自動門畢業(yè)設(shè)計---基于plc的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(論文)</p><p>　　題目 基于PLC的自動門控制系統(tǒng)設(shè)計 </p><p>　　學(xué)院名稱　 電氣工程與自動化學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級　　　 測控技術(shù)與儀器 09-2 </p><p>　　學(xué)生姓名　

2、 　 </p><p>　　導(dǎo)師姓名　 </p><p>　　二〇一三年 五月 三十日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p&

3、gt;<p>　　第一章 緒 論3</p><p>　　1.1 研究背景和研究意義3</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展的狀況4</p><p>　　1.3 自動門簡介4</p><p>　　1.4 自動門的組成5</p><p>　　第二章 PLC的介紹5</p>&l

4、t;p>　　2.1 PLC的簡介5</p><p>　　2.2 PLC的主要功能7</p><p>　　2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)7</p><p>　　2.4 PLC的特點8</p><p>　　2.5 PLC的工作原理8</p><p>　　第三章 自動門控制系統(tǒng)的整體方案9</p>

5、<p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計9</p><p>　　3.2 自動門的功能需求分析10</p><p>　　3.3 自動門的部件組成10</p><p>　　3.4 自動門的控制要求11</p><p>　　第四章 自動門的硬件系統(tǒng)設(shè)計11</p><p>　　4.1 自動感應(yīng)門的基本工作原理

6、12</p><p>　　4.2 感應(yīng)器件的選型12</p><p>　　4.3 限位開關(guān)的概述13</p><p>　　4.4 PLC的選擇13</p><p>　　4.4.1 輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算13</p><p>　　4.4.2 存儲器容量的選擇14</p><p>　

7、　4.4.3 控制功能的選擇14</p><p>　　4.4.4 機型的選擇15</p><p>　　4.4.5 對PLC響應(yīng)時間的要求15</p><p>　　4.4.6 自動門系統(tǒng)I/O地址的分配情況15</p><p>　　4.5 自動門控制器的操作16</p><p>　　4.6 自動門電機的概述1

8、6</p><p>　　第五章 自動門的軟件系統(tǒng)設(shè)計16</p><p>　　5.1 工作流程圖16</p><p>　　5.2 PLC的編程語言17</p><p>　　5.3 編程軟件STEP7--Micro/WIN概述18</p><p>　　5.4 PLC梯形圖概述19</p><

9、;p>　　5.5 PLC梯形圖的設(shè)計原則20</p><p>　　5.6 PLC功能指令概述20</p><p>　　5.7 梯形圖以及指令20</p><p>　　5.7.1 梯形圖20</p><p>　　5.7.2 指令25</p><p>　　第六章 結(jié)論28</p><

10、p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　致 謝29</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，我們的生活發(fā)生了巨大的變化。一個智能化、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

11、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。</p><p>　　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。結(jié)合PLC的運行特點,對控制系統(tǒng)的工作流

12、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,在實際中獲得了應(yīng)用。應(yīng)用結(jié)果表明,整個系統(tǒng)功能完善,性能可靠。</p><p>　　結(jié)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、順序功能圖及PLC控制梯形圖等。本設(shè)計介紹應(yīng)用可編程控制器取代傳統(tǒng)的繼電器、接觸器控制

13、系統(tǒng)，實現(xiàn)自動門控制的過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：可編程控制器 S7-200 自動門 控制系統(tǒng)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Along with the science and technology change rapidly, great changes have taken pl

14、ace in our life. An intelligent, automation has began to appear in front of us, which provides much convenience to our. A typical representative of automatic door is the automation process, this design is the use of know

15、ledge, combined with the actual need and research.</p><p>　　In order to enhance the reliability of automatic door system, presents a S7-200 programmable controller (PLC) automatic door control system as the

16、core. Analysis of the working principle of the control system, the hardware of the system consists of the description, describes the human detection, automatic door operation position detection, detection of door operati

17、on obstacles such as work process control circuit, determine the selection of PLC and I\/O are described. According to the operating </p><p>　　The operation characteristics of PLC, the control system were re

18、asonable workflow optimization. On this basis, function flow chart of the program, the sequential control system software design diagrams, external control terminal wiring diagram and PLC ladder diagram is given. This de

19、sign introduces the application of programmable controller to replace the traditional relay, contactor control systems, automatic door control process.</p><p>　　Keywords: programmable controller; S7-200; aut

20、omatic control system; </p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1 研究背景和研究意義</p><p>　　21世紀的今天，門更加突出了安全理念，強調(diào)了有效性：有效地防范、通行、疏散，同時還突出了建筑藝術(shù)的理念，強調(diào)門與建筑以及周圍環(huán)境整體的協(xié)調(diào)、和諧。</p>&l

