合于家电产品、智能化的仪器仪表、玩具和批量生产的控制器产品等场合使用;而PLC控制系统适合在单机电气控制系统、工业控制领域的制造业自动化和过程中使用。 (c) 使用过程 设计开发一个单片机控制系统，需要先设计硬件系统，画硬件电路图，制作印刷电路板，购置各种所需的电子元器件，焊接电路板，进行硬件调试，进行抗干扰等大量工作需要专门的开发装置和低级编辑语言编制控制程序，进行系统联调;而PLC不必操心内部的计算机系统是否可靠和他们的抗干扰能力，软件设计 5 职业技术学院毕业设计论文 使用工业编程语言，相对来说比较简单。进行系统调试时，因为有很好的工程工具帮助，所以也非常容易。 2.2PLC外设型号的选择 对于PLC及外设型号的选择问题，则有以下几个方面要考虑: (1)功能方面。所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。如对PLC与PLC，PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通讯要求;或对PLC的计算速度，用户程序容量等有特殊要求;或对PLC的位置控制有特殊要求等。这就要求用户对市场上流行的PLC品种有一个详细的了解，以便做出正确的选择。 (2)价格方面。不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似，质量相当，I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。在使用PLC较多的情况下，这样的差价当然是必须考虑的因素。 (3)个人喜好方面。有些工程技术人员对某些品牌的PLC熟悉，所以一般比较喜欢使用这种产品。另外，甚至一些政治因素或个人情感有时也会成为选择的理由。 2.3三菱FX2N系列PLC介绍 三菱PLC英文名又称:Mitsubish power line Communication，是三菱电机在大连生产的主力产品。 三菱PLC在中国市场常见的有以下型号: FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q 三菱PLC主要特点 ? 结构灵活，不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。 ? 传输质量高、速度快、带宽稳定，可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps;为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问(TDMA)与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问(CSMA)协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。 ? 范围广，无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。 6 第二章 PLC的基本知识 ? 低成本。充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。 ? 适用面广。PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入，来浏览网页)拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。 指令介绍 1、LD(Load):常开触点与母线连接指令。LDI (Load inverse):常闭触点与母线连接指令。OUT (Out):驱动线圈的输出指令。 2、AND(And):常开触点串联连接指令。ANI (And inverse):常闭触点串联连接指令。 3、OR(Or):常开触点的并联连接指令。ORI (Or inverse)常闭触点的并联连接指令。 4、LDP:取脉冲上升沿;LDF:取脉冲下降沿;ANDP:与脉冲上升沿;ANDF:与脉冲下降沿;ORP:或脉冲上升沿;ORF:或脉冲下降沿。 5、ORB(Or block):电路块并联连接指令。 6、ANB(And block):电路块串联连指令。 7、SET、RST(Reset)、PLS、PLF:置位、复位、脉冲指令。 8、MPS、MRD、MPP:进栈、读栈、出栈指令，用以执行分支多重输出电路。 9、MC(Master control):主控指令，或公共触点串联连接指令。MCR(Master control reset):主控复位指令，MC指令的复位指令。 