畢業論文--自動門控制系統的plc設計-畢業設計-預覽頁

　

【正文】 可以實現無人管理，既方便又提高了建筑的檔次，于是迅速在國內外建筑市場上得到大范圍的普及。 本課題研究的內容 本設計將在以下幾個方面對自 動門的控制系統進行研究和論證。在自動門的開關門速度控制上本設計以變頻器作為調節器，運用 變頻器的三段速控制實現自動門的轉速控制，為了解決在頻率很低時出現不穩定的問題，驅動裝置選用功率強大、穩定性好的自帶減速裝置的直流電動機，在感應器方面運用了自動門專用的微波雷達感應器和在工業控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩定性好的接近傳感器，運用感應器的開關量信號輸入給 PLC 來實現 PLC 對自動門的控制。使用自動門，可以節約空調能源、降低噪音、防風、防塵，同時可以使出口顯得莊重高檔，因此應用非常廣泛。 早期自動門控制系統采用繼電器邏輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩定、不易維修等缺點已被逐漸淘汰。目前，可編程控制器在機械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕化工等領域的應用都得到了長足的發展。根據商場中對自動門的具體要求，本課題所設計的自動門應由以下功能： （ 1） 開門和關門控制應有手動和自動方式 為了便于維護，自動門應具有手動和自動方式。采用自動和手動控制方式，此種控制模式為目前大多自動門的控制方式。 （ 3） 在關門過程中，當有人員由外到內或由內到外通過光電檢測開關 K2 或K1 時，應立即停止關門，并自動進入開門程序。本課題所設計的自動門控制系統采用 PLC 為控制 中心來控制傳動機構從而控制門的開和關實現門的自動化控制。它以微處理器為核心，集自動化技術、計算機技術、通信技術為一體，它通過運行儲存在其內存中的程序，把經輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現對負載的控制。特別要考慮怎樣適應于工業環境，如便于安裝便于門內外感應采集信號，便于維修和抗干擾等問題，入出信息變換及可靠地物理實現，可以說是 PLC 實現控制的兩個基本點。 可以說，凡普通小型計算機能實現的功能， PLC 幾乎都可以做到。 PLC專為工業控制應用而設計，一經 出現就受到了廣大工程人員的歡迎。另外，繼電器觸點數目有限，每個只有 48對觸點，因此靈活性和擴展性很差，而 PLC 采用存儲器邏11 11 輯，其控制邏輯以程序方式儲存在內存中，要改變控制邏輯，只需要改變程序即可，因此靈活性和擴展性很好。微機一般采 用等待命令的工作方式。 PLC 就是這樣周而復始的重復上述循環掃描的，這種工作方式是在系統的控制下，順次掃描各輸入點的狀態，按用戶程序進行運算處理，然后順序向輸出點發出相應的控制信號。 繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低，觸點開閉動作一般幾十毫秒數量級。開發單片機控制系統屬于底層開發，而設計 PLC 控制系統是在產品的單片機控制系統上進行二次開發。 ． 2 具體構成 自動門系統的具體組成如下圖： 由上圖可知，當感應器件檢測到人體或物體信號時將信號傳給PLC,PLC 根據已經采集的信號發出控制信號，是驅動裝置運行，通過傳動裝置帶動自動門的運行。 ：水平雙導軌結構，形式正懸掛，解決了側擺得問題，從而確保了門扇的穩定性。 4 自動門控制系統的硬件設計 PLC 的選擇 在 PLC 系統設計時，首先應確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設計選型。余量后，作為輸入輸出點數估算數據。設計階段，由于用戶程序還未編制，因此，程序容量在設計階段是未知的，須在程序調試之后才知道。根據本課題所設計的自動門控制系統的要求，主要介紹一下幾種功能的選擇。離線編程方式可降低系統成本，但使用和調試不方便。選用的編程語15 15 言應 遵守標準（ IEC6113123），同時，還應支持多種語言變成方式，如 C， Basic等，以滿足特殊控制場合的控制要求。 PLC 的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求，并影響平均維修時間。 b 經濟的考慮 選擇 PLC時，應考慮性能價格比。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統有較合理的性能價格比。 