簡易自動門的設(shè)計.doc

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1、 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文） 設(shè)計（論文）題目： 簡易自動門的設(shè)計 學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專

2、 業(yè)： ****** 班 級： ******** 姓 名： ****** 學(xué) 號： ******* 指 導(dǎo) 教 師： ****** 職 稱： ****** 定稿日期 ： 2016 年 月 日  誠 信 承 諾 我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫的畢業(yè)論文《簡易自動門的設(shè)計》均系本人獨立完成，沒有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點和材料，均作了注釋，若有不

3、實，后果由本人承擔(dān)。 承諾人（簽名）： 年 月 日 中文摘要 摘 要 本設(shè)計是實際生活中的自動感應(yīng)門為模型進(jìn)行設(shè)計，自動門系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC）、感應(yīng)器件、驅(qū)動裝置和傳動裝置組成。 驅(qū)動裝置通過直流電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動整個門的左右移動，電機(jī)采用自動門專用電機(jī)，最大轉(zhuǎn)速為200r/min，電機(jī)功率為75W，自動門的移動速度為200-450

4、mm/s，自動門的機(jī)械傳動部分采用同步帶輪實現(xiàn)直線移動，將門架安裝在同步帶上，為了防止門將同步帶壓彎或者壓變形增加導(dǎo)輪裝置進(jìn)行承載，設(shè)計兩組導(dǎo)輪裝置進(jìn)行承壓。橫梁采用槽鋼固定在墻體上，整個驅(qū)動裝置和傳動裝置固定在槽鋼上。 自動門控制部分的主要工作原理是感應(yīng)器件將檢測到的人體或物體信號傳送到PLC，PLC再綜合收到的自動門狀態(tài)信號作出判斷，而后發(fā)出控制信號，使驅(qū)動裝置運行，在通過傳動裝置帶動門的動作。 關(guān)鍵詞：自動門；驅(qū)動裝置；傳動裝置；PLC II 英文摘要 Abstract This design is the automatic induction door i

5、n actual life as a model for design, automatic door system is mainly composed of programmable controller (PLC), induction device, driving device and driving unit. Drive through the dc motor drives the door around mobile, motor adopts automatic door special motor, the maximum speed of 200 r/min, the

6、 motor power is 75 w, automatic door movement speed for 10 to 50 cm/s, automatic doors of the mechanical transmission part adopts synchronous belt wheel to realize linear movement, in synchronization with the door frame installation, in order to prevent the goalkeeper synchronous belt bending or pre

7、ssure deformation increase bearing roller device, design two sets of roller device is under pressure. Beams using channel fixed on the wall, the drive and transmission device is fixed on the channel. The main working principle of automatic door control part is sensor will detect the human body or o

8、bject signals to PLC, PLC integrated automatic door state have received signals to judge, and then a control signals, driving device, operation, through the transmission gear drive the movement of the door. Key words: Automatic door; Drive; Transmission device; PLC 目錄 目

9、 錄 1. 緒 論 1 1.1自動門概述 1 1.2自動門的發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3 自動門的常見分類 2 1.4本課題的主要任務(wù) 3 2.自動門的機(jī)械部分設(shè)計 4 2.1主運動方案設(shè)計 4 2.2簡易自動門方案的確定 4 2.3機(jī)械傳動的計算 5 2.3.1驅(qū)動裝置的計算 5 2.3.2傳動比的計算 6 2.3.3同步輪的計算 7 2.3.4滾動輪的校核 10 3.自動門控制部分設(shè)計 13 3.1 PLC控制程序設(shè)計 13 3.2自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 14 3.3系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟 14 3.4功能器件的基本工作原理 14 3.4.1簡易自動門的基本

10、工作原理 14 3.4.2行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理 15 3.4.3光電開關(guān)介紹 15 3.5自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計 16 3.5.1程序流程圖 16 5.4機(jī)械手的梯形圖 16 3.5.2電氣原理圖 17 3.5.3 I/O分配表 18 3.5.4 梯形圖 18 總 結(jié) 21 致 謝 22 參考文獻(xiàn) 23 緒論 1. 緒 論 1.1自動門概述 自動門是人類文明的產(chǎn)物,已經(jīng)有幾十年的發(fā)展,到目前為止,通過PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用和其他技術(shù)產(chǎn)品,已經(jīng)形成了一套很成熟的控制技術(shù),形成了一個大型自動門的家庭。并根

11、據(jù)不同的需求進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)。比如JG/T177-2005規(guī)定的中華人民共和國建設(shè)部2005-12-01中國自動門數(shù)量標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容主要包括:規(guī)則的分類為構(gòu)建各類自動門、規(guī)格、規(guī)范、材料、要求、試驗方法、檢驗規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運輸和存儲。本標(biāo)準(zhǔn)適用于推式和拉式自動門自動門(弧),折平開自動門,自動門。也可以參考其他自動門。有特殊要求的自動門,也應(yīng)該看到它的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 自動門的性能主要取決于其控制裝置,早期的自動門控制系統(tǒng)采用繼電器邏輯控制,與繁瑣的安裝、大尺寸,不穩(wěn)定的缺點,不容易維護(hù)已經(jīng)退出市場。自動化行業(yè)最穩(wěn)定的控制單元是PLC(可編程邏輯控制器PLC),是一個專門設(shè)計的工業(yè)環(huán)境應(yīng)用和

