自動門課程設(shè)計報告

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1、 目 錄 引 言 .......................................................................1 一、選題背景 ................................................................1 二、設(shè)計的目的和意義 ........................................................2 三、自動感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理 ........................................

2、......3 四、自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 ..............................................3 （一）自動門的功能要求分析 .................................................3 （二）系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 ...................................................4 （三）自動門的控制系統(tǒng)方案確定 .............................................4 五、自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計 .....................

3、...............................5 （一）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計 .....................................................5 1、電機(jī)主線路圖 ..........................................................5 （二）檢測元件選型 .........................................................5 （三）低壓電器選型 ....................................................

4、.....6 1、低壓斷路器的選型 ......................................................6 2、熔斷器的選型 ..........................................................7 3、控制按鈕的選型 ........................................................8 （四）電源設(shè)計 .............................................................8 六、自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計 ...

5、.............................................8 （一）控制程序流程圖 .......................................................8 （二） I/O 地址分配 ........................................................9 （三）控制程序梯形圖 ......................................................10 （四）內(nèi)部軟元件表 ....................................

6、....................12 七、程序調(diào)試 ...............................................................12 八、結(jié)束語 .................................................................14 附 錄 ......................................................................15 參考文獻(xiàn) ................................................

7、...................17 引 言 在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的中國，高樓聳立的大都市里的大廈、賓館、酒店、銀行、商場、 寫字樓，自動門以經(jīng)是隨處可見。自動門的工作方式是通過自動門內(nèi)外兩側(cè)的感應(yīng)開關(guān) 來感應(yīng)人的出入，當(dāng)人走進(jìn)自動門時，感應(yīng)開關(guān)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。將人通過之后，再將門關(guān)閉。由于自動門在通電后 可以實現(xiàn)無人管理，不但能給我們帶來人員進(jìn)出方便、節(jié)約空調(diào)能源、防塵、防風(fēng)、降 低噪音等好處，更令我們的大門增添了不少高貴典雅的氣息。 自動門在國外早以得到普遍應(yīng)用，在我國也以優(yōu)異的性能逐步得到大家的認(rèn)同，中 國已經(jīng)迎來了自動門發(fā)展的黃金時期

8、。 自動門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏 輯控制，造成安裝繁瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修的缺點已逐步被淘汰。目前自動門 及其自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（一下簡稱 PLC） ，PLC 是一種專門為 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。它采用可編程控制器的儲存器，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)、算數(shù)運算等操作的指令，并能 通過數(shù)字式或邏輯式和開關(guān)量的邏輯控制的輸入和輸出，控制個種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過 程。PLC 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完善，實用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小， 維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕，

9、能耗低等優(yōu)點。目前，可編程控制器在機(jī)械制 造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。因此運用 PLC 控制自動門具有較高的可靠性，維修方便等特點，因此，進(jìn)行自動門的 PLC 控制系統(tǒng) 設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大 PLC 在自動化行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的應(yīng)用， 具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價值。 一、選題背景 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)相對成熟，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)代人們生活中自動門可以節(jié)約空調(diào)能源， 降低噪音，防風(fēng)，防塵，同時可以使出入口顯得莊重高檔，因此應(yīng)用非常廣泛。 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，自動

10、門在人門的生活中的運用越來越廣泛，自動門適用 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)的設(shè)計中，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)動和傳動系統(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。 客流量的差異會對自動門的使用產(chǎn)生很大影響，因此，自動門還可以分為一般自動 門和可頻繁使用的自動門。 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，其中平開門用的場合較少，旋轉(zhuǎn)門由于昂貴而且非常龐大， 一般

11、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，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)人們走進(jìn)自動門時，感應(yīng) 器感應(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(dāng)人們通 過之后，將門關(guān)上。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。 自動門的控制方法很多，從控制的不同來分，有傳統(tǒng)的繼電器控制，即通過按鈕和 復(fù)雜的接線安裝來控制，智能控制器，即通過運用線的自動化設(shè)備來控制，它