21、t;p>　　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)模的專業(yè)制造商。門的高級形式--自動門起源在歐美，迅速發(fā)展至今天，已經(jīng)形成了種類齊全、功能完善、造工精細的自動門家族。</p><p>　　大中型公共場所，為這些建筑增添了亮麗、時尚的姿彩。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。所以對自動門的認識應(yīng)該從人對門功能的要求開始。

22、作為建筑物一部分的門，從最基本的意義上講，要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。</p><p>　　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)門由于昂貴而且非常寵大，一般只用于有需要的高檔賓館，自動平移門使用得最廣泛，大家一般所說的自動門、感應(yīng)門就是指自動平移門。</p>&

23、lt;p>　　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、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(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必不可少的一項配置。</p><p>　　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、

24、防風、防塵、降低噪音，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內(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必不可少的一項配置。</p><p>　　自動門的控制方法有很多，從控制器的不同來分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即通過按鈕和復(fù)雜的接線安裝；智能控制器控制，即通過運用現(xiàn)代自動化設(shè)備來控制，它具有穩(wěn)定性高，安全等優(yōu)點，因此被很多生產(chǎn)廠商所運用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)因存

25、在許多缺陷而逐步被智能控制器控制的自動門所淘汰。</p><p>　　在智能控制器的選擇上，自動門的主控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，目前有許多廠家采用此種方式生產(chǎn)自動門，PLC控制的特點是穩(wěn)定性高維護方便，目前許多大型的商場的自動門都是由這種方式來控制。</p><p>　　自動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

26、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[1]。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展的狀況</p><p>　　縱觀當今自動感應(yīng)門市場的情況，歐州、日本、本土品牌都已經(jīng)在市場上取得一定的份額，并確立了各自在

27、市場中的定位及發(fā)展模式。而各種規(guī)模的門機生產(chǎn)銷售廠商則更以數(shù)百計。中國自動感應(yīng)門已成為全球自動門最大市場及生產(chǎn)制造中心，自動門的發(fā)展前景十分可觀，全球的自動門廠商都試圖在中國謀求發(fā)展。市場競爭日趨激烈。 由于不同使用地點對門機和自動門的設(shè)計安裝有不同要求，所以自動感應(yīng)門生產(chǎn)商傾向于采用對用戶直銷，或者與有安裝設(shè)計能力的系統(tǒng)集成商合作進行銷售。外資品牌與內(nèi)資品牌的自動感應(yīng)門相比更注重品牌形象的建設(shè)和宣傳。而內(nèi)資企業(yè)則更注重產(chǎn)銷量的提升。一

28、些內(nèi)資企業(yè)除生產(chǎn)自有品牌產(chǎn)品外，還代理銷售或貼牌生產(chǎn)外資品牌的產(chǎn)品，銷售模式更加多元化。在自動感應(yīng)門日趨激烈的競爭中，各企業(yè)都針對自身特點采用各種方法擴大市場份額。其中比較普遍的一種方式是對生產(chǎn)以及下游銷售渠道進行產(chǎn)業(yè)鏈整合。</p><p>　　從目前市場情況看，自動門產(chǎn)品還主要應(yīng)用于經(jīng)濟發(fā)達的東部及東南沿海地區(qū)。自動門產(chǎn)品的應(yīng)用正在不斷的向內(nèi)陸發(fā)達城市擴張，隨著各省會城市的建設(shè)，以及外商投資向內(nèi)地的轉(zhuǎn)移，自動

29、感應(yīng)門的使用地域正在向內(nèi)陸延伸。 一些中小型建筑及服務(wù)機構(gòu)，如便利店、照相館、小飯店等，也開始關(guān)注服務(wù)設(shè)施使用的便利性，從而引入自動門。這類自動感應(yīng)門企業(yè)的需求為中低端自動門市場提供了廣泛的需求。 </p><p>　　雖然自動門市場在各方推動下快速增長，但自動感應(yīng)門也存在一些影響其發(fā)展的因素。一部分自動門產(chǎn)品生產(chǎn)商追求利益最大化，在原材料及技術(shù)工藝等相對方面做得不到位。一部分自動門安裝隊伍沒有經(jīng)過嚴格培訓(xùn)，安裝

30、出的自動門做工粗糙質(zhì)量難以保證，導(dǎo)致售后無法保證，用戶反應(yīng)強烈。另外自動門產(chǎn)品的標準體系還不完善，要求還不明確，可操作性不強。而且大部分自動感應(yīng)門標準屬于非強制標準。標準的討論和制定還在積極完善中，期待未來可以對市場規(guī)范起到積極的作用。 </p><p><b>　　1.3 自動門簡介</b></p><p>　　自動門 英文名：automatic door <