10、 INV: 反转指令。 11、STL: 状态指令。 7 职业技术学院毕业设计论文 第三章 系统的硬件研究 3.1自动门的功能需求分析 本设计面向商场入口的应用，需要有安全性和可靠性。根据商场中对自动门的具体要求，本课题所设计的自动门应用具有以下功能: (1) 开门和关门控制应具有手动和自动方式。当信号采集装置检测到有人进门 口且门未打开或者检测到以无人接近门且门未关闭，PLC动作输出信号开 控制电动机正转或者反转来开门或者关门。 (2) 紧急停住 当自动门出现夹人现象时，可闭合紧急停止开关，自动门自动进入开门过程。 3.2自动门工作原理 1) 当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关时，开关上有电流通过(光电 检测开关时脉冲触发须对其自锁)由于开门限位开关常闭，所以线圈上有电 通过，电动机正转，到达开门限位开关位置时，电机停止运行，从而完成开 门工作。 2) 当自动门到开门限位开关位置时启动可调延时定时器8秒后，自动进入关门 过程，电动机反转，当门移动到关门限位开关时，电机停止运行，完成关门 过程。 3) 在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过光电检测开关，应立即停 止开门，并自动进入 开门程序。 4) 在门打开后的8秒等待时间内，若有人员由外至内或由内之外通过光电检测 开关时，必须重新开始等待8秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全 通过。 5) 因有时人员流通量大时，频繁开门关门会影响电机工作寿命，因此没有启动 按钮SB7，在开门或关门状态下，关闭自动门，即可实现。 6) 考虑到自动门出现故障或在维修的时候，用自动控制存在一定的问题，最后 决定加增手动开门和关门开关。 7) 在休息休假时，可转为门禁模式，当有人靠近门时，靠光检测开关感应，然 后激活告警单元通知保安，而不进行门的开关。 3.3自动感应门机的基本工作原理 首先，平移式自动感应门机组由以下部件组成: (1)主控制器:它是自动感应门的指挥中心，通过内部编有指令程序的大规模集成块，发出相应指令，指挥马达或电锁类系统工作;同时人们通过主控器调节门扇开启速度、开启幅度等参数。 (2)感应探测器:负责采集外部信号，如同人们的眼睛，当有移动的物体进入它的工作范围时，它就给主控制器一个脉冲信号; (3)动力马达:提供开门与关门的主动力，控制自动感应门门扇加速与减 8 第三章 PLC控制自动门系统的硬件研究 速运行。 (4)自动感应门扇行进轨道:就象火车的铁轨，约束门扇的吊具走轮系统，使其按特定方向行进。 (5)门扇吊具走轮系统:用于吊挂活动门扇，同时在动力牵引下带动门扇运行。 (6)同步皮带(有的厂家使用三角皮带):用于传输马达所产动力，牵引自动感应门扇吊具走轮系统。 (7)下部导向系统:是自动感应门门扇下部的导向与定位装置，防止门扇在运行时出现前后门体摆动。 当自动感应门门扇要完成一次开门与关门，其工作流程如下: 感应探测器探测到有人进入时，将脉冲信号传给主控器，主控器判断后通知马达运行，同时监控马达转数，以便通知马达在一定时候加力和进入慢行运行。马达得到一定运行电流后做正向运行，将动力传给同步带，再由同步带将动力传给吊具系统使自动感应门扇开启;自动感应门扇开启后由控制器作出判断，如需关自动感应门，通知马达作反向运动，关闭自动感应门 3.4行程开关的工作原理 行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。因此，行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程、进行终端限位保护。在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度、自动开关门的限位，轿厢的上、下限位保护。 滚轮式行程开关又分为单滚轮自动复位和双滚轮(羊角式)非自动复位式，双滚轮行移开关具有两个稳态位置，有“记忆”作用，在某些情况下可以简化线路。根据上述因素，我选择了日本三菱FX2N系列PLC的应用。 3.5红外传感器的工作原理 利用红外线的物理性质来进行测量的传感器。红外线又称红外光，它具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。任何物质，只要它本身具有一定的温度(高于绝对零度)，都能辐射红外线。红外线传感器测量时不与被测物体直接接触，因而不存在摩擦，并且有灵敏度高，响应快等优点。 