12、數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可編程序控制器存儲器,用于其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序的操作、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令,并通過數(shù)字或邏輯類型和輸入和輸出的開關(guān)量邏輯控制,控制類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),功能齊全,實用,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、低功耗的優(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、輕工等領(lǐng)域的應(yīng)用已大大發(fā)展。因為使用PLC控制自動門的可靠性高,維修方便等,所以自動門的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計,可以促進(jìn)自動門行業(yè)的發(fā)展,擴(kuò)大了應(yīng)用PLC在自動化行業(yè)甚至整個自動化行業(yè),具有很好的經(jīng)濟(jì)和理論研究價值。 1

13、.2自動門的發(fā)展現(xiàn)狀 在國外,到90年代,自動化技術(shù)發(fā)展迅速,技術(shù)已經(jīng)非常成熟,并取得了驚人的成績,自動化技術(shù)是自動門的一個重要組成部分。在人們的日常生活在現(xiàn)在的自動門可以空調(diào)節(jié)能、低噪音、灰塵,風(fēng),也可以使出入口顯得非常嚴(yán)重的高檔,因此應(yīng)用非常廣泛。 我國隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,自動門在人們的生活中的應(yīng)用越來越廣泛,門自動適用于賓館、酒店、銀行、寫字樓、醫(yī)院、商店等,使用自動門。但在國內(nèi),自動門的獨立研究和開發(fā)仍處于起步階段。在自動門控制系統(tǒng)的設(shè)計,穩(wěn)定、節(jié)能、環(huán)保、安全,人類的安全是第一需要考慮的因素。 由于不同重量和體積的自動門的門會提出不同的要求驅(qū)動傳動系統(tǒng),所以各種各樣的自動門可

14、分為輕型和重型自動門自動門。 不同流量對自動門的使用可以產(chǎn)生很大的影響,因此,自動門也可以分為通用自動門和頻繁使用自動門。 自動門根據(jù)不同的使用功能,可分為自動推拉門、自動門、自動旋轉(zhuǎn)門、自動弧門,自動折疊門,等開門用更少的場合,旋轉(zhuǎn)門,因為這么大的,昂貴的,通常僅僅使用高檔酒店,使用最廣泛的自動推拉門,自動門通常說,感應(yīng)門是指自動推拉門,當(dāng)前市場流行的翻譯類型自動門是常見的兩個開放的,這種門的特點很容易控制,易于維護(hù)。 是最常見的自動滑動門的內(nèi)部和外部自動門感應(yīng)器,當(dāng)人們走在門口,傳感器感應(yīng)的存在,打開門,一個控制器信號,控制器通過驅(qū)動開門。當(dāng)人們穿過,然后關(guān)上了門。由于電后自動推拉門

15、可以實現(xiàn)無人管理,方便和提高建設(shè)水平,然后快速建設(shè)國內(nèi)外市場廣泛的流行。 自動門的控制方法有很多,不同的控制器、繼電器控制,即通過按鈕和復(fù)雜的布線安裝控制;智能控制器來控制,也就是說,通過運行現(xiàn)代自動化設(shè)備控制,穩(wěn)定性高,安全等優(yōu)點,因此被許多制造商。因為有很多缺陷和繼電器邏輯控制系統(tǒng)的自動門淘汰自動門的智能控制器。 智能控制器的選擇,主控制器的自動門微機(jī)控制器和可編程序控制器(PLC)控制,微機(jī)控制主要有特點,體積小,安裝方便,有許多制造商都采用這種方式生產(chǎn)自動門、PLC控制的特點是穩(wěn)定性高,易于維護(hù),目前很多大型購物商場自動門控制這種方式。 PLC是一種特別設(shè)計的應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境和數(shù)字

16、運算操作的電子裝置。他可以用編程存儲器,用于其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、算術(shù)運算指令,并通過數(shù)字和開關(guān)量邏輯控制的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC可靠性高,抗干擾能力強(qiáng),功能完善,適用性高、系統(tǒng)設(shè)計、施工、少量的工作,維護(hù)方便,容易改造,體積小、重量輕、低功耗的優(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、輕化工領(lǐng)域的應(yīng)用已大大發(fā)展。因此使用PLC控制自動門可靠性高,維護(hù)方便等特點。 1.3 自動門的常見分類 常見的自動門有以下幾種分類: (1)根據(jù)打開和關(guān)閉形式分:可分為滑動門和擺動門,折疊門和旋轉(zhuǎn)門。 在門口(2)根據(jù)材料分:有安全玻璃、