12、具有穩(wěn)定 性高，安全等優(yōu)點，因此被很多生產(chǎn)商所運用。由于繼電器邏輯控制的自動門系統(tǒng)因存 在許多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自動門所淘汰。 在智能控制的選擇上，自動門的主控器有微電腦控制器和可編程控制器 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(hù)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。 二、設(shè)計的目的和意義 在超級市場、公共建筑、銀行、醫(yī)院等入口，經(jīng)常使用自動門控制系統(tǒng)。使用自動 門，可以節(jié)約空調(diào)能源、降低噪音、防風(fēng)、防塵，同時可以使出入口顯的莊重高檔，因 此應(yīng)用非常廣泛。自動門平移門最常

13、見的形式是自動門機(jī)及門內(nèi)外兩側(cè)加光電感應(yīng)開關(guān)， 當(dāng)人走近自動門時，感應(yīng)開關(guān)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(dāng)人通過之后，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，即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。 自動門在國內(nèi)外早已得到普遍應(yīng)用，在我國也逐步得到大家的認(rèn)同，已經(jīng)迎來了自 動門發(fā)展的黃金時期。PLC 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儲存器，用來在其內(nèi)部儲存執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計 時、計數(shù)和算數(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式和開關(guān)量的邏輯控制的輸 入和

14、輸出，控制個種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，功能完 善，實用性強(qiáng)，系統(tǒng)的設(shè)計、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造，體積小，重量輕， 能耗低等優(yōu)點。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè) 等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。因此運用 PLC 控制自動門具有較高的可靠性，維修 方便等特點，因此運用 PLC 控制自動門具有較高的可靠性，維護(hù)方便等特點。 本課題的自動門設(shè)計運用 PLC 作控制器能大大提高自動門的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，對于 整個自動門行業(yè)是一次技術(shù)革新，提高了自動門的使用率，因此，進(jìn)行自動門 PLC 控制 系統(tǒng)設(shè)計，可以推動自動門行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大

15、 PLC 在自動門行業(yè)乃至整個自動化行業(yè)的 應(yīng)用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和理論研究價值。 三、自動感應(yīng)門機(jī)的基本工作原理 首先，平移式自動感應(yīng)門機(jī)組由以下部件組成： （1） 主控制器：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(dá)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)。 （2） 感應(yīng)探測器：負(fù)責(zé)采集外部信號，如同人們的眼睛，當(dāng)有移動的物體進(jìn)入它 的工作范圍時，它就給主控制器一個脈沖信號。 （3） 動力馬達(dá)：提供開門與關(guān)門的主動力，控制自動感應(yīng)門門扇加速與減速運行。 （4） 自動感應(yīng)門扇行進(jìn)軌道：就象火車的鐵軌，約束門扇的吊具走輪

16、系統(tǒng)，使其 按特定方向行進(jìn)。 （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。 （6） 同步皮帶（有的廠家使用三角皮帶）：用于傳輸馬達(dá)所產(chǎn)動力，牽引自動感 應(yīng)門扇吊具走輪系統(tǒng)。 （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)前后門體擺動。 當(dāng)自動感應(yīng)門門扇要完成一次開門與關(guān)門，其工作流程如下： 感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入時，將脈沖信號傳給主控器，主控器判斷后通知馬達(dá)運行， 同時監(jiān)控馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)，以便通知馬達(dá)在一定時候加力和進(jìn)入慢行運行。馬達(dá)得到一定運行 電流后做正向運行，將動力傳給同步帶，再由同步帶將動力傳給吊具系統(tǒng)使自動感應(yīng)門 扇開啟；

17、自動感應(yīng)門扇開啟后由控制器作出判斷，如需關(guān)自動感應(yīng)門，通知馬達(dá)作反向 運動，關(guān)閉自動感應(yīng)門 四、自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 （一）自動門的功能要求分析 1、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，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，電機(jī)停止運行。 2、自動門在開門位置時停留 8 秒后，自動進(jìn)入關(guān)門過程，關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2 動作， 電動機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)門移動到關(guān)門限位開關(guān) K4 位置時，電機(jī)停止運行。 3、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，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

