基于PLC的數(shù)字電子鐘設(shè)計(jì)

1、 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文題目基于PLC自動門的控制與分析學(xué) 號1025570110姓 名楊嘉源指導(dǎo)教師顧葉虎職稱講師辦 學(xué) 點(diǎn)無錫辦學(xué)點(diǎn)教 學(xué) 班10樓宇智能化工程技術(shù)200 年 月 日2015年1月14日摘 要 隨著科技的日益加快，科技也進(jìn)入了人們呢的生活的方方面面。繼電器控制系統(tǒng)曾經(jīng)在工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展中起著巨大地推動作用，目前仍存在大量的運(yùn)用，但是由于其自身性能和功能已滿足不了人們的要求，自動化控制逐漸變得智能化、遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化，于是在人們長期的研究過程中PLC應(yīng)運(yùn)而生了，與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC由于應(yīng)用了可編程控制器技術(shù)，使其可靠性變得更高、抗干擾能力更強(qiáng)了、而且在設(shè)計(jì)、使

2、用和維護(hù)上更也方便了，于是人們在工業(yè)自動化領(lǐng)域中廣泛的運(yùn)用它。 本文就是從PLC在自動門系統(tǒng)上的應(yīng)用進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析的。為增強(qiáng)自動門運(yùn)行的可靠性，提出了一種以S7-200可編程序控制器為核心的自動門控制系統(tǒng)。結(jié)合PLC的運(yùn)行特點(diǎn)，對控制系統(tǒng)的工作流程作了合理的優(yōu)化。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(yùn)行位置檢測、門運(yùn)行障礙檢測等控制電路的工作過程， I/O點(diǎn)的確定，程序設(shè)計(jì)進(jìn)行了說明。關(guān)鍵詞：PLC（S7-200） 自動門 變頻控制目錄前言1第一章 課題概論21.1 國內(nèi)外自動門發(fā)展現(xiàn)狀21.2 本課題研究內(nèi)容31.3 PLC的發(fā)展前景31.3.1 PLC微型化發(fā)展31.3.2 P

3、LC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)化發(fā)展31.3.3 向模塊化、智能化發(fā)展31.3.4 PLC操作向簡易化方向發(fā)展31.3.5 編程語言和編程工具的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化4第二章 自動門控制系統(tǒng)的整體方案52.1 設(shè)計(jì)流程52.2 自動門的功能需求分析52.3 自動門的控制要求62.4 自動門具體構(gòu)成6第三章 硬件設(shè)計(jì)73.1 可編程控制器的選型73.2 驅(qū)動裝置的選型73.3 感應(yīng)器件的選型83.4 行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理83.5 傳動裝置8第四章 自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)104.1 PLC梯形圖概述104.2 自動門工作流程104.3 自動門控制系統(tǒng)原理圖124.4工作過程的分析144.5梯形圖的設(shè)計(jì)144.6

4、 過程分析16總結(jié)18參考文獻(xiàn)19前言 如今自動化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了驚人的成就，自動化技術(shù)是自動門的重要部分。在現(xiàn)在人們生活中自動門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防塵、防風(fēng)，同時(shí)可以使出入口顯得莊重高檔，因此自動門在人們生活中的運(yùn)用越來越廣泛，但在實(shí)際中相當(dāng)多的自動門系統(tǒng)一般采用繼電器邏輯控制，這種控制方式故障率高、可靠性高、維修不方便等缺點(diǎn)。而在自動門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、安全可靠級人性化是首先考慮的因素。為增強(qiáng)自動門運(yùn)行的可靠性，提出了一種以S7-200可編程序控制器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(yùn)行位

