張恒洋 李樺芃

摘要：本文是關(guān)于自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，自動(dòng)門系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)器件、驅(qū)動(dòng)裝置和傳動(dòng)裝置組成。為增強(qiáng)自動(dòng)門運(yùn)行的可靠性，在此提出了一種以可編程序控制器（PIC）為核心的自動(dòng)門控制系統(tǒng)。以傳感器為輔，本文分析了自動(dòng)門控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，PLC梯形圖設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)，程序調(diào)試，硬件接線等多方面內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)門;可控制編程器;梯形圖

1.緒論

隨著生活水平的提高和社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視生活的舒適性、建筑物的安全和環(huán)境保護(hù)。它的的出現(xiàn)改變的一個(gè)時(shí)代，加快了這個(gè)時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，它的便捷方便間接加快了人們工作效率和心情讓我們帶有好心情工作。促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

2.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本課題設(shè)計(jì)的自動(dòng)門應(yīng)該具有以下功能：

1）加減速功能

當(dāng)行人靠近自動(dòng)門時(shí)，自動(dòng)門打開時(shí)加速打開，并留下8秒的空檔期，關(guān)門的緩慢關(guān)門，防止夾到來(lái)往行人。

2）緊急停止功能

當(dāng)自動(dòng)門出現(xiàn)緊急情況時(shí)，如火災(zāi)，夾人事故和系統(tǒng)開關(guān)門遲鈍可以人工緊急停止，方便維修和救援。

3）蜂鳴提示功能

當(dāng)自動(dòng)門關(guān)門時(shí)，蜂鳴器提示附近的行人注意安全。當(dāng)行人進(jìn)出入門時(shí)監(jiān)測(cè)到溫度過(guò)高報(bào)警，進(jìn)出入門數(shù)達(dá)到2000時(shí)蜂鳴器報(bào)警。

4）開關(guān)門控制應(yīng)該有手動(dòng)和自動(dòng)功能

當(dāng)PLC控制的傳感器監(jiān)測(cè)到人到達(dá)門口未自動(dòng)打開時(shí)，可以調(diào)成手動(dòng)控制。自動(dòng)門正常工作時(shí)調(diào)成自動(dòng)控制，控制自動(dòng)門打開和關(guān)閉。

3.PLC程序的設(shè)計(jì)

梯形圖：梯形圖是PLC使用最多的圖形編程語(yǔ)言也稱lad圖。操作起來(lái)像繼電器，具有形象、直觀、實(shí)用等特點(diǎn)，工作人員更容易認(rèn)識(shí)和辨別接受，它是當(dāng)前世界上使用最廣泛的PLC編程語(yǔ)言。在PLC程序圖中，左右母線看起來(lái)像是控制電源線的繼電器和接觸器，輸出線圈看起來(lái)像是電氣設(shè)備，而輸入觸電看起來(lái)像是開關(guān)。梯形圖包含幾個(gè)級(jí)別。配置從上到下進(jìn)行組織。每個(gè)級(jí)別均從左側(cè)的母線開始，經(jīng)過(guò)電擊和線圈，并在右側(cè)的母線結(jié)束。下圖中的程序基于對(duì)自動(dòng)門控制程序進(jìn)行編程的梯形圖。通常，控制電路按鈕，室內(nèi)/室外光學(xué)感應(yīng)開關(guān)，限位開關(guān)等。它們被視為定序器輸入信號(hào)，而驅(qū)動(dòng)電機(jī)交流接觸器被視為輸出目標(biāo)。該系統(tǒng)包括一個(gè)用于內(nèi)門，外門檢測(cè)開關(guān)，內(nèi)門檢測(cè)開關(guān)，開門器，限位開關(guān)，手動(dòng)開門器，開門器，關(guān)門執(zhí)行器的系統(tǒng)?？偣残枰?個(gè)輸入點(diǎn)、3個(gè)輸出點(diǎn)，見(jiàn)表3-1。

如上圖3-2所示KA1，KA2是感應(yīng)器控制的兩個(gè)繼電器，有感應(yīng)器感應(yīng)到有人時(shí)會(huì)自動(dòng)閉合，SQ1、SQ2是開門、關(guān)門到位行程開關(guān)，檢測(cè)開

關(guān)門是否到位檢，SQ3、SQ4分別是開門和關(guān)門時(shí)減速行程開關(guān)。

梯形圖的設(shè)計(jì)步驟：

1）首先要根據(jù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容來(lái)進(jìn)行編程，要注意思考的內(nèi)容是否準(zhǔn)確無(wú)誤，在想需要那個(gè)型號(hào)的PLC合適，最后就是進(jìn)行梯形圖的設(shè)計(jì)。