18、 8 秒等待時間內(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，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。 （二）系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān) K1、門外光電探測開關(guān) K2、開門到位限位開關(guān) K3、關(guān)門到限位開關(guān) K4、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM1（使直流電動機(jī)正轉(zhuǎn)） 、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) KM2（使直流電動機(jī)反轉(zhuǎn)）等部件組成。 控制要求： 1.由內(nèi)到外或由外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān) K1 或 K2 時，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，電機(jī)停止運行。 2.限位開關(guān)位置停留 8 秒后，自動進(jìn)

19、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)門限位開關(guān) K4 位置時，電機(jī)停止運行。 3.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，應(yīng)立即停止關(guān)門， 并自動進(jìn)入開門程序。 4.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，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。 （三）自動門的控制系統(tǒng)方案確定 自動門的性能優(yōu)劣主要取決于它的控制裝置，早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏 輯控制，制造煩瑣、體積大、不穩(wěn)定、不易維修等缺點已逐漸被淘汰。目前自動化行業(yè) 最穩(wěn)定的控制裝置是可編程控制器（PLC） 。 本設(shè)計

20、運用 PLC 控制變頻器來調(diào)節(jié)交流電機(jī)運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)自動門運轉(zhuǎn)的控制方式。采 用變頻器控制電路，結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，可靠性高。交流電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)與直流電機(jī)驅(qū) 動系統(tǒng)相比，具有效率高，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)方便，易于冷卻和壽命長等優(yōu)點，并且系統(tǒng) 調(diào)速范圍寬，能實現(xiàn)低速恒轉(zhuǎn)矩，高速恒功率運轉(zhuǎn)等特性。隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，交流 電機(jī)控制的成本得以降低，為交流驅(qū)動系統(tǒng)在自動門中的廣泛運用提供了條件。 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 4.1 所示： P L C 門內(nèi)外感應(yīng)開關(guān) 滑道內(nèi)行程開關(guān) 手動開關(guān) 變頻器 三相交流電機(jī) 觸摸屏 T D 2 0 0 圖 4.1 PLC 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 五、自動門硬件系統(tǒng)的設(shè)計 （一）控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)

21、計 自動門控制裝置由門內(nèi)光電探測開關(guān) 、門外光電探測開關(guān)、開門到位限位開關(guān)、 關(guān)門到限位開關(guān)、開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)（使直流電動機(jī)正轉(zhuǎn)） 、關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)（使直流電動機(jī)反 轉(zhuǎn)）等部件組成 PLC 控制自動門要求選用絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、接地裝置、過電壓 保護(hù)等符合國際安全標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定的，具有噪聲低、過載能力強(qiáng)、低轉(zhuǎn)速的交流變頻電機(jī)， 在結(jié)合了安全、穩(wěn)定的考慮，本設(shè)計的自動控制系統(tǒng)的驅(qū)動裝置選用本溪市微分電機(jī)有 限責(zé)任公司生產(chǎn)的電梯自動門專用三相交流變頻電機(jī)，型號為 SBP90-60 型，額定電壓為 三相交流 220V，采用 Y 型接法。 1、電機(jī)主線路圖 圖 5.1 電機(jī)主線路圖 （二）檢測元件選

22、型 光電開關(guān)除克服了接觸式行程開關(guān)存在的諸多不足外，還克服了接近開關(guān)的作用距 離短、不能直接檢測非金屬材料等缺點。它具有體積小、功能多、壽命長、精度高、響 應(yīng)速度快、檢測距離遠(yuǎn)以及抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點，還可非接觸、無損失地檢測和控 制各種固體、液體、透明體、柔軟體和煙霧等物質(zhì)的狀態(tài)和動作。目前，光電開關(guān)已被 用做物位檢測、液位檢測、產(chǎn)品計數(shù)、寬度判別、速度檢測、定長剪切、孔洞識別、信 號延時、自動門傳感、色標(biāo)檢出以及安全防護(hù)等諸多領(lǐng)域。 光電開關(guān)一般都具有良好的回差特性，即使被檢測物在小范圍內(nèi)晃動也不會影響驅(qū) 動器的輸出狀態(tài)，從而可使其保持在穩(wěn)定工作區(qū)。同時，自診斷系統(tǒng)還可以顯示受光狀 態(tài)和