17、不銹鋼裝飾、建筑鋁合金型材、彩色涂層鋼、木、等等,和其他材料可以應(yīng)用。常見的玻璃自動門玻璃自動門、不銹鋼框架和鋁合金框架(剃須或氟碳涂料)玻璃自動門。 (3)根據(jù)門的結(jié)構(gòu)特點:自動門主要分和9個類別,即自動旋轉(zhuǎn)門,圓弧形的自動門,平滑自動門,平開自動門,自動門、自動伸縮門折疊,滾動自動門,自動門,汽車自動停止。 (4)根據(jù)門的目的:自動門主要分五類,即民用自動門、商業(yè)自動門、自動門、車庫和工業(yè)自動門和庭院自動門。 1.4本課題的主要任務(wù) 本課題以簡易自動感應(yīng)門為研究對象，熟悉自動門的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，并對其機(jī)械結(jié)構(gòu)布局設(shè)計并利用PLC編程進(jìn)行控制，本設(shè)計主要完成本設(shè)計的任務(wù)如下

18、： 1） 匯集相關(guān)資料，并且熟悉簡易自動門的構(gòu)成及工作原理，并掌握簡易自動門的工作范圍。 2） 熟悉自動門的機(jī)械結(jié)構(gòu)，對自動門的驅(qū)動裝置與傳動裝置進(jìn)行設(shè)計計算，包括電機(jī)的選型與計算、同步帶的選型設(shè)計。 3） 完成其他機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計，包括導(dǎo)輪、門架的尺寸確定與材質(zhì)的選擇，。 4） 通過三菱PLC控制器對自動門進(jìn)行控制，完成該系統(tǒng)的電氣原理圖和程序的編寫。 5） 完成簡易自動門的機(jī)械二維裝配圖以及設(shè)計說明書的計算。 22 自動門機(jī)械部分的設(shè)計 2.自動門的機(jī)械部分設(shè)計 2.1主運動方案設(shè)計 驅(qū)動主軸的傳動機(jī)構(gòu)有有齒輪傳動、帶傳動、或者電機(jī)直

19、接驅(qū)動等，主軸選擇的傳動方式的選擇主要決定于主軸的轉(zhuǎn)速、所傳遞的轉(zhuǎn)矩、對于平穩(wěn)性的要求以及結(jié)構(gòu)緊湊、裝卸維修方便等要求。 (1)齒輪傳動,特點:簡單,結(jié)構(gòu)緊湊,可以傳遞大扭矩,可以適應(yīng)變速和變負(fù)載,使用最廣泛的。缺點:線速度不能過高,通常小于12米/秒,傳動比不穩(wěn)定。 （2）帶傳動， 特別適合之間的中心距較大的兩軸驅(qū)動,傳動平穩(wěn),噪音低,適合高速傳播。傳動皮帶在過載滑動時,不能用于需要精確的場合。齒形皮帶傳動的優(yōu)點:沒有相對滑動,準(zhǔn)確的傳動比,傳動精度高,不需要潤滑,耐水,耐腐蝕,能在高溫下工作,容易維護(hù),傳動比大,可達(dá)1:10以上。缺點:復(fù)雜的制造過程,安裝要求高。 根據(jù)傳動的精度較

20、高選擇同步帶傳動。 2.2簡易自動門方案的確定 1-直流電機(jī)2-同步帶 3-連接夾子 4-導(dǎo)輪 5-感應(yīng)器 6-電磁鎖體 7-電磁吸片 8-緩沖帽 9-緩沖軸 10-緩沖彈簧 11-鋼化玻璃 12-門框 13-槽鋼 14-墻體 圖2-1簡易門的結(jié)構(gòu)圖 如圖2-1所示為簡易門的結(jié)構(gòu)圖，門架由門框和鋼化玻璃組成，門框的材料為鋁型材，橫梁采用槽鋼固定在墻體上，門架與連接夾子固定在同步帶上，為了防止同步帶變形在橫梁上固定導(dǎo)輪組件，通過電機(jī)帶動同步輪轉(zhuǎn)動實現(xiàn)同步帶的直線移動，這樣固結(jié)在同步帶上的門架就可以實現(xiàn)水平方向的橫向移動，通過電機(jī)的正反轉(zhuǎn)即可實現(xiàn)門的開閉。門的兩邊都設(shè)有限位裝

21、置，限位裝置上裝有緩沖帽，防止到限位處對限位裝置沖擊過大，這樣可以減少門的沖擊，門的左側(cè)處有電磁吸片和電磁鎖體，當(dāng)無人進(jìn)出時門不能被人手打開防止被夾傷，通過電磁吸片和電磁鎖體的磁性作用可以保證門被牢固的鎖住，為應(yīng)急感應(yīng)器出現(xiàn)故障時門不能打開或者關(guān)閉需要增加兩個手動開關(guān)，安裝在門的內(nèi)外兩邊。 2.3機(jī)械傳動的計算 2.3.1驅(qū)動裝置的計算 圖2.2 自動門簡化傳動圖 P ——為門活動的重量通過滑輪組滾動摩擦轉(zhuǎn)化的載荷； V——為活動門的移動速度； R——為帶輪的半徑； N——為帶輪的轉(zhuǎn)速； 整個自動門在移動的過程中電機(jī)所需克服的力矩M，可以算出力矩大小 (3-1)