31、/p><p>　　自動門開始在建筑物上使用，是在二十世紀年以后。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)域每年都在增加。當初，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

32、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。</p><p>　　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,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?，F(xiàn)代自動門的操作主要有三種方式。（1）腳踏板式：在

33、踏板之下裝有壓力開關(guān)。（2）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。（3）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。</p><p>　　1.4 自動門的組成</p>

34、<p>　　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)。</p><p>　　感應(yīng)探測器：負責采集外部信號，如同人們的眼睛，當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。</p><p>　　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

35、行。</p><p>　　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。</p><p>　　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)。</p><p>　　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。&l

36、t;/p><p>　　第二章 PLC的介紹</p><p>　　2.1 PLC的簡介</p><p>　　可編程控制器（Programmable Controller）簡稱PC，但個人計算機（Personal Computer）也簡稱PC，為了區(qū)別，人們?nèi)粤晳T稱可編程控制器為PLC（Programmable Logical Controller）。</p>

37、<p>　　國際電工委員會（International Electrical Committee）于1987年頒布了可編程控制器的標準及其定義：“可編程控制器是一種專門為在工業(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)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易

38、于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計[2]。</p><p>　　可編程控制器是60年代末在美國首先出現(xiàn)，當時叫可編程邏輯控制器PLC（Programmable Logic Controller），目的是用來取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。PLC的基本設(shè)計思想是把計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標

39、準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi)?？刂破骱捅豢貙ο筮B接方便。</p><p>　　隨著半導(dǎo)體技術(shù)，尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展，到70年代中期以后，PLC已廣泛地使用微處理器作為中央處理器，輸入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的PLC已不再是邏輯判斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能。</p>&

40、lt;p>　　可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計算和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC是微機技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中機械觸點的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用微處理器的優(yōu)點。</p>

41、<p>　　可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝，因此可在初步設(shè)計階段選用可編程控制器，在實施階段再確定工藝過程。另一方面，從制造生產(chǎn)可編程控制器的廠商角度看，在制造階段不需要根據(jù)用戶的訂貨要求專門設(shè)計控制器，適合批量生產(chǎn)。特別是它的高可靠性和較強的適應(yīng)惡劣環(huán)境的能力，受到用戶的青昧，因而在冶金、化工、交通、電力等諸多領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，與機器人、CAD/CAM一起，被稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱

42、?？删幊炭刂破髡蔀楣I(yè)控制領(lǐng)域的主流控制設(shè)備，在世界各地發(fā)揮著越來越大的作用。</p><p>　　由于這些特點，可編程控制器問世以后很快受到工業(yè)控制界的歡迎，并得到迅速的發(fā)展。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的應(yīng)用[3]。</p><p>　　2.2 PLC的主要功能</p><p>　?。?）開關(guān)邏輯和順序控制</p>

43、<p>　　這是PLC應(yīng)用最廣泛、最基本的場合。它的主要功能是完成開關(guān)邏輯運算和進行順序邏輯控制，從而可以實現(xiàn)各種控制要求。</p><p>　?。?）模擬控制（A/D和D/A控制）</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，許多連續(xù)變化的需要進行控制的物理量，如溫度、壓力、流量、液位等，這些都屬于模擬量。過去，PLC長于邏輯運算控制，對于模擬量的控制主要靠儀表或分布式控制系統(tǒng)，目前

44、大部分PLC產(chǎn)品都具備處理這類模擬量的功能，而且編程和使用方便。</p><p>　?。?）定時/計數(shù)控制</p><p>　　PLC具有很強的定時、計數(shù)功能，它可以為用戶提供數(shù)十甚至上百個定時器與計數(shù)器。對于定時器，定時間隔可以由用戶加以設(shè)定；對于計數(shù)器，如果需要對頻率較高的信號進行計數(shù)，則可以選擇高速計數(shù)器。</p><p><b>　　（4）步進控制

45、</b></p><p>　　PLC為用戶提供了一定數(shù)量的位移寄存器，用位移寄存器可方便地完成步進控制功能。</p><p><b>　　（5）運動控制</b></p><p>　　在機械加工行業(yè)，可編程序控制器與計算機數(shù)控（CNC）集成在一起，用以完成機床的運動控制。</p><p><b>　　

46、（6）數(shù)據(jù)處理</b></p><p>　　大部分PLC都具有不同程度的數(shù)據(jù)處理能力，它不僅能進行算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送，而且還能進行數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)顯示打印等操作，有些PLC還可以進行浮點運算和函數(shù)運算。</p><p><b>　?。?）通信聯(lián)網(wǎng)</b></p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、