2）再根據(jù)I/O分配表進(jìn)行編程，注意編程時(shí)程序由左到右進(jìn)行編程，先考慮使用什么樣的傳感器在考慮設(shè)定多少延遲時(shí)間比較合適行人進(jìn)出。

3）要注意編寫完程序要在仿真軟件當(dāng)中模擬實(shí)驗(yàn)一下，防止編程錯(cuò)誤最后在實(shí)體當(dāng)中運(yùn)行錯(cuò)誤，影響行人安全。

3.1系統(tǒng)調(diào)試及仿真

根據(jù)本課題的控制要求和安全要求，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)。本次選用的仿真軟件為S7-200的仿真軟件，根據(jù)課題要求選用該仿真軟件。

第一步：選擇CPU型號(hào)配置。如圖3-3。

第二步：載入所編輯好的程序，如圖3-5，在裝入CPU時(shí)選擇所有，然后打開仿真程序文件的位置既可。

第四步：選擇相應(yīng)參數(shù)。

接下來(lái)進(jìn)行仿真步驟調(diào)試操作：

首先啟動(dòng)開關(guān)按鈕I0.6閉合，屋外光電開關(guān)I0.0屋內(nèi)光電開關(guān)I0.1或者表示有人出現(xiàn)時(shí)，此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門Q0.0得電自鎖，同時(shí)中間繼電器M0.0閉合，M0.0閉合后，換速接觸器Q0.2得電閉合，電機(jī)的正轉(zhuǎn)開門速度加快。

當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門到達(dá)開門減速開關(guān)時(shí)，I0.4閉合，I0.4閉合后，中間繼電器M0.4得電閉合，換速接觸器Q0.2失電斷開。

當(dāng)電機(jī)正轉(zhuǎn)開門Q0.0運(yùn)行到限位開關(guān)位置時(shí)，這時(shí)，人已經(jīng)走過(guò)去，即I0.0斷開，開門到位限位開關(guān)I0.2閉合，同時(shí)M0.1閉合，當(dāng)M0.1閉合后，定時(shí)器T37開始計(jì)時(shí)8秒。

當(dāng)T37計(jì)時(shí)時(shí)間到時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門Q0.1閉合開始關(guān)門，同時(shí)Q0.1自鎖，中間繼電器M0.3得電閉合，同時(shí)Q0.3蜂鳴器在關(guān)門的同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲。

在中間繼電器M0.3閉合后，換速接觸器Q0.2的得電閉合，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門Q0.1的關(guān)門速度加快。

當(dāng)電機(jī)反轉(zhuǎn)碰到關(guān)門減速行程開關(guān)時(shí)，I0.5閉合，此時(shí)Q0.2換速接觸器斷開，電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門速度減慢，同時(shí)Q0.3蜂鳴器在關(guān)門的同時(shí)發(fā)出警報(bào)聲。

當(dāng)關(guān)門到限位開關(guān)位置時(shí)，關(guān)門限位開關(guān)I0.3得電閉合，中間繼電器M0.2得電，此時(shí)Q0.1電機(jī)反轉(zhuǎn)關(guān)門失電，電機(jī)不再反轉(zhuǎn)。

在任何時(shí)候按下急停按鈕I0.7，自動(dòng)門都會(huì)停止運(yùn)動(dòng)。

4結(jié)論

1）本課題設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到人臉識(shí)別和指紋識(shí)別（這兩個(gè)要建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)）。還有金屬檢測(cè)功能。對(duì)自動(dòng)門設(shè)計(jì)處理不到位，以后還要加以改正以求更加合理的編輯程序。

2）當(dāng)前操作系統(tǒng)應(yīng)該存在各種各樣的小問(wèn)題，并不是各個(gè)方面都完美無(wú)懈可擊。所以有些情況處理不周，以后加以改正以求更好。

3）本課題設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的主要參照平移門，并進(jìn)行操作控制，盡管它可以滿足所有系統(tǒng)要求，但也有其缺點(diǎn)。我們尚未充分考慮系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保。我們將繼續(xù)在這方面加強(qiáng)研究，并將努力改善系統(tǒng)的各種功能和實(shí)用性。

通過(guò)這次課題設(shè)計(jì)加強(qiáng)自主學(xué)習(xí)能力，這次設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的知識(shí)更加加深在自己的腦海當(dāng)中，以后會(huì)更加努力學(xué)習(xí)，提高自身能力，向夢(mèng)想前進(jìn)。

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