22、式中J—為皮帶輪的轉(zhuǎn)動慣量； Jm—為電機(jī)的轉(zhuǎn)動慣量； a—為門開始啟動的加速度,取a=0.5m/s2 (3-2) 式中N—為門的重量，單位為kg,初步估算得門重N=450N； K—為滾動摩擦力臂k=0.5mm； r—滑輪半徑，r=15mm； 將數(shù)據(jù)代入（3-2）式中，得出 P=45N 代入（3-1）中計算得出M=2.1N.m。 已知電機(jī)最大轉(zhuǎn)速n=3500r/min,輸出轉(zhuǎn)速為100r/min，根據(jù)公式 因此選擇直流無刷電機(jī)，型號為DC24V65W，電機(jī)的功率為65W，最大轉(zhuǎn)速為3500r/min，如圖2.3所示為直

23、流無刷電機(jī)的產(chǎn)品圖。 圖2.3 自直流無刷電機(jī)產(chǎn)品圖 無刷直流電機(jī)效率高、節(jié)能、噪音低、高速度、高扭矩、連續(xù)使用不會產(chǎn)生過熱的特點,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的交流伺服電機(jī)。分流或他勵直流電機(jī)和交流異步電動機(jī)相比,雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價格高,維修不方便,但有其獨特的優(yōu)勢在于調(diào)速性能。因為鼠籠式電動機(jī)通常不能進(jìn)行改變速度,更不能無級調(diào)速,因此,高速設(shè)備的需求,采用直流電機(jī)。這是因為直流電機(jī)無級調(diào)速,機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)簡單。 由直流電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式： 　 n=（U-IaRa）/KEΦ 　可知，Ra、Φ和U中的任意一個值， 可以使速度變化,改變電樞回路電阻的方法也可以速度。但其缺點是消耗多,汽車機(jī)械性能軟

24、,速度范圍很小,只有使用,所以該方法使用較少?，F(xiàn)在常用的直流電機(jī)速度控制方法可調(diào)磁法和電壓調(diào)節(jié)。 2.3.2傳動比的計算 由于輸出軸的轉(zhuǎn)速為100m/min，直流無刷電機(jī)的最大轉(zhuǎn)速n=3500r/min,根據(jù)公式可以求出總傳動比 常用的減速機(jī)有擺線針輪行星減速機(jī)、齒輪減速機(jī)、三角皮帶減速機(jī)以及圓柱蝸桿減速機(jī)，一般根據(jù)功率、轉(zhuǎn)速來選擇減速機(jī)。選用時優(yōu)先考慮傳動效率高的齒輪減速機(jī)和擺線針輪行星減速機(jī)，四種減速機(jī)基本參數(shù)如下表2-1。 表2-1四種減速機(jī)基本參數(shù) 特性參數(shù) 減速機(jī)類型 擺線針輪減速機(jī) 齒輪減速機(jī) 三角皮帶減速機(jī) 圓柱蝸桿減速機(jī) 傳動比i 87~9 12~6

25、 4.53~2.96 80~15 輸出軸轉(zhuǎn)/(r/min) 17~160 65~250 200~500 12~100 輸入功率/kw 0.04~55 0.55~315 0.55~200 0.55~55 傳動效率 0.9~0.95 0.95~0.96 0.95~0.96 0.80~0.93 此次設(shè)計選用擺線針輪減速機(jī)。 擺線針輪減速機(jī)具有傳動效率高，傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，容易拆裝，使用時間長，質(zhì)量較輕，尺寸小，承受的載荷較大，工作平穩(wěn)。對過載和沖擊載荷有較強(qiáng)的承受能力，可以實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)，還可以用于防爆要求。 根據(jù)結(jié)構(gòu)安排,需要選擇輸入軸和輸出軸平行，齒輪減速器

26、,蝸輪、蝸桿減速器和行星齒輪減速器非常普遍,由于電動機(jī)轉(zhuǎn)速3500 r / min,選擇和設(shè)計減速器輸出軸轉(zhuǎn)速100 r / min。比較兩種減速器,行星齒輪減速器普遍應(yīng)用的輸入軸和輸出軸平行的場合(從《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》,和蝸輪蝸桿減速器輸入軸和輸出軸垂直的場合中使用,根據(jù)電動機(jī)的設(shè)計和安排和身體垂直,所以選擇蝸輪蝸桿減速器,首先要考慮選擇減速機(jī)減速機(jī)本身,其次是對應(yīng)使用設(shè)備的大小,然后減速比、安裝、組裝形式。最后還要注意對應(yīng)電機(jī)功率,以及電機(jī)的使用環(huán)境,本設(shè)計選擇35渦輪蝸桿減速器的減速比。 2.3.3同步輪的計算 傳動裝置采用同步帶輪實現(xiàn)，下面對同步輪進(jìn)行選型計算。 1）額定

27、功率的計算 2）小帶輪轉(zhuǎn)速計算 調(diào)節(jié)同步帶的轉(zhuǎn)速 3）選定同步帶帶型和節(jié)距 由同步帶選型圖2.2可以看出，由于在這次設(shè)計中功率轉(zhuǎn)速都比較小，所以帶的型號可以任意選取，現(xiàn)在選取8M型帶，節(jié)距 表2.2工作情況系數(shù)看 圖2.4 同步帶選型圖 4）、選取主動輪齒數(shù) 查表知道小帶輪最小齒數(shù)為14，現(xiàn)在選取小帶輪齒數(shù)為28。 5）小帶輪節(jié)圓直徑確定 = 表2.3 小帶輪最小齒數(shù)表 6）大帶輪相關(guān)數(shù)據(jù)確定 由于系統(tǒng)傳動比為1，所大帶輪齒數(shù)，節(jié)距 7）帶速v的確定 8）初定軸間間距 選取軸間間距。 9）同步帶帶長及其