47、PLC與計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。</p><p>　　2.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：</p><p><b>　　1、電源</b></p><p>　　PLC的電源在

48、整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(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。</p><p>　　2. 中央處理單元(CPU)</p><p>　　中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵

49、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。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行

50、。為了進一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。</p><p><b>　　3、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。存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。</p><p>　　4、輸入輸出接口

51、電路</p><p>　　（1）現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。（2）現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。</p><p><b>　　5、功能模塊</b></p><p>　　如計數(shù)、定位等

52、功能模塊。</p><p><b>　　6、通信模塊</b></p><p>　　如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等[4]。</p><p>　　2.4 PLC的特點</p><p>　　PLC作為一種專用于工業(yè)環(huán)境的、具有特殊結(jié)構(gòu)的計算機，有其顯著的特點。具體特點如下: </p>

53、<p>　　（1）可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　?。?）硬件配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　?。?）易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p>　?。?）安裝方便，擴展靈活</p><p>　?。?）系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試工作量小，維護方便，容易改造</p><p>　?。?）

54、體積小，重量輕，能耗低</p><p>　　2.5 PLC的工作原理</p><p>　　可編程控制器是一種專用的工業(yè)控制計算機，其工作原理與計算機控制系統(tǒng)的工作原理基本相同。</p><p>　　PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)掃描，并用周期性的地集中采樣、集中輸出的方式來

55、完成[5]。一個掃描周期（工作周期）主要成分為以下幾個階段：</p><p>　　（1）輸入采樣掃描階段</p><p>　　這是第一個集中批處理過程，PLC按順序逐個采集所有輸入端子上的信號，不論輸入端子上是否接線，CPU順序讀取全部輸入端，將所有采集到的一批輸入信號寫到輸入映像寄存器中，在當前的掃描周期內(nèi)，用戶程序用到的輸入信號的狀態(tài)是否變化。即使此時外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，也只

56、能在下一個掃描周期的輸入采樣掃描階段去讀取，對于這種采集輸入信號的批處理，雖然嚴格上說每個信號被采集的時間有先有后，但由于PLC的掃描周期很短，這個差異對一般工程應(yīng)用可忽略，所以可以認為這些采集到的輸入信息是同時的[6]。</p><p>　　（2）執(zhí)行用戶程序掃描階段</p><p>　　是第二個集中批處理過程，在執(zhí)行用戶程序階段，CPU對用戶程序按順序進行掃描。如果程序用梯形圖表示，則

57、總是按先上后下、從左到右的順序進行掃描，每掃描到一條指令，所需要的輸入信息的狀態(tài)均從輸入映像寄存器中去讀取，而不是直接使用現(xiàn)場的立即輸入信號。對其他信息，則是從PLC的原件映像寄存器中去讀取，在執(zhí)行用戶程序中，每一次運算的中間結(jié)果都立即寫入元件映像寄存器中，對輸出繼電器的掃描結(jié)果，也不是馬上去驅(qū)動外部負載，而是將其結(jié)果寫入到輸出映像寄存器中。在此階段，允許對數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進行處理，在掃描周期的各個部分

58、，均可對中斷事件進行響應(yīng)。</p><p>　　在這個階段，除了輸入映像寄存器外，各個元件映像寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行而變化的。</p><p>　　（3）輸出刷新掃描階段</p><p>　　這是第三個集中批處理過程，當CPU對全部用戶程序掃描結(jié)束后，將元件映像寄存器中各輸出繼電器的狀態(tài)同時送到輸出鎖存器中，再由輸出鎖存器經(jīng)輸出端子去驅(qū)動各輸出繼電器所帶的負載

59、[7]。</p><p>　　第三章 自動門控制系統(tǒng)的整體方案</p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計</p><p>　?。?）深入了解和分析自動門的控制要求和控制部件。</p><p>　?。?）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

60、設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈等。</p><p>　?。?）根據(jù)I/O點數(shù)選擇合適的PLC類型。</p><p>　　（4）分配I/O點，分配PLC的輸入輸出點，編制出輸入輸出分配表或者輸入輸出端子的接線圖。</p><p>　　（5）設(shè)計自動門系統(tǒng)的梯形圖程序，根據(jù)工作要求設(shè)計出周密完整的梯形圖程序，這是整個自動門系統(tǒng)設(shè)計的核心工作。</p><

61、;p>　　（6）將程序輸入PLC進行軟件測試，查找錯誤，使系統(tǒng)程序更加完善。</p><p>　?。?）自動門系統(tǒng)的整體調(diào)試，在PLC軟硬件設(shè)計和現(xiàn)場施工完成后，就可以進行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(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。</p><p>　　3.2 自動門的功能需求分析</p><p>　　本設(shè)計面向商場入口的應(yīng)用，需要有安全性和可靠性。根據(jù)商場