23、穩(wěn)定工作區(qū)，以隨時監(jiān)視光電開關(guān)的工作。 FWD-DS 紅外感應(yīng)光電開關(guān)，名稱：主動式紅外線對射 范圍：<15 米/25 米。 （當(dāng)在大雨，大霧等壞天氣情況下，距離會減少%30） 紅外發(fā)射頻率：1.92khz 輸入電源：12V----24VDC/AC 波長：940nm 輸入電流：RX 15MA --- TX 30MA 對射夾角：<+10% 使用環(huán)境：-20% to 70% 最大負(fù)載：1A max 30V （三）低壓電器選型 低壓電器元件明細(xì)表如下表 5.1 表 5.1 元件明細(xì)表 序 號 名稱 符 號 型號與規(guī)格 數(shù)量 1 三相交流變頻電動機(jī) M SBP90-6

24、,0.18KW,220V,0.45A 1 2 熔斷器及熔芯配套 FA RT14-20/2 3 3 低壓斷路器 QA DZ15-40/390 3 4 啟動停止開關(guān) SF1 LW5-15/5.5Q 1 5 緊急停止開關(guān) SF2 LA20-11J 1 6 手動開門開關(guān) SF3 LA20-11D 1 7 手動關(guān)門開關(guān) SF4 LA20-11D 1 8 開門限位開關(guān) BG1 LXl9A 1 9 關(guān)門限位開關(guān) BG2 LXl9A 1 10 滑道內(nèi)行程開關(guān) BG3 LXl22 1 11 滑道內(nèi)行程開關(guān) BG4 LXl22 1 12 門內(nèi)光電檢測開關(guān) KF1 FWD-DS 1 13 門外光電檢測開關(guān) KF2

25、FWD-DS 1 14 指示燈 PG AD16-22D/RG 1 1、低壓斷路器的選型 低壓斷路器也稱做自動開關(guān)或空氣開關(guān)，是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動系統(tǒng)中非常重 要的開關(guān)電器和保護(hù)電器，它集控制和多種保護(hù)功能于一身。除了能完成接通和分段電 路外，還能對電路或電氣設(shè)備發(fā)生的短路、嚴(yán)重過載及欠電壓等保護(hù)，也可以用于不頻 繁的起動電動機(jī)。 額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。 熱脫扣器的整定電流應(yīng)與所控制負(fù)載（比如電動機(jī)）的額定電流一致。 欠電壓脫扣器的額定電壓等于線路的額定電壓。 過電流脫扣器的額定電流 Iz大于或等于線路的最大負(fù)載電流。對于單臺電動機(jī)來 說，可按下式

26、計算 IzkI q （5- 1） 式中，k 為安全系數(shù)，可取 1.51.7；I q為電動機(jī)的啟動電流。 對于多臺電動機(jī)來說，可下式計算 IzK(I q,max+I er) （5- 2） 式中，K 也可取 1.51.7；I q,max為最大一臺電動機(jī)的啟動電流；I er為其他電動機(jī) 的額定電流之和。 行程開關(guān)又稱做限位開關(guān)，是一種利用生產(chǎn)機(jī)械某些運動部件的碰撞來發(fā)出控制命 令的主令電器。用于控制生產(chǎn)機(jī)械的運動方向、速度、形成大小或位置的一種自動控制 器件。 行程開關(guān)廣泛應(yīng)用于各類機(jī)床

27、、起重機(jī)械以及輕工機(jī)械的行程控制。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械運 動到某一預(yù)定位置時，行程開關(guān)通過機(jī)械可動部分的動作，姜機(jī)械信號轉(zhuǎn)換為電信號， 以實現(xiàn)對生產(chǎn)機(jī)械的控制，限制它們的動作和位置，借此對生產(chǎn)機(jī)械給予必要的保護(hù)。 LXl22 型行程開關(guān)具有 2 常開 2 常閉觸頭，額定電流 5A。 LXl9A 系列行程開關(guān)是 LXl9 系列行程開關(guān)的改型產(chǎn)品，具有 1 常開 1 常閉觸頭，額 定電流 5A?？山M成單輪、雙輪及徑向傳動桿等形式的行程開關(guān)。 2、熔斷器的選型 熔斷器的選擇包括熔斷器類型的選擇和熔體額定電流的選擇兩部分。 選擇熔斷器類型時，主要依據(jù)負(fù)載的保護(hù)特性和短路電流的大小。例如，用于保護(hù) 照明和電動機(jī)的