红外线传感器包括光学系统、检测元件和转换电路。光学系统按结构不同可分为透射式和反射式两类。检测元件按工作原理可分为热敏检测元件和光电检测元件。热敏元件应用最多的是热敏电阻。热敏电阻受到红外线辐射时温度升高，电阻发生变化，通过转换电路变成电信号输出。光电检测元件常用的是光敏元件， 9 职业技术学院毕业设计论文 通常由硫化铅、硒化铅、砷化铟、砷化锑、碲镉汞三元合金、锗及硅掺杂等材料制成。 红外线传感器常用于无接触温度测量，气体成分分析和无损探伤，在医学、军事、空间技术和环境工程等领域得到广泛应用。例如采用红外线传感器远距离测量人体表面温度的热像图，可以发现温度异常的部位，及时对疾病进行诊断治疗(见热像仪);利用人造卫星上的红外线传感器对地球云层进行监视，可实现大范围的天气预报;采用红外线传感器可检测飞机上正在运行的发动机 的过热情况等。 (1) 待测目标 根据待测目标的红外辐射特性可以进行红外系统的设定。 (2) 大气衰减 待测目标的红外辐射通过地球大气层时，由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收，将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。 (3) 光学接收器 它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线，常用是物镜。 (4) 辐射调制器。 对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光，提供目标方位信息，并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器，它具有多种结构。 (5) 红外探测器 这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。 (6) 探测器制冷器 由于某些探测器必须在低温下工作，所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷，设备可以缩短响应时间，提高探测灵敏度。 7) 信号处理系统 ( 将探测的信号进行放大、滤波，并从这些信号中提取信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式，最后输送到控制设备或者显示器中。 (8) 显示设备 这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示滤器、显像管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。 3.6自动门的机械传动机构设计 在本课题设计的自动门针对人流较多的商场，应对周围环境进行综合考虑，所以在本课题的自动门机械传动设计中考虑了以下几个方面: 10 第三章 PLC控制自动门系统的硬件研究 1.自动门的传动主要包括安装板，轨道，门机，皮带，吊挂件等。 2.所有的组件都为插入式元件，使得安装很简便。 3.电机:驱动电机采用380V三相交流电机，功率大，可调性强。 4.导轨:水平双导轨结构，形成正旋挂，解决了侧摆的问题，从而确保了门扇的稳定性。并配以双侧密封毛刷，形成密封式导轨，避免积尘对导轨及滑轮的磨损，实现了维护方便的特点。 5.滑轮:采用特殊的尼龙滑轮，轻度高，耐磨性好，同时还有一定的减震效果。 6.皮带:采用齿轮皮带，齿形皮带的齿形截面为曲线设计，增加了齿形的高度，提高了皮带与传递齿轮的吻合度，从而提高了机械效率。皮带底部采用尼龙加强，减少了齿距变形，提高了使用寿命。 7.传动结构如图3-1所示。其中马达皮带轮直径为5cm,皮带滑轮内径为13.5cm，外经为28.5cm。 图3-1 传动结构图 3.7驱动装置的选型 自动门的驱动器是自动门能否良好工作的保障，在本设计中是运用变频器的三段速度调节来自动调节电机的速度，以达到驱动自动门的目的。这种方法具有稳定性能好，维修方便，连接简单，成本较低，是在目前的自动门行业主流控制方式。 根据本课题所设计的自动门的要求应选用绝缘电阻、绝缘介电强度、接地装 11 职业技术学院毕业设计论文 置、过电压保护等符合国际安全标准规定的，具有噪声低、过载能力强的特点的并且转速不高于500r/min的电机，在结合了安全、稳定的考虑本课题所设计的自动门控制系统的驱动装置选用天津安全电机有限公司生产的型号为YSM100/112、W、S、的三相380V交流电机。 