62、中對自動門的具體要求，本課題所設(shè)計的自動門應(yīng)由以下功能：</p><p>　?。?)開門和關(guān)門控制應(yīng)有手動和自動方式</p><p>　　為了便于維護，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。當轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向手動位置時，門可以手動調(diào)節(jié)開或者關(guān)。當轉(zhuǎn)換開關(guān)撥向自動位置時，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

63、作輸出信號給變頻器來控制電機的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)開門或者關(guān)門。</p><p><b>　　（2)緊急停止</b></p><p>　　當自動門出現(xiàn)夾人現(xiàn)象時，可閉合緊急停止開關(guān)，自動門自動進入開門過程。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)計的自動門控制系統(tǒng)采用PLC為控制中心來

64、控制傳動機構(gòu)從而控制門的開和關(guān)實現(xiàn)門的自動化控制。</p><p>　　3.3 自動門的部件組成</p><p>　　(1) 主控器是自動感應(yīng)門的指揮中心，它通過內(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；同時工作人員可通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。</p><p>　　(2) 感應(yīng)探測器負責采集外部信號，當有移動物體進入它

65、的工作范圍時，它就給主控器一個脈沖信號。</p><p>　　(3) 動力馬達可提供開關(guān)門的主動力。</p><p>　　(4) 自動感應(yīng)門扇行進軌道用于約束門扇的吊具走輪系統(tǒng)，使其按特定方向行進。</p><p>　　(5) 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。</p><p>　　(6) 同步皮帶(有的廠家使用

66、三角皮帶)用于傳輸馬達動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。</p><p>　　(7) 下部導(dǎo)向系統(tǒng)是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)前后擺動。</p><p>　　3.4 自動門的控制要求</p><p>　　經(jīng)分析設(shè)計任務(wù)，可知完成任務(wù)的實質(zhì)就是控制電機的正反轉(zhuǎn)。要實現(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)，超載要實現(xiàn)電機

67、正保護開關(guān)。先確定電機與門扇軌道組成的系統(tǒng)，要實現(xiàn)電機正轉(zhuǎn)—開門，電機反轉(zhuǎn)—關(guān)門。</p><p>　　首先按下啟動按鈕，當傳感器檢測到能有人體通過信號時，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，電動機正傳，帶動自動門執(zhí)行開門過程。</p><p>　　當門完全打開之后，使開門限位開關(guān)由閉合到斷開，此時自動門停止，延時5秒。 若此時感應(yīng)器重新檢測到有人體信

68、號時，則在重新進行5秒延時。 </p><p>　　當5秒的延時完畢后，電動機反轉(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，此時中斷關(guān)門轉(zhuǎn)向開門過程。</p><p>　　考慮到自動門若出現(xiàn)故障或維修的時候，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。</p><p>　　第四章 自動門的硬件系統(tǒng)設(shè)計</p><p&g

69、t;　　自動門的硬件根據(jù)不同的類型各有不同，此以平移型感應(yīng)門為例子介紹它的硬件，主要有：自動感應(yīng)門主控制器，自動感應(yīng)探測器，自動感應(yīng)門動力馬達，自動感應(yīng)門門扇行進軌道，門扇吊具走輪系統(tǒng)，同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶），自動感應(yīng)門下部導(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。大體分為6部分如下圖4-1。</p><p>　　圖4-1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖</p><p&

70、gt;　　4.1 自動感應(yīng)門的基本工作原理</p><p>　　首先，平移式自動感應(yīng)門由以下部件組成：</p><p>　?。?）主控器：它是自動感應(yīng)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；同時人們通過主控器調(diào)節(jié)門扇開啟速度、開啟幅度等參數(shù)。</p><p>　　（2）感應(yīng)探測器：負責采集外部信號，如同人的眼睛，當有

71、移動物體進入它的 工作范圍時，它就給主控器一個脈沖信號。</p><p>　?。?）無刷直流電動機：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門的速度。</p><p>　　（4）自動感應(yīng)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)，使其按特定的方向行進。</p><p>　　（5）門扇吊具走輪系統(tǒng)：用于吊掛活動門扇，同時在動力的牽引下帶動門扇運行。</p&

72、gt;<p>　　（6）同步皮帶：用于傳輸馬達所產(chǎn)動力，牽引自動感應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。</p><p>　?。?）下部導(dǎo)向系統(tǒng)：是自動感應(yīng)門門扇下部的導(dǎo)向與定位裝置，防止門扇在運行時出現(xiàn)門體擺動。</p><p>　　自動感應(yīng)門門扇完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下：感應(yīng)探測器探測到有人進入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達，同時監(jiān)控馬達轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達在一定時