28、熔斷器，一般是考慮它們的過載保護(hù)，這時，希望熔斷器的熔化系數(shù)適 當(dāng)小些。所以，容量較小的照明線路和電動機(jī)宜采用熔體為鉛鋅合金熔斷器，而大容量 的照明線路和電動機(jī)，除過載保護(hù)外，還應(yīng)考慮短路時分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰ΑＨ舳搪冯?流較小時，可采用熔體為錫質(zhì)的或熔體為鋅質(zhì)的熔斷器。用于車間低壓供電線路的保護(hù) 熔斷器，一般是考慮短路時的分?jǐn)嗄芰?，?dāng)短路電流較大時，宜采用高分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟?器。當(dāng)短路電流相當(dāng)大時，宜采用限流作用的熔斷器。 熔體額定電流的選擇： 1.用于保護(hù)照明或電熱設(shè)備的熔斷器，因負(fù)載電流比較穩(wěn)定，熔體的額定電流一般 應(yīng)等于或稍大于負(fù)載的額定電壓，即 erI

29、 （5-3） 式中： reI為熔體的額定電流， eI為負(fù)載的額定電流 2.用于保護(hù)單臺長期工作的電動機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮電動機(jī)啟動時不 應(yīng)熔斷，即 I re（1.52.5）I e （5-4） 輕載啟動或啟動時間比較短時，系數(shù)可取近似 1.5。帶重載啟動或啟動時間比較長時， 系數(shù)可取近似 2.5。 3.用于保護(hù)頻繁啟動電動機(jī)（即供電支線）的熔斷器，考慮頻繁啟動時發(fā)熱而熔斷 器也不應(yīng)熔斷，即 I re（33.5）I e （5- 5

30、） 式中： reI為熔體的額定電流， e為電動機(jī)的額定電流。 4.用于保護(hù)多臺電動機(jī)（即供電干線)的熔斷器，在出現(xiàn)尖峰電流時不應(yīng)熔斷，通常 將其中容量最大的一臺電動機(jī)啟動，而其余電動機(jī)正常運行出現(xiàn)的電流作為其尖峰電流。 為此，熔體的額定電流應(yīng)滿足下述關(guān)系 I re（1.52.5）I e ，max + I e （5-5） 式中: Ie ，max 為多臺電動機(jī)中容量最大的一臺電動機(jī)額定電流，I e 為其余電 動機(jī)額定電流之和。 5.為防止發(fā)生越級熔斷，上、下級（即供電干、支線）熔斷器間應(yīng)有良好的協(xié)調(diào)配 合。為此，應(yīng)使上一級（供電干線

31、）熔斷器的熔體額定電流比下一級（供電支線）大 12 個級差。 6.熔斷器額定電壓的選擇應(yīng)等于或大于所在電路的額定電壓。 3、控制按鈕的選型 控制按鈕簡稱按鈕，是一種結(jié)構(gòu)簡單且使用廣泛的手動電器，在控制電路中用于手 動發(fā)出控制信號以控制接觸器、繼電器等。 控制按鈕在結(jié)構(gòu)上有按鈕式、自鎖式、緊急式、鑰匙式、旋鈕式和保護(hù)式等。 LA20 系列控制按鈕 LA20 系列作用同 LAl9 系列，但 LA20 系列控制按鈕有單鈕、雙 鈕和三鈕三種，單鈕帶有信號燈，裝在按鈕頸部，鈕頭兼作燈罩，有紅、黃、綠和白等 種顏色，雙鈕和三鈕型的分開啟式和保護(hù)式兩種，鈕頭為方形，按鈕組件有一組常開和 一組常閉觸頭，常閉觸