5、置檢測、門運(yùn)行障礙檢測等控制電路的工作過程，對PLC的選型及I/O點(diǎn)的確定進(jìn)行了說明。結(jié)合PLC的運(yùn)行特點(diǎn)，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。系統(tǒng)已通過硬件和軟件調(diào)試，在實(shí)際中獲得了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明，整個(gè)系統(tǒng)功能完善，性能可靠。第一章 課題概論1.1 國內(nèi)外自動門發(fā)展現(xiàn)狀在國外，進(jìn)入90年代以來，自動化技術(shù)發(fā)展很快，技術(shù)已經(jīng)很成熟，并取得了 驚人的成就，自動化技術(shù)是自動門的重要部分。在現(xiàn)在人們生活中自動門可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防塵、防風(fēng)，同時(shí)可以使出入口顯得很莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。隨

6、著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動門在人們的生活中的運(yùn)用越來越廣泛，自動門適 合于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等，使用自動門。但在國內(nèi)，自動門的自主研發(fā)尚處于初級階段。在自動門控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全及人性化是需要首先考慮的因素。由于門體的重量及體積不同會對自動門驅(qū)動傳動系統(tǒng)提出不同的要求，所以各種 自動門又可以分為重型自動門和輕型自動門?？土髁康牟町悤ψ詣娱T的使用產(chǎn)生很大的影響，因此，自動門還可以分為一般 自動門和頻繁使用自動門。 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，其中平開門用的場合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非

7、常龐大，一般只使用余高檔酒店賓館，自動平移門使用的最廣泛，大家一般所說的自動門、感應(yīng)門就是指自動平移門，目前市場上流行的平移型自動門一般是兩開，這種門的特點(diǎn)是簡單易控，維護(hù)方便。 自動平移門最常見的形式是自動門內(nèi)外兩側(cè)加感應(yīng)器，當(dāng)人走進(jìn)門時(shí)，感應(yīng)器感 應(yīng)到人的存在，給控制器一個(gè)開門信號，控制器通過驅(qū)動裝臵將門打開。當(dāng)人通過之后，再將門關(guān)上。由于自動平移門在通電后可以實(shí)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。 自動門的控制方法有很多，從控制器的不同來說，有繼電器控制，即通過按鈕和 復(fù)雜的接線安裝來控制；智能控制器控制，即通過運(yùn)行現(xiàn)代自動化設(shè)備來控制，它具

8、有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點(diǎn)，因此被很多生產(chǎn)廠商所運(yùn)用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)存在許多缺陷而逐步被智能控制器的自動門所淘汰。 在智能控制器的選折上，自動門的主控制器有微電腦控制器控制和可編程控制器 （PLC）控制，微電腦控制主要有體積小、安裝方便等特點(diǎn)，目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動門，PLC控制的特點(diǎn)是穩(wěn)定型高、維護(hù)方便，目前許多大型商場的自動門都是有這種方式來控制的。1.2 本課題研究內(nèi)容以自動感應(yīng)門為研究對象，設(shè)計(jì)PLC外部硬件電路和軟件程序，是控制系統(tǒng)更加智能化、人性化。綜合了自動門的簡潔、簡單的要求，在本課題中主要研究自動門，本課題設(shè)計(jì)的自動門具有自動開門功能和分時(shí)段控制功能以

9、及配備安全防夾人光線、后備電源等輔助裝置來滿足商城等人流眾多的場所的高效率、高安全性的要求。1.3 PLC的發(fā)展前景PLC發(fā)展至今已有近40年的歷史，隨著半導(dǎo)體技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)控制領(lǐng)域已有翻天覆地的變化，PLC亦一樣，隨著PLC應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，PLC技術(shù)及其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)都在不斷改進(jìn)，功能日益強(qiáng)大，性價(jià)比越來越高。 1.3.1 PLC微型化發(fā)展 PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越小。比如三菱的FX-IS系列PLC，最小的機(jī)種，體積僅為 60×90×75mm，相當(dāng)于一個(gè)繼電器，但卻具有高速計(jì)數(shù)、斜坡、交替輸出及16位四則運(yùn)算等能力，還具有可調(diào)電位器時(shí)間