73、候加力和進入慢行運行。馬達得到一定運行電流后做出正向運行，將動力傳給同步皮帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門門扇開啟；自動感應(yīng)門門扇開啟后由控制器做出判斷，若需關(guān)閉自動感應(yīng)門，通知馬達做相反運動，關(guān)閉自動感應(yīng)門。</p><p>　　4.2 感應(yīng)器件的選型</p><p>　　根據(jù)不同的功能和性能運用在各類不同場合的自動控制系統(tǒng)中，是自動門系統(tǒng)的關(guān)鍵部位，其性能直接影響自動門系統(tǒng)

74、的安全及穩(wěn)定，如在高檔酒店、寫字樓，可以選擇高靈敏度的感應(yīng)器；在人行道邊上的銀行、商店等經(jīng)常有人路過的地方，選擇窄區(qū)域的感應(yīng)器。</p><p>　　目前自動門行業(yè)運用的感應(yīng)器件主要有微波感應(yīng)器、紅外感應(yīng)器等。</p><p>　　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

75、微處理器作控制。整機關(guān)鍵元器件均為進口器件，方案設(shè)計選擇器件均確保了產(chǎn)品可靠性。</p><p>　　微波感應(yīng)器是以10.525GHz微波頻率發(fā)射、接收。其探測方式具體如下優(yōu)點：（1）非接觸探測。（2）不受溫度、濕度、噪音。</p><p>　　本設(shè)計選用紅外感應(yīng)器。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

76、波感應(yīng)器慢[8]。</p><p>　　4.3 限位開關(guān)的概述</p><p>　　限位開關(guān)又稱行程開關(guān)，可以安裝在相對靜止的物體（如固定架、門框等，簡稱靜物）上或者運動的物體（如行車、門等，簡稱動物）上。當動物接近靜物時，開關(guān)的連桿驅(qū)動開關(guān)的接點引起閉合的接點分斷或者斷開的接點閉合。由開關(guān)接點開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂齐娐泛蜋C。</p><p>　　限位開關(guān)是一種常用

77、的小電流主令電器。利用生產(chǎn)機械運動部件的碰撞使其觸頭動作來實現(xiàn)接通或分斷控制電路，達到一定的控制目的。通常，這類開關(guān)被用來限制機械運動的位置或行程，使運動機械按一定位置或行程自動停止、反向運動、變速運動或自動往返運動等。</p><p>　　構(gòu)造：由操作頭、觸點系統(tǒng)和外殼組成。</p><p>　　限位開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖4-2所示</p><p>　　圖4-2 限位開關(guān)結(jié)

78、構(gòu)圖</p><p>　　4.4 PLC的選擇</p><p>　　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

79、有較高性能價格比的PLC和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。</p><p>　　4.4.1 輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算</p><p>　　I/O點數(shù)的估算時應(yīng)考慮適當?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

80、。</p><p>　　4.4.2 存儲器容量的選擇</p><p>　　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

81、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)存的字數(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。</p><p>　　4.4.3 控制功能的選擇</p><p>　　該選擇包括運算功能、控制功能、通信功能、編

82、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，主要由以下幾種功能的選擇。</p><p>　?。?）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。</p><p>　?。?）編程功能 離線編程方式：PLC和編程器共用一個CPU，

83、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負責現(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。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)該帶有五種標準化的編程語言：順序功能

84、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)遵守標準（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。</p><p>　?。?）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

85、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[9]。</p><p>　　4.4.4 機型的選擇</p><p>　?。?）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

86、等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通?？砂纯刂乒δ芑蜉斎胼敵鳇c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)。</p><p>　?。?）經(jīng)濟角度的考慮 在選擇PLC時，應(yīng)該考慮其性能價格比。考慮經(jīng)濟時，也應(yīng)該同時考慮應(yīng)用的可擴展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素。進

87、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。</p><p>　　4.4.5 對PLC響應(yīng)時間的要求</p>&l

88、t;p>　　對于多數(shù)場合，PLC的相應(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，當有此類信號輸入時需要選用掃描速度高的PLC或快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊。</p><p>　　綜合以上因素，本課題的設(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。</p><

89、p>　　4.4.6 自動門系統(tǒng)I/O地址的分配情況</p><p>　　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)。</p>

90、<p>　　PLC控制系統(tǒng)的I/O地址分配如下表4-3：</p><p>　　表4-3 I/O地址分配表</p><p>　　4.5 自動門控制器的操作</p><p>　?。?）門體開關(guān)手動控制： 接通電源后，控制器數(shù)顯窗口中間應(yīng)顯示“－”，此時為控制器的待機狀態(tài)?？刂破髅姘迳系乃膫€按鍵分別是“關(guān)門”、“停止”、“開門”、“報警”。按下“開門”或