32、頭靠復(fù)位彈簧閉合。 （四）電源設(shè)計 根據(jù)本設(shè)計需求選擇型號 6EP1 333-1SL11 的電源 單相 220VAC 輸入,輸出 24VDC,5A。 六、自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計 （一）控制程序流程圖 根據(jù)本設(shè)計的控制要求，所設(shè)計的程序按照圖 6.1 所示的流程運行，以達(dá)到本系統(tǒng) 的最佳設(shè)計要求和完成系統(tǒng)的最終設(shè)計。 初始化 開門按鈕按下 關(guān)門按鈕按下 門打開到底 門關(guān)閉到底 手動 門打開 門關(guān)閉 否 否 否 否 是 否 自動 是 是 是 開始 手動 / 自動選擇 門口是否有人 開到最底 開門計時 關(guān)到最低 停止運行 結(jié)束運行 圖 6.1 程序流程圖 （二） I/O

33、 地址分配 I/O 地址的分配是編寫 PLC 程序的前提條件，也是現(xiàn)場接線和調(diào)試的重要依據(jù)。根據(jù) 自動門的控制系統(tǒng)的要求，確定 PLC 的 I/O 分配表，在表 6.1 中列出 表 6.1 輸入/輸出地址分配表 名稱 代碼 地址編號 啟動停止開關(guān) SF1 I0.0 緊急停止開關(guān) SF2 I0.1 手動開門開關(guān) SF3 I0.2 手動關(guān)門開關(guān) SF4 I0.3 開門限位開關(guān) BG1 I0.4 關(guān)門限位開關(guān) BG2 I0.5 滑道內(nèi)行程開關(guān) 1 BG3 I0.6 滑道內(nèi)行程開關(guān) 2 BG4 I0.7 門內(nèi)光電檢測開關(guān) K1 KF1 I1.0 門外光電檢測開關(guān) K2 KF2 I1.1 開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)

34、Q0.0 KF1 關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu) Q0.1 KF2 （三）控制程序梯形圖 根據(jù)以上流程圖和 I/O 地址分配，經(jīng)過深思熟慮、反復(fù)驗證，編寫了本設(shè)計的自動 門控制系統(tǒng)的最佳梯形圖程序，以下就梯形圖各個部分功能作解析。 網(wǎng)絡(luò) 1 如圖 6.2 圖 6.2 網(wǎng)絡(luò) 1 當(dāng)電源打開時，PLC 上電，按下啟動停止按鈕 I0.0,當(dāng)按下手動開門按鈕 I0.2，接通開門輸出 Q0.0，實現(xiàn)手動開門； 當(dāng)有人進(jìn)門或出門時，感應(yīng)開關(guān) I1.0 或 I1.1 會接通，開門輸出 Q0.0 接通并自鎖， 實現(xiàn)自動開門。 網(wǎng)絡(luò) 2 如圖 6.3 圖 6.3 網(wǎng)絡(luò) 2 當(dāng)開門到達(dá)限位開關(guān) I0.4 時，開門停止，關(guān)門定時 T

35、37 開始定時。 網(wǎng)絡(luò) 3 如圖 6.4 圖 6.4 網(wǎng)絡(luò) 3 關(guān)門定時 T37 計時時間到，自動進(jìn)入關(guān)門程序，當(dāng)關(guān)門到達(dá)限位開關(guān) I0.5 時關(guān)門停 止，或直接按下手動關(guān)門開關(guān) I0.3,手動關(guān)門。 網(wǎng)絡(luò) 4 如圖 6.5 圖 6.5 網(wǎng)絡(luò) 4 當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時按下緊急停止按鈕 I0.1，停止運行機(jī)構(gòu)上電，開門機(jī)構(gòu)和關(guān)門機(jī) 構(gòu)停止運行。 網(wǎng)絡(luò) 5 如圖 6.6 圖 6.6 網(wǎng)絡(luò) 5 開門機(jī)構(gòu)或關(guān)門機(jī)構(gòu)執(zhí)行時電動機(jī)低速運轉(zhuǎn)。 網(wǎng)絡(luò) 6 如圖 6.7 圖 6.7 網(wǎng)絡(luò) 6 當(dāng)開門或關(guān)門到達(dá)滑道內(nèi)行程開關(guān) I0.6 或 I0.7 時電動機(jī)高速運轉(zhuǎn)。 網(wǎng)絡(luò) 7 如圖 6.8 圖 6.8 網(wǎng)絡(luò) 7