10、設(shè)定功能。PLC已不再是早期那種只能進(jìn)行開關(guān)量邏輯運(yùn)算的產(chǎn)品了，而是具有越來越強(qiáng)的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計(jì)算機(jī)上才能具有的高級處理能力，如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進(jìn)驅(qū)動、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。從這種意義上說，PLC系統(tǒng)與DCS(集散控制系統(tǒng))的差別越來越小了，用PLC同樣可以構(gòu)成一個(gè)過程控制系統(tǒng)。 1.3.2 PLC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)化發(fā)展 PLC網(wǎng)絡(luò)控制是當(dāng)前控制系統(tǒng)和PLC技術(shù)發(fā)展的潮流。PLC與PLC之間的聯(lián)網(wǎng)通信、PLC與上位計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)通信已得到廣泛應(yīng)用。目前，PLC制造商都在發(fā)展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)能力。各PLC制造商之間也在協(xié)商指定通用的通

11、信標(biāo)準(zhǔn)，以構(gòu)成更大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。PLC已成為集散控制系統(tǒng)（DCS）不可缺少的組成部分。 向模塊化、智能化發(fā)展 為滿足工業(yè)自動化各種控制系統(tǒng)的需要，近年來，PLC廠家先后開發(fā)了不少新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發(fā)和應(yīng)用不僅增強(qiáng)了功能，擴(kuò)展了PLC的應(yīng)用范圍，還提高了系統(tǒng)的可靠性。1.3.4 PLC操作向簡易化方向發(fā)展 目前PLC推廣的難度之一就是復(fù)雜的編程使得用戶望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語言也不盡相同，用戶往往需要掌握更多種編程語言，難度較大。PID控制、網(wǎng)絡(luò)通信、高速計(jì)數(shù)器、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器

12、等編程和應(yīng)用也是PLC程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普通的方法對它們編程時(shí)，需要熟悉有關(guān)的特殊存儲器的意義，在編程時(shí)對它們賦值，運(yùn)行時(shí)通過訪問它們來實(shí)現(xiàn)對應(yīng)的功能。這些程序往往還與中斷有關(guān)，編程的過程既繁瑣又容易出錯(cuò)，阻礙了PLC的進(jìn)一步推廣應(yīng)用。PLC的發(fā)展必然朝著操作簡化對復(fù)雜任務(wù)的編程，在這一點(diǎn)上西門子就充當(dāng)了先行者，西門子S7-200的編程軟件設(shè)計(jì)了大量的編程向?qū)?，只需要在對話框中輸入一些參?shù)，就可以自動生成包括中斷程序在內(nèi)的用戶程序，大大方便了用戶的使用。 編程語言和編程工具的多樣化和標(biāo)準(zhǔn)化 多種編程語言的并存、互補(bǔ)與發(fā)展是PLC軟件進(jìn)步的一種趨勢。 PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富

13、多樣、功能提高的同時(shí)，日益向MAP(制造自動化協(xié)議)靠攏，使PLC的基本部件，包括輸入輸出模塊、通信協(xié)議、編程語言和編程工具等方面的技術(shù)規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。第二章 自動門控制系統(tǒng)的整體方案2.1 設(shè)計(jì)流程 1深入了解和分析自動門的控制要求和控制部件。 2確定I/O設(shè)備。根據(jù)自動門控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。 3根據(jù)I/O點(diǎn)數(shù)選擇合適的PLC類型。 4分配I/O點(diǎn)，分配PLC的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。 5設(shè)計(jì)自動門系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計(jì)

14、出周密完整的梯形圖程序，這是整個(gè)自動門系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作。 6將程序輸入PLC進(jìn)行軟件測試，查找錯(cuò)誤，使系統(tǒng)程序更加完善。 7自動門系統(tǒng)的整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計(jì)和現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)調(diào)試，調(diào)試種發(fā)現(xiàn)的問題要逐一排除，直至調(diào)試成功。 2.2 自動門的功能需求分析 本設(shè)計(jì)面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計(jì)的自動門應(yīng)由以下功能： 1. 開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式 為了便于維護(hù)，自動門應(yīng)具有手動和自動方式。手動和自動開門方式由手自動轉(zhuǎn)換開關(guān)來控制。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向手動位置時(shí)，門可以手動調(diào)節(jié)開或者關(guān)。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時(shí)