28、齒數(shù)確定 =() = =4928mm 10）帶輪嚙合齒數(shù)計算 有在本次設(shè)計中傳動比為1，所以嚙合齒數(shù)為帶輪齒數(shù)的一半，即=14。 11）基本額定功率的計算 查基準(zhǔn)同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量表2.4可以知道=2100.85N，m=0.448kg/m。 所以同步帶的基準(zhǔn)額定功率為 ==0.783KW 表2.4 基準(zhǔn)寬度同步帶的許用工作壓力和單位長度的質(zhì)量 12）計算作用在軸上力 = =348.5N 2.3.4滾動輪的校核 滾輪直徑主要根據(jù)疲勞計算輪壓選取，其計算公式為，滾輪所受壓力 -轉(zhuǎn)速系數(shù)（按照表1選取） -工作級別系數(shù) D-滾輪直

29、徑（mm） L-滾輪與軌道接觸的有效長度（mm） -與滾輪材料有關(guān)的許用接觸應(yīng)力常數(shù)(按表3選取) 注；(1)鋼制滾輪一般應(yīng)經(jīng)熱處理， 在確定許用的K1值時仍取材料未經(jīng)熱處理時的 。 (2)當(dāng)滾輪材料采用球墨鑄鐵時，K1值按=500N／mm2選取。 由此可得車輪直徑的計算公式為： 選滾輪直徑D=30mm，工作等級為M5,速度為v =23m/min，輪寬B=14mm，車輪材料選用65Mn，，可知，，L=5mm，， ，代入計算 所以安全。 自動門控制部分的設(shè)計 3.自動門控制部分設(shè)計 3.1 PLC控制程序設(shè)計

30、 PLC作為工業(yè)控制計算機(jī),軟件編程邏輯而不是傳統(tǒng)的硬件邏輯控制電纜。其編程語言是一種面向?qū)ο蟮目刂?面向運營商,容易熟悉繼電器控制電路的電氣技術(shù)人員知道,通常情況下,PLC編程語言有一個梯形圖語言指令助記符語言,控制系統(tǒng)的流程圖(功能圖編程語言)語言,布爾代數(shù)語言,如大型PLC)也可以使用高級語言。[3] 不同的制造商,甚至不同型號的PLC產(chǎn)品使用的編程語言和符號用于編程語言是不一樣的。 1。梯形圖,梯形圖語言(LD) 梯形圖語言是在繼電器-接觸器控制理論發(fā)展的基礎(chǔ)上,一種圖形語言,形象、直觀,它為廣大電氣人員都很熟悉,是主要的中、小型PLC的編程語言。它將PLC內(nèi)部各種編織組件

31、(如輸入和繼電器,繼電器輸出,內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器等)和命令與特定的圖形符號和標(biāo)記,并有一定的意義。 2。指令助記符語言 PLC梯形圖語言而直觀和方便,但必須配備更大的顯示圖形符號輸入,和小型計算機(jī),尤其是在生產(chǎn)現(xiàn)場調(diào)試程序,通常由程序員。小屏幕,使用助記符語言,這是一種類似計算機(jī)匯編語言助記符表達(dá)式。不同制造商PLC指令表的語句使用助記符是不一樣的,但基本上是一樣的。 3所示。函數(shù)圖編程語言(SCF) 這是一個相對較新的編程方法,它被用作一個流程圖的控制系統(tǒng)功能圖表達(dá)的過程控制,當(dāng)前國際電工協(xié)會(IEC)是實現(xiàn)發(fā)展的新的編程標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)志和名稱的不同制造商的PLC編程語言中使用的不

32、一樣。它的優(yōu)點是: (1)適用于訂單系統(tǒng)設(shè)計、過程控制系統(tǒng)的靈活性,實現(xiàn)復(fù)雜的控制。 (2)容易手控方是選擇傳統(tǒng)的各種工作模式和自動運行在一起。 (3)提高程序的效率。 (4)程序可讀性好,易于調(diào)試和修改。 4.高級語言編程 PLC產(chǎn)品介紹近年來,特別是大公司,已經(jīng)開始使用基本高級語言編程。一些PLC使用類似于c++語言的特殊目的,系統(tǒng)軟件有這種特殊的語言編譯器自動編譯。使用高級語言編程后,用戶可以像使用普通電腦進(jìn)行PLC操作。除了完整的邏輯功能,而且還可以調(diào)整PID,數(shù)據(jù)采集和處理,及與PC機(jī)通信等。 3.2自動門控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 1)當(dāng)一個人由內(nèi)而外或從外到內(nèi)通過光