12 第四章 基于PLC自动门控制系统的软件介绍 第四章 基于PLC的自动门控制系统的软件设计 4.1控制要求 自动门控制装置由光电探测开关X0、开门减速开关X1、开门极限开关X2、关门减速开关X3、关门极限开关X4、开门执行机构Y0(高速)Y1(低速)、关门执行机构Y2(高速)Y3(低速)等部件组成。 控制要求: 1)当有人由内到外或由外到内通过光电检测开关X0时，Y0驱动电动机高速开门，碰到开门减速开关X1时，变为低速开门。碰到开门极限开关X2时电动机停止转动，开始延时。 )若在5秒内光电开关检测到无人，Y2驱动电动机高速关门。碰到关门减2 速开关X3时，改为低速关门，碰到开门极限开关X4时电动机停止转动。 3)在关门期间若光电开关感应到有人，停止关门，T1延时0.5秒后自动转换为高速开门。 4)在门打开后的5秒等待时间内，若光电开关检测到有人时，必须重新开始等待5秒后，再自动进入关门过程，以保证人员安全通过。 13 信息职业技术学院毕业设计论文 4. 2 硬件接线图 KM3 KM1 S Y000 X000 KM2 KM4 SQ1 FX2N Y001 X001 KM3 KM1 SQ2 Y002 X002 KM4 KM2 SQ3 Y003 X003 SQ4 X004 FU COM COM 220V 图4-1 自动门控制的PLC硬件接线图 14 第四章 基于PLC自动门控制系统的软件介绍 4. 3顺序控制流程图 M8002 S0 X0 S20 X1 T3 S21 T1 X2 T2 S22 S24 S27 S28 T0 X0 S25 X0 X3 S26 X0 X4 图4-2 顺序控制功能图 4.4自动门I/O地址分配表 表4.1自动门I/O地址分配表 输入 输出 输入继电器 作用 输出继电器 作用 X0 光电开关 Y0 高速开门 X1 开门减速开关 Y1 低速开门 X2 开门极限开关 Y2 高速关门 X3 关门减速开关 Y3 低速关门 X4 关门极限开关 15 信息职业技术学院毕业设计论文 4.5梯形图 图4-3梯形图 4.6程序调试 本课题进行了模拟的在线联机调试，目的在于确定整个系统的程序，在调试中，程序的变动，包括功能的增减，变化是难免的，程序是否好用，最终要通过调试才能使程序进一步完善和最终的确定。首先在PLC面板上将PLC设置为RUN位置。此时PLC开始运行，然后接好控制箱连线，根据I/O分配表中的输入输出所对应的开关继续调试，记录如表4.2 完成以下的基本调试，整个系统的调试工作基本完成了，最后的工作就是调试结果的分析。 表 4.2调试记录 PLC元件 动作记录 动作结果 X0 OFF 自动门停止运转 16 第四章 基于PLC自动门控制系统的软件介绍 X1 ON 自动门关闭 X2 ON 自动门高速运转，极速开 门 X3 ON 自动门关闭，Y3运转 X4 ON 自动门停止运行 在本课题的调试过程中，预先设计的功能和动作都能正常实现，具有较高的可靠性，维修方便等特点，本课题所设计的自动门是针对商场，在编写程序过程中加强了自动门的安全性，针对商场的实际情况增加了防夹人的设计，程序中也加强了自动门的安全性以及门的故障提示功能。因此，本课题解决了某商场要求自动门要有极高的稳定性，且成本不能太高的要求，是一个比较适合此类场合运用且经济性的产品。 17 第五章 总结与展望 第五章 总结与展望 5.1总结 通过本次毕业设计，我初步试着用自己的专业知识，设计出程序和硬件系统，进一步理解了PLC控制系统的设计方法，提高了PLC梯形图的编程能力，掌握了PLC控制系统的调试技巧，更加熟悉了GX Developer编程软件的应用。虽然在这其中自己提高了很多，但同时也让我明白了自身知识的贫乏，很多方面还需要加强努力。同时也 体会 针灸治疗溃疡性结肠炎昆山之路icu常用仪器的管理名人广告失败案例两会精神体会 到了网络知识的丰富，找资料也需要技术，开拓了眼界，并为以后查找资料奠定了基础。 一个设计的完成并不只是为了了解某一方面的知识就够了，还需要了解和掌握与之有密切关系的其它课程知识的学习，硬件开发是PLC控制系统应用开发的基础，软件的开发是建立在硬件之上，软硬件设计的巧妙结合是项目开发质量保证的关键，如果我们能用软件解决的问题，应该尽量用软件解决，毕竟软件开发成本低，只需要开发时间。PLC控制系统在满足使用功能的前提下，还应具有较高的可靠性，一旦出现故障，必将造成整个自动化过程的混乱和失控，从而产生严重的后果。因此，对于可靠性的考虑应贯穿于PLC控制系统的的设计的整个过程。 设计是在他人的基础之上建造属于自己的东西，我们要学会的就是把人家已经制造好的东西，经过添加自己的思想组合、加工。而这也不是简单的事情，要保证它功能实现的同时要考虑产品的实用性、安全性、持久性、可靠性、稳定性等。 