91、“關(guān)門”鍵時，顯窗口應(yīng)分別顯示“H”或“E”。此時門機拖動門體運動，控制器此時并有低頻訊響聲發(fā)出。門體在運動時，當限位開關(guān)起作用或自動延時動作，門體自動停止運動，此時低頻訊響聲自動停止發(fā)聲。由開門到關(guān)門，或有關(guān)們到開門轉(zhuǎn)換時，必須按動停止鍵方可進行轉(zhuǎn)換。</p><p>　?。?）門體開關(guān)遙控控制： 遙控器的“A”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的“開門”，“B”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的“停止”，“C”鍵對應(yīng)手動開關(guān)的“關(guān)門”，“D”鍵

92、對應(yīng)手動開關(guān)的“報警”功能。使用時，按下遙控器相應(yīng)的功能鍵約1――0.5S時門體將按照既定功能運動或停止，其操作過程同手動控制。遙控器的控制距離與現(xiàn)場的電磁場強弱、遙控發(fā)射器的電池電壓、氣候的變化等因素有一定影響，這是正?，F(xiàn)象，使用拉桿天線可適當增加控制距離。</p><p>　?。?）報警功能設(shè)置： 按動手動控制的“報警”或遙控器的“D”鍵可以設(shè)置報警狀態(tài)。該鍵為重復(fù)鍵，即報警的設(shè)置和解除交替產(chǎn)生。當報警狀態(tài)

93、為設(shè)置時，窗口顯示“日”。當報警狀態(tài)為解除時，窗口顯示為“－”。當報警出現(xiàn)時，控制器將有高頻聲訊信號發(fā)出。當門體啟動（開關(guān)）時，報警狀態(tài)自動解除。門體運動時，仍可設(shè)置報警，但報警功能處于暫停狀態(tài)，當門體運動停止時，報警狀態(tài)自動恢復(fù)。</p><p>　　4.6 自動門電機的概述</p><p>　　電機按工作電源種類劃分：可分為直流電機和交流電機。</p><p>

94、　　本設(shè)計應(yīng)用的是直流電機，因為他的可調(diào)速性。通過電機軸上嵌入一個同步輪，拉動同步帶，靠皮帶將里傳輸?shù)介T上，并把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動。</p><p>　　第五章 自動門的軟件系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　5.1 工作流程圖</b></p><p>　　自動門其工作流程如圖5-1所示</p><p>　　圖5

95、-1 自動門工作流程圖</p><p>　　5.2 PLC的編程語言</p><p>　　編寫PLC程序的方法很多，這里主要介紹幾種典型的編程方法。</p><p><b>　　1. 圖解法編程</b></p><p>　　圖解法是靠畫圖進行PLC程序設(shè)計。常見的主要有梯形圖法、邏輯流程圖法、時序流程圖法和步進順控法。

96、</p><p><b>　?。?）梯形圖法</b></p><p>　　梯形圖法是用梯形圖語言去編制PLC程序。這是一種模仿繼電器控制系統(tǒng)的編程方法，其圖形甚至元件名稱都有繼電器電路十分相似。這種方法很容易地把原繼電器控制電路移植成PLC的梯形圖語言。這對于熟悉繼電器控制的人來說，是最方便的一種編程方法。</p><p><b>　

97、?。?）功能塊圖法</b></p><p>　　功能塊圖是另外一種圖形式的PLC編程語言。它使用像電子電路中的各種門電路，加上輸入、輸出，通過一定的邏輯連接方式來完成控制邏輯，它也可以把函數(shù)和功能塊連接到電路中，完成各種復(fù)雜的功能和計算。</p><p><b>　?。?）順序功能圖法</b></p><p>　　順序功能圖法是一種

98、真正的圖形化的編程方法。使用它可以對具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進行編程，特別適合在復(fù)雜的順序控制系統(tǒng)中使用。在順序功能圖中，最重要的三個元素是狀態(tài)、和狀態(tài)相關(guān)的動作、轉(zhuǎn)移。</p><p><b>　?。?）結(jié)構(gòu)化文本法</b></p><p>　　結(jié)構(gòu)化文本是一種用于PLC的結(jié)構(gòu)化方式編程的語言。相信結(jié)構(gòu)化文本可以編制出非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理或邏輯控制程序。<