36、 當(dāng)開門或關(guān)門到達(dá)滑道內(nèi)行程開關(guān) I0.7 或 I0.6 時電動機(jī)轉(zhuǎn)入低速運行。 網(wǎng)絡(luò) 8 和網(wǎng)絡(luò) 9 如圖 6.9 圖 6.9 網(wǎng)絡(luò) 8 和網(wǎng)絡(luò) 9 Q0.0 或 I0.4 為 1 時代表自動門為開啟狀態(tài)，將字符串“開門”用指令 STR-CPY 送到 VB0 起始的字符串地址中； Q0.1 或 I0.5 為 1 時代表自動門為關(guān)閉狀態(tài)，將字符串“關(guān)門”用指令 STR-CPY 送到 VB0 起始的字符串地址中。 （四）內(nèi)部軟元件表 表 6.2 內(nèi)部軟元件表 名稱 符號 功能說明 七、程序調(diào)試 第一步：自動或手動低速開門 當(dāng)電源打開時，PLC 上電，按下啟動停止按鈕 I0.0 開始工作

37、,當(dāng)按下手動開門按鈕 I0.2 可實現(xiàn)手動開門，接通開門輸出 Q0.0，實現(xiàn)手動開門； 當(dāng)有人進(jìn)門或出門時，感應(yīng)開關(guān) I1.0 或 I1.1 會接通，開門輸出 Q0.0 接通并自鎖， 實現(xiàn)自動開門。 開門輸出 Q0.0 接通時電動機(jī)低速運轉(zhuǎn)； 第二步：自動或手動高速開門 開門過程中到達(dá)滑道內(nèi)行程開關(guān) 1（I0.6）電動機(jī)進(jìn)入高速運轉(zhuǎn)； 第三步：自動或手動低速開門 開門過程中到達(dá)滑道內(nèi)行程開關(guān) 2（I0.7）電動機(jī)進(jìn)入低速運轉(zhuǎn)； 第四步：到達(dá)開門限位，計時八秒，自動進(jìn)入關(guān)門程序 當(dāng)開門到達(dá)限位開關(guān) I0.4 時，開門停止，關(guān)門定時 T37 開始定時。關(guān)門定時 T37 計 時時間到，自動進(jìn)入關(guān)門程

38、序，或直接按下手動關(guān)門開關(guān) I0.3,手動關(guān)門。 第五步：關(guān)門到達(dá)限位開關(guān)，關(guān)門停止 當(dāng)關(guān)門到達(dá)限位開關(guān) I0.5 時，關(guān)門停止； 第六步：緊急停止 當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時按下緊急停止按鈕 I0.1，停止運行機(jī)構(gòu)上電，開門機(jī)構(gòu)和關(guān)門機(jī) 構(gòu)停止運行。 程序調(diào)試記錄如表 7.1 調(diào)試記錄表 表 7.1 調(diào)試記錄表 輸入地址 動作記錄 動作結(jié)果 無 PLC 上電運行 假設(shè)自動門現(xiàn)在處于關(guān)門位置 I0.0 ON 開始停止按鈕 I1.0 或 I1.1 ON 后 OFF Q0.0 常亮 I0.4 ON Q0.0 不亮，定時八秒，Q0.1 亮 I0.5 ON Q0.1 不亮 定時器 T37 用來產(chǎn)生 8S 延時

39、 通用輔助繼電器 M0.0 處理邏輯控制任務(wù) I0.1 ON 后 OFF Q0.0 和 Q0.1 均不亮 I0.0 OFF Q0.0 和 Q0.1 均不亮，程序結(jié)束 通過認(rèn)真細(xì)致的反復(fù)調(diào)試，根據(jù)上表調(diào)試記錄對應(yīng) I/O 地址分配表，其結(jié)果符合原 本設(shè)計初衷，完全具備自動門正常運行的必要條件，所以該程序可靠。現(xiàn)對上表記錄作 出簡單解析： 按下啟動停止按鈕 I0.0,當(dāng)按下手動開門按鈕 I0.2，接通開門輸出 Q0.0，實現(xiàn)手動 開門；當(dāng)有人進(jìn)門或出門時，感應(yīng)開關(guān) I1.0 或 I1.1 會接通，開門輸出 Q0.0 接通并自鎖， 實現(xiàn)自動開門。當(dāng)開門到達(dá)限位開關(guān) I0.4 時，開門停止，關(guān)門定時