15、，手動開門失效，由感應(yīng)器檢測到有人接近門口且門未打開或者檢測到已無人接近門且門未關(guān)閉，PLC動作輸出信號給變頻器來控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)開門或者關(guān)門。 2. 緊急停止當(dāng)自動門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時(shí)，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進(jìn)入開門過程。PLC控制和執(zhí)行元件構(gòu)成是自動門控制系統(tǒng)的兩個(gè)重要組成。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為自動門的主要控制方式。本課題所設(shè)計(jì)的自動門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來控制傳動機(jī)構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實(shí)現(xiàn)門的自動化控制。 2.3 自動門的控制要求 經(jīng)分析設(shè)計(jì)任務(wù)，可知完成任務(wù)的實(shí)質(zhì)就是控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。要實(shí)現(xiàn)自動控制首先要具備一下功能部件：微波檢測開關(guān)，限位開關(guān)

16、，超載要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正保護(hù)開關(guān)。先確定電機(jī)與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實(shí)現(xiàn)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門。 首先按下啟動按鈕，當(dāng)傳感器檢測到能有人體通過信號時(shí)，開關(guān)上有電流通過，（光電檢測開關(guān)是脈沖觸發(fā)需對其自鎖）所以線圈上有電流通過，電動機(jī)正傳，帶動自動門執(zhí)行開門過程。 當(dāng)門完全打開之后，使開門限位開關(guān)由閉合到斷開，此時(shí)自動門停止，延時(shí)8秒。 若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測到有人體信號時(shí)，則在重新進(jìn)行8秒延時(shí)。 當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后，電動機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。 考慮到自動門若出現(xiàn)故障或維修的時(shí)候，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。

17、2.4 自動門具體構(gòu)成 自動門系統(tǒng)的具體組成如下圖：PLC感應(yīng)器件驅(qū)動裝置傳動裝置自動門圖2-1自動門系統(tǒng)組成由上圖可知，當(dāng)感應(yīng)器件檢測到人體或物體信號時(shí)將信號傳給PLC，PLC根據(jù)已經(jīng)采集的信號發(fā)出控制信號，是驅(qū)動裝置運(yùn)行，通過傳動裝置帶動自動門的運(yùn)行。第三章 硬件設(shè)計(jì)3.1 可編程控制器的選型 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估計(jì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲器的容量、確定PLC的功能、外部

18、設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 電源部件微處理器cpuI/O擴(kuò)展接口輸入部件外設(shè)接口綜合PLC的選型標(biāo)準(zhǔn)，本課題的設(shè)計(jì)采用智能控制器為穩(wěn)定性良好的德國西門子公司生產(chǎn)的CPU224小型PLC來實(shí)現(xiàn)整個(gè)自動系統(tǒng)的控制基本單元I/O擴(kuò)展單元系 用統(tǒng) 戶程 程序 序 存儲器其他外設(shè)編程器輸出部件AB接受現(xiàn)場信號驅(qū)動受控單元圖3.1PLC硬件圖3.2 驅(qū)動裝置的選型 自動門的驅(qū)動器是自動門能否良好工作的保障。結(jié)合安全穩(wěn)定的考慮，在本設(shè)計(jì)中選用天津安全電機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號為YSM100/112、W、S的3相380V交流電機(jī)，此電機(jī)噪音極小、調(diào)速性能好，即具備交流電動機(jī)

19、的結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動機(jī)線性機(jī)械特性、調(diào)速范圍寬、啟動轉(zhuǎn)矩大、運(yùn)行效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)。 3.3 感應(yīng)器件的選型 目前自動門行業(yè)運(yùn)用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。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。結(jié)合本課題的實(shí)際需要在設(shè)計(jì)自動門的人員檢測上運(yùn)用微波雷達(dá)傳感器為自動門感應(yīng)器 微波感應(yīng)器的特點(diǎn): 1非接觸探測 2不受溫度，濕度，噪音影響 3.4 行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理 行程開關(guān)又稱限位開關(guān)，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，將行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動