5.2展望 由于目前没有相关的技术标准，各厂家的产品都按照自己的企业标准进行生产，对各项技术指标的要求和测量方法都不尽相同，如提升力等参数，差别较大，在市场上造成了较大的混乱，给用户选择带来不便，也不利于行业的发展。因此，有必要制定自动门的技术标准，明确规定的主要技术指标以及测试方法等，引导市场有序竞争，促进行业发展。 在建筑金属结构协会和门业标委会的大力推动下，《自动门》标准编制工作已经展开，目前有许继施普雷特机电设备有限公司、深圳固威特科技有限公司、沈阳未来科技发展有限公司、福建漳州市麒麟电子有限公司和上海昌顺电子信息技术有限公司等5家单位参与了此标准的编制工作。2005年4月2日，在北京召开了编制组成立会和首次工作会议。经过编制组两个多月的工作，现该标准的初稿已经形成，拟于近期召开编制组第二次工作会议，对初稿进行讨论和修改。 经过多年发展，自动门行业呈现以下发展趋势: 18 职业技术学院毕业设计论文 1 智能化，多功能:今后的还将进一步提高智能化程度，如自动检测开关门行程位置，自动适应门体阻力的变化，以始终保持较高的遇障保护灵敏度等。还将增加一些新的功能，如和住宅安防系统配合使用等。 2 免维护:采取多种措施，减少使用过程中的维护工作。 3 多样化:将会有各种各样不同外观和功能的产品，满足用户的不同需要。 4高安全性:随着用户安全意识的提高，安全性将是用户非常注重的一项指标，也将是一项基本要求 19 致谢 致 谢 三年的大学生活即将结束，在这几年里我学到了很多东西。首先，向淮安信息职业技术学院的各位老师表示感谢。你们不仅传授了我很多专业知识，而且还教会了我们许多为人处世的道理，这些道理将对我以后的人生起到很好的指导作用。 通过对自动门系统的软件设计，在学习与设计的过程中，了解所设计工程的工艺流程，从而完成了对自动门系统的软件设计，同时，对于自动门硬件，也知道了一些周边技术，扩充了知识面，增强了工艺的理解。 在论文完成之际，我首先向关心帮助和指导我的指导老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意～ 在论文工作中，遇到了很多困难，一直得到居海清老师的亲切关怀和悉心指导，使我受益匪浅。居海清老师以其渊博的学识、严谨的治学态度、求实的工作作风和她敏捷的思维给我留下了深刻的印象，我将终生难忘。再一次向她表示衷心的感谢，感谢她为学生营造的浓郁学术氛围，以及学习、生活上的无私帮助! 值此论文完成之际，谨向居海清老师致以最崇高的谢意! 在学校的学习生活即将结束，回顾两年多来的学习经历，面对现在的收获，我感到无限欣慰。为此，我向热心帮助过我的所有老师和同学表示由衷的感谢! 特别感谢我的师兄于德浩、郭宜浩、朱小龙，以及师姐陈兆丽、殷艳丽对我的学习和生活所提供的大力支持和关心!还要感谢一直关心帮助我成长的室友季龙健、戴良华～ 在我即将完成学业之际，我深深地感谢我的家人给予我的全力支持～ 最后，衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授! 并向你们致以最真诚的祝福。 20 参考文献 参考文献 [1]李凤阁，佟为明，等编著.电气控制与可编程序控制器应用技术[M].北京:机械工业出版社.2007 [2]钱晓龙，李鸿儒.智能电器与MicroLogix控制器[M].北京:机械工业出版社.2003 [3]顾德英，罗长杰，等编著.现代电气控制技术[M].北京:北京邮电大学出版社.2006 [4]陈在平,等编著.可编程序控制器(PLC)系统设计.北京:电子工业出版社.2007 [5]钱晓龙,李鸿儒.编著，MicroLogix控制器应用实例[M].北京:机械工业出版社.2005 [6]刘四妹.PLC技术在自动门控制系统中的应用[J].电工技术,2009,11:32 -33 [7]靳松.三菱FX1SPLC在自动门控制中的应用[J].自动化技术与应用,2004, 23 (8):32- 33 [8]张春秋.中国科技信息可编程序控制器(PLC)在自动门上的应用[J].中国科技信息,2009,5:133-134 [9]姚卫丰.基于PLC控制的自动门系统[J].自动化与仪表,2002,17(6):64-65 [10]熊芝耀,蒋文科,崔国庆,谭志源,李苏.一种自动门的设计[J].基于PLC控制的四开平移自动门,2003,3:56-56 [11]黎虎,游有鹏.基于PLC变频器的直线电机驱动门控制系统[J].电机技术,2008,4:22-28 [12]丁昌京.高速车自动门关门缓冲的方案比较[J].轨道交通,2007,4:76-79 21