40、T37 開始定時。關(guān)門 定時 T37 計時時間到，自動進(jìn)入關(guān)門程序，當(dāng)關(guān)門到達(dá)限位開關(guān) I0.5 時，關(guān)門停止，或 直接按下手動關(guān)門開關(guān) I0.3,手動關(guān)門。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時按下緊急停止按鈕 I0.1，停 止運行機(jī)構(gòu)上電，開門機(jī)構(gòu)和關(guān)門機(jī)構(gòu)停止運行。 八、結(jié)束語 在大學(xué)最后的日子里，我迎來了三年學(xué)習(xí)生活中最有意義的一次設(shè)計。當(dāng)今商品經(jīng) 濟(jì)社會里，物流是很重要的一部分，而自動門在現(xiàn)實中有很常見的。其設(shè)計內(nèi)容包括軟， 硬件兩方面，應(yīng)用的知識涵蓋了機(jī)，電兩個方面，在設(shè)計過程中可以學(xué)到很多知識，掌 握相關(guān)理論的實際應(yīng)用。我覺得這是一個很有現(xiàn)實意義而且符合電氣自動化專業(yè)要求的 題本設(shè)計以 PLC 和變頻

41、器綜合運用來達(dá)到控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速實現(xiàn)門的自動化開關(guān)的 目的，利用 PLC 的可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)的特點，保證自動門控制系統(tǒng)能長期正常運行，利 用變頻器的無級平滑調(diào)速的特點，保證自動門運轉(zhuǎn)和速度控制能平滑順暢。PLC 采用梯形 圖設(shè)計，直觀易懂，擴(kuò)展容易，保證程序的條理性和準(zhǔn)確性。 通過這次設(shè)計使我學(xué)會如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自 己。創(chuàng)新，是要我們學(xué)會將理論很好地聯(lián)系實際，并不斷地去開動自己的大腦，從為人 類造福的意愿出發(fā)，做自己力所能及的，別人卻沒想到的事。使之不斷地戰(zhàn)勝別人，超 越前人。同時，更重要的是，我在這一設(shè)計過程中，學(xué)會了堅持不懈，不輕易言棄。設(shè) 計過程，也

42、好比是我們?nèi)祟惓砷L的歷程，常有一些不如意，也許這就是在對我們提出了 挑戰(zhàn)，勇敢過，也戰(zhàn)勝了，勝利的鐘聲也就一定會為我們而敲響。 附 錄 參考文獻(xiàn) 1 呂品.PLC 與觸摸屏組合控制系統(tǒng)的應(yīng)用J.自動化儀表， 2010，(8) :45-56. 2 楊路明、雷亞軍.組態(tài)軟件 WinCC 在自動監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用J.計算技術(shù)與自動化， 2003，(4) :21-24. 3 李傳偉.PLC 控制系統(tǒng)電源設(shè)計J.威海職業(yè)學(xué)院學(xué)報， 2007，(9) :16-21. 4 邵頓麥.可編程序控制器在混合液體加工控制中的應(yīng)用J.現(xiàn)代電子技術(shù)， 2010，(12)： 22-24. 5 張華平.PLC 應(yīng)用技術(shù)及應(yīng)用中注意問題J.城市建設(shè)理論研究， 2011，(16) ： 12- 25. 6 郁祥.淺談 PLC 用于三種液體混合技術(shù)的集中控制設(shè)計J. 科技致富向?qū)В?2012，(4) ：13-18. 7 縱勇、王紅軍.變頻調(diào)速的原理及應(yīng)用J.煤炭技術(shù)，2006，(11):15-16. 8 皇甫卉.用 PLC 實現(xiàn)多種液體自動混合控制J. 東方教育，2011，(11):87-125. 9 宋光.PLC 應(yīng)用中應(yīng)注意的問題及處理J.消費電子， 2012，(7):17-25. 10張璟.基于 PLC 的液體混合裝置的設(shè)計J.民風(fēng)， 2008，(7):49-55.