20、部件上的模塊撞擊行程開關(guān)時(shí)，行程開關(guān)的觸點(diǎn)動作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)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。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護(hù)。 滾輪式行程開關(guān)又分為單滾輪自動復(fù)位和雙滾輪(羊角式)非自動復(fù)位式，雙滾輪行移開關(guān)具有兩個(gè)穩(wěn)態(tài)位置，有“記憶”作用，在某些情況下可以簡化線路。 3.5 傳動裝置 在本課題設(shè)計(jì)的自動門針對人流較多的商場，應(yīng)對周圍環(huán)境進(jìn)行綜合考慮，所以在本課題的自動門機(jī)械傳動設(shè)計(jì)中考慮了以下幾個(gè)方面： 1

21、自動門的傳動主要包括安裝板，軌道，門機(jī)，皮帶，吊掛件等。 2所有的組件都為插入式元件，使得安裝很簡便。 3電機(jī)：驅(qū)動電機(jī)采用380V三相交流電機(jī)，功率大，可調(diào)性強(qiáng)。 4導(dǎo)軌：水平雙導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，形成正懸掛，解決了側(cè)擺的問題，從而確保了門扇的穩(wěn)定性。并配以雙側(cè)密封毛刷，形成密封式導(dǎo)軌，避免積塵對導(dǎo)軌及滑輪的磨損，實(shí)現(xiàn)了維護(hù)方面的特點(diǎn)。 5滑輪：采用特殊的尼龍滑輪，強(qiáng)度高，耐磨性好，同時(shí)還有一定的減震效果。 6皮帶：用于傳輸電機(jī)所產(chǎn)動力，牽引自動門吊具走論系統(tǒng)，采用齒形皮帶， 齒形皮帶的齒形截面為曲線設(shè)計(jì)，增加了齒形的高度，提高了皮帶與傳動齒輪的吻合度，從而提高了機(jī)械效率。皮帶底部采用尼龍加強(qiáng)，減少了

22、齒距變形，提高了使用壽命。 7馬達(dá)皮帶輪直徑為5cm，皮帶滑輪內(nèi)徑為13.5cm，外徑為28.5cm。第四章 自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)4.1 PLC梯形圖概述 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語言，它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉。因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛的應(yīng)用。 梯形圖程序設(shè)計(jì)語言的特點(diǎn)是： 1. 與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性。 2. 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，易于掌握和學(xué)習(xí)。 3. 與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是：梯形圖中的能流（Power Flow）不是實(shí)際

23、意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此應(yīng)用時(shí)需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待； 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為PLC的第一編程語言。梯形圖與電器控制系統(tǒng)的電路圖很相似，具有直觀易懂的優(yōu)點(diǎn)，很容易被工廠電氣人員掌握，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖常被稱為電路或程序，梯形圖的設(shè)計(jì)稱為編程。 4.2 自動門工作流程 1按下啟動按鈕，當(dāng)有人由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1或K2時(shí)，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(shí)，電機(jī)停止運(yùn)行。 2自動門在開門位置停留8秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動，電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門

24、限位開關(guān)K4位置時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)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(shí)，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8秒等待時(shí)間內(nèi)，若有人員由外至內(nèi)或由內(nèi)至外通過光電檢測開關(guān)K2或K1時(shí)，必須重新開始等待8秒后，再自動進(jìn)入關(guān)門過程，以保證人員安全通過。 5考慮到自動門若出現(xiàn)故障時(shí)，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。以上工作過程可用流程圖表達(dá)如下圖所示。否圖4-1自動門工作流程圖手動/自動選擇門口是否有人門打開開到最底開門按鈕按下門打開到底門關(guān)閉到底關(guān)門按鈕按下是是否否否否是是是是是開始結(jié)束運(yùn)行門關(guān)閉開門計(jì)時(shí)關(guān)到最底停止運(yùn)行蜂鳴器響