33、電檢測開關(guān),開關(guān)電流通過(光電脈沖觸發(fā)開關(guān)必須自鎖)由于開門限位開關(guān)是常閉的,所以通過線圈電,電機(jī)旋轉(zhuǎn),到達(dá)門的限位開關(guān)位置,電機(jī)停止運行。 2)當(dāng)門到門自動限位開關(guān)位置啟動延遲計時器8秒后,自動關(guān)閉的過程中,電機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)門正接近極限開關(guān),電機(jī)停轉(zhuǎn)。 3)關(guān)閉的過程中,當(dāng)有員工從外到內(nèi),或從內(nèi)部的光電檢測開關(guān),應(yīng)立即停止關(guān)閉,并自動執(zhí)行開門程序。 4)敞開大門后8秒等待時間,如果有人從外到內(nèi),或通過光電檢測開關(guān)從內(nèi)到外,必須等待8秒后重新開始,然后自動進(jìn)入關(guān)閉過程,以確保人員的安全。 5)自動門在出現(xiàn)故障或維護(hù),與自動控制的某些問題,最終決定增加手動打開和關(guān)閉開關(guān)。 3.3系統(tǒng)設(shè)計的

34、基本步驟 自動門自動控制裝置的光電檢測開關(guān)K1,K2光電檢測開關(guān)打開門,門鎖開關(guān)SBO,到位限位開關(guān)K3,接近限位開關(guān)K4,打開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1(轉(zhuǎn))直流電機(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)）門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3和其他部分?？刂埔? 1)外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K1和K2,打開門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM1運動,電機(jī)轉(zhuǎn)動,到達(dá)門的限位開關(guān)K3的位置,電機(jī)停止運行，門停止運動。 2)位置持續(xù)8秒,自動關(guān)閉門程序驅(qū)動, 關(guān)門執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM2被起動,電機(jī)反向轉(zhuǎn)動,當(dāng)門移動到關(guān)閉位置限位開關(guān)K4、電機(jī)停止運行。 3)當(dāng)有員工從外到內(nèi),或從內(nèi)而外的光電檢測開關(guān)K2或K1,應(yīng)立即停止關(guān)閉,并啟動自動開門

35、程序。 4)當(dāng)門打開時,8秒等待時間如果有員工從外到內(nèi)或從外到內(nèi)通過光電檢測開關(guān)K2或K1,必須等待8秒后重新開始,然后自動進(jìn)入關(guān)閉過程,以確保人員的安全。 5)當(dāng)無人進(jìn)入自動門處于關(guān)閉狀態(tài),門鎖執(zhí)行機(jī)構(gòu)KM3動作,電磁吸力和電磁鎖身體接觸,通過磁力鎖的作用,當(dāng)有人進(jìn)入KM3動作,吸收和鎖體斷開。 3.4功能器件的基本工作原理 3.4.1簡易自動門的基本工作原理 首先,簡單的自動門是由以下部分組成:(1)主控制器:它是指揮中心,自動感應(yīng)門通過內(nèi)部有一個大規(guī)模集成塊指令程序,相應(yīng)的指令,命令電機(jī)或電動鎖系統(tǒng);同時人們通過主機(jī)控制器調(diào)整門扇打開速度,門的開啟幅度等。(2)運動探測器:負(fù)責(zé)

36、收集外部信號,如人的眼睛,當(dāng)移動對象到其工作的范圍,它是一個脈沖信號到主控制器;(3)電力馬達(dá):提供開放和關(guān)閉主電源,控制的操作自動感應(yīng)門門扇加速和減速。(4)自動感應(yīng)門葉跟蹤:像鐵軌一樣,約束門扇吊輪系統(tǒng),讓它在一個特定的方向。(5)門扇吊索行走輪系統(tǒng):用于掛門扇,在動態(tài)牽引驅(qū)動門扇同時運行。(6)同步帶(一些制造商使用三角皮帶):用于傳輸電機(jī)功率,從牽引自動感應(yīng)門葉吊輪系統(tǒng)。(7)較低的引導(dǎo)系統(tǒng):自動感應(yīng)門的底部是一個指導(dǎo)門扇和定位裝置,以防止發(fā)生前后擺動門門扇在運行時。當(dāng)自動感應(yīng)門門扇完全打開和關(guān)閉,其工作過程如下:感應(yīng)探測器探測到有人進(jìn)入主機(jī)控制器的脈沖信號,主機(jī)控制器判斷后通知電動機(jī)

37、運行,同時監(jiān)測電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù),為了通知電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和一定時間內(nèi)緩慢運行。電機(jī)得到相應(yīng)的電流后正向轉(zhuǎn)動,電源同步帶,再通過同步帶傳輸能量吊索系統(tǒng)使自動感應(yīng)門打開,自動感應(yīng)門打開后由控制器來決定,如果需要自動感應(yīng)門關(guān)閉,通知電機(jī)反向轉(zhuǎn)動,自動感應(yīng)門關(guān)閉。 3.4.2行程開關(guān)(限位開關(guān))的工作原理 行程開關(guān)也叫限位開關(guān),用于控制機(jī)械設(shè)備的行程和極限保護(hù)。在實際生產(chǎn)中,行程開關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置,當(dāng)安裝在機(jī)械零件的生產(chǎn)開關(guān)模塊,行程開關(guān)觸點動作,實現(xiàn)電路的切換。因此,行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件位置的行程控制和電氣設(shè)備的開關(guān)電路,其作用原理類似于按鈕。行程開關(guān)廣泛應(yīng)用于各種類型的機(jī)床和起重機(jī)械、控制計