99、/p><p><b>　?。?）指令表</b></p><p>　　指令表也是一種比較早的PLC的編程語言，它使用一些邏輯和功能指令的縮略語來表示相應(yīng)的指令功能，類似于計算機中的助記符語言，是用一個或幾個容易記憶的字符來代表PLC的某種操作功能，按照一定的語法和句法編寫出一行一行的程序，來實現(xiàn)所要求的控制任務(wù)的邏輯關(guān)系或運算[4]。</p><p>

100、;<b>　　2. 經(jīng)驗法編程</b></p><p>　　經(jīng)驗法是運用自己的或者別人的經(jīng)驗進行設(shè)計。多數(shù)是設(shè)計前先選擇與自己工藝要求相近的程序，把這些程序看成是自己的“試驗程序”。結(jié)合自己工程的情況，對這些“試驗程序”逐一修改，使之適合自己的工程要求。</p><p>　　3.計算機輔助設(shè)計編程</p><p>　　計算機輔助設(shè)計是通過PLC

101、編程軟件（比如STEP7--Micro/WIN）在計算機上進行程序設(shè)計、離線或在線編程、離線仿真和在線調(diào)試等。使用編程軟件可以很方便的在計算機上離線或在線編程、在線調(diào)試，在計算機上進行程序的存取、加密以及形成EXE文件。</p><p>　　5.3 編程軟件STEP7--Micro/WIN概述</p><p>　　STEP7--Micro/WIN編程軟件是基于Windows的應(yīng)用軟件，由西

102、門子公司專為s7-200系列可編程控制器設(shè)計開發(fā)，它功能強大，主要為用戶開發(fā)控制程序使用，同時也可以實時監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。它是西門子s7-200用戶不可缺少的開發(fā)工具。</p><p>　　以STEP7-Micro/WIN創(chuàng)建程序，為接通STEP 7--Micro/WIN，可雙擊STEP 7--Micro/WIN圖標，或選擇開始（Start）> SIMATIC >STEP 7 Micro/WIN

103、 4.0菜單命令。如圖5.2所示，STEP 7--Micro/WIN項目窗口將提供用于創(chuàng)建控制程序的便利工作空間。工具欄將提供快捷鍵按鈕，用于經(jīng)常使用的菜單命令，可顯示或隱藏工具欄的任何按鈕。瀏覽條給出了多組圖標，用于訪問STEP 7--Micro/WIN的不同編程特性。指令樹將顯示用于創(chuàng)建控制程序的所有項目對象和指令?？蓪蝹€的指令從指令樹拖放到程序中，或雙擊某個指令，以便將其插入到程序編輯器中光標的當前位置。程序編輯器包括程序邏輯和

104、局部變量表，可在其中分配臨時局部變量的符號名。子程序和中斷程序在程序編輯器窗口的底部均按標簽顯示。單擊標簽可在子程序、中斷程序和主程序之間來回變換[15]。</p><p>　　STEP 7--Micro/WIN提供了用于創(chuàng)建程序的三個編輯器：梯形圖（LAD）、語句表（STL）和功能塊圖（FBD）。盡管有某些限制，在這些程序編輯器的任何一個中編寫的程序均可用其它程序編輯器進行瀏覽和編輯。用的比較多的是梯形圖（LA

105、D）編程語言[11]。操作主界面如圖5-2所示。</p><p>　　圖5-2 編程軟件STEP7--Micro/WIN主界面</p><p>　　5.4 PLC梯形圖概述</p><p>　　梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言，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

106、來的梯形圖受到歡迎，并得到廣泛的應(yīng)用[12]。</p><p>　　梯形圖程序設(shè)計語言的特點是：</p><p>　?。?）與電氣操作原理圖相對應(yīng)，具有直觀性和對應(yīng)性；</p><p>　　（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；</p><p>　?。?）與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點是：梯形圖中的能流（Power Flo

107、w）不是實際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此應(yīng)用時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；</p><p>　　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，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)計稱為編程。</p><p>　　5.5 PLC

108、梯形圖的設(shè)計原則</p><p>　　（1）每個繼電器的線圈和它的觸點均用同一個編號，每個元件的觸點使用沒有數(shù)量限制。</p><p>　?。?）梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有觸點）。</p><p>　?。?）線圈不能直接接在左邊母線上。</p><p>　?。?）在一個程序中，同一編號的線圈只能輸出一次。&

109、lt;/p><p>　　（5）在梯形體中沒有真實的電流流動，為了便于分析PLC的周期掃描原理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有電流流動，這個電流只能在梯形圖中單向流動——即從左向右流動，層次的改變只能從上向下流動。</p><p>　?。?）無論選用何種PLC機型，所使用的軟件編號（即地址）必須在該機型的有效范圍以內(nèi)[13]。</p><p>　　5.6 PLC功能指