25、4.3 自動門控制系統(tǒng)原理圖 a.自動門控制系統(tǒng)主電路控制圖：L1 L2 L3MFRKMKM2FU1QS圖4-2 自動門控制系統(tǒng)主電路b.繼電器接觸器KTKTKM2KM2KM0SB1SB7KM0KM1FRSB10SB2KM1SB2SB1SB38SKM1KM0SB4SB11SB5SB6KM0 圖4-3繼電器控制器控制圖c.外圍接線SB1SB2SB3SB4SB5SB6SB7SB10SB11I0.1 Q0.0I0.2I0.3I0.4 Q0.1I0.5I0.6I0.7 Q0.2I1.0I1.1COM COM圖4-4 自動門控制系統(tǒng)外圍接線圖KM0KM2KM14.4工作過程的分析根據(jù)本課題的控制要求和安

26、全要求，所設(shè)計(jì)的程序按照下圖所示的流程運(yùn)行，已達(dá)到本系統(tǒng)的最佳設(shè)計(jì)要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計(jì)，工作流程如下： 首先按下啟動按鈕，當(dāng)傳感器檢測到能有人體信號時(shí)，電動機(jī)正傳，帶動自動門執(zhí)行開門過程。 當(dāng)門完全打開之后，使開門限位開關(guān)打開，此時(shí)自動門停止，進(jìn)行8秒延時(shí)。 若此時(shí)感應(yīng)器重新檢測到有人體信號時(shí)，則在重新進(jìn)行8秒延時(shí) 。 當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后，電動機(jī)反轉(zhuǎn)執(zhí)行關(guān)門過程。在關(guān)門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時(shí)，此時(shí)中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。 考慮到自動門若出現(xiàn)故障時(shí)，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。4.5梯形圖的設(shè)計(jì) 表4-1自動門I/O地址分配表PLC原件作用I0.1門外光檢

27、測電開關(guān)I0.2門內(nèi)光檢測電開關(guān)I0.3開門限位開關(guān)I0.4關(guān)門限位開關(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Q0.0電動機(jī)正轉(zhuǎn)Q0.1電動機(jī)反轉(zhuǎn)梯形圖：圖4-5 PLC梯形圖4.6 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)檢測到有人體接近時(shí)將其轉(zhuǎn)換成信號使I0.1或I0.2閉合。由于開門限位開關(guān)I0.3是常閉的，所以Q0.0線圈得電，由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(shí)Q0.0閉合，此時(shí)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(shí)，使開門限位開關(guān)I0.3

28、打開，Q0.0線圈失電。電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。3當(dāng)門扇停止移動時(shí)，由于開門限位開關(guān)的常閉變成斷開，故使常開變閉合。此時(shí)進(jìn)行8秒鐘的延時(shí)，若此時(shí)外檢測開關(guān)或內(nèi)檢測開關(guān)I0.1或I0.2檢測到有人體信號，則使T0重新延時(shí)8秒鐘。 4當(dāng)8秒的延時(shí)完畢后T0線圈通電，關(guān)門限位開關(guān)閉合，所以使Q0.1得電并自鎖，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常閉，此時(shí)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考慮到自動門若出現(xiàn)故障時(shí)，使用自動控制系統(tǒng)有所不適，避免造成不便和不必要故障，于是設(shè)置手動開門和手動關(guān)門?？偨Y(jié)本設(shè)計(jì)基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)目的，利用PLC實(shí)現(xiàn)自動門的控制系統(tǒng)。掌握了PLC的編程，并運(yùn)用軟硬件的知識，通過合理的設(shè)備選型，參數(shù)設(shè)置，軟硬件設(shè)計(jì)，提高了自動門的可靠運(yùn)行。改善了自動門的舒適感，并節(jié)約了電能。給人們帶來了極大的方便。用可編程控制器對自動門進(jìn)行控制的同時(shí)實(shí)施實(shí)時(shí)故障監(jiān)測，準(zhǔn)確可靠，實(shí)時(shí)性好，便于維修。 當(dāng)然，由于所學(xué)知識和時(shí)間的有限，本次設(shè)計(jì)還存在一些不足之處，功能方面