38、劃,用于終端極限保護(hù)。在電梯控制電路,并使用車門的開關(guān)來控制速度,自動打開關(guān)閉間距,上下限位的保護(hù)。輥式行程開關(guān)分為單引號和雙輥輥自動復(fù)位(角),自動復(fù)位類型、雙輥線開關(guān)有兩個穩(wěn)定狀態(tài)位置,有“記憶”效應(yīng),在某些情況下可以簡化電路。 3.4.3光電開關(guān)介紹 1、光電開關(guān)的工作原理（光電傳感器)是光電接近開關(guān)的簡稱,它是利用檢測對象塊或反射的光束, 由同步回路選通電路,檢測對象是否。物體不限于金屬,所有能反射光線的物體可以進(jìn)行測試。光電開關(guān)將輸入電流在發(fā)射器轉(zhuǎn)換成光信號 接收方再根據(jù)接收到的光強(qiáng)度或腐蝕性物品。 2。光電開關(guān)的分類和術(shù)語(1)、分類(1)漫反射式光電開關(guān):它是一個集合的

39、發(fā)射器和接收器的集成傳感器,測試對象時,該對象將光電開關(guān)發(fā)射器足夠的光反射到接收器,光電開關(guān)然后產(chǎn)生開關(guān)信號。當(dāng)測試對象表面的光或反光率非常高,漫反射式光電開關(guān)是首選的檢測模式。(2)鏡反射式光電開關(guān),它還集成了發(fā)射機(jī)和接收機(jī),光電開關(guān)光發(fā)射機(jī)通過鏡子反射回接收器,當(dāng)檢測到后,完全擋住了光線,光電開關(guān)創(chuàng)建一個檢測信號。(3)相關(guān)光電開關(guān):它包含一個單獨的結(jié)構(gòu)和光學(xué)軸相對的發(fā)射器和接收器,發(fā)射器直接光接收器,當(dāng)測試對象通過發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間擋住了光線,光電開關(guān)的開關(guān)信號。當(dāng)測試對象不透明,相關(guān)光電開關(guān)是最可靠的檢測設(shè)備。(4)槽式光電開關(guān):它通常使用的標(biāo)準(zhǔn)U型結(jié)構(gòu),它的發(fā)射器和接收器是位于兩邊的

40、U型槽,并形成一個光軸,當(dāng)測試對象通過U形槽和阻塞光軸,光電開關(guān)開關(guān)信號可能發(fā)生。槽光電開關(guān)適用于檢測對象的運動,它可以區(qū)分透明和半透明的物體,使用安全可靠。(5)光纖光電開關(guān):塑料或玻璃光纖傳感器是用來引導(dǎo)光線,可以檢測到測試對象的距離。通常光纖傳感器分為相關(guān)型和彌漫型。(2)這個術(shù)語(1)檢測距離:是指檢測身體以某種方式移動,當(dāng)開關(guān)動作測量基準(zhǔn)位置(光電開關(guān)感應(yīng)表面)檢測空間距離。額定動作距離指的是名義價值接近開關(guān)的距離。(2)回到的差距:作用距離和重置絕對值之間的距離。(3):在規(guī)定的時間間隔內(nèi)響應(yīng)頻率1 s,使光電開關(guān)操作周期。(4)輸出狀態(tài):經(jīng)常打開和關(guān)閉。當(dāng)沒有檢測對象,常開型光電

41、開關(guān)連接到負(fù)載由于期限內(nèi)的光電開關(guān)輸出晶體管不起作用,當(dāng)檢測到物體時,晶體管傳導(dǎo)、電力工作負(fù)載。(5)檢測方法:根據(jù)測試對象的光電開關(guān)光發(fā)射機(jī)發(fā)出的回到接收器的方式不同,可分為,鏡面反射、漫反射類型關(guān)聯(lián)類型,等等。6）輸出形式:NPN型二線,NPN型線到三,四個NPN型和PNP型二線,PNP型三行,PNP型四線,AC線,AC線(內(nèi)置繼電器),和直流NPN / PNP /常開、常閉多功能等幾種常見形式的輸出。7）指向角 3.5自動門控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計 3.5.1程序流程圖 5.4機(jī)械手的梯形圖  3.5.2電氣原理圖  3.5.3

42、I/O分配表 3.5.4 梯形圖 PLC開發(fā)專為工業(yè)控制裝置,其主要用戶工廠通用電氣技術(shù)人員,為了適應(yīng)他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力,公司通常不采用計算機(jī)編程語言,并且經(jīng)常使用控制過程和“自然語言”編程的問題。國際電工委員會(IEC)1994年5月發(fā)布的IEC1131 - 3語言標(biāo)準(zhǔn)(可編程控制器)詳細(xì)說明了語法,語義,并在以下五個編程語言:函數(shù)圖表(順序功能圖),梯形圖(梯形圖),功能框圖(功能框圖),指令表(指令I(lǐng)ist)結(jié)構(gòu)的文本(高文本)。梯形圖的函數(shù)圖形語言,文本是文本語言指令表的結(jié)構(gòu),功能表控制流程圖是一種結(jié)構(gòu)。 梯形圖編程語言是使用梯形圖的圖形符號來描述程序的設(shè)計語言。采用