PLC 的工作方式決定了他不能接受 頻率過高或持續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 或快速響應模塊和中斷輸入模塊。直流無刷電機功率密度高，噪音極小、調速性能好，即具備交流電動機的結構簡單、運行可靠、維護方便等優點，又具備直流電動機線性機械特性、調速范圍寬、啟動轉矩大、運行效率高等諸多優點。微波感應器，又稱微波雷達，對物體的移動進行反應，因而反應速度快，適用于行走速度正常的人員通過的場所，微波感應器是以微波多普勒原理為基礎，平面型天線昨感應系統，以微處理器作控制。 （ 2）不受溫度、濕度、噪音。因為鼠籠式電動機在一般情況下是不能調速的，更不能無級調速，因此，對調速要求高的 設備，均采用直流電動機。現常用的對直流電動機調速的方法有調磁法和調壓法。 T 可知磁通Φ減少時， n0升高，轉速降△ n增大，但后者與Φ 2成反比，所以磁通愈小，機械特性曲線愈陡，但仍具有一定硬度，如圖 14 所示。由于機械慣性，轉速產立即發生變化，于是反電動勢 E=KE如果阻轉矩 Tc未變，則 T＞ Tc轉速 n 上升。這種調速方法適用于轉矩與轉速成反比而輸出功率基本不變（恒功率調速）的場合。在實際工作中，這種方法常作為電壓調速的一種補充手段。 KT在一定負載下， U 愈低，則 n愈低。隨著 n的降低，反電動勢 E 減小， Ia 和 T增大，直到 T=Tc 時為止。 這種調速方法 的缺點是調壓需用專門的設備，投資較高。 （ 2） 由于沒用轉子損耗（轉子使用永磁材料），也無需定子勵磁電流分量（應用新理論），所以無刷直流電機具有較高的效率和 功率密度。無刷直流電機20 20 把其復雜的磁場定向控制簡化為離散狀態的轉子位置控制，無需坐標變換，調速范圍更寬，控制性能更好。 2 自動門扇吊具走論系統：用于吊掛活動門扇，同時在動力牽引下帶動門扇運行。 限位開關廣泛應用于各類機 床、起重機械以及輕工機械的行程控制。 22 22 外圍接線 如上圖所示 KA1 KA2 是感應器控制的兩個繼電器，有感應器感應到有人時會自動閉合， SQ SQ2 是開關門到位行程開關 ，檢測開關門是否到位檢， SQSQ4 是開關門時減速行程開關。在關門過程中，傳感器重新檢測到人體信號時，此時中斷關門轉向開門過程。國際電工委員會（ IEC）1994 年 5 月公布的 IEC11313(可編程控制器語言標準 )詳細的說明了句法、語義和下述 5 中編程語言：功能表圖（ sequential function chart）、梯形 圖（ ladder diagram ）、 功 能 塊 圖 (function black diagram) 、指令表（ Instruction Iist）結構文本（ strured text）。在梯級中，描述事件發生的條件表示在左面，事件的結果表示在右面。 梯形圖程序設計語言的特點： ，具有直觀性和對應性； ，易于掌握和學習； ：梯形圖中的能流（ Power Flow）24 24 不是實際意義的電流，內部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此應用時需與原有繼電器邏輯控制技術的有關概念區別對待； 梯形圖是使用的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氣控制系統的電路圖很相似，具有直觀易懂的優點，很容易被工廠電器人員掌握，特別適用于開關開關量邏輯控制。 （ 3）根據控制流程圖，有規律的分配和利用 PLC 內部有關的邏輯元件（如輔助繼電器、定時器、計數器等）構成相應的基本回路。在設計過程中應遵循以下編程規則： ，每個元件的觸點使用時沒有數量限制。 在梯形圖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 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。 QA QA2用中間繼電器代替，其線圈電壓為 24V。 現象三：當 8 秒延時完畢后，電動機 M進行反轉；在反轉過程中若按下按鈕 BG1 或 BG2，則電動機 M 進 行反轉 現象四：當按下緊急按鈕 SF5時，電動機 M進行正轉。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用軟件不是在短時間內就可以完成的它需要不斷的完善和發展，需要我們做大量的工作和時間的檢驗。首先，向山東技師學院電氣工程系的各位老師表示感謝。 值此論文完成之際，謹向所有曾為我幫助和指導老師、同學和朋友們致以中心的感謝！ 30 30 附錄 1 附錄 2 31 31 附錄 3 32 32