43、梯形圖編程語言,這種編程語言的因果關(guān)系是用來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果,每一個階段都是因果關(guān)系。在級聯(lián),描述事件的條件說在左邊,右邊表示事件的結(jié)果。 設(shè)計梯形圖語言是最常見的一種編程語言,它來自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)人員的繼電器邏輯控制技術(shù)比較熟悉。通過這個邏輯控制技術(shù)的發(fā)展,因此,流行和廣泛使用的梯形圖。  總 結(jié) 在本次畢業(yè)設(shè)計過程中，我初步掌握了如何運用軟件進(jìn)行實際中的設(shè)計，同時也將大學(xué)四年來學(xué)的知識做了歸納性的總結(jié)。 在整個畢業(yè)設(shè)計過程中，我通過網(wǎng)上及圖書館資料的查閱，實際案例的參考，確定了簡易自動門的整體結(jié)構(gòu)。在

44、CAD中完成了機(jī)械結(jié)構(gòu)圖。同時也完成了相關(guān)外文文獻(xiàn)的翻譯工作和開題報告的編寫。 通過對簡易自動門的工作原理進(jìn)行熟悉和了解，并在此基礎(chǔ)上綜合借鑒現(xiàn)有的自動門進(jìn)行參照，對其機(jī)械部分與控制部分進(jìn)行設(shè)計，得出了一套自己比較滿意的設(shè)計方案。方案的確定僅僅是設(shè)計的開始。接下來的工作就是對方案各部分優(yōu)化選用了，為了能使自己所設(shè)計的能滿足設(shè)計的要求，對每個關(guān)鍵部分都是認(rèn)真分析計算，力求最好。每當(dāng)自己遇到一些關(guān)鍵上的技術(shù)問題時，都是自己去查閱資料，上網(wǎng)看網(wǎng)絡(luò)視頻跟著學(xué)習(xí)并與指導(dǎo)老師進(jìn)行交流研討。 經(jīng)過兩個多月的長時間努力，我的畢業(yè)設(shè)計終于順利完成了。這是一次提高自己機(jī)械設(shè)計能力的設(shè)計過程。經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計，

45、我深深地體會到嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真、仔細(xì)、有耐心是一個機(jī)械工程設(shè)計人員必須具備的素質(zhì)。同時由于能力水平有限，研究的內(nèi)容還是很初步的，難免存在疏漏和不足之處，在進(jìn)一步的研究中，懇請各位老師、同學(xué)批評指正，本人將不勝感激并認(rèn)真完善與改進(jìn)。 致謝 致 謝 經(jīng)過幾個月認(rèn)真勤奮地去查詢資料、整理材料、寫作論文，今天終于順利的完成本次設(shè)計的最后的辭謝了，在即將要寫下這一段謝詞，就明確表示大學(xué)四年的畢業(yè)論文的結(jié)束，畢業(yè)答辯的開始。自己仔細(xì)想想求學(xué)期間的點點滴滴，歷歷在目，時光匆匆飛逝，猶如發(fā)生在昨天一般，在天津科技學(xué)院學(xué)習(xí)期間，努力與付出，隨著論文的完成，四年的學(xué)習(xí)生活在這個畢業(yè)的季節(jié)即將劃上一個句號，

46、而這簡單而充實的四年學(xué)習(xí)生活只是我生命中的一個逗號，然而我即將面對又一次征程的開始。四年的求學(xué)生涯在師長、親友的大力支持下，走得艱辛卻又滿懷感恩，在論文即將付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。 論文得以完成，首先要感謝老師，她寬以待人的高尚風(fēng)范、有責(zé)任心、樸實無華、平易近人的人格魅力對我的影響非常深遠(yuǎn)。在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從外出實習(xí)到查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，裝配草圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。 另外，要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的諄諄教導(dǎo)才是我有了良好的專業(yè)課知識，這也是我的論文完成的基礎(chǔ)。接下來我要感謝我的實習(xí)單位的同事們，

47、得益于同事們對我的幫助，讓我極大地促進(jìn)了我的工作進(jìn)度，授人以魚不如授人以漁，置身其間，耳濡目染，潛移默化，使我不僅接受了全新的思想觀念，樹立了宏偉的學(xué)術(shù)目標(biāo)，領(lǐng)會了基本的思考方式。 總之，此次論文的寫作過程，我收獲了很多，即為大學(xué)學(xué)習(xí)畫上了一個完美的句號，也為人生之路做好了一個特別的鋪墊。 再次感謝寧波工程大學(xué)的所有幫助過我，給我鼓勵的老師、同學(xué)和朋友，謝謝你們！ 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1] 章文浩．可編程控制器原理及實驗．第一版．國防工業(yè)出版社．2003.7．11 頁-12頁 [2] 胡學(xué)林．可編程控制器教程（基礎(chǔ)篇）．第一版．電子工業(yè)出版社

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